对棒状或管状钢坯料进行冷热加工时,往往需将其送人并保持在某一几何中心上。例如对圆形断面的棒料进行多方向的锻打时,工件必须保持在锻打中心Ce上,如图1a所示,这就需要采用定心夹钳。如采用普通机械式夹钳,使上、下钳口闭合量y1、y2相等,如图中b所示,虽然可以达到定心的目的,但当工件沿轴向移动,而且工件的外形发生变化时,可能产生偏心或卡死。如采用普通液压传动装置,分别对上、下钳口的闭合量进行控制。在工件外形尺寸变化时,就需要随时进行调整,且不易达到自动定心。特别是在被夹持的工件为矩形断面时,如图中c所示,一个自由度闭合量的夹钳就无法使工件定心。
图1 定心夹钳工作示意
采用两自由度机液伺服定心夹钳则可完成定心要求,这种夹钳的特点为:下钳口有足够的支持力,可以支持工件的全部重量。上钳口的夹紧力是可调的,因而可允许工件沿轴向移动,也可使工件卡紧;下钳口在y方向的闭合量y2能自动跟随上钳口的闭合量y1而变化并保持相等。因而能达到y方向自动定心;上、下钳口在z方向可以产生相反方向的同步位移,并保持x1=x2,如1c中虚线所示。因此,不仅可使圆断面工件定心,也可使矩形断面自动定心。
两自由度机液伺服定心夹钳工作原理及液压系统如图2所示。夹钳夹持圆形断面工件时,仅有y方向一个自由度的机液伺服系统参加工作。其工作过程如下:上钳口l可绕支点C1作上、下摆动,下钳口2可绕支点C2作上、下摆动。上钳口由操作液压缸3驱动,下钳口由伺服液压缸4驱动。电磁换向阀6处子中位,上钳口连同液压缸3的活塞在自重作用下接触圆形断面工件15,产生闭合量y1,同时,在比较器(由断条10、11和齿轮12组成)上有一个位移指令yl输入,这样,齿轮12连同锥体13 一起下移,机液伺服阀5的阀芯向左产生位移量xvy,压力油由Ps进入A到液压缸4的下腔,带动下钳口2向上闭合,闭合量为y2。与此同时,连杆9在比较器上产生负反馈y’2,使齿轮连同锥体13上移,直到反馈量y’2等于指令输入量y’1为止,机液伺服阀5的阀芯叫到中位,液压缸4的活塞才不动。由于上、下钳日结构是对称的,因此,下钳口的闭合量y2始终是跟随上钳口的脚含量y而变化并保持相等,这样就保证了圆形断面工件能自动定心。当工件沿轴向移动且直径有所变化时,上、下钳口都能等量地张开式闭合,使工件始终保持在中心上。背压阀7可以调整钳口张开的阻力矩。当换向阀6的电磁铁1YA带电,压力油进入液压缸3的上腔,活塞推动钳口闭合将工件夹紧,使工件不能在轴向移动;当2YA带电,压力油进入3的下腔时,活塞推动钳口张开。
夹钳夹持矩形断面工件时,不仅y方向自由度的机液伺服系统参加工作,x方向自由度的机液伺服系统也同时参加工作,以保证矩形断面工件自动定心。当上钳口自重下落到矩形断面工件表面时,要产生向左方向的位移量x1,直到钳口与工件表面相吻合为止,如图中16所示。由液压缸22,机液伺服阀21,锥体18,比较器17组成的x方向的机液伺服控制系统能保证下钳口2产生与上钳口位移x1方向相反的同步位移x2。出于x、y两个自由度机液伺服系统的同时工作,矩形断面工件不仅可沿轴向移动,而且能随时自动保持定心。
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精锻机定心夹钳液压系统
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液压行业知识
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