專利名稱：數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的液壓缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高速數(shù)控沖壓機床的液壓缸，特別是涉及一種高速數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床沖壓頭驅(qū)動液壓缸。
背景技術(shù)：
隨著時代的進步，科技的發(fā)展，生產(chǎn)力的提高，普通的機械式數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床由于沖壓速度慢、噪聲大等缺點，逐漸有被液壓式數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床所取代趨勢。由于技術(shù)條件和工業(yè)水平的限制，國產(chǎn)數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床液壓系統(tǒng)難以滿足設(shè)計要求，生產(chǎn)廠家大多從德國某著名的液壓公司進口數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床液壓系統(tǒng)。高速數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的沖頭在動作如下快進(空進，無載荷)、工進(接觸板料至切斷板料)、快退(空退)；在滿足該三個工作流程的情況下，對速度要求也非常嚴格，最高工作頻率達1000-1200次/分鐘。為滿足以上工作要求，該著名液壓公司的液壓系統(tǒng)采用高、低壓雙聯(lián)泵作為動力源，在二代產(chǎn)品中增加了蓄能器作為能源儲備裝置。系統(tǒng)具有流量大，沖壓速度快的特點。系統(tǒng)中采用高壓閥、低壓閥進行高低壓對快進、工進進行控制。具體工作原理如下I)、油缸停止高低壓雙聯(lián)泵通過低壓閥為蓄能器充液，充滿后卸荷；2)、油缸快進蓄能器和高低壓雙聯(lián)泵同時為油缸快進提供低壓油；3)、油缸工進當模具接觸到板料時，油缸自動從快進轉(zhuǎn)為工進，高壓泵為油缸工進提供高壓油，低壓泵為蓄能器充液。4)、油缸快退蓄能器和高低壓雙聯(lián)泵同時為油缸快退提供低壓油。存在的問題是I)、采購成本高；目前，該公司的該產(chǎn)品在國際上處于壟斷地位，價格由其控制，使得采購成本昂貴，最終導致整機成本增加；2)、油路復雜，故障率高；由于采用雙聯(lián)泵、蓄能器三個“動力源”，這三個“動力源”的油路需要通過若干液壓元件與主缸構(gòu)成工作回路，使得整個油路特別復雜，故障率高；3)、回油震動大，需要安裝緩沖器；由于采用有大流量泵，使得回油流量大，容易在回程時產(chǎn)生較大的振動；4)、流量大，需要采用大通徑閥；高壓泵輸出高壓小流量液壓油，低壓泵輸出低壓大流量液壓油，需要大口徑液壓管路才能滿足油路的需求；而液壓管路口徑大時，相應的設(shè)備成本、占用空間也高；5)、能率低；采用了兩個泵，使得整體運行的能耗大，能效轉(zhuǎn)化率低。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對以上問題，提供了一種在滿足三個工作流程、高頻率工作要求的前提下，結(jié)構(gòu)更加簡單、能耗更低，且能取代進口產(chǎn)品的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的液壓缸。本實用新型的技術(shù)方案所述液壓油缸包括缸體和多臺肩的活塞；[0019]所述缸體包括工進油口、快進油口、快退油口、回油口和設(shè)在所述缸體內(nèi)壁中部的
一圈凸臺；所述活塞包括活塞體和設(shè)在所述活塞體下端的驅(qū)動桿，所述活塞體的頂端面外緣設(shè)有一圈上凸肩、底端面外緣設(shè)有一圈下凸肩。所述上凸肩頂面與所述缸體內(nèi)頂面之間構(gòu)成工進油腔，所述工進油腔連接所述工進油口 ；所述上凸肩的底面與所述凸臺上端面之間構(gòu)成快退油腔，所述快退油腔連接所述快退油口 ；所述下凸肩的頂面與所述凸臺下端面之間構(gòu)成快進油腔，所述快進油腔連接所述快進油口 ；所述下凸肩的底面與所述缸體內(nèi)底面之間構(gòu)成回油腔，所述回油腔連接所述回油Π ；所述快退油腔和回油腔的工作面積之和大于所述工進油腔的工作面積；所述快進油腔和工進油腔的工作面積之和大于所述回油腔的工作面積。所述活塞體的上端固定連接有工進工作面積調(diào)整的活塞桿，所述缸體上端設(shè)有中孔，所述活塞桿與所述中孔通過油路密封件活動連接。所述缸體具有上端蓋和下端蓋，所述上端蓋和下端蓋朝向缸體內(nèi)腔的端面中間部分別設(shè)有突出于端面的錐形臺。所述缸體內(nèi)壁中部的一圈凸臺將所述缸體分為上腔和下腔；所述凸臺的內(nèi)徑小于上腔和下腔的內(nèi)徑；所述活塞體的上凸肩與所述上腔液密封配合、所述活塞體的下凸肩與所述下腔液密封配合、所述上凸肩與下凸肩之間的活塞體部分與所述一圈凸臺液密封配合。所述活塞體的上凸肩與下凸肩的上、下端面的外邊緣均設(shè)有倒角。本實用新型在油缸結(jié)構(gòu)方面，獨創(chuàng)性地提出了采用了四腔結(jié)構(gòu)，設(shè)計精巧，動作輕盈，步驟合理，能夠滿足三工作流程的動作需求。圍繞該獨創(chuàng)性的油缸結(jié)構(gòu)，可與專門的液壓油路配合，該液壓油路僅需一個油泵以及少量的液壓元件；由于僅需一個油泵，因此相對于國外技術(shù)更加節(jié)能；并且采用單泵作為動力源時，流量小，回油震動小，無需選用大通徑閥，也大大降低了設(shè)備的成本。由于液壓元件少，使得本實用新型的油路簡單，故障率低，故障排除簡單。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低，本技術(shù)的實現(xiàn)的操作率高，易于國產(chǎn)化；此外本液壓系統(tǒng)的外部控制原件僅需一個三位四通電磁換向閥，使得整個系統(tǒng)運行時控制簡單(其它元件相互之間通過設(shè)定參數(shù)，實現(xiàn)聯(lián)動互控)，運動更加流暢，系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠。最后，本實用新型在高速數(shù)控板材加工設(shè)備領(lǐng)域突破了國外的技術(shù)壁壘、打破了國外壟斷的現(xiàn)狀，填補了國內(nèi)的技術(shù)空白。

圖I是本實用新型油缸的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實用新型缸體的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本實用新型缸體另一種形式的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本實用新型活塞的結(jié)構(gòu)示意圖，[0037]圖5是本實用新型快進動作的示意圖，圖6是本實用新型快進動作的示意圖，圖7是本實用新型快退動作的示意圖，圖8是本實用新型油缸的具體實施結(jié)構(gòu)示意圖，圖9是本實用新型的液壓缸與專門液壓油路配合使用狀態(tài)的原理圖；圖中I是缸體，10是凸臺，11是工進油腔，110是工進油口，12是快進油腔，120是快進油口，13是回油腔，130是回油口，14是快進油腔，140是快退油口，15是驅(qū)動桿孔，16是活塞桿孔，18是上端蓋，180是上端蓋凸臺，181是上腔槽，19是下端蓋，190是下端蓋凸
臺，191是下腔槽；2是活塞，20是活塞體，201是驅(qū)動桿，202是活塞體，21是下凸肩，211是快進工作面，212是回油工作面，22是上凸肩，221是工進工作面，222是快進工作面，31是溢流閥，32是二位三通液壓換向閥，33是三位四通電磁換向閥，34是電機，35是液壓泵，36是單向閥一，37是插裝閥，38是單向閥二，39是回油過濾閥，40是油箱。
具體實施方式
本實用新型專利如圖1-8所示，包括打擊頭驅(qū)動油缸和液壓驅(qū)動回路，所述打擊頭驅(qū)動油缸包括缸體I多臺肩的活塞2所述缸體I包括工進油口 110、快進油口 120、快退油口 140、回油口 130和設(shè)在所述缸體I內(nèi)壁中部的一圈凸臺10 ；所述活塞2包括活塞體20和設(shè)在所述活塞體20下端的驅(qū)動桿201，所述活塞體20的頂端面外緣設(shè)有一圈上凸肩22、底端面外緣設(shè)有一圈下凸肩21 ;形成所述的多臺肩活塞體結(jié)構(gòu)。需要說明本實用新型專門的液壓驅(qū)動回路包括油箱40、液壓泵35、三位四通電磁換向閥33、二位三通液控換向閥32、單向閥一 36、單向閥二 38、插裝閥37和溢流閥31 ;所述三位四通電磁換向閥33具有Al、BI、P1、Tl 口及線圈Y01、線圈Y02 ;所述二位三通液控換向閥32具有A2、T2、P2 口及控制端X2 ;所述插裝閥37具有A3、B3 口和控制端X3;所述三位四通電磁換向閥33的Pl 口和二位三通液控換向閥32的P2分別連接液壓泵35 ;所述三位四通電磁換向閥33的Al 口連接所述快退油口 140，BI 口連接快進油口120,BI 口還通過控制油路連接所述二位三通液控換向閥32的控制端口 X2，T1 口連接所述單向閥二 38的進油口、插裝閥37的A3 口和所述回油口 130 ;所述二位三通液控換向閥32的Α2 口通過所述單向閥一 36連接所述工進油口 110和所述插裝閥37的Β3 口 ；所述插裝閥37的Χ3 口通過控制油路連接所述二位三通液控換向閥32的Α2 口 ；所述溢流閥31與所述二位三通液控換向閥32呈并聯(lián)結(jié)構(gòu)，且所述溢流閥31的出油口(圖I中溢流閥31的T口)連接所述二位三通液控換向閥32的Τ2和油箱40 ；所述單向閥二 38的出油口連接油箱40。本實用新型的油缸通過缸體與多臺肩結(jié)構(gòu)的活塞形成了四個工作腔所述上凸肩22頂面與所述缸體I內(nèi)頂面之間構(gòu)成工進油腔11，所述工進油腔11連接所述工進油口 110 ;所述上凸肩22的底面與所述凸臺10上端面之間構(gòu)成快退油腔14，所述快退油腔14連接所述快退油口 140 ;所述下凸肩21的頂面與所述凸臺10下端面之間構(gòu)成快進油腔12，所述快進油腔連接所述快進油口 120 ;所述下凸肩21的底面與所述缸體I的內(nèi)底面之間構(gòu)成回油腔13，所述回油腔13連接所述回油口 130 ;所述快退油腔14和回油腔13的工作面積之和大于所述工進油腔11的工作面積；所述快進油腔12和工進油腔11的工作面積之和大于所述回油腔13的工作面積。為實現(xiàn)上述四個腔的結(jié)構(gòu)，在具體制作時，所述缸體I內(nèi)壁中部的一圈凸臺10將所述缸體I分為上腔和下腔；所述凸臺10的內(nèi)徑小于上腔和下腔的內(nèi)徑；所述活塞體20的上凸肩22與所述上腔液密封配合、所述活塞體20的下凸肩21與所述下腔液密封配合、所述上凸肩22與下凸肩21之間的活塞體部分(該部分外徑小于上凸肩22與下凸肩21的外徑)與所述一圈凸臺10液密封配合。出于導向和調(diào)整工作壓力考慮，所述活塞體20的上端固定連接有工進工作面積調(diào)整的活塞桿202，所述缸體I上端設(shè)有中孔(即活塞桿孔16)，所述活塞桿202與所述中孔通過油路密封件活動連接。當然，缸體I上端也可以不設(shè)中孔，如圖4所示?！こ鲇诩庸し奖恪⒃O(shè)定活塞行程以及工作腔油量的考慮，所述缸體I具有上端蓋18和下端蓋19，所述上端蓋18和下端蓋19朝向缸體I內(nèi)腔的端面中間部分別設(shè)有突出于端面的錐形臺(即上端蓋凸臺180、下端蓋凸臺190)。設(shè)置了兩凸臺以后，在活塞與缸體I裝配后，會形成下腔槽191和上腔槽181 (由凸臺的斜邊、活塞端面和缸體內(nèi)壁構(gòu)成)，使得開設(shè)在缸體內(nèi)壁上的工進油口 110和回油口 130具有進油空間，換句話說，可以減少缸體的體積、減少用油量、增加行程。所述活塞體的上凸肩與下凸肩的上、下端面的外邊緣均設(shè)有倒角。同樣是出于對快進油腔12和快退油腔14進油空間的優(yōu)化，即保證上極限位置與下極限位置行程的情況下，留有足夠的進、出油空間；換句話說，可以減少活塞的體積、減少用油量、增加行程。所述液壓驅(qū)動回路還包括回油過濾器39 ;所述回油過濾器39串接在單向閥二 38與油箱40之間。在試制時，本實用新型的油缸如圖8所示，缸體部分采用了筒形的缸體I、下端蓋19、上端蓋18的組裝結(jié)構(gòu)；活塞部分采用活塞體20、驅(qū)動桿201、下凸肩21構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)，再與活塞桿202連接的結(jié)構(gòu)；以便于加工、維修。本實用新型的與專門液壓油路配合的工作原理如圖9所示本液壓系統(tǒng)由液壓泵35作為唯一動力源來驅(qū)動，并通過各種液壓元器件來控制四個腔的液壓油的流向來實現(xiàn)油缸的快進、工進和快退這三個工作流程；并通過所述的快進油腔12的壓力油來控制二位三通液控換向閥32的換向，實現(xiàn)油缸自動的由快進轉(zhuǎn)工進；通過插裝閥37和單向閥二 38的組合，來實現(xiàn)工進油腔11和回油腔13在快進和快退時液壓油的互補。I)、初始工位；三維四通電磁換向閥33處于中間位(不得電)，液壓泵35出口液壓油通過電磁換向閥Pl 口流入Tl 口，再通過單向閥二 38和回油過濾器39流回油箱，實現(xiàn)油缸停止、卸荷，節(jié)約能源(活塞處于初始工位)。2)、油缸快進，三維四通電磁換向閥33的線圈Y02得電，液壓油通過電磁換向閥Pl口流入BI 口，進入油缸快進油腔12，實現(xiàn)油缸快進；當插裝閥37控制端X3沒有壓力油時，其A3 口和B3 口處于接通狀態(tài)。油缸快退油腔14的液壓油通過三維四通電磁換向閥33的Al 口流入Tl 口，再通過插裝閥37的A3 口流入B3 口，進入工進油腔11 ;回油腔13的液壓油通過插裝閥37的A3 口流入B3 口，進入工進油腔11 ;油缸快退油腔14和回油腔13的液壓油充滿油缸工進油腔11后，多余液壓油通過單向閥二 38及回油過濾器39流回油箱40。3)、油缸工進；三維四通電磁換向閥33的線圈Y02保持得電，當模具接觸到板料時，驅(qū)動桿201隨即產(chǎn)生負載，油缸快進油腔12的壓力升高，當壓力達到二位三通液壓換向閥的工作壓力時(如250bar)，推動二位三通液控換向閥32換向；液壓油通過二位三通液控換向閥32進入插裝閥37的控制端X3，使插裝閥A3、B3 口斷開，同時通過單向閥一 36進入工進油腔11。這時液壓油對快進油腔12和共進油腔11同時加壓，實現(xiàn)油缸自動由快進轉(zhuǎn)工進；油缸快退油腔14的液壓油通過三位四通電磁換向閥33的Al 口流入Tl 口，再通過單向閥二 38及回油過濾器39流回油箱40 ;油缸回油腔13的液壓油通過單向閥二 38和回油過濾器39流回油箱40 ;當模具沖穿板料時，驅(qū)動桿201卸載，油缸快進油腔12壓力降低，二位三通液控換向閥32的閥芯復位，油缸自動恢復成快進狀態(tài)。4)、油缸快退，二位三通液控換向閥32的線圈YOl得電，液壓油通過二位三通液控換向閥32的Pl 口流入Al 口，進入油缸快退油腔14，實現(xiàn)油缸快退；油缸快進油腔12的液壓油通過三維四通電磁換向閥33的BI 口流入Tl 口，進入油缸回油腔13 ;油缸工進油腔11的液壓油通過插裝閥37的B3 口流入A3 口，進入油缸回油腔13 ;油缸快進油腔12和工進油腔11的液壓油充滿油缸回油腔13后，多余液壓油通過單向閥二 38及回油過濾器39流回油箱40。完成一個工作循環(huán)。經(jīng)過試驗，本實用新型與德國某品牌型號的液壓系統(tǒng)的性能參數(shù)對比如表I ;表I :
權(quán)利要求1.數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的液壓缸，其特征在于，所述液壓油缸包括缸體和多臺肩的活塞； 所述缸體包括工進油口、快進油口、快退油口、回油口和設(shè)在所述缸體內(nèi)壁中部的一圈凸臺； 所述活塞包括活塞體和設(shè)在所述活塞體下端的驅(qū)動桿，所述活塞體的頂端面外緣設(shè)有一圈上凸肩、底端面外緣設(shè)有一圈下凸肩。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的液壓缸，其特征在于，所述上凸肩頂面與所述缸體內(nèi)頂面之間構(gòu)成工進油腔，所述工進油腔連接所述工進油口 ； 所述上凸肩的底面與所述凸臺上端面之間構(gòu)成快退油腔，所述快退油腔連接所述快退油口 ； 所述下凸肩的頂面與所述凸臺下端面之間構(gòu)成快進油腔，所述快進油腔連接所述快進油口 ； 所述下凸肩的底面與所述缸體內(nèi)底面之間構(gòu)成回油腔，所述回油腔連接所述回油口 ； 所述快退油腔和回油腔的工作面積之和大于所述工進油腔的工作面積； 所述快進油腔和工進油腔的工作面積之和大于所述回油腔的工作面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的液壓缸，其特征在于，所述活塞體的上端固定連接有工進工作面積調(diào)整的活塞桿，所述缸體上端設(shè)有中孔，所述活塞桿與所述中孔通過油路密封件活動連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的液壓缸，其特征在于，所述缸體具有上端蓋和下端蓋，所述上端蓋和下端蓋朝向缸體內(nèi)腔的端面中間部分別設(shè)有突出于端面的錐形臺。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的液壓缸，其特征在于，所述缸體內(nèi)壁中部的一圈凸臺將所述缸體分為上腔和下腔；所述凸臺的內(nèi)徑小于上腔和下腔的內(nèi)徑； 所述活塞體的上凸肩與所述上腔液密封配合、所述活塞體的下凸肩與所述下腔液密封配合、所述上凸肩與下凸肩之間的活塞體部分與所述一圈凸臺液密封配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的液壓缸，其特征在于，所述活塞體的上凸肩與下凸肩的上、下端面的外邊緣均設(shè)有倒角。
專利摘要數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的液壓缸。涉及一種高速數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床沖壓頭驅(qū)動液壓缸。提供了一種在滿足三個工作流程、高頻率工作要求的前提下，結(jié)構(gòu)更加簡單、能耗更低，且能取代進口產(chǎn)品的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的液壓缸。液壓油缸包括缸體和多臺肩的活塞；缸體包括工進油口、快進油口、快退油口、回油口和設(shè)在所述缸體內(nèi)壁中部的一圈凸臺；活塞包括活塞體和設(shè)在活塞體下端的驅(qū)動桿，活塞體的頂端面外緣設(shè)有一圈上凸肩、底端面外緣設(shè)有一圈下凸肩。本實用新型在油缸結(jié)構(gòu)方面，獨創(chuàng)性地提出了采用了四腔結(jié)構(gòu)，能夠滿足三工作流程的動作需求。本實用新型在高速數(shù)控板材加工設(shè)備領(lǐng)域突破了國外的技術(shù)壁壘、打破了國外壟斷的現(xiàn)狀，填補了國內(nèi)的技術(shù)空白。
文檔編號F15B15/14GK202570924SQ201220251899
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者潘殿生, 潘志華, 厲榮 申請人:江蘇揚力數(shù)控機床有限公司