无极自动液压冷拔机

2010-11-02王和平

淮北职业技术学院学报 2010年5期

路斌,王和平

无极自动液压冷拔机

路斌,王和平

(淮北矿业集团,安徽淮北 235000)

液压冷拔机是冷拔加工的核心设备,传统的液压拔机造价高,体积和占地面积大,且所拔制工件长度受液压主油缸行程的制约。无极液压拔机利用较小行程、较小缸径的油缸,采用双缸步进式拉拔,可以拔制缸径较大而长度几乎不限的工件,实现低投资,低风险,高效率。

液压冷拔机;双缸作用;步进拉拔;长度无极

0 问题提出

冷拔加工以其生产效率高,表面质量好,机体强度高、无屑加工、材料利用率高等特点,为广大相关行业所推崇。但目前国内外常规冷拔机的主油缸必须是大口径、大行程油缸,为特种加工件,造价较高,整机结构庞大,总造价约200万元以上,技术相对封闭,给冷拔加工行业设下一道较高的门槛。特别是一般中小企业不便问津,限制了行业的发展。大量可以冷拔加工的产品,不得不采用有屑加工的老工艺,高耗低效。再者,传统的液压冷拔机受主油缸行程的制约,超长的管坯要截割,由于拔管工艺中真正用于拉拔的时间很短,而各种准备和辅助时间较长,这样生产效率就成倍降低,料头的增加,材料利用率也相应降低。为此,如何降低设备投入门槛,打破液压拔机主油缸长度的制约,降低冷拔加工成本,有利于冷拔无屑加工工艺的普及,是业内人士应该解决的问题。本文介绍一种造价低廉、拉拔长度几乎不受限的液压自动冷拔机的设计方案,供同行参考。

1 无极液压拔机的工作原理

冷拔加工本身的特点决定它允许工件在不出模的状态下非连续作业,因此可以将冷拔机设计成步进式拔机,以实现对较长工件的拔制。同样利用液压力做动力源,为了避免用大缸径油缸带来的设备成本负担,可以考虑用多缸作业,一般选两个液压缸同步工作,特别用活塞腔的推力做动力。这样,相同的拉拔力,缸径可以减小很多,而且方便实现步进作业。用杆腔做回程,空程回复速度快,有利于提高生产效率。

2 无极液压拔机的构造

无极液压拔机结构较简单,如图1所示,一般由液压缸、模座、横梁、机架、送料机构、牵引机构、芯杆及往复系统、泵站、操作台、模具等组成。将两个液压缸排在两侧,选择的两个液压缸直径和行程要尽量一致,最好做同步处理。液压缸一端固定在机架上,横梁固定在两个液压缸活柱端,中间是牵引机构,托料架等。大致结构和功能如下:

1)主液压缸用以驱动工件拔制的动力装置,它和一般液压缸制造工艺一致,也可以用普通液压缸改制,用液压油或乳化液等介质工作。

2)模座模座是整个拔机要求较高的部件,它用以固定外模、承受拉拔力。尺寸一般比传统的冷拔机模座小,外形即是一个矩形板,镗个台阶锥孔,可用铸件或结构件制作。

3)机身机身一般为结构件,主要用来连结固定模座和液压缸,其次是托料装置等机构。机身比传统的冷拔机短而且简单的多,几乎没有特殊要求,前部设有和牵引机构匹配的滑道。机身设有推装料系统,芯杆自动往复系统等。

4)横梁用来牵引拉杆以起到拉拔工件的目的。设有自动离合机构,合上时锁紧牵引杆,带动工件前进,活塞杆回程时,离合机构自动打开,横梁回程,而拉杆和工件不动。

图1 无极自动冷拔机结构示意图

5)牵引机构是用来夹紧和拖动工件的装置,它主要由夹头和拉杆组成,夹头一般是自动夹紧,建议设计成带自动锥心的全自动型夹具。它可以免除放置和取出防扁锥心的时间,减少了大量的辅助工时。拉杆要有定位机构等。

6)模具冷拔模具是影响拔制件尺寸质量的主要部分。和普通冷拔机的模具相似,分内模和外模。模具的形式按不同的要求进行设计。主要通过模具的外形、变形区角度、定径带尺寸、模具的材料、硬度、表面精度、减磨性、内外模的相对位置度要素的设计与控制等,来影响工件的尺寸和质量,以及所需拔制力的大小。

3 无极液压拔机的工作过程

外模固定在模座上,对管子工件,需要内模时,将内模固定在内拉杆一端,置于工件端部。拔制工件时,先将工件越过外模,用牵引机构的夹具固定,定位器夹紧,操作液压缸活塞杆伸出,通过固定在活塞杆端部的横梁带动牵引机构使工件前进,实现冷拔加工。当活塞杆全伸出后,定位器松开,再带动横梁返回,进行第下一次拉拔,直至工件全部拔出,一次工序完成。