一種多功能自動化內高壓成形機的制作方法
【專利摘要】本發明多功能自動化內高壓成形機，包括上橫梁、活動橫梁、工作臺、機架、電纜、控制面板、至少2組軸向調整與進給組合機構和與之數量一致的多個沖頭、高壓源、高壓水管、主合模缸、上退料缸、2個快速缸、4個導柱、主上模、副上模、下模、至少1組下退料背壓組合機構和與之數量一致的頂桿。本發明涉及的內高壓成形機設置兩個四個自由度軸向進給機構，并設置上退料缸，至少一個下退料缸，可成形彎曲軸線構件，具有兩側多支管的構件，大幅提高了設備的工藝適用范圍。快速精確控制沖頭在工作臺上的前后、上下位置與工作臺平面內的擺角，避免人工調整，提高了成形精度，便于設備自動化生產，提高了運行速度，節省了能源，提高設備工作效率。
【專利說明】
一種多功能自動化內高壓成形機
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種內高壓成形機，特別是一種多功能自動化內高壓成形機。
【背景技術】
[0002]管材內高壓成形技術是用于生產復雜截面薄壁構件的一種先進的、特殊的、精密(半精密)的近凈成形技術，具有成本低、工序少、質量輕、剛度高等特點，是一種實現零部件結構整體化和輕量化的先進等材制造技術，被廣泛應用于航空、汽車、家電等工業領域。如航空發動機多通油管，汽車的排氣管件、副車架和底盤等，中央空調的供暖多支銅管等零部件，均以內高壓成形方法逐漸替代傳統成形方法。
[0003]該項技術的基本工藝流程為:首先通過彎管機把管材彎曲為所需的形狀(若成形直管則不需要本工序)，然后將管坯放在下模內，上模閉合鎖模;隨后內高壓成形機按照設定程序通過軸向進給缸驅動沖頭密封管坯的兩端，并使管坯內充滿液體;在加壓脹形的過程中，兩端的沖頭同時工進補料，在液壓力和軸向推力的聯合作用下，管坯貼緊模具內部型腔而成形為所需形狀的構件。
[0004]現有的內高壓成形機多為兩個(或三個)固定的軸向進給缸，僅能成形較為簡單的直線管件，但對于軸線為平面角度彎管，甚至空間角度彎管，或者帶有一個或多個支管的復雜管件，則難以成形。
[0005]并且，因現有內高壓成形設備軸向進給機構位置固定不可調，在成形前需要人工調整找正模具與沖頭的相對位置，對操作工人的技術要求較高，提高了勞動強度;手動調整時間較長，不便于實現自動化，生產效率低;定位精度不易保證。
[0006]中國專利CN103008431A公開了一種大操作空間的內高壓成形機，以解決現有的內高壓成形機不適用于成形軸線彎曲角度較大的管件以及操作空間小，只能用于單個管件的成形，生產效率較低，不便于實現機械化作業的問題。該發明使用雙立柱支撐和導向，克服了傳統四柱內高壓機由于操作空間小及立柱干涉問題，可以在工作臺上布置多套模具，可成形彎曲度大于30度的管件，可以單工序成形多個零件，但該發明雙立柱導向定位精度比四立柱低，并且僅有軸向進給機構，沒有上、下退料機構，不能成形帶有多通支管的整體式構件，也不便于成形后取出零件。該發明亦未詳細說明其軸向液壓進給機構是如何實現位置和角度調整以成形變軸線構件。中國專利CN104338818A公開了一種內高壓成形設備，通過在大的側向進給液壓缸中設置小的進給液壓缸，在大軸向進給達到400MPA壓力以后，通過驅動設置在大的側向進給缸內部的小軸向進給缸，使零件內密閉的容腔壓力進一步增大，從而成形所需壓力超過400Mpa的零件。但該發明中的側向進給液壓缸固定在壓力機上，位于內高壓模具的兩側型腔口處，不能自動調整姿態。若成形不同彎曲角度的零件，則需要人工調整所有側向進給缸的位置和擺動角度，并且需要專門的儀器和專業技術人員來校準位置和角度，大幅提高了生產準備時間，降低了生產效率。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是為解決現有的內高壓成形機功能單一，不適用于成形具有兩側多支管的構件，不便于成形軸線彎曲構件，以及軸向進給機構不可自動調整位置不便于實現自動化的問題，進而提出一種帶有上、下退料缸，軸向進給機構可自動調整位置的多功能自動化內高壓成形機。
[0008]本發明為解決上述問題采取的技術方案是:
本發明的一種多功能自動化內高壓成形機，包括:上橫梁、活動橫梁、工作臺、機架、電纜、控制面板、至少2組調整與進給組合機構和與之數量一致的多個沖頭、高壓源、高壓水管、主合模缸、上退料缸、快速缸、4個導柱、主上模、副上模、下模、至少I組下退料背壓組合機構和與之數量一致的頂桿；
導柱上端與上橫梁固定連接，下端與工作臺固定連接，導柱分別穿過與活動橫梁對應的通孔，使活動橫梁可在導柱導向下移動合模或開模;主上模固定連接在活動橫梁下端面中部;工作臺固定在機架上;主合模缸為大直徑柱塞缸;主合模缸和快速缸的缸體固定連接在上橫梁上，主合模缸的柱塞末端和快速缸的活塞桿末端均固定連接在活動橫梁上端面；上退料缸設置在主合模缸柱塞桿內，與柱塞同軸，上退料缸的活塞桿與副上模固定連接;高壓管一端與高壓源連接，另一端連接于與沖頭的充液孔處;軸向調整與進給組合機構設置與工作臺上，下退料背壓組合機構安裝在工作臺下端面機架內。
[0009]所述調整與進給組合機構包括:軸向進給缸、液壓擺動缸、擺動平臺、擺動角度傳感器、上下移動液壓缸、上下移動平臺、上下移動導軌、上下位移傳感器，前后移動液壓缸、前后移動導軌、前后移動位移傳感器。沖頭固定連接在軸向進給缸活塞桿端面，軸向進給缸固定在擺動平臺上表面，擺動平臺下表面固定連接在液壓擺動缸轉子上，并與之同軸，擺動角度傳感器安裝在液壓擺動缸上，檢測并反饋擺動平臺擺動角度，上下移動平臺上表面與擺動液壓缸固定連接，下表面與上下移動液壓缸活塞缸端面固定連接，側面與上下移動導軌相連;上下移動導軌安裝在L型前后移動平臺上側部，位移傳感器插裝在導軌上，檢測并反饋平臺的上下位置;L型前后移動平臺右下部下表面與前后移動導軌連接，導軌安裝在工作臺上，前后移動位移傳感器插裝在導軌上并檢測前后移動平臺的位置。
[0010]所述下退料背壓組合機構包括:下退料缸、下退料擺動缸、鉸鏈、下退料缸角度傳感器、下退料左右移動平臺、下退料左右移動導軌、下退料左右移動缸、下退料左右移動位移傳感器，工作臺中部開槽，頂桿穿過工作臺插入下模內，起到背壓或者打料作用;頂桿固定連接在下退料缸活塞桿上；下退料缸底部與下退料左右移動平臺通過鉸鏈連接，側部與下退料擺動缸鉸接;角度傳感器安裝在鉸鏈處檢測并反饋下退料缸的擺角；下退料擺動缸與下退料移動平臺鉸鏈連接，驅動下退料缸擺動一定角度并在工作中鎖緊位置;下退料移動平臺右端部與下退料左右移動缸連接，下表面與下退料左右移動導軌連接;位移傳感器安裝在導軌上檢測并反饋下退料缸左右的位置。
[0011]所述的內高壓成形機其軸向進給機構除具有軸向進給功能外，可以通過設定程序自動升降，前后移動，工作臺面內擺動，具有四個自由度，可快速調整姿態成形各類變軸線管件。
[0012]所述上退料缸，既可以在成形多支管構件中提供背壓，也可以二次合模成形，還可以在成形后退料，頂出成品。
[0013]所述下退料缸可以左右移動、鉛垂面內左右擺動一定角度，以調整位置和角度在成形支管時起到背壓作用，在成形完成后頂出起到退料作用。
[0014]所述調整與進給組合機構、下退料背壓組合機構運動部件均插裝位移傳感器或角度傳感器，提高了設備成形精度和自動化水平。
[0015]本發明的有益效果是:
I本發明涉及的內高壓成形機設置兩個(或更多)四自由度調整與進給組合機構，并設置上退料缸，至少一個下退料缸，可成形彎曲軸線構件，具有兩側多支管的構件，大幅提高了設備的工藝適用范圍。
[0016]2內高壓成形前，在控制面板中設定合理參數快精確控制軸向進給缸的位置與擺角，避免人工調整，提高了工作效率，提高了成形精度，便于設備自動化生產。
[0017]3設置柱塞缸與兩個快速缸組合，合模下行、開模上行時快速缸拉動活動橫梁快速回程，提高了運行速度，節省了能源，提高設備工作效率。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的主視結構不意圖；
圖2為本發明的合模機構內部結構示意圖；
圖3為本發明的調整與進給組合機構主視結構示意圖；
圖4為本發明的調整與進給組合機構俯視結構示意圖；
圖5為本發明的下退料背壓組合機構主視結構示意圖；
圖6為本發明成形直管時工藝原理俯視示意圖；
圖7為本發明成形彎管時工藝原理俯視示意圖；
圖8為本發明成形多支管時工藝原理主視示意圖。
[0019]圖中:1.上橫梁2.電纜3.控制面板4.活動橫梁5.調整與進給組合機構6.高壓水管7.工作臺8.高壓源9.主合模缸1.快速缸11.導柱12.主上模13.下模14.下退料背壓組合機構15.機架16.上退料缸17.副上模1.8軸向進給缸19.擺動角度傳感器20.液壓擺動缸21.上下移動平臺22.上下移動液壓缸23.前后移動平臺24.前后移動位移傳感器25.擺動平臺26.上下移動導軌27.上下位移傳感器28.前后移動道軌29.前后移動液壓缸30.頂桿31.下退料缸32.下退料擺動缸33.鉸鏈34.下退料缸角度傳感器35.下退料左右移動平臺36.下退料左右移動導軌37.下退料左右移動缸38.下退料左右移動位移傳感器39.沖頭40.沖液孔41.管材。
【具體實施方式】
[0020]以下所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，如調整與進給組合機構增多為3個或以上，下退料缸增多為2個或更多，快速缸增多為4個或更多，均應包含在本發明的保護范圍之內。
[0021]實施例1:
如圖1、圖3、圖6所示，本發明的一種多功能自動化內高壓成形機包括:上橫梁1、活動橫梁4、工作臺7、機架15、電纜2、控制面板3、至少2組調整與進給組合機構5和與之數量一致的多個沖頭39、高壓源8、高壓水管6、主合模缸9、2個快速缸10、4個導柱11、主上模12、副上模17、下模13、至少I組下退料背壓組合機構14和與之數量一致的頂桿30。
[0022]所述四個導柱11穿過活動橫梁4對應四個孔，上端與上橫梁固定連接、下端與工作臺7固定連接，活動橫梁4可在導柱11導向下移動合模或者開模。所述主上模12固定連接在活動橫梁4下端面中部;工作臺7固定在機架15上;所述主合模缸9為大直徑柱塞缸;主合模缸9、2個快速缸1的缸體固定連接在上橫梁I上，主合模缸9的柱塞桿、快速缸1的活塞桿末端固定連接在活動橫梁4上;上退料缸16設置在主合模缸9柱塞桿內，與柱塞同軸，快速缸1的活塞桿與副上模17固定連接;高壓水管6—端與高壓源8連接，另一端連接于與沖頭39的沖液孔40處。所述軸向調整與進給組合機構5設置與工作臺7上，所述下退料背壓組合機構14安裝在工作臺7下端面機架15內。
[0023]所述軸向調整與進給組合機構5包括:軸向進給缸18、液壓擺動缸19，擺動平臺25，擺動角度傳感器19、上下移動液壓缸22、上下移動平臺21、上下移動導軌26、上下位移傳感器27，前后移動液壓缸29、前后移動道軌28、前后移動位移傳感器24。所述沖頭39固定連接在軸向進給缸18活塞桿端面，所述軸向進給缸18固定在擺動平臺上25上表面，所述擺動平臺25下表面固定連接在液壓擺動缸19轉子上并與之同軸，所述擺動角度傳感器20安裝在液壓擺動缸19上，檢測并反饋擺動平臺25擺動角度。上下移動平臺21上表面與擺動液壓缸20固定連接，下表面與上下移動液壓缸22活塞缸端面固定連接，側面與上下移動導軌26相連；導軌26安裝在L型前后移動平臺23上側部，位移傳感器27插裝在導軌26上，檢測并反饋平臺21的位置;L型前后移動平臺23下部上表面與上下移動液壓缸22固定連接，下表面與前后移動導軌28連接，導軌28安裝在工作臺7上，前后移動位移傳感器24插裝在導軌上并檢測前后前后移動平臺的位置。
[0024]所述下退料背壓組合機構14包括:下退料缸31、下退料擺動缸32、鉸鏈33、下退料缸角度傳感器34、下退料左右移動平臺35、下退料左右移動導軌36、下退料左右移動缸37、下退料左右移動位移傳感器38。所述主工作臺7中部開槽，頂桿30可以穿過工作臺插入下模13內，起到背壓或者打料作用;所述頂桿30固定連接在下退料缸31活塞桿上;所述下退料缸31底部與下退料左右移動平臺35通過鉸鏈33連接，側部與下退料擺動缸32鉸接;所述角度傳感器34安裝在鉸鏈33處檢測并反饋下退料缸31的擺角;所述下退料擺動缸32與下退料移動平臺鉸鏈連接，驅動下退料缸31擺動一定角度并在工作中鎖緊位置;所述下退料移動平臺25右端部與下退料左右移動缸37連接，下表面與下退料左右移動導軌36連接;位移傳感器38安裝在導軌36上檢測并反饋下退料缸31的位置。
[0025]加工前，將下模13固定安裝在工作臺7中部位置，主上模12固定安裝在活動橫梁4下表面中部對應位置，將管材41放置在下模13中的合適位置;在控制面板3中輸入指令使液壓擺動缸20驅動擺動平臺25左右擺動回零，通過插裝在液壓擺動缸20中的擺動角度傳感器19檢測實際擺動角度并閉環反饋調節，使沖頭39擺角為零并消除初始誤差;在控制面板3中輸入指令使上下移動液壓缸22驅動上下移動平臺21調整，并通過上下移動導軌26導正，并通過安裝在上下移動導軌26上的27上下位移傳感器檢測實際位置并閉環反饋調節，使沖頭39的軸線(去掉度)與管材41的軸線等高;在控制面板3中輸入指令使前后移動液壓缸29驅動前后移動平臺23沿著前后移動道軌28移動，并通過安裝在導軌上的前后移動位移傳感器24檢測實際位移并閉環反饋調節，使左右沖頭39正對管材41端口。在保證不發生干涉的情況下，上述三個步驟可以同步完成。在后續的成形過程中，除軸向進給缸18軸向運動外，其他三個自由度都保持鎖定狀態，保證定位成形精度。
[0026]隨后通過控制面板3輸入內高壓成形加載曲線及其他工藝參數；
準備工作完成后，2個快速缸10快速下行，拉動主合模缸9和活動橫梁4快速下行到，至主上模12接近下模13時，轉為慢速合模;合模以后兩個軸向進給缸18同時開始快速軸向移動，至沖頭接近模具時轉為慢速工進;與此同時高壓源8開始工作，高壓液體通過高壓水管6進入沖頭39中的充液孔40，向管材41內噴射，以排盡管材41內的空氣;待左右沖頭39完全密封住管材41后，開始執行預設的加載曲線；內高壓成形完成后，左右沖頭39退回泄壓，主合模缸9先上行慢速開模，隨后快速缸上行拉動活動橫梁4快速復位;下退料缸31上行，頂出成形后的管材41，通過外設機械手自動取出成品。若重復生產此產品，則擺動平臺25、上下移動平臺21、前后移動平臺23保持位置不變;若轉產，則上述三個部件均復位。
[0027]實施例2:
如圖2、圖3，圖4，圖7所示，在本例中，在控制面板3中輸入指令使液壓擺動缸20驅動擺動平臺25擺動到一定角度，使左右沖頭39正對管材41左右端口，并且所成夾角與管材彎曲角度相同；后續成形動作與實施例1相同。
[0028]實施例3:
如圖2、圖3，圖5，圖8所示，在沖頭39調整到位后，在控制面板3中輸入指令使下退料左右移動缸37驅動下退料左右移動平臺35在導軌36導正下調整到合適位置，并通過位移傳感器38閉環反饋調節保證定位精度；隨后下退料擺動缸32動作，驅動下退料缸31擺動到合適角度，并通過角度傳感器38反饋調節，保證擺角精度并在成形過程中鎖緊;下退料缸31上行驅動頂桿30頂出到合適位置;主上模12合模后，上退料缸16下行驅動副上模17移動到合適位置;成形過程中，主上模12保持合模，左右軸向進給缸18工進;副上模17、下退料缸31緩慢上行防止支管在成形過程中出現起皺、破裂等失效現象。此過程液壓力、左右軸向進給缸18位移、副上模17位移、退料缸31位移4個參數按照預先在控制面板3中設定的綜合加載曲線實時匹配;成形完成后開模，頂桿30上行將成品管材41頂出，副上模17也上行復位。其他動作流程同實施例1。
【主權項】
1.一種多功能自動化內高壓成形機，其特征在于:包括:上橫梁、活動橫梁、工作臺、機架、電纜、控制面板、至少2組調整與進給組合機構和與之數量一致的多個沖頭、高壓源、高壓水管、主合模缸、上退料缸、快速缸、4個導柱、主上模、副上模、下模、至少I組下退料背壓組合機構和與之數量一致的頂桿； 導柱上端與上橫梁固定連接，下端與工作臺固定連接，導柱分別穿過與活動橫梁對應的通孔，使活動橫梁可在導柱導向下移動合模或開模;主上模固定連接在活動橫梁下端面中部;工作臺固定在機架上;主合模缸為大直徑柱塞缸;主合模缸和快速缸的缸體固定連接在上橫梁上，主合模缸的柱塞末端和快速缸的活塞桿末端均固定連接在活動橫梁上端面；上退料缸設置在主合模缸柱塞桿內，與柱塞同軸，上退料缸的活塞桿與副上模固定連接;高壓管一端與高壓源連接，另一端連接于與沖頭的充液孔處;軸向調整與進給組合機構設置與工作臺上，下退料背壓組合機構安裝在工作臺下端面機架內。2.根據權利要求1所述的多功能自動化內高壓成形機，其特征在于:所述調整與進給組合機構包括:軸向進給缸、液壓擺動缸、擺動平臺、擺動角度傳感器、上下移動液壓缸、上下移動平臺、上下移動導軌、上下位移傳感器，前后移動液壓缸、前后移動導軌、前后移動位移傳感器;沖頭固定連接在軸向進給缸活塞桿端面，軸向進給缸固定在擺動平臺上表面，擺動平臺下表面固定連接在液壓擺動缸轉子上，并與之同軸，擺動角度傳感器安裝在液壓擺動缸上，檢測并反饋擺動平臺擺動角度，上下移動平臺上表面與擺動液壓缸固定連接，下表面與上下移動液壓缸活塞缸端面固定連接，側面與上下移動導軌相連;上下移動導軌安裝在L型前后移動平臺上側部，位移傳感器插裝在導軌上，檢測并反饋平臺的上下位置;L型前后移動平臺右下部下表面與前后移動導軌連接，導軌安裝在工作臺上，前后移動位移傳感器插裝在導軌上并檢測前后移動平臺的位置。3.根據權利要求1所述的多功能自動化內高壓成形機，其特征在于:所述下退料背壓組合機構包括:下退料缸、下退料擺動缸、鉸鏈、下退料缸角度傳感器、下退料左右移動平臺、下退料左右移動導軌、下退料左右移動缸、下退料左右移動位移傳感器，工作臺中部開槽，頂桿穿過工作臺插入下模內，起到背壓或者打料作用;頂桿固定連接在下退料缸活塞桿上；下退料缸底部與下退料左右移動平臺通過鉸鏈連接，側部與下退料擺動缸鉸接；角度傳感器安裝在鉸鏈處檢測并反饋下退料缸的擺角；下退料擺動缸與下退料移動平臺鉸鏈連接，驅動下退料缸擺動一定角度并在工作中鎖緊位置;下退料移動平臺右端部與下退料左右移動缸連接，下表面與下退料左右移動導軌連接;位移傳感器安裝在導軌上檢測并反饋下退料缸左右的位置。4.根據權利要求1、2所述的多功能自動化內高壓成形機，其特征在于:所述內高壓成形裝備中的軸向進給機構除具有軸向進給功能外，可以通過設定程序自動升降、前后移動、工作臺面內擺動，具有四個自由度，可快速調整姿態成形多類變軸線管件。5.根據權利要求1所述的多功能自動化內高壓成形機，其特征在于:所述上退料缸在成形多支管構件中提供背壓，也可以二次合模成形，還可以在成形后退料，頂出成品。6.根據權利要求1、3所述的多功能自動化內高壓成形機，其特征在于:所述下退料缸可以左右移動、鉛垂面內左右擺動一定角度，以調整位置和角度在成形支管時起到背壓作用，在成形完成后頂出起到退料作用。7.根據權利要求1或2或3所述多功能自動化內高壓成形機，其特征在于:所述調整與進 給組合機構、下退料背壓組合機構運動部件均插裝位移傳感器或角度傳感器。
【文檔編號】B21D26/043GK105964755SQ201610346258
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月24日
【發明人】楊連發, 張明河, 李坤, 翟志方, 付永佩
【申請人】桂林電子科技大學