SMC成形液压机的开发研究

5.2444H,G m ax=0.6219。

4　结束语

本文给出了一种优化设计肘杆式挤压机构的方法。文章依据滑块工作行程中曲柄的最大输入转矩最小原则进行机构的优化设计。所得结果不仅改善了机构的传力特性,同时也保证了滑块工作行程的运动平稳。设计过程简洁明了。

参考文献

1　周　洪1挤压机偏置滑块机构的优化设计1锻压机械,1995(6): 33～35

2　何德誉1曲柄压力机1机械工业出版社,19871

3　楼鸿棣,邹慧君1高等机械原理1高等教育出版社,19901

4　刘惟信,孟嗣宗1机械最优化设计1清华大学出版社,19911

收稿日期:1996—09—16S M C成形液压机的开发研究

030024　太原重型机械集团公司　曹惠斌　张亦工

030001　山西省科学技术委员会 罗上银

摘要　介绍了S M C成形液压机的研制及工艺技术性能。对其关键技术,特别是对动态调平—微开模伺服系统进行了论述。

D evelop m en t and research of S M C m ould i ng hydraul ic press

T he research-m anufactu ring and techno logical characteristics of S M C m ou lding hydrau lic p ress are in troduced.T he key techno logy,esp ecially the dynam ic-leveling and die m icro-op en2 ing servo system are discu ssed.

叙词　S M C　液压机　动态　调节系统

1　S M C和S M C制品概况

S M C(Sheet m ou lding com pound),中文称为片状模塑料,它是增强塑料FR P家族中的一个新成员。具有轻质高强度、不锈蚀、易成形、色彩鲜艳等特点。主要用于汽车外装部件、卫星天线和彩塑桌椅等[2]。

S M C成形液压机就是为了适应S M C产品加工的市场需要而研制的专用成形设备。它的主要作用是将S M C原料放入金属模具中,由液压机压制成形所需零件。并要求保持一定的温度(～140℃)和压力(～10M Pa),使之固化。

目前,已研制出的有5M N,613M N,8M N, 10M N和15M N等规格的S M C成形液压机。

S M C制品的批量生产工艺流程分四个阶段:

①在片材生产线上加工S M C片材卷。

②熟化S M C片材卷。

③进行剪裁、称量、装入模具,在S M C成形液压机上成形和固化。

④制品的后序处理(包括修边、检验、包装等)[2]。

2　液压机的结构及技术特点

211　结构特点

S M C成形液压机主要由机体、液压系统、电气系统和安全保护系统等组成。采用立式上传动、油泵驱动、电气按钮控制。

为适应高级S M C制品的生产需要,用户还可在机器上选择增设调平—微开模伺服系统、蒸汽自动加热系统、模内顶出同步控制器等部件[3]。

液压系统主要由油泵、油箱、各控制阀集成块、充液阀及管道等组成。主油泵采用比例变量轴向柱塞泵。油箱设有自动加热冷却装置和独立的过滤循环系统、油温油位的联锁保护系统。由优化设计的二通插装阀集成块,构成操纵压机动作的各种回路。其中加载回路和主泵控制回路采用了比例控制技术,以实现各种压制工艺的要求。

以PL C为核心的电气系统用电液比例阀、电磁先导阀、行程控制器以及各种压力、位移、温度等传感元件,形成对压机整个工作过程的压力、速度、故障、安全联锁等各方面的控制网络,实现对各工艺过

31

S M C成形液压机的开发研究——曹惠斌　张亦工　罗上银

程的程序化控制。

图1是压机典型件生产工艺曲线[3],其中每个工艺循环均可由手动和自动两种工作制度完成。比例控制技术的采用,使操作者可方便地在操纵台上调整工艺参数

。

图1

压机安全保护系统是为了保证操作者和设备安全而配备的,该系统包括滑块锁紧装置、光电安全保护装置以及设备安全所必备的其他联锁系统。212　技术特点

由于合格的S M C 制品必须厚度均匀、表面光滑、无气泡裂纹,且生产效率要高。因此,S M C 成形液压机的技术发展就必须与这些要求相适应。近年来其发展体现在以下几方面:

①位置精度高,具有再现性。

②加载速度和加载输出精度高,具有再现性。③滑块和下横梁工作面间平行精度高。

④空程下降速度快,防止S M C 原料在模固化。⑤有预压过程,提高材料模内流动速度,缩短加压时间。

⑥良好的抗偏载能力和高的热态导向精度。⑦具有自动放气功能,消除模腔存气。⑧速度、压力可调,以满足不同材料配方制件的要求。

⑨模温可调,加热状态稳定。βκ具有好的模内涂层工艺(I M C 法)。3　液压机的关键技术

311　动态调平—微开模伺服系统

系统是由一被动式的排出节流调平闭环与一主动式的上移同步闭环组成的复合系统。

系统由两个伺服油缸、电液伺服阀、位移传感器、压力传感器等组成。其功能一是在制品压制过程中,对滑块与下横梁工作面间的平行度进行动态调平,校正由于偏载而造成的滑块倾斜;其二是压制完毕后,进行微开模动作,使模具均匀地打开微小的缝隙(011～013mm ),以便进行模内涂层工艺。

液压机的调平—微开模伺服系统的控制原理参见图2

。

图2

在系统设计中,对其性能影响较大的流量增益、

固有频率、液压阻尼比等参数进行了优化,提高了系统的精度和刚度,使系统对输入信号的闭环响应和对外负载的闭环响应这两个重要的动态特性得到保证。具体措施是:

①尽量缩短伺服油缸的工作行程,选择合理的调平吨位,以减少调平时的工作腔总容积,提高系统的固有频率,从而提高响应速度。

②伺服油缸和活塞头均采用国外先进的密封技术和密封元件,从而提高了油缸的气密性和减摩性,消除了各类非线性因素的影响。

③伺服油缸为双作用缸形式,并有旁路泄油通道,故其液压阻尼比增大,并接近于常数。

④选用新型动圈式电液伺服阀,提高流量增益,保证频率响应要求,整个回路全装在油缸体上,减少了管路通道对系统的影响。

⑤在动态调平闭环中采用了压力反馈和位移反馈综合控制方式,使系统可自动判断压机滑块的位置状态,并以此直接控制伺服油缸的动作,从而简化了控制环节,使系统效率更高[1,4,5]。

另一方面设置了多处可调环节,以便在调试中根据设备的运行情况进行合理调整。在动态调平闭环中对基准缸进行压差控制,随动缸根据对基准缸的位移检测信号进行跟随控制。可在给定单元上对各调平给定(即基准缸压差给定)进行设定与调整。在微开模闭环中对基准缸和随动缸进行位置控制。可在给定单元上对各微开模高度给定进行设定与调整。PL C 根据压制工艺控制调平或微开模系统自动投入和撤出。在跟随控制上,位移给定、速度给定、速度偏置、比例调节、积分调节可组合成各种调节方式。在调试中根据压机的运行情况对各调节参数进行调整,从而确定系统的最佳状态。

41锻压机械　6 96