一種水液壓壓鑄機及其液壓系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于壓鑄機領域，更具體地，涉及一種水液壓壓鑄機及其液壓系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]壓鑄是一種先進、高效率的有色金屬精密成型技術，其整個生產過程易于實現高度的自動化、機械化，應用壓鑄技術可以成型出各種形狀復雜的零件，廣泛的應用于各個行業(yè)的裝備和產品的制造之中，完成一個完整的壓鑄過程包含合模、鎖模、壓射、增壓、開模、冷卻等環(huán)節(jié)，合模環(huán)主要實現模具的打開和閉合，鎖模環(huán)提供足夠的鎖模力來克服模具型腔的脹型力，壓射環(huán)主要實現壓射功能，將熔融金屬液射入模具型腔內，冷卻環(huán)主要對包括模具、鑄件、壓室、沖頭等在內的部件進行冷卻。
[0003]傳統(tǒng)壓鑄機多采用單個定量油栗或者雙聯油栗作為動力源，當油栗提供的壓力和流量超過設定值或負載所需時，多余的部分將通過溢流閥回流到儲油箱中。但在實際的壓鑄生產中，壓鑄的各環(huán)節(jié)需要的壓力、流量差異較大，不變的動力源不能適應執(zhí)行機構變化多端的速度和壓力需要，需采用各種液壓閥來進行控制，因此不可避免的會出現大量的溢流損耗及節(jié)流損耗，尤其是在壓鑄機進行鎖模、保壓、待機時，溢流損失及節(jié)流損失為其能量損耗的主要途徑。
[0004]而現有壓鑄機液壓系統(tǒng)以液壓油作為工作介質，液壓系統(tǒng)中冷卻系統(tǒng)以水作為冷媒介質，此種液壓系統(tǒng)存在以下缺陷:泄漏的液壓油及定期更換的廢棄液壓油會嚴重污染環(huán)境，同時還會極大的增加壓鑄機全壽命周期的使用成本；而由于冷卻系統(tǒng)的冷媒介質與液壓系統(tǒng)的工作介質不同，致使冷卻系統(tǒng)難以和主液壓系統(tǒng)兼容集成。隨著對環(huán)境保護和節(jié)能減排的日益重視，傳統(tǒng)油壓壓鑄機已不能滿足未來壓鑄工業(yè)的發(fā)展要求。
[0005]由于無法和主液壓系統(tǒng)實現功能的集成化，為降低成本提高競爭力，現有的冷卻形式多采用的是簡單的水冷方式，在壓射過程的整個周期內冷卻水的流量基本保持不變。而壓鑄生產中所使用的模具、壓室及沖頭等受周期性熱載荷沖擊的部件，在壓射的各個環(huán)節(jié)中所需的冷卻水量是不一樣的，而現有的定流量冷卻方式，模具、壓室及沖頭等部件難以得到最佳的冷卻，往往會出現熱疲勞損壞，極大的縮短了其使用壽命。

【發(fā)明內容】

[0006]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種水液壓壓鑄機及其液壓系統(tǒng)，其中通過改變工作介質為水、改進動力源、集成冷卻系統(tǒng)、增加冷卻蓄能器組進行壓射能量回收以及增加鎖模蓄能器組匹配實際鎖模力的需求等途徑，實現綠色環(huán)保與節(jié)能的目的。
[0007]為實現上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提出了一種水液壓壓鑄機，其特征在于，所述壓鑄機包括定模座、動模座、合模液壓缸、鎖緊螺母液壓缸、鎖模液壓缸、壓射增壓缸和蓄能器組，所述合模液壓缸、鎖緊螺母液壓缸、鎖模液壓缸、壓射增壓缸和蓄能器組的工作介質為水，其中:
[0008]所述定模座和動模座通過哥林柱相連，所述合模液壓缸驅動所述動模座沿哥林柱移動，進行合模與開模動作；所述鎖緊螺母液壓缸和鎖模液壓缸固定安裝在所述動模座上，并跟隨動模座沿哥林柱移動；所述鎖緊螺母液壓缸包括兩個對稱布置的鎖緊液壓缸，所述鎖緊液壓缸上安裝有鎖緊螺母，該鎖緊螺母與所述哥林柱上的螺紋或凹槽嚙合；所述壓射增壓缸用于完成壓射過程，所述蓄能器組為所述合模液壓缸、鎖緊螺母液壓缸、鎖模液壓缸和壓射增壓缸提供動力。
[0009]按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種適用于所述的水液壓壓鑄機的液壓系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)包括動力源、壓射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、鎖模系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，其中:
[0010]所述動力源與水箱相連，其為所述壓射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、鎖模系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)提供動力；所述壓射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、鎖模系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的工作介質均為水；
[0011]所述壓射系統(tǒng)包括壓射增壓缸、壓射蓄能器組和增壓蓄能器組，所述壓射增壓缸包括壓射有桿腔、壓射無桿腔、增壓有桿腔和增壓無桿腔；所述壓射有桿腔出口處設有與水箱相連的第一比例插裝控制閥；所述壓射無桿腔通過插裝閥與所述壓射蓄能器組相連，并通過第一電磁換向閥與所述水箱相連；所述增壓有桿腔與所述水箱相連，所述增壓無桿腔通過第二比例插裝控制閥與所述增壓蓄能器組相連；
[0012]所述合模系統(tǒng)包括合模液壓缸和第二電磁換向閥，所述合模液壓缸通過第二電磁換向閥與動力源相連；
[0013]所述鎖模系統(tǒng)包括鎖緊螺母液壓缸、鎖模液壓缸和鎖模蓄能器組，所述鎖緊螺母液壓缸與所述動力源相連；所述鎖模液壓缸的有桿腔與所述動力源相連，其無桿腔與所述鎖模蓄能器組以及水箱相連，并且無桿腔與鎖模蓄能器組之間設有第一電磁閥；所述鎖緊螺母液壓缸和鎖模液壓缸均連接有電磁換向閥；
[0014]所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻蓄能器組和冷卻管路，所述冷卻蓄能器組通過第一減壓閥分別與所述動力源和壓射增壓缸的有桿腔相連，所述冷卻蓄能器組和冷卻管路通過比例電磁閥相連，所述冷卻管路用于對液壓系統(tǒng)中的工作介質進行冷卻。
[0015]作為進一步優(yōu)選的，所述動力源包括伺服電機、柱塞栗和比例溢流閥，所述伺服電機帶動柱塞栗為液壓系統(tǒng)提供運行動力，所述比例溢流閥用于調節(jié)液壓系統(tǒng)的工作壓力。
[0016]作為進一步優(yōu)選的，所述鎖模蓄能器組與所述鎖緊螺母液壓缸之間，以及與所述鎖模液壓缸之間設有第二減壓閥，用于調節(jié)鎖模力。
[0017]作為進一步優(yōu)選的，所述壓射系統(tǒng)還設置有調節(jié)減壓閥，用于調節(jié)所述增壓蓄能器組的充液壓力。
[0018]作為進一步優(yōu)選的，所述壓射增壓缸包括壓射活塞、浮動活塞、增壓活塞和缸體，所述壓射活塞、浮動活塞和增壓活塞設于所述缸體中，并且所述浮動活塞位于所述壓射活塞和增壓活塞之間。
[0019]作為進一步優(yōu)選的，所述增壓無桿腔還通過第二電磁閥與水箱相連。
[0020]總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現有技術相比，主要具備以下的技術優(yōu)點:
[0021]1.本發(fā)明提供了一種綠色環(huán)保節(jié)能型的全水液壓壓鑄機及其液壓系統(tǒng)，采用水介質作為本發(fā)明液壓系統(tǒng)的工作介質，不僅摒棄了傳統(tǒng)壓鑄污染的缺陷，同時還可將冷卻系統(tǒng)與主壓射系統(tǒng)進行功能結構集成，通過將冷卻蓄能器組設置在壓射增壓缸的出口，可進行壓射過程中的能量回收；同時本發(fā)明通過增加鎖模蓄能器組與減壓閥，利用減壓閥調節(jié)鎖模蓄能組的蓄能壓力，可控制鎖模力的大小，以匹配不同模具的鎖模力要求，避免鎖模保壓時過大的鎖模力造成高壓溢流損耗。
[0022]2.本發(fā)明壓射速度的控制采用回路節(jié)流調速，對壓射過程及冷卻系統(tǒng)進行集成閉環(huán)控制，實時控制器對壓射缸的位移與壓力，以及模具、壓室、沖頭的溫度等反饋信號進行綜合處理，發(fā)出的控制信號經放大器后，對各比例閥進行實時閉環(huán)控制，以獲得預期的壓鑄工藝曲線及理想的工作溫度，確保高質量的鑄件，提高模具、壓室及沖頭的使用壽命及生產效率。
[0023]3.本發(fā)明中的動力源采用伺服電機PMSM、柱塞栗和比例溢流閥的組合形式，可通過控制伺服電機的轉速與比例溢流閥的調定壓力來滿足壓鑄各階段里對流量、壓力的不同要求；本發(fā)明通過改變工作介質為水、改進動力源、集成冷卻系統(tǒng)、增加冷卻蓄能器組進行壓射能量回收以及增加鎖模蓄能器組匹配實際鎖模力的需求等途徑，實現綠色環(huán)保與節(jié)能的目的。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的水液壓壓鑄機的結構示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的水液壓壓鑄機液壓鎖模原理示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明的哥林柱結構示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明的水液壓壓鑄機液壓系統(tǒng)不意圖；
[0028]圖5為本發(fā)明壓射控制原理示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0030]如圖1-3所示，本發(fā)明提供的一種水液壓壓鑄機，其主要包括定模座28、動模座
26、合模液壓缸14、鎖緊螺母液壓缸18、鎖模液壓缸17、壓射增壓缸4和蓄能器組10(包括壓射蓄能器組10.2、增壓蓄能器組10.1、冷卻蓄能器組10.3、鎖模蓄能器組10.4)，其中合模液壓缸、鎖緊螺母液壓缸、鎖模液壓缸、壓射增壓缸和蓄能器組的工作介質均為水，壓鑄生產中所使用的模具5安裝在動模座與定模座上，定模座和動模座通過哥林柱27相連，合模液壓缸驅動動模座沿哥林柱移動，進行合模與開模動作；鎖緊螺母液壓缸和鎖模液壓缸固定安裝在動模座上，并可跟隨動模座沿哥林柱移動；鎖緊螺母液壓缸與哥林柱嚙合；壓射增壓缸用于完成壓射過程，蓄能器組為合模液壓缸、鎖緊螺母液壓缸、鎖模液壓缸和壓射增壓缸提供動力。具體的，鎖緊螺母液壓缸包括兩個對稱布置的鎖緊液壓缸，鎖緊液壓缸上安裝有鎖緊螺母