液压垫多缸液压系统的设计分析

2012-08-16李响

锻压装备与制造技术 2012年6期

李响

（徐州压力机械有限公司，江苏徐州221004）

1 前言

近年来，随着我国汽车工业的飞速发展，新的车型不断出现，对汽车覆盖件尺寸精度、形状精度、表面质量的要求越来越高。在汽车覆盖件的拉深成形工艺中，反拉深工艺被广泛采用，即利用液压机的液压垫进行压边。为了在覆盖件拉深成形时受力均匀，液压垫多采用三缸或五缸结构设计，因此对液压机的液压垫多缸液压系统设计提出了更高的要求。

2 对液压垫液压系统的要求

由于拉深工艺是汽车覆盖件加工的第一道工序，其生产效率高低以及能否满足覆盖件成形工艺要求至关重要，因此对液压垫的多缸液压系统设计提出如下要求：①具有多缸快速顶出功能，以便提高整台设备的生产效率；②液压垫力在拉深过程中可调，以适应复杂覆盖件的成形工艺要求；③拉深工艺完成后，液压垫力要泄掉，以防止覆盖件反弹，影响工件质量；④要方便对液压系统的故障进行检查。

根据以上几点要求，经过多个方案的分析比较，最终确定液压垫的多缸液压系统原理图如图1所示。

3 液压垫多缸液压系统设计分析及特点

3.1 动力源

动力源的选择是为了实现液压垫多缸的快速顶出功能。有以下三种方式可以实现：①采用主缸的动力源向液压垫缸供油；②采用独立的动力源向液压垫缸供油；③采用独立的动力源向液压垫中间缸供油，侧缸采用充液阀供油。

虽然以上三种方式均可实现液压垫的快速顶出，但π细分析发现，若采用主缸的动力源供油，则必须等到滑块回到上死点之后才行，这样就增加了设备的等待时间，提高不了生产效率；若采用独立动力源向液压垫所有缸供油，则整机装机功率增大，增加能源消耗，不利于节能；而采用独立动力源仅向液压垫的中间缸供油，侧缸采用充液阀吸油，只需增加一台小泵即可实现，在滑块回程的同时，液压垫顶出进行下一个动作循环，也就提高了设备的生产效率。

综合以上分析，本液压系统采用供油方式③。

图1 液压垫多缸液压系统原理图

3.2 多缸的压力平衡

在液压垫进行快速顶出时，由于液压垫的中间缸是供的压力油，而侧缸是用充液阀供油，并没有压力。这样在进行拉深时，一旦单向阀8打开，液压垫中间缸和侧缸的油汇在一起，必然会有一个压力平衡问题，使液压垫下掉一段距离（即所谓的“点头”现象），影响到拉深工艺的使用。为了消除此“点头”现象，本液压系统设计时在液压垫的中间缸处增了一个液控单向阀9，用于控制压力油从中间缸向侧缸的转换。其具体工作过程如下：泵1打出的压力油通过液控单向阀4、9进入液压垫的中间缸，液压垫快速上升，其侧缸通过充液阀补油，在接近液压垫行程控制上限约10mm处，液控单向阀9关闭，泵1打出的压力油继续向侧缸供油，当其压力上升到能打开液控单向阀9时，泵同时向所有的液压垫缸提供压力油直至液压垫的上限，这样就保证了在用液压垫进行拉深时，液压垫所有缸的压力是一样的，不会产生“点头”现象。