专利名称:采用内阻尼静压导轨的精冲压力机的制作方法
本发明所涉及的技术领域：
为精冲压力机。
精冲工艺要求精冲压力机的导轨具有良好的导向刚度和精度。导轨的性能集中反映了精冲压力机的技术水平。目前国内外精冲压力机采用的导轨结构形式主要有两大类，一类是具有一定过盈量的滚动导轨，这类导轨导向精度高，但刚性、抗震性均较差，对材质及加工精度要求高，结构复杂。另一类是一般的滑动导轨，如图1，压机由床身1、上工作台2和下工作台3组成，下工作台靠滑动导轨4导向作往复运动。这类压机结构简单，导轨的刚度略优于滚动导轨，但导向精度差，运动副要求特种耐磨材料。以上两种结构的导轨都不适于承受偏心载荷，因而不能满足精冲工艺发展的需要。
本发明的目的就是在保持结构简单、制造容易、对材质无特殊要求的前提下，设计一种采用新型导轨的精冲压力机以提高压机的导向刚度和精度。
本发明的精冲压力机主要由床身1、上工作台2和下工作台3三大部分组成(见图4)，其特征在于，下工作台3的导轨为一种内阻尼静压导轨，由台阶式上导轨Ⅱ、台阶式下导轨Ⅲ、活塞Ⅰ和与导轨油室相通的环形油腔Ⅳ组成。本发明的精冲压力机之所以将导轨设计成台阶式结构，主要是依靠导轨的台阶式结构产生阻尼-内阻尼而获得静压，从而使压机可承受一定的偏心载荷。另外，设计与导轨油室相通的环形油腔Ⅳ，其目的在于借助压机的工作油压来控制导轨的变形，使导轨的半径间隙在工作压力范围内保持不变或变化微小，以提高导轨的承载能力，减少端泄量。
本发明将通过下述实施例和附图来详细阐述图1为采用滑动导轨的精冲压力机结构示意图。图2为承受对称载荷时静压导轨的原理图。图3为承受偏心载荷时静压导轨的原理图。图4为本发明实施例的结构示意图。图中，1为床身，2为上工作台，3为下工作台，4为滑动导轨，5为主缸，6为进油口，7为封闭高度调节机构，8为回程缸，9为反压缸，10为垫板，Ⅰ为活塞，Ⅱ为台阶式上导轨，Ⅲ为台阶式下导轨，Ⅳ为环形油腔，CS为导轨台阶处的半径间隙，CR为导轨油室的半径间隙，BS为导轨台阶的宽度，B为导轨宽度。
本发明的实施例为Y26-630型精冲压力机(见图4)，主要由床身1、上工作台2、下工作台3三大部分组成，上工作台2固定在床身1的上部，下工作台3位于床身1的中、下部，由活塞Ⅰ、台阶式上导轨Ⅱ、台阶式下导轨Ⅲ、环形油腔Ⅳ、主缸5、进油口6、封闭高度调节机构7、回程缸8、反压缸9、垫板10构成。活塞Ⅰ靠台阶式上导轨Ⅱ、台阶式下导轨Ⅲ导向，在主缸5和回程缸8油压交替作用下实现精冲压力机的往复运动。精冲压力机的静压导轨系统由活塞Ⅰ、台阶式上导轨Ⅱ、台阶式下导轨Ⅲ及和导轨油室相通的环形油腔Ⅳ组成。台阶式上导轨Ⅱ、台阶式下导轨Ⅲ分别装在主缸5的上、下部位。环形油腔Ⅳ由床身1内侧的处于台阶式上导轨Ⅱ位置的一圈槽与主缸5外侧构成，在主缸5上打一小通孔使环形油腔Ⅳ与导轨油室相通。环形油腔Ⅳ的尺寸和结构，系用ADINA程序计算，借以利用压机本身的工作油压平衡导轨的变形，使导轨的半径间隙在工作压力范围内保持不变或变化微小。另外，由于导轨端泄量与导轨台阶处的半径间隙的立方成正比，不控制半径间隙将使端泄量剧增到不能接受的程度，即使增加泵的流量也将造成压机运行不稳定，且不控制半径间隙还会降低导轨的承载能力，故须合理设计导轨的几何尺寸，使导轨负荷能力最佳。经过理论计算，本发明的导轨台阶处的半径间隙CS与导轨油室的半径间隙CR之比值C为0.4～0.6。导轨的台阶宽度BS与导轨油室宽度(B-BS)之比λ为0.08～0.1。本实施例中，导轨台阶处的直径分别为650mm和320mm;导轨台阶处的半径间隙CS为0.04mm～0.06mm，是导轨油室处半径间隙CR的一半，相对宽度比λ＝BS/(B-BS)＝0.0894。本发明的精冲压力机的液压油从进油口6流入，一方面进入主缸5，推动活塞Ⅰ向上运动，另一方面油不断从高压端(进油口)分别向上、下流过台阶式上导轨Ⅱ和台阶式下导轨Ⅲ，然后从低压端(导轨出口)流出。这样，就使压机的主油路系统和静压导轨的液压系统合二而一。
本发明的精冲压力机工作时，如果载荷作用于导轨的几何中心，则活塞Ⅰ处于中心位置，四周的间隙相等，见图2。当承受偏心载荷时，若偏心力作用于活塞Ⅰ的右侧，见图3，则活塞Ⅰ将绕一点顺时针方向转动，活塞大头向右偏，活塞小头向左偏。由于活塞大头右侧台阶处的间隙CS减小，端泄量减小，压力降减小，活塞大头左侧台阶处的间隙CS增大，端泄量增大，压力降增大，结果在活塞Ⅰ两侧形成压力差，右侧压力大于左侧压力。同理，活塞小头部分也形成压力差，但方向相反，因而形成一个力矩，方向为逆时针。这个和外加偏心载荷引起的转动方向相反的力矩称为抗颠覆力矩，此力矩使活塞回到中心位置。同样，若偏心力作用于活塞左侧，则产生一个顺时针的抗颠覆力矩，使活塞回到中心位置。导轨的承载能力越大，抗颠覆力矩越大，刚性越好。
本发明实施例的精冲压力机经过实际应用，表明采用内阻尼静压导轨结构是成功的。本发明的精冲压力机有下列优点第一，提高了压机的导向刚度和精度。对采用内阻尼静压导轨的630吨精冲压力机样机进行实测结果表明，导轨可以承受10吨·米的抗颠覆力矩，即在偏离压机中心50mm处可承受200吨的载荷。在这种条件下，导轨仍能保持油膜润滑。这是滚动导轨和一般滑动导轨结构不可比拟的。第二，结构简单。传统的外阻尼静压导轨需要专用的静压导轨液压系统，而且还必须采取密封措施将静压导轨油和压机的工作油分开，结构十分复杂，维修、保养很不方便。采用内阻尼静压导轨，实际上只是少量地改动滑动导轨即可获得静压。精冲压力机的主油路系统和静压导轨液压系统合二而一，一举两得，结构十分简单。第三，安全可靠。传统的外阻尼静压导轨的阻尼元件容易堵塞而导致导轨的损坏。内阻尼静压导轨台阶处的直径很大(样机为650mm和320mm)，在整个圆周的大范围内，即使进入微物也不会影响导轨的正常工作，提高了导轨的可靠性。第四，寿命长。由于静压导轨始终能保持油膜润滑，使用寿命比滚动导轨和一般滑动导轨长，维修方便。第五，导轨的材质无特殊要求，结构简单，造价低。
权利要求
1.一种精冲压力机，主要由床身1、上工作台2、下工作台3三大部分组成，其特征在于，下工作台3的导轨为一种内阻尼静压导轨，由台阶式上导轨Ⅱ、台阶式下导轨Ⅲ、活塞Ⅰ及和导轨油室相通的环形油腔Ⅳ组成。
2.根据权利要求
1所述的精冲压力机，其特征在于，环形油腔Ⅳ由床身1内侧的处于台阶式上导轨Ⅱ位置的一圈槽与主缸5外侧构成。
3.根据权利要求
1所述的精冲压力机，其特征在于，在主缸5上打一小通孔使环形油腔Ⅳ与导轨油室相通。
4.根据权利要求
1所述的精冲压力机，其特征在于，环形油腔的尺寸设计原则是使导轨的半径间隙在工作压力范围内保持不变或变化微小。
5.根据权利要求
1所述的精冲压力机，其特征在于，导轨台阶处的半径间隙CS与导轨油室的半径间隙CR之比值C为0.4～0.6。
6.根据权利要求
1所述的精冲压力机，其特征在于，导轨的台阶宽度BS与导轨的油室宽度(B-BS)之比值λ为0.08～0.1。
7.根据权利要求
1所述的精冲压力机，其特征在于，压力机的主油路系统与静压导轨的液压系统合二而一。
专利摘要
本发明所涉及的技术领域：
为精冲压力机。精冲压力机由床身1、上工作台2、下工作台3三大部分组成。其特征在于，下工作台3的导轨为一种内阻尼静压导轨，由台阶式上导轨II、台阶式下导轨III、活塞I及和导轨油室相通的环形油腔IV构成。当此压机承受偏心载荷时，静压导轨产生抗颠覆力矩使活塞回到中心位置。本发明由于采用了内阻尼静压导轨，提高了压机的导向刚度和精度，且结构简单，安全可靠，寿命长，维修方便，造价低。
文档编号B30B1/00GK86104885SQ86104885
公开日1987年5月20日 申请日期1986年8月7日
发明者涂光祺, 陶宏怡, 周增猛, 袁庆祥 申请人:机械部北京机电研究所, 四川省内江锻压机床厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan