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专利号: 201810188566X
申请人: 合肥海诺恒信息科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本上无切削的金属机械加工;金属冲压
更新日期:2024-05-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高压成形方法,其在于,程序参数通过PLC处理,分别控制各系统与部件动作;电信号输入电液伺服阀,通过控制伺服阀的流量来控制增压缸的进给;低压充液系统补充的液体成形介质经过增压缸加压流入脉动液压产生装置;脉动液压产生装置中的活塞杆锁紧不动,高压成形介质最终流入管材;增压缸出口端插装压力变送器检测压力,并将压力转换为电信号反馈输入PLC中,通过PLC中的PID控制器形成压力的半闭环控制;

内压力加载曲线函数为:

P1(t)=P0(t)+ΔP sin(2πωt)

式中,ΔP为脉动波振幅,取5MPa;ω为脉动频率,本实施例中取1Hz;

加工前,在触摸屏中输入成形工艺程序如下表所示:

上表中,时间点为内压力线性加载的起始点或转折点;压力为该时刻的胀形压力;振幅h为对应时刻脉动缸活塞杆往返运动的振幅,频率ω为活塞杆往复运动频率;

因系统只反馈控制常规线性加载的压力,脉动压力部分开环控制,输入程序为脉动缸活塞杆振幅h,而非脉动压力振幅ΔP;已知成形介质流体力学属性,脉动缸、高压水管、管材尺寸,计算出振幅ΔP对应的活塞杆振幅h;

在压力脉动振幅ΔP不变、压力控制精度要求不高的情况下,设定恒定的振幅h值;若成形后发现压力振幅ΔP衰减幅度超出要求的压力控制精度,则通过对比触摸屏上记录的实时压力值,对脉动缸活塞杆振幅h进行补偿,各时段起始点设定不同的振幅,系统根据起始时刻的h值,按照线性插值法自动确定每一个脉动周期的活塞杆振幅;

手动测定脉动缸活塞杆振幅的方法是:在触摸屏中设定设备为手动运行状态;按下相应按钮开关手动控制主缸合模、冲头快速定位;在触摸屏上手动控制增压缸点动增压,在保证管材不发生破裂失效情况下,将理论计算得出的h值为基准输入触摸屏,然后手动控制脉动液压产生装置运行,压力变送器实时采集单向阀出口压力并显示在触摸屏上,观察实际压力脉动值并与理论值对比,多次反馈修正,最终确定h的合理值;

在半自动成形过程中,脉动液压产生装置处于运行状态,初始时刻脉动缸活塞杆处于平衡点,高压液体从增压缸进入后变为正弦脉动压力;正弦脉动压力产生的机理是:PLC输出控制电信号,经过伺服驱动器放大后驱动伺服电机转动,其转动角速度为正弦规律变化,最大值根据脉动频率ω和活塞杆振幅h由系统自动计算获得;伺服电机驱动滚珠丝杆螺母副将旋转运动转化为直线运动,螺母驱动活塞杆作上下往复正弦运动,使无杆腔压力脉动变化;进液口高压单向阀和出液口高压单向阀防止高压液体在脉动时反向流动,减小干扰;

截止阀在脉动加载成形时开启,在非脉动加载成形时关闭,提高压力变送器的使用寿命。

2.一种权利要求1所述的高压成形方法,其在于,在成形机上进行应用,所述的成形机包括:上横梁、导柱、快速缸、主缸、活动横梁、上模、轴向进给缸和与之数量一致的冲头、工作台、机架、下模、下缸、电气控制柜、PLC、伺服驱动器、按钮开关、控制面板、触摸屏、系统油管、增压缸、高压水管和压力变送器;其特征在于:还包括:脉动液压产生装置:所述脉动液压产生装置包括:伺服电机、丝杠、滚珠、螺母、沉头螺钉、连接法兰、脉动缸活塞杆、脉动缸缸体、进液口高压单向阀、压力变送器、截止阀和出液口高压单向阀,伺服电机与丝杠固定连接;丝杠、多颗滚珠、螺母共同构成滚珠丝杠传动副;

螺母底座圆周均匀分布多个通孔,连接法兰圆周对应位置也分布相同数量的通孔,通过对应数量的沉头螺钉将二者连接;脉动缸活塞杆上端部与连接法兰固定连接,下端与缸体形成可变容腔;缸体两侧分别连接高压单向阀,控制高压液体单向流动;脉动液压缸出液口处通过截止阀与压力变送器连接;

主机液压系统:所述主机液压系统包括:主机油箱、主电机、远程调压阀、恒压变量泵、系统溢流阀、至少一个蓄能器、电液伺服阀、二位四通电磁换向阀和压力表,主机油箱装有液压油,主电机通过联轴器与恒压变量泵连接;恒压变量泵的进油口与油箱连接,出油口至系统四通接头一个接口;四通接头另外三个接口分别于蓄能器、电液伺服阀的进油口P、主机其他油路连接;电液伺服阀的A、B油口分别对应与电磁换向阀的P、T油口连接;电磁换向阀的A、B油口分别对应与增压缸的中部油口、端部油口连接;

低压充液系统:所述低压充液系统包括:高压单向阀、溢流阀、充液电机、充液泵、过滤器和水箱,水箱中装有成形液体介质;低压大流量充液泵进液口安装过滤器,出液口向增压缸快速充液;溢流阀作充液系统安全阀,高压单向阀防止增压缸中的高压液体反向流入低压充液泵。