一種具有自動(dòng)控制功能的變壓邊力拉深模具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種具有自動(dòng)控制功能的變壓邊力拉深模具，包括模具本體、液壓控制部分以及電氣控制部分，所述模具本體的下模座上還設(shè)置有一組變壓邊力組件，變壓邊力組件之間通過(guò)聚氨酯彈性元件進(jìn)行連接，并在下模座與變壓邊力組件之間還設(shè)置有液壓油缸組；所述液壓控制部分包括一個(gè)液壓回路，而液壓油缸組連接在此液壓回路中，通過(guò)一個(gè)三位四通電磁閥進(jìn)行控制；所述電氣控制部分中包括一個(gè)行程開(kāi)關(guān)，連接在一個(gè)延時(shí)控制回路中通過(guò)一個(gè)時(shí)間繼電器的線(xiàn)圈和一個(gè)延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合觸頭、一個(gè)延時(shí)閉合動(dòng)斷觸頭分別對(duì)三位四通電磁換向閥的兩個(gè)電磁鐵進(jìn)行控制。本實(shí)用新型控制精度高，智能化操控，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)生效，性能穩(wěn)定，同時(shí)降低了相關(guān)費(fèi)用成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種具有自動(dòng)控制功能的變壓邊力拉深模具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械制造領(lǐng)域中的冷沖壓拉深模具領(lǐng)域，具體為一種具有自動(dòng)控制功能的變壓邊力拉深模具。

【背景技術(shù)】
[0002]在金屬材料的拉深過(guò)程中，起皺和拉裂是常見(jiàn)的兩種失效形式。起皺的原因是壓應(yīng)力造成的失穩(wěn)，而拉裂是拉應(yīng)力過(guò)大超過(guò)強(qiáng)度所致。在領(lǐng)域內(nèi)一般認(rèn)為，防止起皺的最為有效的方式是在拉深過(guò)程中施加壓邊力，合理的壓邊力對(duì)于減小廢品率、提高工件質(zhì)量具有重要意義。由于起皺現(xiàn)象理論上最易發(fā)生在拉深完成過(guò)程中10%~30%完成度的時(shí)刻，此時(shí)應(yīng)給予最大的壓邊力，其后為了防止拉裂應(yīng)不斷減小壓邊力，因而在此過(guò)程中，壓邊力的施加應(yīng)該按照從小到大，之后不斷減小的規(guī)律進(jìn)行變化以獲得最佳的效果。
[0003]現(xiàn)行工藝方案中，對(duì)壓邊力的處理主要有三種方式:
[0004]1、在單動(dòng)壓力機(jī)上，利用彈簧或橡膠作為彈性元件，在壓力機(jī)滑塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓縮彈簧或橡膠，利用其彈性回復(fù)力作為壓邊力壓迫工件。這種方式的缺陷在于:壓邊力的產(chǎn)生與壓力機(jī)滑塊做功同步進(jìn)行，其壓邊力隨彈性元件的壓縮不斷增大直到拉深完成。壓邊力從小到大，與拉深對(duì)壓邊力變化的要求相左。壓邊力太小容易起皺，太大又容易拉裂。
[0005]2、在單動(dòng)壓力機(jī)上，利用系統(tǒng)外提供的具有恒定壓力壓縮空氣作用在工件上產(chǎn)生恒定的壓邊力?；蛘咴陔p動(dòng)壓力機(jī)上，通過(guò)調(diào)整滑塊與工件間的間隙大小，產(chǎn)生恒定的壓邊力。該方案產(chǎn)生的壓邊力優(yōu)于方案一，但依然沒(méi)有達(dá)到拉深對(duì)壓邊力的要求，起皺和拉裂的根本問(wèn)題沒(méi)有解決。同時(shí)需要特別提供壓縮空氣，或者對(duì)壓力機(jī)有特別的要求。
[0006]3、利用多個(gè)壓力傳感器同時(shí)測(cè)量被拉深工件上有限個(gè)點(diǎn)位的壓邊力，按照拉深過(guò)程中壓力變化的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)伺服液壓閥的適時(shí)控制，產(chǎn)生與需有一致的壓邊力，該方案理論上能完全有效地解決壓邊力與拉深需要一致的問(wèn)題，切實(shí)防止起皺和拉裂的現(xiàn)象產(chǎn)生，其缺點(diǎn)在于:技術(shù)復(fù)雜、成本高，同時(shí)調(diào)試難度大，適應(yīng)性差。再加上在加工過(guò)程中，由于拉深件形狀和尺寸上的千差萬(wàn)別，其壓邊力的要求沒(méi)有一般性，建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型的難度大，因而在工程上推廣使用具有較大難度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種具有自動(dòng)控制功能的變壓邊力拉深模具，該模具利用液壓技術(shù)及電氣控制技術(shù)對(duì)模具本體進(jìn)行有效控制，使壓邊力按照從小到大，之后不斷減小的規(guī)律變化，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)試維護(hù)技術(shù)要求低、經(jīng)濟(jì)適用的特點(diǎn)，能適應(yīng)不同拉深件防皺抗裂的需要。
[0008]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0009]一種具有自動(dòng)控制功能的變壓邊力拉深模具，包括模具本體、液壓控制部分以及電氣控制部分，其中:
[0010]所述模具本體包括上模座以及下模座，上模座和下模座中分別設(shè)置與待加工的拉深工件相匹配的凸模和凹模，另外，在下模座上還設(shè)置有一組變壓邊力組件，所述變壓邊力組件包括一塊活動(dòng)板和一塊壓料板，活動(dòng)板與壓料板中間開(kāi)孔使得上模座上的凸模能從壓料板和活動(dòng)板上的孔中通過(guò)，與下模座上的凹模結(jié)合，而活動(dòng)板與壓料板之間在開(kāi)孔位置外緣通過(guò)一圈聚氨酯彈性元件進(jìn)行膠接，使變壓邊力組件中的壓料板在四邊通過(guò)固連于下模座上的導(dǎo)柱限位，并能沿導(dǎo)柱方向?qū)崿F(xiàn)上、下滑移，同時(shí)，在下模座與變壓邊力組件之間還設(shè)置有液壓油缸組，液壓油缸組的液壓缸端與下模座固連，而活塞桿端穿過(guò)壓料板和活動(dòng)板，并通過(guò)固定螺母固連在活動(dòng)板上。
[0011]所述液壓控制部分包括一個(gè)液壓回路，所述液壓油缸組中的液壓缸的有桿腔和無(wú)桿腔分別通過(guò)相互獨(dú)立的液壓管分別連接在此液壓回路中的進(jìn)液管路以及出液管路上，同時(shí)，在此液壓回路中還串聯(lián)有一個(gè)溢流閥和一個(gè)調(diào)速閥，在調(diào)速閥和溢流閥之間連接有一個(gè)三位四通電磁閥。
[0012]所述電氣控制部分中包括一個(gè)行程開(kāi)關(guān)，此行程開(kāi)關(guān)位于壓力機(jī)滑塊行進(jìn)軌跡上，通過(guò)滑塊的行進(jìn)進(jìn)行開(kāi)啟，此行程開(kāi)關(guān)與一個(gè)延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合觸頭并聯(lián)后并一同串聯(lián)在一個(gè)延時(shí)控制回路中，且延時(shí)控制回路在行程開(kāi)關(guān)和延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合觸頭的并聯(lián)部分的兩側(cè)還分別通過(guò)一個(gè)時(shí)間繼電器線(xiàn)圈和一個(gè)延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合觸頭與三位四通電磁閥的兩個(gè)電磁鐵相連。
[0013]在本實(shí)用新型中，上模座與壓力機(jī)的滑塊部分固連，而下模座上設(shè)置有用于固定在壓力機(jī)上的固定件；而用于固定下模座的所述固定件包括但不限于螺紋固定件、電磁鐵和固定座。
[0014]在本實(shí)用新型中，所述下模座上設(shè)置的液壓油缸組中的油缸個(gè)數(shù)至少為兩個(gè)，且在下模座的凹模外側(cè)均勻排布。
[0015]在本實(shí)用新型中，所述聚氨酯彈性元件包括但不限于呈環(huán)狀排布的彈性聚氨酯球、彈性聚氨酯圈。
[0016]在本實(shí)用新型中，所述調(diào)速閥位于液壓油缸組側(cè)，通過(guò)調(diào)整調(diào)速閥的閥門(mén)開(kāi)度，可調(diào)整進(jìn)出油缸的壓力油流量與活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度，以適應(yīng)拉深工藝的不同行程和時(shí)間。
[0017]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果在于:
[0018]1)、本實(shí)用新型使壓邊力的產(chǎn)生與壓力機(jī)的做功行程聯(lián)動(dòng)，達(dá)到壓邊力按照從小到大，之后不斷減小的規(guī)律變化、有效解決拉深過(guò)程中的起皺和拉裂現(xiàn)象的目的。為提高拉深件質(zhì)量、減小拉深廢品率提供了技術(shù)支撐。
[0019]2)、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊實(shí)用、調(diào)試技術(shù)簡(jiǎn)單，元器件通配性好，且使用維護(hù)過(guò)程簡(jiǎn)單，配件價(jià)格低廉，屬經(jīng)濟(jì)適用型技術(shù)方案，具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的下模座部分示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的液壓控制部分的示意圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的電氣控制部分的示意圖。
[0023]圖4為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的PLC控制部分示意圖。
[0024]其中:1、下模座；2、油缸；3、導(dǎo)柱；4、壓料板；5、活塞桿；6、固定螺母；7、聚氨酯彈性元件；8、活動(dòng)板；9、三位四通電磁閥；10、調(diào)速閥；11、液壓泵；12、溢流閥。

【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0026]參見(jiàn)圖1的一種具有自動(dòng)控制功能的變壓邊力拉深模具，在本實(shí)施例中，圖1為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的下模座部分示意圖。上模座上的凸模從壓料板4和活動(dòng)板8上的中間孔中通過(guò)，與下模座上的凹模結(jié)合，實(shí)現(xiàn)閉模，完成拉深。
[0027]壓料板4由通用模架上的導(dǎo)柱3導(dǎo)向，可沿導(dǎo)柱3上、下運(yùn)動(dòng)，活塞桿5空套在壓料板4上，或與壓料板4獨(dú)立，即活塞桿5不限制壓料板4的上、下運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施例中，選用聚氨酯墊圈作為聚氨酯彈性元件7與壓料板4和活動(dòng)板8膠接連為一體，而固定螺母6與活塞桿5通過(guò)螺紋連接。
[0028]在本實(shí)施例中，油缸2的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)油缸2在下模座I的凹模外側(cè)均勻排布，當(dāng)其上腔得壓力油時(shí)，活塞桿5通過(guò)固定螺母6驅(qū)動(dòng)活動(dòng)板8和壓料板4 一起向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓料板4碰到其下方的板材(工件)時(shí)，壓料板4停止運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)板8繼續(xù)向下從而壓縮聚氨酯彈性元件7，產(chǎn)生由小到大的壓邊力。油缸2下腔得壓力油時(shí)，活塞桿5向上運(yùn)動(dòng)，聚氨酯彈性元件7逐步釋放，壓邊力不斷減小，直至壓料板4與板材(工件)分離。
[0029]如圖2的液壓控制部分的示意圖，三位四通電磁閥9電磁鐵DT1得電，右油腔接通，液壓泵11開(kāi)始向油缸2的有桿腔(上油腔)送油，推動(dòng)活塞桿5向下，壓縮聚氨酯彈性元件7，產(chǎn)生由小到大的壓邊力。電磁鐵DT2得電，左油腔接通，推動(dòng)活塞桿5向上，聚氨酯彈性元件7逐步釋放，壓邊力不斷減小。
[0030]在實(shí)施例中，調(diào)整調(diào)速閥10的開(kāi)口，可調(diào)整進(jìn)出油缸2的壓力油流量與活塞桿5的運(yùn)動(dòng)速度，以適應(yīng)拉深的不同行程和時(shí)間。
[0031]在實(shí)施例中，溢流閥12用以控制系統(tǒng)的最大壓力，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過(guò)溢流閥12設(shè)定壓力時(shí)，溢流閥卸荷，達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)、維持壓力的作用。
[0032]如圖3的電氣控制部分的示意圖，壓力機(jī)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，其滑塊上的擋塊碰撞行程開(kāi)關(guān)JT，使行程開(kāi)關(guān)JT閉合，時(shí)間繼電器線(xiàn)圈KT與電磁鐵DT1得電使得三位四通電磁閥9右油腔接通，推動(dòng)活塞桿5向下。同時(shí)，時(shí)間繼電器延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合觸頭!(!^接通并開(kāi)始延時(shí)計(jì)時(shí)，時(shí)間繼電器延時(shí)閉合動(dòng)斷觸頭02斷開(kāi)并開(kāi)始延時(shí)計(jì)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)JT斷開(kāi)。在延時(shí)計(jì)時(shí)期間，活塞桿5通過(guò)固定螺母6驅(qū)動(dòng)活動(dòng)板8和壓料板4 一起向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓料板4碰到其下方的板材(工件)時(shí)，壓料板4停止運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)板8繼續(xù)向下從而壓縮聚氨酯彈性元件7，產(chǎn)生由小到大的壓邊力。若壓邊力使系統(tǒng)壓力超過(guò)溢流閥12設(shè)定壓力，溢流閥12卸荷。
[0033]在實(shí)施例中，延時(shí)計(jì)時(shí)的時(shí)間可根據(jù)拉深的速度和調(diào)速閥10設(shè)定的流量，調(diào)整時(shí)間繼電器時(shí)間獲得。
[0034]延時(shí)結(jié)束后，時(shí)間繼電器延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合觸頭KT1斷開(kāi)，延時(shí)間繼電器線(xiàn)圈KT與電磁鐵DT1失電，同時(shí)，時(shí)間繼電器延時(shí)閉合動(dòng)斷觸頭KT 2閉合，電磁鐵DT 2得電，三位四通電磁閥9左油腔接通，推動(dòng)活塞桿5向上運(yùn)動(dòng)，聚氨酯彈性元件7逐步釋放，壓邊力不斷減小，直至壓料板4與板材(工件)分離。
[0035]由于給油缸2的無(wú)桿腔(下油腔)和有桿腔(上油腔)輸入相同的流量時(shí)，活塞桿5向上的移動(dòng)速度小于向下的移動(dòng)速度，即壓邊力增大的速度大于壓邊力減小的速度，或壓邊力增大的時(shí)間小于壓邊力減小的時(shí)間，與起皺最容易發(fā)生在拉深完成10%~30%的時(shí)刻，此時(shí)應(yīng)給予最大的壓邊力，之后70°/『90%時(shí)間壓邊力減小的要求相適應(yīng)。因此，按照拉深做功的時(shí)間，調(diào)整行程開(kāi)關(guān)JT與滑塊上的擋塊碰撞位置，設(shè)定調(diào)速閥10的流量和時(shí)間繼電器線(xiàn)圈KT的延時(shí)時(shí)間是十分方便的。
[0036]在圖4所示的另一實(shí)施例中，作為替代方案，圖3中所示電器控制系統(tǒng)，可以采用可編程序控制器(PLC)實(shí)現(xiàn)，采用PLC技術(shù)時(shí)所用梯形圖如圖4。PLC系統(tǒng)能提高控制系統(tǒng)的柔性，但對(duì)于不熟悉PLC技術(shù)的人員維護(hù)和使用略顯不便。
[0037]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種具有自動(dòng)控制功能的變壓邊力拉深模具，其特征在于，包括模具本體、液壓控制部分以及電氣控制部分， 所述模具本體包括上模座以及下模座，上模座和下模座中分別設(shè)置于待加工的拉深工件相匹配的凸模和凹模，另外，在下模座上還設(shè)置有一組變壓邊力組件，所述變壓邊力組件包括一塊活動(dòng)板和一塊壓料板，活動(dòng)板與壓料板中間開(kāi)孔使得上模座上的凸模能從壓料板和活動(dòng)板上的孔中通過(guò)，與下模座上的凹模結(jié)合，而活動(dòng)板與壓料板之間在開(kāi)孔位置外緣通過(guò)一圈聚氨酯彈性元件進(jìn)行膠接，使變壓邊力組件中的壓料板在四邊通過(guò)固連于下模座上的導(dǎo)柱限位，并能沿導(dǎo)柱方向?qū)崿F(xiàn)上、下滑移，同時(shí)，在下模座與變壓邊力組件之間還設(shè)置有液壓油缸組，液壓油缸組的液壓缸端與下模座固連，而活塞桿端穿過(guò)壓料板和活動(dòng)板，并通過(guò)固定螺母固連在活動(dòng)板上； 所述液壓控制部分包括一個(gè)液壓回路，所述液壓油缸組中的液壓缸的有桿腔和無(wú)桿腔分別通過(guò)相互獨(dú)立的液壓管分別連接在此液壓回路中的進(jìn)液管路以及出液管路上，同時(shí)，在此液壓回路中還串聯(lián)有一個(gè)溢流閥和一個(gè)調(diào)速閥，在調(diào)速閥和溢流閥之間連接有一個(gè)三位四通電磁閥； 所述電氣控制部分中包括一個(gè)行程開(kāi)關(guān)，此行程開(kāi)關(guān)位于壓力機(jī)滑塊行進(jìn)軌跡上，通過(guò)滑塊的行進(jìn)進(jìn)行開(kāi)啟，此行程開(kāi)關(guān)與一個(gè)延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合觸頭并聯(lián)后并一同串聯(lián)在一個(gè)延時(shí)控制回路中，且延時(shí)控制回路在行程開(kāi)關(guān)和延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合觸頭的并聯(lián)部分的兩側(cè)還分別通過(guò)一個(gè)時(shí)間繼電器線(xiàn)圈和一個(gè)延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合觸頭與三位四通電磁閥的兩個(gè)電磁鐵相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自動(dòng)控制功能的變壓邊力拉深模具，其特征在于，上模座與壓力機(jī)的滑塊部分固連，而下模座上設(shè)置有用于固定在壓力機(jī)上的固定件；而用于固定下模座的所述固定件為螺紋固定件、電磁鐵或者固定座。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自動(dòng)控制功能的變壓邊力拉深模具，其特征在于，所述下模座上設(shè)置的液壓油缸組中的油缸個(gè)數(shù)至少為兩個(gè)，且在下模座的凹模外側(cè)均勻排布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自動(dòng)控制功能的變壓邊力拉深模具，其特征在于，所述聚氨酯彈性元件為呈環(huán)狀排布的彈性聚氨酯球或者彈性聚氨酯圈。
【文檔編號(hào)】B21D37/10GK204247793SQ201420654075
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】周光永 申請(qǐng)人:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)