機液聯(lián)合式大行程高速沖床驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高速沖床驅(qū)動系統(tǒng)，尤其是涉及一種適用于重載大行程高速沖床的驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]沖床是現(xiàn)代制造業(yè)的先進基礎(chǔ)加工裝備，其原理是依靠機械系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)帶動沖錘往復(fù)運動實現(xiàn)沖壓。各種沖床中，以重載高速大行程沖床技術(shù)難度最大，生產(chǎn)最為困難。
[0003]純機械式?jīng)_床主要依靠電機作為動力源，通過曲柄連桿機構(gòu)帶動磨具運動實現(xiàn)沖壓。當(dāng)高速重載時，需要沖錘質(zhì)量很大，電機帶動其高速往復(fù)運動，負(fù)載巨大，容易造成運動副磨損失效。而純液壓式?jīng)_床則僅適用于小行程工況，當(dāng)行程較大，且沖壓頻率很高時，液壓系統(tǒng)瞬時流量過大，會造成液壓系統(tǒng)自身能耗過大。
[0004]因此，現(xiàn)有沖床技術(shù)很難同時滿足重載、高速、大行程三個條件，嚴(yán)重限制了高速沖床的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種可用于重載大行程高速沖床的驅(qū)動系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明由機械驅(qū)動系統(tǒng)和液壓驅(qū)動系統(tǒng)共同組成。所述機械驅(qū)動系統(tǒng)包括驅(qū)動電機、飛輪、曲柄連桿機和沖壓缸；所述液壓驅(qū)動系統(tǒng)包括油源、主控閥、先導(dǎo)閥、蓄能器以及沖壓缸；所述沖壓缸包括沖壓缸外殼和沖壓缸活塞；所述油源包括主油箱、液壓栗、單向閥和溢流閥。
[0007]所述飛輪與電機相連，起蓄能作用；所述曲柄連桿機構(gòu)一端與電機相連，另一端與沖壓缸外殼相連，在電機的驅(qū)動下，帶動沖壓缸外殼實現(xiàn)上下往復(fù)運動。
[0008]所述主油箱分別與液壓栗的進油口和溢流閥的出油口相連；所述液壓栗的出油口與單向閥的進油口相連；所述單向閥的出油口分別與主控閥的P 口、先導(dǎo)閥的P 口、沖壓缸的B 口、蓄能器的油口相連。
[0009]所述先導(dǎo)閥的A 口與主控閥的X 口相連，先導(dǎo)閥的B 口連接主控閥的Y 口；主控閥的A 口與沖壓缸的A 口相連；先導(dǎo)閥的T 口、主控閥的T 口及溢流閥的出油口均與主油箱相連。
[0010]所述沖壓缸活塞與沖壓模具相連，在機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的共同作用下，實現(xiàn)對被沖壓件的沖壓。
[0011 ] 所述先導(dǎo)閥為電液伺服閥，其輸入信號為曲柄連桿機構(gòu)的位置信號。當(dāng)曲柄連桿機構(gòu)進入下死點后，電液伺服閥動作；當(dāng)曲柄連桿機構(gòu)脫離下死點后，電液伺服閥復(fù)位。
[0012]作為對本發(fā)明的沖床驅(qū)動系統(tǒng)的改進:所述先導(dǎo)閥可以為機液式伺服閥，通過機械式反饋與曲柄連桿機構(gòu)產(chǎn)生耦合，此時不再需要檢測曲柄連桿機構(gòu)位置的傳感器。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的機液聯(lián)合式重載大沖程高速沖床驅(qū)動系統(tǒng)具有如下有益效果:
1)通過在機械式驅(qū)動系統(tǒng)中增加液壓驅(qū)動系統(tǒng)，可以有效減小沖壓時需要的慣性力，從而有效減小機械系統(tǒng)中的電機功率，改善機械系統(tǒng)的發(fā)熱及磨損，顯著降低系統(tǒng)功耗；
2)曲柄連桿機構(gòu)進入下死點后的沖壓過程由液壓系統(tǒng)驅(qū)動，使得沖壓力可保持不變，且大小可由液壓力調(diào)控；
3)空進行程和空回行程由機械系統(tǒng)驅(qū)動，可大幅度減小液壓系統(tǒng)功率。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的連接原理圖。
【具體實施方式】
[0015]實施例1、圖1給出了一種沖床驅(qū)動系統(tǒng)，包括機械驅(qū)動系統(tǒng)和液壓驅(qū)動系統(tǒng)。上述機械驅(qū)動系統(tǒng)包括驅(qū)動電機16、飛輪8、曲柄連桿機和沖壓缸11 ;所述沖壓缸11包括沖壓缸外殼12和沖壓缸活塞13。其中飛輪8在電機16帶動下旋轉(zhuǎn)，可蓄積能量；而曲柄連桿機構(gòu)10連接沖壓缸外殼12，其在電機16驅(qū)動下，帶動沖壓缸外殼12做上下往復(fù)運動，模具14與沖壓缸活塞13相連。所述液壓驅(qū)動系統(tǒng)包括油源1、主控閥7、先導(dǎo)閥6、蓄能器5 ;所述油源1包括主油箱15、液壓栗2、單向閥4和溢流閥3。其中液壓栗2提供壓力油，為沖壓缸11提供液壓能；單向閥4用于保證油液只能從液壓栗2單向流向液壓系統(tǒng)中，而不可反流；溢流閥3則用于限制系統(tǒng)壓力。位置傳感器9用于檢測曲柄連桿機構(gòu)10的位置信息，根據(jù)曲柄連桿機構(gòu)10是否到達下死點位置，其可提供開關(guān)量信號。
[0016]本實施例的工作方式:如圖1所示，曲柄連桿機構(gòu)10在電機16驅(qū)動下，帶動沖壓缸外殼12上下往復(fù)運動。設(shè)定沖壓缸外殼12在最上部時為起始位置，則從起始位置開始，當(dāng)曲柄連桿機構(gòu)10帶動沖壓缸外殼12向下運動，當(dāng)其沒有到達下死點位置時，傳感器9輸出為閉合信號，先導(dǎo)閥6處于常位，主控閥7閥芯位于最右端，主控閥7A 口與油箱15相通，沖壓缸活塞13在下腔高壓油的作用下，位于沖壓缸外殼12的上部；當(dāng)曲柄連桿機構(gòu)10到達下死點位置時，沖壓缸外殼12處于一個運動周期的最低點，此時傳感器9輸出打開信號，先導(dǎo)閥6在信號作用下處于動作位，主控閥7閥芯位于最左端，主控閥7A 口與高壓油相通，沖壓缸11上下腔均通高壓油，則沖壓缸活塞13在上下油腔的差動作用下，快速向下運動完成沖壓；而當(dāng)曲柄連桿機構(gòu)10帶動沖壓缸外殼12越過下死點后，傳感器9輸出閉合信號，先導(dǎo)閥6恢復(fù)常位，主控閥7閥芯回到最右端，A 口重新與油箱15相通，沖壓缸活塞13在下腔高壓油作用下上移，模具的上下模脫開完成沖壓過程。電機16帶動曲柄連桿機構(gòu)10周期運動，即可實現(xiàn)周期反復(fù)沖壓。
【主權(quán)項】
1.機液聯(lián)合式大行程高速沖床驅(qū)動系統(tǒng)，由機械驅(qū)動系統(tǒng)和液壓驅(qū)動系統(tǒng)共同組成；所述機械驅(qū)動系統(tǒng)包括驅(qū)動電機、飛輪、曲柄連桿機和沖壓缸；所述液壓驅(qū)動系統(tǒng)包括油源、主控閥、先導(dǎo)閥、蓄能器以及沖壓缸；所述沖壓缸包括沖壓缸外殼和沖壓缸活塞；所述油源包括主油箱、液壓栗、單向閥和溢流閥，其特征在于: 所述飛輪與電機相連，起蓄能作用；所述曲柄連桿機構(gòu)一端與電機相連，另一端與沖壓缸外殼相連，在電機的驅(qū)動下，帶動沖壓缸外殼實現(xiàn)上下往復(fù)運動； 所述主油箱分別與液壓栗的進油口和溢流閥的出油口相連；所述液壓栗的出油口與單向閥的進油口相連；所述單向閥的出油口分別與主控閥的P 口、先導(dǎo)閥的P 口、沖壓缸的B口、蓄能器的油口相連； 所述先導(dǎo)閥的A 口與主控閥的X 口相連，先導(dǎo)閥的B 口連接主控閥的Y 口 ；主控閥的A口與沖壓缸的A 口相連；先導(dǎo)閥的T 口、主控閥的T 口及溢流閥的出油口均與主油箱相連；所述沖壓缸活塞與沖壓模具相連，在機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的共同作用下，實現(xiàn)對被沖壓件的沖壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機液聯(lián)合式大行程高速沖床驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述先導(dǎo)閥為電液伺服閥，其輸入信號為曲柄連桿機構(gòu)的位置信號；當(dāng)曲柄連桿機構(gòu)進入下死點后，電液伺服閥動作；當(dāng)曲柄連桿機構(gòu)脫離下死點后，電液伺服閥復(fù)位。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機液聯(lián)合式大行程高速沖床驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述先導(dǎo)閥為機液式伺服閥，通過機械式反饋與曲柄連桿機構(gòu)產(chǎn)生耦合，此時不再需要檢測曲柄連桿機構(gòu)位置的傳感器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機液聯(lián)合式大行程高速沖床驅(qū)動系統(tǒng)。本發(fā)明由機械驅(qū)動系統(tǒng)和液壓驅(qū)動系統(tǒng)共同組成。所述機械驅(qū)動系統(tǒng)包括驅(qū)動電機、飛輪、曲柄連桿機和沖壓缸；所述液壓驅(qū)動系統(tǒng)包括油源、主控閥、先導(dǎo)閥、蓄能器以及沖壓缸；所述沖壓缸包括沖壓缸外殼和沖壓缸活塞；所述油源包括主油箱、液壓泵、單向閥和溢流閥。本發(fā)明通過在機械式驅(qū)動系統(tǒng)中增加液壓驅(qū)動系統(tǒng)，可以有效減小沖壓時需要的慣性力，從而有效減小機械系統(tǒng)中的電機功率，改善機械系統(tǒng)的發(fā)熱及磨損，顯著降低系統(tǒng)功耗。
【IPC分類】B30B15/00, B30B1/26
【公開號】CN105365248
【申請?zhí)枴緾N201510832174
【發(fā)明人】劉碩, 丁凡, 蔡勇, 沈瑩杰, 方輝
【申請人】浙江大學(xué)舟山海洋研究中心
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年11月25日