專利名稱：用于粉末精密成型液壓機的比例控制液壓系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于粉末精密成型液壓機液壓控制系統，尤其涉及一種粉末精密成型液壓機的比例控制液壓系統。
背景技術：
粉末精密成型是一門新興制造技術，由于其具有節能、省材、高效、環保、少切屑或無切屑等諸多優點，采用該方法加工的各種精密零部件被廣泛應用在汽車、電器、航空等領域。目前粉末精密成型主要設備為液壓機，國內粉末精密成型液壓機(董建東，熊曉紅，黃樹槐.粉未冶金壓機的應用與進展.粉未冶金工業，1998，Vol.8(2)，pp29-31)主要存在以下幾個方面的問題1、速度控制方式落后普遍采用多級節流閥進行速度調節，液壓元件數量多，調節精度差，調節難度大；2、壓力控制方式落后普遍采用換向閥切換多個手動溢流閥進行壓制工藝過程壓力調節，液壓元件數量多，切換時壓力沖擊大，調節精度差，調節難度大；3、上模缸卸壓一般采用普通低壓溢流閥泄壓，沖擊大，產品容易出現橫向或縱向裂紋，成品率低。
4、下模缸和芯模缸一般采用分離結構，難以實現下模和芯模獨立靈活控制，設備結構尺寸大(周照耀，黃春曼，何暉，邵明.集成油缸驅動的多層模板粉末壓制成形模架.華南理工大學學報(自然科學版)，2006.Vol.34(2)，pp8-11)。
發明內容
本發明的目的是提供一種壓制速度快、壓力控制精度高、調節方便，下模和芯模能獨立靈活操作的粉末精密成型液壓機的比例控制液壓系統。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案是齒輪泵和柱塞泵的吸油口通過過濾器與油箱相通，齒輪泵和柱塞泵的壓油口通過高壓管道分別與三個比例方向閥和電磁換向閥的P口相通，在高壓管道和回油管道中間聯接有比例溢流閥，回油管道末端通過冷卻器與油箱相通。
第一個比例方向閥的控制口A與上模缸的無桿腔相通，在該比例方向閥與上模缸的無桿腔相通的管道上分別并聯有壓力繼電器和一個比例溢流閥，上模缸的有桿腔與該比例方向閥的控制口B相通，該比例方向閥的T口通過一個比例溢流閥與回油管道相通。
第二個比例方向閥的控制口A通過管道與下模缸的有桿腔相通，下模缸的無桿腔通過管道與該比例方向閥的控制口B相通，該比例方向閥的T口與回油管相通。
第三個比例方向閥的控制口A通過管道與芯模缸的有桿腔相通，芯模缸的無桿腔通過管道與該比例方向閥的控制口B相通，該比例方向閥的T口與回油管相通。
其中下模缸的活塞桿為中心通孔，芯模缸的活塞桿從下模缸的活塞桿的中心通孔里伸出；下模缸的下端蓋與芯模缸的上端蓋固定聯接；活塞桿下端的內孔處設有密封圈，下模缸的下端蓋的內孔處設有密封圈。
上模缸、下模缸、芯模缸與對應的三個比例方向閥相通的管道上分別并聯有三個溢流閥和三個壓力表。
齒輪泵和柱塞泵與電機同軸聯接，齒輪泵的壓油口分別聯接有單向閥和溢流閥，單向閥的出口與高壓管道相通，溢流閥的出口與回油管道相通。
上模缸的無桿腔與充液閥相通，充液閥的液控口通過管道與電磁換向閥的控制口B相通，電磁換向閥的T口與回油管道相通。
下模缸、芯模缸與對應的兩個比例方向閥相通的管道上分別并聯單向閥、壓力表。
由于采用上述技術方案，本發明具有控制精度高、不同工序間速度和壓力切換平穩、安全性好、結構緊湊的優點，具體表現在1、采用比例方向閥對上模缸、下模缸和芯模缸進行方向和速度控制，控制精度高、運動平穩、調節方便；2、采用比例溢流閥對系統壓力和上模缸回油及泄壓壓力進行控制，控制精度高、壓力沖擊小、成品率高、調節方便；3、下模缸和芯模缸被上模缸意外壓住后會自由滑行，不會形成超壓破壞，可靠性高；4、下模缸和芯模缸采用一種特殊的串聯結構，能實現下模和芯模獨立靈活操作，結構緊湊。
圖1是本發明的一種結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
對本發明作進一步描述。
一種用于粉末精密成型液壓機的比例控制液壓系統，如圖1所述齒輪泵14和柱塞泵18的吸油口通過過濾器16與油箱17相通，齒輪泵14和柱塞泵18的壓油口通過高壓管道分別與比例方向閥6、9、19和電磁換向閥5的P口相通，在高壓管道和回油管道中間聯接有比例溢流閥7，回油管道末端通過冷卻器15與油箱17相通。
比例方向閥6的控制口A與上模缸35的無桿腔相通，在比例方向閥6與上模缸35的無桿腔相通的管道上分別并聯有壓力繼電器3和比例溢流閥4，上模缸35的有桿腔與比例方向閥6的控制口B相通，比例方向閥6的T口通過比例溢流閥8與回油管道相通。
比例方向閥9的控制口A通過管道與下模缸32的有桿腔相通、下模缸32的無桿腔通過管道與比例方向閥9的控制口B相通，比例方向閥9的T口與回油管相通。
比例方向閥19的控制口A通過管道與芯模缸23的有桿腔相通，芯模缸23的無桿腔通過管道與比例方向閥19的控制口B相通，比例方向閥19的T口與回油管相通。
本系統中下模缸32的活塞桿30為中心通孔，芯模缸23的活塞桿24從下模缸32的活塞桿30的中心通孔里伸出。下模缸32的下端蓋29與芯模缸23的上端蓋28固定聯接，活塞桿30下端的內孔處設有密封圈31，下模缸32的下端蓋29的內孔處設有密封圈27。
上模缸35、下模缸32、芯模缸23與對應的比例方向閥6、9、19相通的管道上分別并聯有溢流閥38、25、21和壓力表39、37、22。
齒輪泵14和柱塞泵18與電機13同軸聯接，齒輪泵14的出油口分別聯接有單向閥11和溢流閥12，單向閥11的出油口與高壓管道相通，溢流閥12的出口與回油管道相通。
上模缸35的無桿腔與充液閥1相通，充液閥1的液控口通過管道與電磁換向閥5的控制口B相通，電磁換向閥5的T口與回油管道相通。
下模缸32、芯模缸23與對應的比例方向閥9、19相通的管道上分別并聯單向閥36、20和壓力表34、26。上模缸35與比例方向閥6相通的管道上還并聯有壓力表2。
在本實施例中，電機13帶動齒輪泵14和柱塞泵18轉動，齒輪泵14和柱塞泵18通過過濾器16從油箱17吸油，并輸出高壓油至三個比例方向閥6、9、19和電磁換向閥5的P口，系統工作壓力由比例溢流閥7進行控制；當系統工作壓力高于溢流閥12調定值時，溢流閥12卸荷，單向閥11反向截止，齒輪泵14輸出液壓油經溢流閥12和冷卻器15回油箱17，實現高壓卸荷。
上模缸35控制比例方向閥6控制上模缸35的運動方向和速度；上模缸35快進時，比例閥6的上電磁鐵通最大電流，同時電磁換向閥5電磁鐵通電，充液閥1打開，比例溢流閥8調定壓力為0；上模缸35慢進時，比例方向閥6上電磁鐵通最大電流，比例溢流閥4調定壓力為系統最高工作壓力，比例溢流閥8調定壓力為3MPa，作背壓閥平衡下模缸35的活塞及上模架的重力。上模缸35工進時，比例方向閥6上電磁鐵根據工藝要求通入電流，比例溢流閥4調定壓力為系統最高工作壓力。比例溢流閥8調定壓力為3MPa，進行產品成型壓制。壓制壓力由壓力繼電器3進行監測，當達到工藝要求的壓制壓力時壓力繼電器3發出訊號，比例方向閥6斷電，進入保壓階段。保壓延時過后，比例溢流閥4調定壓力從系統最高工作壓力線性降低到0，壓制過程結束，進入脫下模階段。脫下模完畢后，比例方向閥6的下電磁電通最大電流，上模缸35快速回程。
下模缸32控制比例方向閥9控制下模缸32的運動方向和速度；比例方向閥9的電磁鐵根據工藝要求通入電流，控制下模缸32完成快進、慢進、停止、裝料、壓制、脫模、快退工藝。若因模具偏差過大，上模缸35壓住下模缸32，推力導致下模缸32無桿腔壓力超過溢流閥25調定壓力，溢流閥25閥口將打開溢流，下模缸32活塞桿30則下滑；同時單向閥37吸油，避免下模缸32有桿腔形成低壓區，對下模缸32進行超壓保護。
芯模缸23控制比例方向閥19控制下模缸23的運動方向和速度；比例方向閥19電磁鐵根據工藝要求通入電流，控制芯模缸23完成快進、慢進、停止，裝料、壓制、脫模、快退工藝。若因模具偏差過大，上模缸35壓住芯模缸23，推力導致芯模缸23無桿腔壓力超過溢流閥21調定壓力，溢流閥21閥口將打開溢流，芯模缸23活塞桿24則下滑；同時單向閥20吸油，避免芯模缸23有桿腔形成低壓區，對芯模缸23進行超壓保護。
下模缸32和芯模缸23為特殊的串聯結構下模缸32的活塞桿30設有中心通孔，芯模缸23的活塞桿24從下模缸32的活塞桿30的中心通孔里伸出，操作芯模；下模缸32的下端蓋29與芯模缸23的上端蓋28連接；兩道密封27、31將下模缸32的無桿腔與芯模缸23的有桿腔分隔開，防塵圈33阻止灰塵進入。
因此，本實施例具有壓制速度快、壓力控制精度高、調節方便，下模和芯模能獨立靈活操作的特點。
權利要求
1.一種用于粉末精密成型液壓機的比例控制液壓系統，其特征在于齒輪泵[14]和柱塞泵[18]的吸油口通過過濾器[16]與油箱[17]相通，齒輪泵[14]和柱塞泵[18]的壓油口通過高壓管道分別與比例方向閥[6]、[9]、[19]和電磁換向閥[5]的P口相通，在高壓管道和回油管道中間聯接有比例溢流閥[7]，回油管道末端通過冷卻器[15]與油箱[17]相通；比例方向閥[6]的控制口A與上模缸[35]的無桿腔相通，在比例方向閥[6]與上模缸[35]的無桿腔相通的管道上分別并聯有壓力繼電器[3]和比例溢流閥[4]，上模缸[35]的有桿腔與比例方向閥[6]的控制口B相通，比例方向閥[6]的T口通過比例溢流閥[8]與回油管道相通；比例方向閥[9]的控制口A通過管道與下模缸[32]的有桿腔相通，下模缸[32]的無桿腔通過管道與比例方向閥[9]的控制口B相通，比例方向閥[9]的T口與回油管相通；比例方向閥[19]的控制口A通過管道與芯模缸[23]的有桿腔相通，芯模缸[23]的無桿腔通過管道與比例方向閥[19]的控制口B相通，比例方向閥[19]的T口與回油管相通。
2.根據權利要求1所述的用于粉末精密成型液壓機的比例控制液壓系統，其特征在于所述的下模缸[32]的活塞桿[30]為中心通孔，芯模缸[23]的活塞桿[24]從下模缸[32]活塞桿[30]的中心通孔里伸出；下模缸[32]的下端蓋[29]與芯模缸[23]的上端蓋[28]固定聯接，活塞桿[30]下端的內孔處設有密封圈[31]，下模缸[32]的下端蓋[29]的內孔處設有密封圈[27]。
3.根據權利要求1所述的用于粉末精密成型液壓機的比例控制液壓系統，其特征在于所述的上模缸[35]、下模缸[32]、芯模缸[23]與對應的比例方向閥[6]、[9]、[19]相通的管道上分別并聯有溢流閥[38]、[25]、[21]和壓力表[39]、[37]、[22]。
4.根據權利要求1所述的用于粉末精密成型液壓機的比例控制液壓系統，其特征在于所述的齒輪泵[14]和柱塞泵[18]與電機[13]同軸聯接，齒輪泵[14]的壓油口分別聯接單向閥[11]和溢流閥[12]，單向閥[11]的出口與高壓管道相通，溢流閥[12]的出口與回油管道相通。
5.根據權利要求1所述的用于粉末精密成型液壓機的比例控制液壓系統，其特征在于所述的上模缸[35]的無桿腔與充液閥[1]相通，充液閥[1]的液控口通過管道與電磁換向閥[5]的控制口B相通，電磁換向閥[5]的T口與回油管道相通。
6.根據權利要求1所述的用于粉末精密成型液壓機的比例控制液壓系統，其特征在于所述的下模缸[32]、芯模缸[23]與對應的比例方向閥[9]、[19]相通的管道上分別并聯單向閥[36]、[20]和壓力表[34]、[26]。
全文摘要
本發明涉及一種粉末精密成型液壓機的比例控制液壓系統。其方案是通過比例方向閥[6]、[9]、[19]分別控制上模缸[35]、下模缸[32]、芯模缸[23]的運動方向和速度。通過比例溢流閥[7]調節系統工作壓力，比例溢流閥[8]作為平衡閥對上模缸[35]下降過程中背壓進行控制，比例溢流閥[4]控制上模缸[35]無桿腔泄壓；單向閥[36]和溢流閥[25]對下模缸[32]進行超壓保護；單向閥[20]和溢流閥[21]對芯模缸[23]進行超壓保護。下模缸[32]和芯模缸[23]是串聯結構，下模缸[32]的活塞桿[30]為中心通孔空，芯模缸[23]的活塞桿[24]能從下模缸[32]的活塞桿[30]的中心通孔伸出。本系統具有壓制速度快、壓力控制精度高、調節方便，下模和芯模能獨立靈活操作的特點。
文檔編號B22F3/04GK1974200SQ200610125540
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月21日 優先權日2006年12月21日
發明者陳新元, 陳奎生, 曾良才, 傅連東, 張安龍, 曹銘, 張小明, 盧云丹 申請人:武漢科技大學