多工位液压机论文和设计-阮立鹤

全文摘要

本实用新型公开了多工位液压机，包括从左到右依次排列的多个冲压工位，其特征在于：多个冲压工位之间通过送料机械手进行相连，每个冲压工位对应设有一个主油缸，主油缸在液压机的上横梁固定安装。本实用新型具有高效、高精度、节能的优点，实现自动化生产，并安装方便、管道阀门少，大大降低漏油可能性。

主设计要求

1.多工位液压机，包括从左到右依次排列的多个冲压工位，其特征在于：多个冲压工位之间通过送料机械手进行相连，每个冲压工位对应设有一个主油缸，主油缸在液压机的上横梁固定安装。

设计方案

2.如权利要求1所述的多工位液压机，其特征在于：所述主油缸包括上下缸体，上缸体内固定设有内缸套，上缸体的内孔与内缸套的外圆之间形成A油腔，A油腔内活动设有推力套筒，推力套筒的下端固定连接活塞，活塞活动设于下缸体内，下缸体的内孔与推力套筒的外圆之间在活塞上方形成B油腔，活塞的下端连接活塞杆，下缸体的内孔与活塞杆的外圆之间在活塞下方形成C油腔，C油腔的横截面积大于B油腔的横截面积小于B油腔与A油腔的横截面积之和；内缸套的顶部固定设有上阀套，上阀套内活动设有上阀芯，活塞的顶部固定设有下阀套，下阀套内活动设有下阀芯；上阀套的侧壁设有上下排布的第一油孔和第二油孔，内缸套的侧壁设有第三油孔，第一油孔的外侧端口与B油腔相通，第二油孔的外侧端口通过第三油孔与A油腔相通，上阀芯的外圆设有上环槽，当上阀芯在下位时，第一油孔的内侧端口通过上环槽与第二油孔的内侧端口相通；上阀芯的套壁设有第四油孔，第四油孔的内侧端口与油缸回油口相通，当上阀芯在上位时，第四油孔的外侧端口与第二油孔的内侧端口相通；下阀套的侧壁设有上下排布的第五油孔和第六油孔，活塞的侧壁设有第七油孔和第八油孔，第五油孔的外侧端口通过第七油孔与B油腔相通，第六油孔的外侧端口通过第八油孔与C油腔相通，下阀芯的外圆设有下环槽，当下阀芯在下位时，第五油孔的内侧端口通过下环槽与第六油孔的内侧端口相通；下阀芯的侧壁设有第九油孔，第九油孔的内侧端口与油缸回油口相通，当下阀芯在上位时，第九油孔的外侧端口与第六油孔的内侧端口相通；油缸进油口位于B油腔，油缸进油口与伺服电机驱动的油泵相连。

3.如权利要求2所述的多工位液压机，其特征在于：上阀芯内固定设有上阀芯位置检测磁环，下阀芯内固定设有下阀芯位置检测磁环，内缸套内活动设有油缸位移检测磁环，油缸位移检测磁环通过联接套与活塞固定相连，位移传感器的感应杆从上述磁环的中间活动穿过，位移传感器固定安装。

4.如权利要求2所述的多工位液压机，其特征在于：上阀芯的向下动作由气动控制，上阀芯的推动进气口对准上阀芯的上端面，上阀芯向下动作后由上弹簧推动复位；下阀芯的向上动作由气动控制，下阀芯向上动作后由下弹簧推动复位。

5.如权利要求1所述的多工位液压机，其特征在于：所述主油缸通过主滑块来推动上模安装板，主滑块的上下滑动由导轨组件进行导向，主滑块的顶部连接主油缸的活塞杆，主滑块的底部连接上模安装板。

6.如权利要求5所述的多工位液压机，其特征在于：所述导轨组件包括定位架和设于主滑块四角的导轨安装板，导轨安装板的内侧设有第一、第二导轨板与主滑块的四角边进行滑动接触，导轨安装板为L形板，第一导轨板可前后调节设于导轨安装板在前后方向上的内侧面，第二导轨板固定设于导轨安装板在左右方向上的内侧面，导轨安装板可左右调节连接于定位架上，导轨安装板在左右方向上的外侧面设有斜面，与斜面对应设有斜面推动板，斜面推动板可前后调节连接于定位架上，定位架固定安装。

7.如权利要求5所述的多工位液压机，其特征在于：每个主油缸的两侧各设有一个平衡气缸，平衡气缸在液压机的上横梁固定安装，平衡气缸的活塞杆与上模安装板相连，平衡气缸设有进气口与储气罐相通。

8.如权利要求1所述的多工位液压机，其特征在于：所述送料机械手包括前后机械臂和在前后机械臂上作等距设置的多组夹爪，前后机械臂由前后支承板进行托住并可在前后支承板上作左右方向的滑动，前后支承板在升降座上作前后方向的相对活动由支承板电机进行驱动，升降座在固定底座内作上下方向的升降活动由升降电机进行驱动，升降座的上下升降活动由竖向导柱进行导向，竖向导柱的上端连接前后机械臂，竖向导柱的下端连接滑块，滑块可前后滑动设于横向导轨上，横向导轨可左右活动设于固定底座上，横向导轨的左右活动由横向导轨电机进行驱动。

9.如权利要求8所述的多工位液压机，其特征在于：所述夹爪可弹性设于夹爪座上，夹爪上设有感应探头，夹爪座在前后机械臂上固定安装。

10.如权利要求8所述的多工位液压机，其特征在于：所述夹爪具有V形头部，V形头部的中间沿V形面设有三角形夹持槽。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多工位液压机。

背景技术

液压机广泛应用于冲压、拉伸等工作场合，对于要进行多道冲压或拉伸工序才能成型的产品，液压机可以设置多个冲压工位来完成生产。现有技术的多工位液压机，存在的缺点有：1.推动上模动作的主油缸通常要实现快下、快下缓冲、工进、保压、快回、回程缓冲等动作，这些动作需要设置外置的多个电磁阀来对主油缸的进出油进行专门的控制，甚至需要设置辅助油缸，安装不方便、连接油管多、阀门多，因此漏油的几率增加，不可避免出现漏油、跑油现象；2.上模在被推动过程中，导向精度不高，要采用相当复杂的结构才能较好保证导向精度，目前一般采用内外两套导柱的导向机构进行导向，而内外导柱的导向机构的采用，需要液压机具有较大外形；3. 主油缸的回程动作完全要通过液压油的动力来完成，能耗高；4. 多工位之间工件的传送，机械手的结构较为复杂，而且当机械手的夹爪夹住的工件具有圆柱外形时，工件在被夹爪夹住的传送过程中容易出现脱落现象。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是在于提供一种具有高效、高精度、节能的优点，实现自动化生产，并安装方便、管道阀门少，大大降低漏油可能性的多工位液压机。

本实用新型是采取如下技术方案来完成的：

多工位液压机，包括从左到右依次排列的多个冲压工位，其特征在于：多个冲压工位之间通过送料机械手进行相连，每个冲压工位对应设有一个主油缸，主油缸在液压机的上横梁固定安装。

上述技术方案的多工位液压机，多个冲压工位之间通过送料机械手进行相连，每个冲压工位对应设有一个主油缸，这样一来，每个冲压工位的冲压或拉伸动作均独立控制，来实现多工序的连续冲压或拉伸，进而高效完成需经多道冲压或拉伸工序才能成型的产品，并实现自动化生产。

作为优选，所述主油缸包括上下缸体，上缸体内固定设有内缸套，上缸体的内孔与内缸套的外圆之间形成A油腔，A油腔内活动设有推力套筒，推力套筒的下端固定连接活塞，活塞活动设于下缸体内，下缸体的内孔与推力套筒的外圆之间在活塞上方形成B油腔，活塞的下端连接活塞杆，下缸体的内孔与活塞杆的外圆之间在活塞下方形成C油腔，C油腔的横截面积大于B油腔的横截面积小于B油腔与A油腔的横截面积之和；内缸套的顶部固定设有上阀套，上阀套内活动设有上阀芯，活塞的顶部固定设有下阀套，下阀套内活动设有下阀芯；上阀套的侧壁设有上下排布的第一油孔和第二油孔，内缸套的侧壁设有第三油孔，第一油孔的外侧端口与B油腔相通，第二油孔的外侧端口通过第三油孔与A油腔相通，上阀芯的外圆设有上环槽，当上阀芯在下位时，第一油孔的内侧端口通过上环槽与第二油孔的内侧端口相通；上阀芯的套壁设有第四油孔，第四油孔的内侧端口与油缸回油口相通，当上阀芯在上位时，第四油孔的外侧端口与第二油孔的内侧端口相通；下阀套的侧壁设有上下排布的第五油孔和第六油孔，活塞的侧壁设有第七油孔和第八油孔，第五油孔的外侧端口通过第七油孔与B油腔相通，第六油孔的外侧端口通过第八油孔与C油腔相通，下阀芯的外圆设有下环槽，当下阀芯在下位时，第五油孔的内侧端口通过下环槽与第六油孔的内侧端口相通；下阀芯的侧壁设有第九油孔，第九油孔的内侧端口与油缸回油口相通，当下阀芯在上位时，第九油孔的外侧端口与第六油孔的内侧端口相通；油缸进油口位于B油腔，油缸进油口与伺服电机驱动的油泵相连。

上述技术方案的主油缸，通过缸体内部的A、B、C油腔的设置，配合内缸套、推力套筒、上下阀套和上下阀芯的设置，然后通过上下阀芯的位置转换，辅以伺服电机的转速控制，即可轻松实现快下、快下缓冲、工进、保压、快回、回程缓冲等动作，不需在主油缸外另外设置多个的电磁阀来进行主油缸动作的专门控制，也不需设置辅助油缸，所以安装方便，连接油管和阀门也少，从而大大降低漏油可能性。

作为优选，上阀芯内固定设有上阀芯位置检测磁环，下阀芯内固定设有下阀芯位置检测磁环，内缸套内活动设有油缸位移检测磁环，油缸位移检测磁环通过联接套与活塞固定相连，位移传感器的感应杆从上述磁环的中间活动穿过，位移传感器固定安装。通过上述设计，主油缸工作时，位移传感器可以通过磁环检测到油缸的位移和检查油缸内部的通油流向，并读取数据。

作为优选，上阀芯的向下动作由气动控制，上阀芯的推动进气口对准上阀芯的上端面，上阀芯向下动作后由上弹簧推动复位；下阀芯的向上动作由气动控制，下阀芯向上动作后由下弹簧推动复位。上述设计可使上下阀芯的控制结构简单，动作可靠性强。

作为优选，所述主油缸通过主滑块来推动上模安装板，主滑块的上下滑动由导轨组件进行导向，主滑块的顶部连接主油缸的活塞杆，主滑块的底部连接上模安装板。上述设计中，主油缸通过主滑块来推动上模安装板，主滑块的滑动由导轨组件进行导向，结构紧凑，当导轨组件能够对主滑块的滑动进行良好导向时，即可对主油缸推动的上模动作进行良好的导向，保证导向精度，实现高精度的冲压或拉伸动作。

作为优选，所述导轨组件包括定位架和设于主滑块四角的导轨安装板，导轨安装板的内侧设有第一、第二导轨板与主滑块的四角边进行滑动接触，导轨安装板为L形板，第一导轨板可前后调节设于导轨安装板在前后方向上的内侧面，第二导轨板固定设于导轨安装板在左右方向上的内侧面，导轨安装板可左右调节连接于定位架上，导轨安装板在左右方向上的外侧面设有斜面，与斜面对应设有斜面推动板，斜面推动板可前后调节连接于定位架上，定位架固定安装。通过上述设计，每个主滑块在作上下滑动动作时都能够得到八面的导向，从而最大限度地提高导向精度，具体工作原理是：通过第一导轨板的前后调节可使第一导轨板紧贴主滑块四角的前后角边，保证主滑块滑动时的前后方向上的滑动间隙，通过导轨安装板的左右调节可使第二导轨板紧贴主滑块四角的左右角边，保证主滑块滑动时的左右方向上的滑动间隙，由于主滑块的四角都能够得到良好导向，因此也就保证了主滑块的滑动精度和上模动作的精度，进而保证上模的冲压或拉伸精度。

作为优选，每个主油缸的两侧各设有一个平衡气缸，平衡气缸在液压机的上横梁固定安装，平衡气缸的活塞杆与上模安装板相连，平衡气缸设有进气口与储气罐相通。通过上述设计，平衡气缸的进气口位于平衡气缸的底部，当主油缸回程时，储气罐内的压力气体会推动平衡气缸的活塞杆向上动作，平衡气缸的活塞杆则拉动上模安装板向上动作，当设定储气罐内的压力气体所产生的推动力与上模安装板、上模等被主油缸提升的重量差不多时，主油缸可以用很小的推动力即可将上模提升，起到降低能耗及节能的效果；而当主油缸推动上模安装板向下动作时，平衡气缸内的气体则会通过进气口被压缩进入到储气罐内，如果储气罐内的压力超过，则通过安全阀排出，如果储气罐内的压力低于设定值时，则通过空气泵补充。

作为优选，所述送料机械手包括前后机械臂和在前后机械臂上作等距设置的多组夹爪，前后机械臂由前后支承板进行托住并可在前后支承板上作左右方向的滑动，前后支承板在升降座上作前后方向的相对活动由支承板电机进行驱动，升降座在固定底座内作上下方向的升降活动由升降电机进行驱动，升降座的上下升降活动由竖向导柱进行导向，竖向导柱的上端连接前后机械臂，竖向导柱的下端连接滑块，滑块可前后滑动设于横向导轨上，横向导轨可左右活动设于固定底座上，横向导轨的左右活动由横向导轨电机进行驱动。通过上述设计，多组夹爪可实现左右、前后和上下方向的动作，结构简单，夹取工件方便，动作可靠，可更好满足多工位液压机的自动化生产要求。

作为优选，所述夹爪可弹性设于夹爪座上，夹爪上设有感应探头，夹爪座在前后机械臂上固定安装。上述设计可保证夹爪对工件的夹持力，确保机械手对工件夹取动作的可靠。

作为优选，所述夹爪具有V形头部，V形头部的中间沿V形面设有三角形夹持槽。通过上述设计，夹爪可以通过V形面上的三角形夹持槽对圆柱形工件的外翻边沿进行夹住，防止工件在传送过程中出现脱落现象。

附图说明

本实用新型有如下附图：

图1为多工位液压机的外形结构图，

图2为多工位液压机的内部结构图，

图3为图2中去除定位架后的视图，

图4为图3的局部放大图，

图5为主油缸的内部结构示意图，

图6为图5的局部放大图（上、下阀芯在下位），

图7为图6上部的放大图，

图8为图6下部的放大图，

图9为图6中的下阀芯在上位时的结构图，

图10为图6中的上阀芯在上位时的结构图，

图11为送料机械手的结构示意图，

图12为图11的局部放大图。

具体实施方式

如图1-2所示，本实用新型的多工位液压机，包括从左到右依次排列的六个冲压工位，六个冲压工位之间通过送料机械手27进行相连，每个冲压工位对应设有一个主油缸25，主油缸25在液压机的上横梁26固定安装。

如图5-10所示，所述主油缸25包括固定连接的上缸体1和下缸体2，上缸体1内固定设有内缸套3，上缸体1的内孔与内缸套3的外圆之间形成A油腔，A油腔内活动设有推力套筒6，推力套筒6的下端固定连接活塞7，活塞7活动设于下缸体2内，下缸体2的内孔与推力套筒6的外圆之间在活塞7上方形成B油腔，活塞7的下端连接活塞杆12，下缸体2的内孔与活塞杆12的外圆之间在活塞7下方形成C油腔，C油腔的横截面积大于B油腔的横截面积小于B油腔与A油腔的横截面积之和；内缸套3的顶部固定设有上阀套4，上阀套4内活动设有上阀芯5，上阀芯5的向下动作由气动控制，上阀芯的推动进气口对准上阀芯的上端面，上阀芯5向下动作后由上弹簧19推动复位，活塞7的顶部固定设有下阀套8，下阀套8位于推力套筒6的内孔与B油腔隔离，下阀套8内活动设有下阀芯9，下阀芯9的向上动作由气动控制，下阀芯9的推动进气口24对准下阀芯9的底部端面，在活塞杆12的中间开出，下阀芯9向上动作后由下弹簧22推动复位。上阀芯5内固定设有上阀芯位置检测磁环17，下阀芯9内固定设有下阀芯位置检测磁环23，内缸套3内活动设有油缸位移检测磁环20，油缸位移检测磁环20通过联接套21与活塞7固定相连，位移传感器11的感应杆18从上述磁环的中间活动穿过，位移传感器11在上缸体1的顶部固定安装。上阀套4的侧壁设有上下排布的第一油孔41和第二油孔42，内缸套3的侧壁设有第三油孔31，第一油孔41的外侧端口通过外置油管10与B油腔相通，第二油孔42的外侧端口通过第三油孔31与A油腔相通，上阀芯5的外圆设有上环槽51，当上阀芯5在下位时，第一油孔41的内侧端口通过上环槽51与第二油孔42的内侧端口相通；上阀芯5的套壁设有第四油孔52，第四油孔52的内侧端口与油缸回油口15相通，当上阀芯5在上位时，第四油孔52的外侧端口与第二油孔42的内侧端口相通；下阀套8的侧壁设有上下排布的第五油孔81和第六油孔82，活塞7的侧壁设有第七油孔71和第八油孔72，第八油孔72为斜孔，第五油孔81的外侧端口通过第七油孔71与B油腔相通，第六油孔82的外侧端口通过第八油孔72与C油腔相通，下阀芯9的外圆设有下环槽91，当下阀芯9在下位时，第五油孔81的内侧端口通过下环槽91与第六油孔82的内侧端口相通；下阀芯9的侧壁设有第九油孔92，第九油孔92的内侧端口与油缸回油口15相通，当下阀芯9在上位时，第九油孔92的外侧端口与第六油孔82的内侧端口相通；油缸进油口16位于B油腔，油缸进油口16与伺服电机14驱动的油泵13相连，油缸回油口15位于油缸顶部。

主油缸25是这样进行工作的：图5-8所示，上下阀芯都在下位，此时油缸中路进油直接进入B油腔，推动活塞7向下；油缸上路进油通过B油腔、外置油管10、第一油孔41、上环槽51、第二油孔42、第三油孔31进入A油腔（图7中虚线所示为油路走向），推动推力套筒6向下，推力套筒6的向下力作用于活塞7；油缸下路进油通过B油腔、第七油孔71、第五油孔81、下环槽91、第六油孔82、第八油孔72进入C油腔（图8中虚线所示为油路走向），推动活塞7向上；由于C油腔的横截面积大于B油腔的横截面积小于B油腔与A油腔的横截面积之和，所以作用于活塞7上的合力向下，此时可实现油缸的快下动作。图9所示，上阀芯在下位，下阀芯在上位，此时油缸中路进油直接进入B油腔，推动活塞向下；油缸上路进油通过B油腔、外置油管、第一油孔、上环槽、第二油孔、第三油孔进入A油腔，推动推力套筒向下，推力套筒的力作用于活塞；油缸下路进油由于第五油孔不能通过下环槽相通第六油孔，C油腔不进油，所以作用于活塞上的向下合力要远大于快下动作时的活塞受力，此时可实现油缸的工进动作，这时C油腔的油通过第八油孔、第九油孔、油缸回油口回到油箱。图10所示，上阀芯在上位，下阀芯在下位，此时油缸中路进油直接进入B油腔，推动活塞向下；油缸上路进油由于第一油孔不能通过上环槽相通第二油孔，A油腔不进油，所以推力套筒不对活塞产生向下作用力；油缸下路进油通过B油腔、第七油孔、第五油孔、下环槽、第六油孔、第八油孔进入C油腔，推动活塞向上；由于C油腔的横截面积大于B油腔的横截面积，所以作用于活塞上的合力向上，此时可实现油缸的快回动作，这时A油腔的油通过第三油孔、第二油孔、第四油孔、油缸回油口回到油箱。在上述的油缸快下过程中，通过伺服电机的转速降低，可实现油缸的快下缓冲动作。在上述工进动作到达一定位置时，油泵停止供油，可实现油缸的保压动作。油缸的回程缓冲也通过控制伺服电机的转速来实现。

如图2-4所示，所述主油缸25通过主滑块29来推动上模安装板34，主滑块29的上下滑动由导轨组件进行导向，主滑块29的顶部连接主油缸25的活塞杆，主滑块29的底部连接上模安装板34。所述导轨组件包括定位架30和设于主滑块29四角的导轨安装板33，导轨安装板33的内侧设有第一导轨板36、第二导轨板37与主滑块29的四角边进行滑动接触，导轨安装板33为L形板，第一导轨板36通过调节螺钉38可前后调节设于导轨安装板33在前后方向上的内侧面，第二导轨板37固定设于导轨安装板33在左右方向上的内侧面，导轨安装板33可左右调节连接于定位架30上并通过锁紧螺钉39进行锁紧，导轨安装板33在左右方向上的外侧面为斜面40，与斜面40对应设有斜面推动板43，斜面推动板43通过调节螺钉可前后调节连接于定位架30上，定位架30在液压机的左右牌坊35上固定安装。每个主油缸25的两侧各设有一个平衡气缸28，平衡气缸28在液压机的上横梁26固定安装，平衡气缸28的活塞杆通过支架板32与上模安装板34相连，平衡气缸28设有进气口与储气罐相通，平衡气缸的进气口位于平衡气缸的底部，储气罐的进气管道设有安全阀并连通空气泵。

如图11-12所示，所述送料机械手27包括前机械臂44、后机械臂46和在前后机械臂上作等距设置的十二组夹爪45，前后机械臂分别由前支承板58、后支承板56进行托住并可在前后支承板上作左右方向的滑动，前支承板58连接于前滑座59上，后支承板56连接于后滑座57上，前后滑座在升降座53上作前后方向的相对活动由支承板电机60进行驱动（具体结构为：支承板电机60传动调节螺杆50，调节螺杆50的一端设有左旋螺纹与前滑座59螺纹连接，另一端设有右旋螺纹与后滑座57螺纹连接），升降座53在固定底座67内作上下方向的升降活动由升降电机进行驱动，升降座53的上下升降活动由竖向导柱61进行导向，竖向导柱61的上端连接前后机械臂，竖向导柱61的下端连接滑块62，滑块62可前后滑动设于横向导轨63上，横向导轨63可左右活动设于固定底座67上，横向导轨63的左右活动由横向导轨电机65进行驱动，横向导轨电机65传动调节螺杆64，调节螺杆64与横向导轨的联接座66螺纹连接。所述夹爪45可弹性设于夹爪座55上，夹爪45具有V形头部，V形头部的中间沿V形面设有三角形夹持槽47，夹爪45的尾端设有导杆49活动插入到夹爪座55内，夹爪45与夹爪座55之间设有弹簧48，夹爪45上设有感应探头54，当夹爪夹住工件弹簧被压缩到一定位置时，感应探头发出信号通知机械臂开始提升并左右动作，夹爪座55在前后机械臂上固定安装。

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