试样镶嵌机循环点动控压系统、方法及制作试样的方法与流程

本发明涉及液压系统或装置，确切地说是试样镶嵌机循环点动控压系统、方法及制作试样的方法。

背景技术：

合金的成分、热处理工艺、冷热加工工艺直接影响金属材料的内部组织、结构的变化，从而使机件的机械性能发生变化。因此用金相分析的方法来观察检验金属内部的组织结构是工业生产中的重要手段；对于细小或形状特殊的试样，如线材、细小管材、薄板、锤击碎块等。在磨光时不易握持，用镶嵌方法镶成标准大小的试样。

目前，金相镶嵌通过镶嵌机进行，镶嵌过程中普遍存在制样塑料材料试样存有气泡，透明度差，颜色过深或过浅，上下端凹凸不平的问题，影响金属的金相分析。

上述问题的原因在于，试样制作过程中，压力的控制调节、控制不够好，具体地说，现有技术中，在制作试样时，压力是恒压，加热到所需温度后，压力保持恒定，缺少压力的变化，使试样的成型、透明度受到影响，出现上述问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是试样镶嵌机循环点动控压系统、方法及制作试样的方法，改变现有镶嵌机工作过程中的恒压镶嵌，提高试样的品质，减少能耗。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：

试样镶嵌机循环点动控压系统，包括供油管路、油缸，所述的供油管路上设有管式溢流阀、比例溢流阀，管式溢流阀、比例溢流阀之间设有液压泵，液压泵连通油箱及供油管路，供油管路的左右两端分别设有左油路、右油路，左油路、右油路均设有调速阀、电磁换向阀及油缸，油缸无杆端及电磁换向阀之间的油路设有液压锁。

本发明的工作原理如下：

（1）油缸上升：首先给电机供电，带动液压泵，可以任意打开左右两侧的电磁换向阀，高压油由油箱经液压泵、管式溢流阀、比例溢流阀、调速阀、电磁换向阀、液压锁，进入油缸无杆腔，油缸上升，系统压力值由比例溢流阀控制，比例溢流阀输出压力值由PLC设置控制，因为两边压力可能设置不同，所以此系统工作时先采集PLC压力设定值，工作后复位归零，每次工作都是先采集设定值，工作时间为每分钟1－2次，每次1－20秒钟，以免两边压力不同造成冲突。

（2）油缸下降：需要油缸下降时，PLC给电磁换向阀一个换向信号，液压油经由同样的路径进入油缸的有杆腔，使油缸下降。

（3）设定工作时间及频次，电机驱动油泵工每次工作较短的时间后即停止运行，油路中的液压锁开始起作用，锁住液压缸无杆腔的进油口，使液压缸只能保持向前挤压，不能后退泄压，从而使制样腔内部压力得以保持；随着制样过程的进行，制样腔内的镶嵌料逐渐融化，体积减小，随着内部压强变小，液压缸缸杆会自动缓慢向前推进，这样会导致液压缸无杆腔一侧压强变小，当压力变送器检测到系统压力低于设定值时，重新启动液压泵电机，建立系统压力，至此，一个循环完成；整个制样过程中，会有重复这样的循环，直到工作完成。

本发明的有益效果在于：

（1）设定挤压频次及时间，变压挤压提高试样的品质，在加热到设定的温度后，在保温过程中，对制样腔内的原料进行挤压时，可以设定挤压的压强，挤压的持续时间，挤压的频率，制作的试样在保温过程中，受到的压力是持续变化的，有利于试样材料的融合，有效挤压出材料内残留的空气，使质地均匀，且能防止空气残留产生气泡，使试样的表面平滑，透明度极高。

（2）节能降噪，只是用一个比例溢流阀控制压力，左右两边油路循环动作，液压泵电机处在间歇性启动和停止的状态。与无保压回路镶嵌机相比，这种保压回路的运用，可以减少液压泵电机运行时间，从而减少能耗，降低噪音，延长液压泵使用寿命，减少液压管路泄露机率，使液压油温度更低，延长液压油使用时间，更符合节能环保设计要求。

进一步的优选技术方案如下：

所述的油缸设有压力变送器。压力变送器测得油路压力，经换算后在触摸屏显示油缸内压强。当压力变送器检测到系统压力低于设定值时，重新启动液压泵的电机，再一次进入下一个工作循环。

试样镶嵌机循环点动控压系统控压方法，包含以下步骤：

（1）利用电机驱动液压泵，可任意打开左油路、右油路的电磁换向阀，高压油由油箱经调速阀、电磁换向阀、液压锁，进入油缸的无杆腔，油缸上升，左油路、右油路中的任何一个工作时，因为只有一个比例溢流阀控制压力，另外一个由程序控制延时20秒再启动，避免两边压力不同造成冲突；

（2）系统压力值由比例溢流阀3控制，比例溢流阀输出压力值读取PLC设置值来控制，工作时间为每分钟1－2次，每次4－6秒钟，

（3）左油路、右油路的压力设置不同时，本系统工作时采集PLC的压力设定值，工作结束后，压力设定复位归零；

（4）当需要油缸下降时，PLC给电磁换向阀一个换向信号，液压油经由同样的路径进入油缸的有杆腔，使油缸下降。

试样镶嵌机循环点动控压系统控压制作试样的方法，包含以下步骤：

（1）填料：将试样的制作原料填入制样腔；

（2）加热：对制样腔内的原料进行加热，加热设定的最高温度为115-135℃；加热达到设定的最高温度值时，保温5－15分钟；

（3）挤压：保温过程中，通过控压系统对制样腔内的原料进行挤压，挤压的压强为5-15Mpa，挤压的时间为1－20秒钟，挤压的频率为1－2次/分钟；

（4）冷却：对制样腔进行水冷，使制样腔内的温度降低到55-95℃。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的工作流程图。

附图标记说明：1－管式溢流阀；2－液压泵；3－比例溢流阀；4－调速阀；5－油缸；6－液压锁；7－压力变送器；8－电磁换向阀。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

参见图1、图2可知，本发明的试样镶嵌机循环点动控压系统，包括供油管路、油缸5，所述的供油管路上设有管式溢流阀1、比例溢流阀3，管式溢流阀1、比例溢流阀3之间设有液压泵2，液压泵2连通油箱及供油管路，供油管路的左右两端分别设有左油路、右油路，左油路、右油路均设有调速阀4、电磁换向阀8及油缸5，油缸5无杆端及电磁换向阀8之间的油路设有液压锁6。

所述的油缸5设有压力变送器7。当压力变送器7检测到系统压力低于设定值时，重新启动液压泵2的电机，再一次进入下一个工作循环。

试样镶嵌机循环点动控压系统控压方法，包含以下步骤：

（1）利用电机驱动液压泵2，可任意打开左油路、右油路的电磁换向阀8，高压油由油箱经调速阀4、电磁换向阀8、液压锁6，进入油缸5的无杆腔，油缸5上升，左油路、右油路中的任何一个工作时，因只有一个比例溢流阀3控制压力，另外一个由程序控制延时20秒再启动，避免两边压力不同造成冲突；

（2）系统压力值由比例溢流阀33控制，比例溢流阀3输出压力值读取PLC设置值控制，工作时间为每分钟1－2次，每次1－20秒钟，

（3）左油路、右油路的压力设置不同时，本系统工作时采集PLC的压力设定值，工作结束后，压力设定复位归零；

（4）当需要油缸5下降时，PLC给电磁换向阀8一个换向信号，液压油经由同样的路径进入油缸5的有杆腔，使油缸5下降。

试样镶嵌机循环点动控压系统控压制作试样的方法，包含以下步骤：

（1）填料：将试样的制作原料填入制样腔；

（2）加热：对制样腔内的原料进行加热，加热设定的最高温度为115-135℃；加热达到设定的最高温度值时，保温5－15分钟；

（3）挤压：保温过程中，通过控压系统对制样腔内的原料进行挤压，挤压的压强为5-15Mpa，挤压的时间为1－20秒钟，挤压的频率为1－2次/分钟；

（4）冷却：对制样腔进行水冷，使制样腔内的温度降低到55-95℃。

例用上述实施方式进行镶嵌，可实现一个比例溢流阀3控制2侧油路和点动控制，加热到设定的温度后，在保温过程中，对制样腔内的原料进行挤压时，可以设定挤压的压强，挤压的持续时间，挤压的频率，制作的试样在保温过程中，受到的压力是持续变化的，有利于试样材料的融合，有效挤压出材料内残留的空气，使质地均匀，且能防止空气残留产生气泡，使试样的表面平滑，无气泡、透明度好，颜色及质地均匀。

本实施例的控制系统、控制方法的工作原理如下：

（1）油缸5上升：首先给电机供电，带动液压泵2，可以任意打开左右两侧的电磁换向阀8，高压油由油箱经液压泵2、管式溢流阀1、比例溢流阀3、调速阀4、电磁换向阀8、液压锁6，进入油缸5无杆腔，油缸5上升，系统压力值由比例溢流阀3控制，比例溢流阀3输出压力值由PLC设置控制，因为两边压力可能设置不同，只有一个比例溢流阀3控制压力，所以此系统工作时先采集PLC压力设定值，工作后复位归零，每次工作都是先采集设定值，工作时间为每分钟1－2次，每次4－6秒钟，以免两边压力不同造成冲突。

（2）油缸5下降：需要油缸5下降时，PLC给电磁换向阀8一个换向信号，液压油经由同样的路径进入油缸5的有杆腔，使油缸5下降。

（3）设定工作时间及频次，电机驱动油泵工每次工作较短的时间后即停止运行，油路中的液压锁6开始起作用，锁住液压缸无杆腔的进油口，使液压缸只能保持向前挤压，不能后退泄压，从而使制样腔内部压力得以保持；随着制样过程的进行，制样腔内的镶嵌料逐渐融化，体积减小，随着内部压强变小，液压缸缸杆会自动缓慢向前推进，这样会导致液压缸无杆腔一侧压强变小，当压力变送器7检测到系统压力低于设定值时，重新启动液压泵2电机，建立系统压力，至此，一个循环完成；整个制样过程中，会有重复这样的循环，直到工作完成。

本实施例的有益效果在于：

（1）设定挤压频次及时间，变压挤压提高试样的品质，在加热到设定的温度后，在保温过程中，对制样腔内的原料进行挤压时，可以设定挤压的压强，挤压的持续时间，挤压的频率，制作的试样在保温过程中，受到的压力是持续变化的，有利于试样材料的融合，有效挤压出材料内残留的空气，使质地均匀，且能防止空气残留产生气泡，使试样的表面平滑，透明度极高。

（2）节能降噪，降低成本，因为只是用一个比例溢流阀3控制压力，两边油路只能循环动作，液压泵2电机处在间歇性启动和停止的状态。与无保压回路镶嵌机相比，这种保压回路的运用，可以减少液压泵2电机运行时间，从而减少能耗，降低噪音，延长液压泵2使用寿命，减少液压管路泄露机率，使液压油温度更低，延长液压油使用时间，更符合节能环保设计要求。

由于以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到本技术方案技术特征的等同的变化或替代，都涵盖在本发明的保护范围之内。