YJ71 卧式伺服合模液压机关键技术研究

胡明杰，刘飞，唐正，姜亚梅

（扬州迈拓机械科技有限公司，江苏 扬州 225127）

1 前言

聚双环戊二烯（PDCPD）为双环戊二烯（DCPD）之均聚物或共聚物，是一种交联三维网状结构的新型工程塑料。PDCPD 具有非常优秀的物理性能指标，特别是弯曲模量和高抗冲表现优异。与普通塑料相比，PDCPD 的物理性能远优于普通塑料。PDCPD 不但易加工还可以制造造型复杂的结构件，并具有良好的刚性和强度。因此，PDCPD 广泛应用于汽车、白色家电、工程建筑、医疗、电气等领域。

近几年随着环保要求的不断提高，国内外对玻璃钢制品的使用进行了严格的限制，而PDCPD 是一种绿色环保材料，废弃制品易处理，不会产生白色垃圾，属于“环境友好材料”。国家环保政策的规范、公民环保意识的加强和市场认知度的提高为PDCPD制品产业的高速发展提供了契机，同时也为PDCPD合模液压机提供了广阔的市场。

2 YJ71 卧式伺服合模液压机特点

YJ71 卧式伺服合模液压机主要用于PDCPD 材料的注射成型工艺。YJ71 卧式伺服合模液压机在传统卧式合模液压机基础上，采用了若干新技术、新工艺。新型分体移动式龙门机身结构和复合导向结构具有结构紧凑、合模精度高和运行平稳等特点；并且PDCPD 制品件具有外观光洁度高、壁厚均匀、无飞边毛刺、废品率低等优点。同时，YJ71 卧式伺服合模液压机设有双活动横梁，双活动横梁可在一定范围内单独或同时自由移动，较传统卧式合模液压机机身结构，具有空间大（模具空间、人工操作空间和起吊安装维修空间）、控制方便灵活等优点。

3 关键技术

3.1 滑动工作台复合导向结构

图2 滑动工作台复合导向结构局部放大图

滑动工作台复合导向结构如图1、2 所示，主要由滑动工作台、重载直线导轨、径向调节装置及基座等组成。重载直线导轨通过U 形槽安装在基座上，滑动工作台与重载直线导轨滑块相连接。滑动工作台的底部装有和油缸耳环轴连接的固定支架，通过固定支架滑动工作台在油缸的驱动下沿重载直线导轨进行往复运动。径向调节装置也安装在滑动工作台的底部，与重载直线导轨及油缸位置相对应。通过调节径向调节装置调节导轨斜面与基座导轨斜面的配合间隙，就可以对滑动工作台往复直线运动进行精确导向。

图1 滑动工作台复合导向结构图

由于重载直线导轨承载着滑动工作台的重量，所以径向调节装置只对滑动工作台进行运动导向，不承受滑动工作台的重量。因此，滑动工作台复合导向结构具有导向精度高、运行平稳和使用寿命长等优点。同时，由于滑动工作台可以自由移动，所以为实现分体移动式龙门机身结构提供了可能。

3.2 分体移动式龙门机身结构

传统卧式合模液压机机身的横梁和工作台通过立柱组成一个封闭的框架结构，活动横梁在油缸的驱动下沿立柱在机身内部做水平往复运动。针对PDCPD 成形工艺而言，传统机身结构有一个非常致命的缺陷——由于立柱的阻挡，进行吊装模具和拿取工件等作业时，操作困难、危险性大。

分体移动式龙门机身结构如图3、4 所示，主要由横梁、滑动工作台和分体式立柱装置等组成。横梁固定在基座的一端，滑动工作台通过复合导向装置在基座上沿重载直线导轨做往复直线运动。分体式立柱装置主要由定位杆、定位套和锁合装置等组成。当PDCPD 成形工艺需要合模时，滑动工作台在油缸的驱动下退回，当到达减速位后，滑动工作台开始减速，固定在滑动工作台上的定位杆与固定在横梁上的定位套开始对接，定位杆和定位套通过环形面进行滑动配合，当到达锁合位置时，滑动工作台停止。此时安装在定位套上的锁合装置油缸动作，在油缸的驱动下，定位轴依次穿过定位套和定位杆的定位孔完成滑动配合动作，此时定位套和定位杆通过环形面配合形成一个有机整体，即横梁、滑动工作台通过分体式立柱装置组成一个封闭的框架结构。

图3 分体移动式龙门机身结构图

图4 分体式立柱装置结构图

分体移动式龙门机身结构解决了模具吊装困难和拿取工件不便的难题，拓宽了卧式合模液压机的应用范围，具有结构紧凑、空间大（模具空间、人工操作空间和起吊安装维修空间）、控制方便灵活等优点。

3.3 活动横梁复合导向结构

传统卧式合模液压机采用四柱式导向结构，活动横梁导向套在立柱上滑动过程中，除承担导向功能外，还承受活动横梁的自身重量。因此，导向套长期使用，导致单边磨损加剧。由于导向面磨损后不能调整和补偿，所以活动横梁的导向精度越来越低，从而直接影响产品质量和模具使用寿命。

活动横梁复合导向结构如图5 所示，活动横梁通过导向杆和重载直线导轨在基座上往复运动。油缸通过法兰安装在横梁上，油缸活塞杆端部通过法兰与活动横梁连接。导向杆通过定位孔与活动横梁刚性固定在一起，横梁上对应位置设有导向套，并与导向杆配合，对活动横梁运动进行导向。活动横梁底部安装有重载直线导轨，其位置与滑动工作台相对应。

图5 活动横梁复合导向结构图

活动横梁复合导向结构的重载直线导轨承载着活动横梁的重量，导向杆只对活动横梁进行运动导向。由于重载直线导轨平衡了活动横梁的重量，所以克服了现有四柱导向机构自身缺陷所造成的活动横梁运动精度低的问题。活动横梁复合导向结构消除因活动横梁自重引起的导向套单边磨损，大幅提高了活动横梁的导向精度和导向套的使用寿命。

3.4 液压伺服控制技术

为保证分体机身锁合精度和合模精度，YJ71 卧式伺服合模液压机采用液压伺服控制系统。PLC 根据压力和位置反馈信号，通过PID 闭环控制技术实时对液压机工作压力和活动横梁、滑动工作台位置（速度）进行精确控制。

由于采用了液压伺服控制技术，滑动工作台和活动横梁可分别实现在不同的时间段获得不同的速度和加速度。当分体机身需要锁合时，在滑动工作台退回到位前设减速位，滑动工作台到达减速位后迅速线性减速，当定位杆和定位套完全定位配合到位时停止，然后锁合装置完成锁合动作。由于取消了传统液压回路的节流调速，因此，大幅提高了分体机身锁合的准确性、稳定性和可靠性。

4 结束语

劳动力成本的上升，以及对生产率不断提高的需求，都在客观上促进了PDCPD 制品的自动化生产的发展。研发具有自动翻转功能的新一代合模液压机成为当务之急。新一代合模液压机将重点解决分体机身定位装置、锁合装置磨损大和自动化程度低等问题。