宋雨芳

（合肥合鍛機床股份有限公司，安徽 合肥 230061）

0 引言

進入本世紀以來，國內軌道交通發(fā)展迅速。專家預計，未來15～20年，將是我國鐵路運輸、城際快客運輸、城市軌道交通發(fā)展的高峰期。僅“十二五”期間軌道交通產業(yè)將投入約4萬億元，城市軌道交通“十一五”期間開始爆發(fā)式增長，到2015年規(guī)劃投資近1萬億元，巨額投入將使整個軌道交通產業(yè)發(fā)展具有廣闊的市場前景。

針對軌道交通設備的特點要求，各種中厚板凹凸不規(guī)則窗體拉伸件及瓦楞板型零件將大量使用，針對市場需求，研制了一種全功能雙動厚板拉伸液壓機。

1 雙動板件沖壓工藝簡介

板料沖壓液壓機是用來進行板料的沖裁、彎曲、拉延成形等工序的。雙動拉伸液壓機主要用于滿足板料拉延工藝的特殊要求，一般在內滑塊（拉伸滑塊）的外邊，還裝有外滑塊（壓邊滑塊），壓邊滑塊用來壓緊坯料，防止在拉延過程中四周起皺，內外滑塊分別由不同油缸驅動，壓邊滑塊的壓力可根據(jù)工件情況進行調節(jié)，如圖1所示。這種雙動拉伸液壓機用于拉伸內外結構式的金屬板件，而對于中厚板凹凸分布不規(guī)則的軌道交通設備的窗體拉伸件和瓦楞型零件，則需要拉伸力和壓邊力可在工作臺面受力區(qū)域內根據(jù)拉伸工藝間隔分布，故傳統(tǒng)的雙動拉伸液壓機已無法滿足該種拉伸工藝的要求，必須對其加以改進設計。

新型雙動拉伸工藝步驟為：將工件置于下?！瑝K下行，壓邊模先接觸工件實現(xiàn)壓邊→滑塊繼續(xù)下行，壓邊模壓邊，拉伸模實現(xiàn)拉伸，并可實現(xiàn)保壓→滑塊回程，同時壓邊墊頂出→人工取料（頂出缸可實現(xiàn)頂料）、上料。雙動拉伸工藝如圖2所示。

圖1 一般雙動板件沖壓工藝

圖2 新型雙動板件沖壓工藝

2 雙動液壓機設計

2.1 壓機主機設計

機身采用預應力分體框架拉桿結構，由上橫梁、下橫梁、立柱用四根拉桿相連，通過螺母緊固，組成一封閉式剛性框架，主要構件為鋼板焊接結構；拉伸滑塊采用斜楔式四角八面導軌導向，其調整方便，調整精度高，調整后不易發(fā)生精度跑偏現(xiàn)象。立柱的導向板表面經(jīng)滲氮淬火處理，硬度在HRC48以上，耐磨性能好，使用壽命長。導軌摩擦副一側采用合金材料，另一側采用銅基合金，滑塊導軌面設有加油孔自動加油，以便潤滑運動部位。

液壓機主噸位2600t由三缸實現(xiàn)，中間一個柱塞式油缸，兩側為活塞式油缸，以實現(xiàn)壓機大的回程力。缸體和活塞桿加工后再用豪克能光整加工工藝，以提高表面粗糙度，達到鏡面加工要求，保證其能夠達到進口密封件的要求精度。壓機還配備電動調節(jié)式下置緩沖缸，可有效吸收沖裁過程中產生的全部能量，從而降低沖裁工藝時的噪聲，優(yōu)化工人的工作環(huán)境。

液壓機壓邊滑塊與拉伸滑塊用四個連接螺栓進行連接，根據(jù)預先設置壓邊力10%（2.5MPa），可承受100t壓力（60t加壓邊滑塊的自重），使用中可根據(jù)需要很方便地將壓邊滑塊拆卸掉，方便壓邊缸及壓邊墊的拆卸。壓機可用拉伸滑塊作單動拉伸工藝。壓機還配備有前移式移動工作臺，其前后布置有可隨動的蓋板小車，可以有效地在移動工作臺移出時遮蓋空出的工作臺面，防止雜物落入底梁工作臺面區(qū)域。壓機還配備下液壓墊裝置，四邊導板導向。

2.2 新結構的壓邊滑塊結構設計

壓邊滑塊布置在拉伸滑塊下，壓邊滑塊為整體鑄鋼件，材質ZG270-500；其中在適當位置加支撐墊板并具有足夠的強度和剛度，以滿足主噸位施壓。在壓邊滑塊內安裝一壓邊墊，四角各布置一柱塞缸，柱塞缸用于壓邊和頂出，可提供600t的壓邊力。驅動壓邊墊板通過四個導柱導向，滿足壓邊力的鑄鋼板開有壓邊桿孔，壓邊桿穿過鑄鋼板承受壓邊墊與模具壓邊部分的壓邊力。壓邊墊下方吊裝一級壓邊桿，壓邊桿采用40Cr材質，調質處理，硬度為HRC32～36，壓邊墊與壓邊桿接觸處有淬硬鑲塊。壓邊壓力可在15%～100%范圍內調節(jié)。壓邊墊壓力、行程可由觸摸屏設定調節(jié)，并可顯示。壓邊桿下止點位置時頂桿頭距滑塊墊板下平面10±0.2mm。

該壓機的壓邊滑塊為內空式鑄鋼結構，上壓邊墊通過壓邊墊連接板用螺釘與壓邊缸連接，上壓邊墊位于壓邊缸的下方，壓邊缸上方固定在壓機拉伸滑塊上，上壓邊墊淬火板安裝在上壓邊墊的下表面，且上壓邊墊的上表面與壓邊缸的柱塞桿臺階面壓緊結合，壓邊桿吊裝在壓邊桿安裝板的下方，壓邊桿安裝板用螺釘安裝在上壓邊墊的下方，如圖3所示。

壓邊滑塊包括起導向作用的壓邊墊導向柱，上壓邊墊的上下面板的四角對應位置處同軸開設安裝孔，安裝孔內均安裝無油潤滑軸承，并用壓蓋壓緊無油潤滑軸承，四個壓邊墊導向柱底端固定在壓邊滑塊內的下端面上，壓邊墊導向柱上端依次穿過上壓邊墊的上下面板的安裝孔，并且壓邊墊導向柱的上端抵在壓邊滑塊內的上端面上。

圖3 壓邊滑塊結構

壓邊滑塊還包括壓邊緩沖墊，壓邊緩沖墊對稱布置在上壓邊墊的上面板的中心線上，且突出于上壓邊墊的上面板。當壓邊滑塊回程到上限位置時，緩沖墊可緩沖超限時可能對拉伸滑塊的沖擊。

壓邊滑塊還包括梅花瓣和二級壓邊桿，梅花瓣用螺釘固定在壓邊桿的下平面上。梅花瓣的下端面具有三處弧度掏空，二級壓邊桿的頂端對應于梅花瓣下端面的弧度掏空具有三處圓弧凸起，二級壓邊桿與梅花瓣采用卡口的方式連接，二級壓邊桿的三處圓弧凸起與梅花瓣的三處弧度掏空處對上。

2.3 壓機電氣系統(tǒng)設計

壓機基于PLC集中控制，采用PID控制方法，實現(xiàn)雙動拉伸液壓機壓力閉環(huán)精密控制。電氣控制系統(tǒng)采用觸摸式可編程終端（即彩色工業(yè)觸摸屏）對壓制力值進行設定和顯示，以及對壓制力偏差值進行范圍設定和顯示，PLC選用西門子新型高分辨率模擬量輸入模塊，對各種模擬量輸入信號（位移傳感器和壓力傳感器）進行精確轉換，經(jīng)過PLC特定的控制算法得出控制值，通過高分辨率模擬量輸出模塊將控制值輸出到比例閥，確?？刂凭?。

3 結論

該機是一種全功能液壓機，可實現(xiàn)單動和雙動功能，并配備上壓邊墊和下液壓墊，使壓機可實現(xiàn)三動功能；壓機還具備緩沖功能，可有效降低單動沖裁時產生的噪聲；配備前移式工作臺以方便換模和修模。在目前液壓機產品設計中，是一種功能最齊全的板件沖壓拉伸液壓機。該種壓機的設計成功，將有力支撐我國軌道交通事業(yè)的發(fā)展。

[1]中國機械工程學會塑性工程學會.鍛壓手冊（第3卷）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.

[2]彭國華.廣東軌道裝備制造撬動萬億大市場.南方日報，2010-12-17（A15）.

[3]崔殿國.北車引領軌道交通裝備行業(yè)技術發(fā)展方向.搜狐財經(jīng)，2009-07-07.

[4]陳勝濤.單雙動薄板拉伸液壓機開發(fā)的探討[J].鍛壓裝備與制造技術，1997，32（1）.