一種低速增力的超塑性鍛造設備用液壓缸的制作方法
【專利摘要】一種低速增力的超塑性鍛造設備用液壓缸，包括液壓缸缸筒，其尾部開有柱塞安裝孔，柱塞安裝在柱塞安裝孔中，通過內圈帶齒的擋板周向固定，擋板固定在液壓缸缸筒底部，液壓缸缸筒固定在機身上，液壓缸缸筒中設有活塞，前端通過缸蓋密封，形成無桿腔和有桿腔；柱塞中有滾柱絲杠結構，主旋轉軸在伺服電機和諧波減速器的帶動下旋轉，通過滾柱絲杠使柱塞向前推進，達到使活塞低速前進的目的，本實用新型采用柱塞推進方式控制活塞低速前進，控制活塞速度更簡單、可靠，速度控制性更好；滾柱絲杠傳動平穩，可使柱塞在低速時平穩推進；伺服電機和諧波減速器輸出的轉速精度高，調節范圍寬，很方便的實現活塞速度的高精度調節。
【專利說明】一種低速增力的超塑性鍛造設備用液壓缸
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于超塑性鍛造設備領域，具體涉及一種低速增力的超塑性鍛造設備用液壓缸。
【背景技術】
[0002]隨著航空宇航工業的迅速發展及外向型經濟日益擴大，模鍛件質量及成本的競爭愈來愈激烈。超塑性模鍛是近幾年中發展起來的一種少無切削和精密成形技術的鍛造新工藝。它利用金屬材料的超塑特性使毛坯成形，得到形狀復雜及尺寸較精確的鍛件。
[0003]近年來，高溫合金和鈦合金的使用不斷增加，這些合金的特點是:流變抗力高，可塑性低，具有不均勻變形所引起機械性能各向異性的敏感性，難于機械加工及成本高昂。如采用普通熱變形鍛造工藝時，機械加工的金屬損耗達80%左右，往往不能滿足航空零件所需的機械性能；但是采用超塑性模鍛方法，就能改變過去肥頭大耳的落后鍛造工藝。
[0004]金屬材料的超塑性是指金屬在特定條件(晶粒細化，極低的變形速度及等溫變形)下，能夠具有比一般條件下更大的塑性。如一般塑性較好的低碳鋼拉伸時延伸率只有30 %?40 %，塑性好的有色金屬也只有60 %?70 %，但超塑性狀態，一般認為塑性差的金屬延伸率在100%?200%范圍內，塑性好的金屬延伸率在500%?2000%范圍內。
[0005]超塑性往往需要材料在極低的變形速度下才能發生，超塑性鍛造設備工作行程的速度調節范圍在0.1?lmm/s之間，有時需要以更低的工作速度對材料進行鍛造，因此需要液壓缸既能滿足空行程時快速進給以提高工作效率，又要滿足工作行程時有極低的工作速度以實現材料的超塑性變形。在傳統超塑性鍛造設備中，采用的是普通形式的液壓缸，實現低速和高速之間的切換主要依靠液壓閥來調節，增加了液壓系統的復雜性。同時在設備使用起來，液壓系統控制復雜，控制效果不理想，速度滯后性明顯，制約了模鍛工藝的改進。
【發明內容】
[0006]為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種低速增力的超塑性鍛造設備用液壓缸，通過伺服電機帶動柱塞進給實現液壓缸的低速工作行程，實現活塞速度的高精度調節。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型采取的技術方案為:
[0008]一種低速增力的超塑性鍛造設備用液壓缸，包括液壓缸缸筒I，其尾部開有柱塞安裝孔，柱塞4安裝在柱塞安裝孔中，并通過內圈帶齒的擋板28周向固定，擋板28固定在液壓缸缸筒I底部，液壓缸缸筒I固定在機身25上，液壓缸缸筒I中設有活塞26，液壓缸缸筒I的前端通過缸蓋27密封，形成無桿腔和有桿腔。
[0009]所述的柱塞4為杯形結構，通過密封圈2實現柱塞4和液壓缸缸筒I的密封；主旋轉軸10前端為螺紋部分，螺紋部分伸入到柱塞4的中空部分中，主旋轉軸10的前端通過軸承3支撐，軸承3能夠在柱塞4的中空部分上下滑動，主旋轉軸10的螺紋部分與一圈滾柱
21嚙合，滾柱21通過上下對稱的支座23和滾柱齒圈22支撐在絲杠外殼5上，絲杠外殼5固定在柱塞4上，滾柱21兩端有齒形結構，滾柱21和支座23通過上下對稱的兩個絲杠端蓋20封裝在絲杠外殼5中；主旋轉軸10后端為階梯軸結構，通過前圓錐滾子軸承16和后圓錐滾子軸承15支撐在內筒9的內壁中，并通過軸向通過墊環14和主軸端蓋17定位，主軸端蓋17固定在內筒9端部，內筒9與外筒8相配合，并通過內筒9前端的法蘭和內筒螺釘18固定在一起，外筒8焊接在作動裝置支撐機身7上的開孔中；主旋轉軸10尾部與諧波減速器11輸出軸連接，諧波減速器11輸入軸與伺服電機12連接，諧波減速器11固定在內筒9端部。
[0010]本實用新型的優點為:采用柱塞推進方式控制活塞低速前進，比液壓閥控制活塞速度更簡單，更可靠；根據帕斯卡原理，柱塞具有減速增力作用，即活塞的速度相比柱塞速度可以低很多，利于低速控制；滾柱絲杠傳動平穩，可以使柱塞在低速時平穩推進；伺服電機和諧波減速器輸出的轉速精度高，調節范圍寬，可以很方便的實現活塞速度的高精度調節。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的整體結構示意圖。
[0012]圖2是本實用新型柱塞4推出后的整體結構示意圖。
[0013]圖3是本實用新型柱塞4作動部分結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面參照附圖對本實用新型作詳細闡釋。
[0015]參照圖1和圖2，一種低速增力的超塑性鍛造設備用液壓缸，包括液壓缸缸筒1，其尾部開有柱塞安裝孔，柱塞4安裝在柱塞安裝孔中，并通過內圈帶齒的擋板28周向固定，擋板28通過螺釘固定在液壓缸缸筒I底部，液壓缸缸筒I通過大圓螺母24和前端的法蘭固定在機身25上，液壓缸缸筒I中設有活塞26，液壓缸缸筒I的前端通過缸蓋27密封，形成無桿腔和有桿腔。
[0016]參照圖3，所述的柱塞4為杯形結構，通過密封圈2實現柱塞4和液壓缸缸筒I的密封；主旋轉軸10前端為螺紋部分，螺紋部分伸入到柱塞4的中空部分中，主旋轉軸10的前端通過軸承3支撐，軸承3能夠在柱塞4的中空部分上下滑動，主旋轉軸10的螺紋部分與一圈滾柱21嚙合，滾柱21通過上下對稱的支座23和滾柱齒圈22支撐在絲杠外殼5上，絲杠外殼5通過法蘭和絲杠螺釘6固定在柱塞4上，滾柱21兩端有齒形結構，與滾柱齒圈
22嚙合保證多個滾柱21同步，滾柱21和支座23通過上下對稱的兩個絲杠端蓋20封裝在絲杠外殼5中；主旋轉軸10后端為階梯軸結構，通過前圓錐滾子軸承16和后圓錐滾子軸承
15支撐在內筒9的內壁中，并通過軸向通過墊環14和主軸端蓋17定位，主軸端蓋17通過主軸螺釘19固定在內筒9端部，內筒9與外筒8相配合，并通過內筒9前端的法蘭和內筒螺釘18固定在一起，外筒8焊接在作動裝置支撐機身7上的開孔中；主旋轉軸10尾部通過鍵和聯軸器13與諧波減速器11輸出軸連接，諧波減速器11輸入軸與伺服電機12通過法蘭和螺釘連接，諧波減速器11通過前端法蘭和螺釘固定在內筒9端部。
[0017]本實用新型的工作原理為:
[0018]伺服電機12和諧波減速器11通過聯軸器13帶動主旋轉軸10轉動，主旋轉軸10前端為螺紋，與滾柱21上的螺紋嚙合，形成滾柱絲杠結構，當主旋轉軸10轉動時，由于柱塞4在擋板28的作用下周向無法轉動，因此只能軸向移動，這樣便使液壓缸的無桿腔容積減少，根據帕斯卡原理，當活塞26不固定時，活塞26將產生低速運動，實現工作行程。
【權利要求】
1.一種低速增力的超塑性鍛造設備用液壓缸，包括液壓缸缸筒(I)，其特征在于:其尾部開有柱塞安裝孔，柱塞(4)安裝在柱塞安裝孔中，并通過內圈帶齒的擋板(28)周向固定，擋板(28)固定在液壓缸缸筒(I)底部，液壓缸缸筒(I)固定在機身(25)上，液壓缸缸筒(I)中設有活塞(26)，液壓缸缸筒(I)的前端通過缸蓋(27)密封，形成無桿腔和有桿腔；所述的柱塞(4)為杯形結構，通過密封圈(2)實現柱塞(4)和液壓缸缸筒(I)的密封；主旋轉軸(10)前端為螺紋部分，螺紋部分伸入到柱塞(4)的中空部分中，主旋轉軸(10)的前端通過軸承(3)支撐，軸承(3)能夠在柱塞(4)的中空部分上下滑動，主旋轉軸(10)的螺紋部分與一圈滾柱(21)嚙合，滾柱(21)通過上下對稱的支座(23)和滾柱齒圈(22)支撐在絲杠外殼(5)上，絲杠外殼(5)固定在柱塞(4)上，滾柱(21)兩端有齒形結構，滾柱(21)和支座(23)通過上下對稱的兩個絲杠端蓋(20)封裝在絲杠外殼(5)中；主旋轉軸(10)后端為階梯軸結構，通過前圓錐滾子軸承(16)和后圓錐滾子軸承(15)支撐在內筒(9)的內壁中，并通過軸向通過墊環(14)和主軸端蓋(17)定位，主軸端蓋(17)固定在內筒(9)端部，內筒(9)與外筒(8)相配合，并通過內筒(9)前端的法蘭和內筒螺釘(18)固定在一起，外筒(8)焊接在作動裝置支撐機身(7)上的開孔中；主旋轉軸(10)尾部與諧波減速器(11)輸出軸連接，諧波減速器(11)輸入軸與伺服電機(12)連接，諧波減速器(11)固定在內筒(9)端部。
【文檔編號】F15B15/14GK204175703SQ201420596475
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】趙升噸, 崔敏超, 李靖祥, 陳超, 李雪 申請人:西安交通大學