液壓機(jī)的應(yīng)用及發(fā)展

韓帥帥

（湖南工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，湖南 株洲 412000）

液壓機(jī)的應(yīng)用及發(fā)展

韓帥帥

（湖南工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，湖南 株洲 412000）

液壓機(jī)是一種利用液體靜壓力來(lái)加工金屬、塑料、橡膠、木材、粉末等制品的機(jī)械。它是利用帕斯卡定律制成的利用液體壓強(qiáng)傳動(dòng)的機(jī)械和用來(lái)傳遞能量以實(shí)現(xiàn)各種工藝的機(jī)器。現(xiàn)在液壓機(jī)不僅可用于鍛壓成形，也可用于壓裝、壓塊、壓板、打包和矯正等工藝。比較常見的工藝有壓制工藝和壓制成形工藝，比如：沖壓、鍛壓、翻邊、彎曲、壓裝、冷擠、校直、粉末冶金、薄板拉深等。

四柱液壓機(jī)；液壓成型；發(fā)展

液壓機(jī)是利用壓力使金屬（呂、鐵等）和非金屬材料（塑料、橡膠等）成形的加工機(jī)械。目前，液壓機(jī)擁有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，這些被廣泛應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中。隨著制造技術(shù)和微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，我們對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)相應(yīng)提出更高的要求。液壓機(jī)必然要向著高速、高壓、綠色化、高效化、機(jī)電液一體化、數(shù)控智能化的方向發(fā)展改革。故而，對(duì)于現(xiàn)代液壓機(jī)開發(fā)，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。

經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，中國(guó)液壓機(jī)行業(yè)在技術(shù)和生產(chǎn)水平上已經(jīng)基本算是成熟，并且其在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)占有率遠(yuǎn)超其它機(jī)床。但相比發(fā)達(dá)國(guó)家的專業(yè)液壓機(jī)制造公司（米勒萬(wàn)家頓、舒勒等）尚有較大的差距。雖然我國(guó)的液壓機(jī)的產(chǎn)量很大，但其價(jià)格卻遠(yuǎn)低于他們。如何縮小這種差距，擠入國(guó)際高端市場(chǎng)，參與到國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中去，這成為我們必須思考的問(wèn)題。我們認(rèn)識(shí)到要想使中國(guó)液壓機(jī)行業(yè)能走得更遠(yuǎn)，不僅僅要依靠?jī)r(jià)格的優(yōu)勢(shì)，還要把產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量安全放在首要位置。

1 四柱液壓機(jī)及成型工藝綜述

四柱液壓機(jī)是通過(guò)四根立柱把上下橫梁連接起來(lái)，且其帶滑塊的活動(dòng)橫梁依靠四根立柱導(dǎo)向。在四個(gè)立柱之間安置著上、下兩個(gè)液壓缸，上液壓缸驅(qū)動(dòng)上滑塊，實(shí)現(xiàn)“快速下行→慢速加壓→保壓延時(shí)→快速返回→原位停止”的動(dòng)作循環(huán)；下液壓缸驅(qū)動(dòng)下滑塊，實(shí)現(xiàn)“向上頂出→向下退回→原位停止”的動(dòng)作循環(huán)。四柱液壓機(jī)可以實(shí)現(xiàn)沖剪、翻邊、拉深、彎曲、成型、冷擠、裝配等多種工藝的加工。

與傳統(tǒng)的沖壓工藝比較，其成形工藝在很多方面（重量、零件和模具數(shù)量、剛度與強(qiáng)度、生產(chǎn)成本等）具有很大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。在汽車工業(yè)中應(yīng)用地很是廣泛。隨著科技的進(jìn)步，減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量和節(jié)約運(yùn)動(dòng)能量成為先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一。應(yīng)運(yùn)而生的液壓成形“內(nèi)高壓成形”就是為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化的一種先進(jìn)制造技術(shù)。其基本原理是以管材作為坯料，在管材內(nèi)部施加超高壓液體同時(shí)，對(duì)管坯的兩端施加軸向推力，進(jìn)行補(bǔ)料。在兩種外力的共同作用下，管坯材料發(fā)生塑性變形，并與模具型腔內(nèi)壁貼合，得到形狀與精度均符合技術(shù)要求的中空零件。這種液壓成形工藝具有很多優(yōu)點(diǎn)，在節(jié)約材料方面，比如：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)托架、散熱器支架等零件，液壓成形件比沖壓件減輕1/5～2/5；空心階梯軸類零件，減輕2/5～1/2；在減少零件和模具數(shù)量方面，比如：沖壓件需要多套模具，而液壓成形件一般只要1套模具。液壓成形的發(fā)動(dòng)機(jī)托架零件、散熱器支架零件等都大幅降低。根據(jù)對(duì)已應(yīng)用液壓成形零件的統(tǒng)計(jì)分析，液壓成形件的生產(chǎn)成本比沖壓件平均降低15%～20%,模具費(fèi)用降低20%～30%。在強(qiáng)度與剛度以及疲勞強(qiáng)度方面有很大的提高，液壓成型大大減少工藝的成本，提高加工效益和經(jīng)濟(jì)效益，為企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了很大的空間。

2 液壓機(jī)的發(fā)展方向和趨勢(shì)

十多年前，中國(guó)的液壓機(jī)種類齊全，但技術(shù)含量相比較低，缺乏高檔機(jī)型，這與高速發(fā)展的中國(guó)很不協(xié)調(diào)。而在當(dāng)時(shí)的一些發(fā)達(dá)國(guó)家，自20世紀(jì)60、70年代自動(dòng)生產(chǎn)線就已基本普及。對(duì)于發(fā)展中的中國(guó)來(lái)說(shuō)，研究先進(jìn)的技術(shù)和制造先進(jìn)的設(shè)備成為必然趨勢(shì)。液壓機(jī)的發(fā)展也是如此，其表現(xiàn)在很多方面。①在自動(dòng)上下料或自動(dòng)生產(chǎn)線方面?，F(xiàn)階段，為提高生產(chǎn)效率，國(guó)內(nèi)企業(yè)開始使用和采購(gòu)自動(dòng)生產(chǎn)線和自動(dòng)上下料的液壓機(jī)，有些企業(yè)開始在原人工上下料的液壓機(jī)生產(chǎn)線上配上機(jī)器人而改造成半自動(dòng)的生產(chǎn)線。②在多工位液壓機(jī)以及快速、高速液壓機(jī)的研發(fā)方面。相比傳統(tǒng)液壓機(jī)，多道工序在一臺(tái)液壓機(jī)中由不同的工位來(lái)完成，不僅減少了液壓機(jī)的臺(tái)數(shù)和設(shè)備占用面積，而且減少了設(shè)備的中間送料程序和操作人員。普通液壓機(jī)的快降及回程速度只有100～200mm/s，而現(xiàn)在的快速液壓機(jī)則已經(jīng)高達(dá)450mm/s。液壓機(jī)的生產(chǎn)效率提高了一倍多，也就是說(shuō)一條生產(chǎn)線可以取代原來(lái)的兩條生產(chǎn)線。③在電液比例、傳感器、電子計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)方面，自20世紀(jì)80年代電液比例元件的快速發(fā)展，比例閥和比例泵在液壓機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。它可以通過(guò)電氣來(lái)控制液壓機(jī)的各項(xiàng)功能，使液壓機(jī)的液壓控制系統(tǒng)發(fā)生了質(zhì)的變化。④在環(huán)保、節(jié)能方面，中國(guó)還有很有長(zhǎng)的路要走。相比于國(guó)外，國(guó)內(nèi)采用封閉式循環(huán)油路設(shè)計(jì)的很少，從而出現(xiàn)泄油和污染，同時(shí)灰塵、空氣的物質(zhì)侵入系統(tǒng)，使機(jī)器的使用壽命大大降低。比如，依靠溢流閥溢流保壓的液壓機(jī)比閉泵保壓的液壓機(jī)所消耗的能量多一倍，依靠蓄能器提高空載速度的系統(tǒng)所浪費(fèi)能源比快速缸系統(tǒng)多兩倍多。⑤ 在安全性方面，由于國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀，安全問(wèn)題提升空間很大。國(guó)外某些采用微處理器控制的高性能液壓機(jī)利用軟件進(jìn)行故障的檢測(cè)和維修，產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)負(fù)載檢測(cè)、自動(dòng)模具保護(hù)和錯(cuò)誤診斷等功能。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在，中國(guó)液壓機(jī)的整體結(jié)構(gòu)以及液壓系統(tǒng)等方面已經(jīng)發(fā)展的比較成熟，與國(guó)外相比，在加工工藝的先進(jìn)性、生產(chǎn)的自動(dòng)化、環(huán)保、節(jié)能、安全性等方面還有一定的差距。結(jié)合國(guó)內(nèi)的行情，以及現(xiàn)有的技術(shù)，逐漸提高制造水平，擴(kuò)大使用范圍，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品效益和工廠效益，推動(dòng)我國(guó)個(gè)各制造行業(yè)發(fā)展。隨著科技的進(jìn)步，我國(guó)液壓機(jī)向著高速化、智能化、自動(dòng)化、高效化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向快速發(fā)展。

[1]JB3915-85，液壓機(jī)安全技術(shù)條件[S].

[2]許福玲、陳堯明.液壓與氣壓傳動(dòng)（第三版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

[3]朱理主編.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2004.

[4]王野平,林正英,張加正.閉式壓力機(jī)立柱剛度的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].鍛壓機(jī)械,2002,(4).

[5]李貴閃,何曉燕.我國(guó)液壓機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].鍛壓裝備與制造技術(shù),2006,(4).

[6]黃興.液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)[J].裝備制造技術(shù),2006,(1).

[7]毛智勇.YB32-500四柱萬(wàn)能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)故障分析與改造[J].液壓與氣動(dòng),2004,(3).

on Application and Development of Hydraulic Press

HAN Shuai-shuai
(Institute of Mechanical Engineering,Hunan University of Technology,Zhuzhou,Hunan 412000,China).

Hydraulic press is a kind of machinery which process metal,plastic,rubber,wood,powder products with hydrostatic pressure.It is made according to PASCAL's law and transmits under liquid pressure and it used to transmit energy to achieve various techinques.Now,it can not only be used to form forging hydraulic press but also can be used during the process of fitting press,briquetting,pressing plate,packaging,rectifying and otherwise.The common process includes pressing process and compression-molding process,such as:stamping,forging,flanging,bending,fitting press,cold extrusion,straightening,powder metallurgy,sheet deep drawing,etc.

four-column hydraulic press;hydraulic pressure forming;development

TG315.4

A

2095-980X（2015）02-0076-02

2015-01-14

韓帥帥（1991-），男，河南商丘人，大學(xué)本科，主要研究方向：機(jī)械工程及自動(dòng)化。