YJ71 臥式伺服合模液壓機關鍵技術研究

胡明杰，劉飛，唐正，姜亞梅

（揚州邁拓機械科技有限公司，江蘇 揚州 225127）

1 前言

聚雙環戊二烯（PDCPD）為雙環戊二烯（DCPD）之均聚物或共聚物，是一種交聯三維網狀結構的新型工程塑料。PDCPD 具有非常優秀的物理性能指標，特別是彎曲模量和高抗沖表現優異。與普通塑料相比，PDCPD 的物理性能遠優于普通塑料。PDCPD 不但易加工還可以制造造型復雜的結構件，并具有良好的剛性和強度。因此，PDCPD 廣泛應用于汽車、白色家電、工程建筑、醫療、電氣等領域。

近幾年隨著環保要求的不斷提高，國內外對玻璃鋼制品的使用進行了嚴格的限制，而PDCPD 是一種綠色環保材料，廢棄制品易處理，不會產生白色垃圾，屬于“環境友好材料”。國家環保政策的規范、公民環保意識的加強和市場認知度的提高為PDCPD制品產業的高速發展提供了契機，同時也為PDCPD合模液壓機提供了廣闊的市場。

2 YJ71 臥式伺服合模液壓機特點

YJ71 臥式伺服合模液壓機主要用于PDCPD 材料的注射成型工藝。YJ71 臥式伺服合模液壓機在傳統臥式合模液壓機基礎上，采用了若干新技術、新工藝。新型分體移動式龍門機身結構和復合導向結構具有結構緊湊、合模精度高和運行平穩等特點；并且PDCPD 制品件具有外觀光潔度高、壁厚均勻、無飛邊毛刺、廢品率低等優點。同時，YJ71 臥式伺服合模液壓機設有雙活動橫梁，雙活動橫梁可在一定范圍內單獨或同時自由移動，較傳統臥式合模液壓機機身結構，具有空間大（模具空間、人工操作空間和起吊安裝維修空間）、控制方便靈活等優點。

3 關鍵技術

3.1 滑動工作臺復合導向結構

圖2 滑動工作臺復合導向結構局部放大圖

滑動工作臺復合導向結構如圖1、2 所示，主要由滑動工作臺、重載直線導軌、徑向調節裝置及基座等組成。重載直線導軌通過U 形槽安裝在基座上，滑動工作臺與重載直線導軌滑塊相連接。滑動工作臺的底部裝有和油缸耳環軸連接的固定支架，通過固定支架滑動工作臺在油缸的驅動下沿重載直線導軌進行往復運動。徑向調節裝置也安裝在滑動工作臺的底部，與重載直線導軌及油缸位置相對應。通過調節徑向調節裝置調節導軌斜面與基座導軌斜面的配合間隙，就可以對滑動工作臺往復直線運動進行精確導向。

圖1 滑動工作臺復合導向結構圖

由于重載直線導軌承載著滑動工作臺的重量，所以徑向調節裝置只對滑動工作臺進行運動導向，不承受滑動工作臺的重量。因此，滑動工作臺復合導向結構具有導向精度高、運行平穩和使用壽命長等優點。同時，由于滑動工作臺可以自由移動，所以為實現分體移動式龍門機身結構提供了可能。

3.2 分體移動式龍門機身結構

傳統臥式合模液壓機機身的橫梁和工作臺通過立柱組成一個封閉的框架結構，活動橫梁在油缸的驅動下沿立柱在機身內部做水平往復運動。針對PDCPD 成形工藝而言，傳統機身結構有一個非常致命的缺陷——由于立柱的阻擋，進行吊裝模具和拿取工件等作業時，操作困難、危險性大。

分體移動式龍門機身結構如圖3、4 所示，主要由橫梁、滑動工作臺和分體式立柱裝置等組成。橫梁固定在基座的一端，滑動工作臺通過復合導向裝置在基座上沿重載直線導軌做往復直線運動。分體式立柱裝置主要由定位桿、定位套和鎖合裝置等組成。當PDCPD 成形工藝需要合模時，滑動工作臺在油缸的驅動下退回，當到達減速位后，滑動工作臺開始減速，固定在滑動工作臺上的定位桿與固定在橫梁上的定位套開始對接，定位桿和定位套通過環形面進行滑動配合，當到達鎖合位置時，滑動工作臺停止。此時安裝在定位套上的鎖合裝置油缸動作，在油缸的驅動下，定位軸依次穿過定位套和定位桿的定位孔完成滑動配合動作，此時定位套和定位桿通過環形面配合形成一個有機整體，即橫梁、滑動工作臺通過分體式立柱裝置組成一個封閉的框架結構。

圖3 分體移動式龍門機身結構圖

圖4 分體式立柱裝置結構圖

分體移動式龍門機身結構解決了模具吊裝困難和拿取工件不便的難題，拓寬了臥式合模液壓機的應用范圍，具有結構緊湊、空間大（模具空間、人工操作空間和起吊安裝維修空間）、控制方便靈活等優點。

3.3 活動橫梁復合導向結構

傳統臥式合模液壓機采用四柱式導向結構，活動橫梁導向套在立柱上滑動過程中，除承擔導向功能外，還承受活動橫梁的自身重量。因此，導向套長期使用，導致單邊磨損加劇。由于導向面磨損后不能調整和補償，所以活動橫梁的導向精度越來越低，從而直接影響產品質量和模具使用壽命。

活動橫梁復合導向結構如圖5 所示，活動橫梁通過導向桿和重載直線導軌在基座上往復運動。油缸通過法蘭安裝在橫梁上，油缸活塞桿端部通過法蘭與活動橫梁連接。導向桿通過定位孔與活動橫梁剛性固定在一起，橫梁上對應位置設有導向套，并與導向桿配合，對活動橫梁運動進行導向。活動橫梁底部安裝有重載直線導軌，其位置與滑動工作臺相對應。

圖5 活動橫梁復合導向結構圖

活動橫梁復合導向結構的重載直線導軌承載著活動橫梁的重量，導向桿只對活動橫梁進行運動導向。由于重載直線導軌平衡了活動橫梁的重量，所以克服了現有四柱導向機構自身缺陷所造成的活動橫梁運動精度低的問題。活動橫梁復合導向結構消除因活動橫梁自重引起的導向套單邊磨損，大幅提高了活動橫梁的導向精度和導向套的使用壽命。

3.4 液壓伺服控制技術

為保證分體機身鎖合精度和合模精度，YJ71 臥式伺服合模液壓機采用液壓伺服控制系統。PLC 根據壓力和位置反饋信號，通過PID 閉環控制技術實時對液壓機工作壓力和活動橫梁、滑動工作臺位置（速度）進行精確控制。

由于采用了液壓伺服控制技術，滑動工作臺和活動橫梁可分別實現在不同的時間段獲得不同的速度和加速度。當分體機身需要鎖合時，在滑動工作臺退回到位前設減速位，滑動工作臺到達減速位后迅速線性減速，當定位桿和定位套完全定位配合到位時停止，然后鎖合裝置完成鎖合動作。由于取消了傳統液壓回路的節流調速，因此，大幅提高了分體機身鎖合的準確性、穩定性和可靠性。

4 結束語

勞動力成本的上升，以及對生產率不斷提高的需求，都在客觀上促進了PDCPD 制品的自動化生產的發展。研發具有自動翻轉功能的新一代合模液壓機成為當務之急。新一代合模液壓機將重點解決分體機身定位裝置、鎖合裝置磨損大和自動化程度低等問題。