专利名称：内高压流量式多级液压缸的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液压缸，具体的为一种可增大行程的内高压流量式多级液压缸。
背景技术：
汽车制造业在我国国民经济中具有举足轻重的作用，近年来，我国的国民经济高速发展，与此同时汽车工业也蓬勃发展。从汽车整车到部件的性能，都已经成为了目前工业研究的主要课题，而桥壳作为汽车的重要零件之一，桥壳不仅对汽车起着支撑作用，而且还是差速器、主减速器以及驱动车轮传动装置的外壳。汽车桥壳质量对整车性能的影响非常大，桥壳不仅需要具备足够的强度、刚度和疲劳寿命，而且还应结构简单，成本较低，质量轻，易于拆装和维护。 汽车桥壳成型方法主要有以下几种，其优缺点如下铸造成型工艺优点易铸造成形形状复杂和壁厚不均的桥壳，刚度、强度较大；缺点控制成形流动困难，易产生裂纹、气孔，且重量大，后续加工复杂，焊接工序易产生裂纹、变形；适用范围主要适用于中、重型载重汽车的后桥壳生产。冲压-焊接成型工艺优点工艺性好，废品率较低，可靠性高，容易制造，加工余量小，质量轻，精度高，价格较低，产品改型方便，易实现生产自动化；缺点工序繁多，仅适合简单的几何形状的桥壳生产，且生产得到的桥壳强度较低，耗资大；另外还具有对焊接要求高，质量难以保证，易产生裂纹、变形、漏孔的缺陷，并且焊接区容易域疲劳断裂；适用范围适用范围较广,一般用于轻型车、农用车。扩张成形优点扩张成型工艺是是冲压_焊接成型工艺的派生，但其工作量减少，加工效率高，密封性好，得到的桥壳的刚度和强度高、重量轻；缺点纵向开缝处易产生横向裂纹，琵琶包处翻边宽度不均匀，侧面易起皱拉伤；适用范围主要适用于小轿车，轻、中型载重汽车。机械胀形优点工作量减少，加工效率高，得到的后桥重量轻，可生产尺寸较高、形状复杂的桥壳，且坯料利用率和生产效率均较高，后桥的综合力学性能高；缺点胀形力难以控制，胀形机理和过程复杂，易产生裂纹；适用范围主要适用于乘用车和轻中型载货汽车。液压胀形优点材料利用率高，工序少，生产效率高，得到的桥壳强度和刚度高、且重量轻，易实现生产机械化和自动化生产；缺点工艺仍不太成熟，对高压液压源要求高，易漏油和污染环境，投资初期耗费时间和资金；适用范围轿车、轻型和中型载重汽车。综上，桥壳的实际生产要求尽量降低成本，保证其机械性能，同时还要尽量缩短研发周期，这就需要新工艺、新技术的研究来推动桥壳成形方法的快速发展。针对现有汽车桥壳成形方法的优缺点，并结合我国实际应用现状，现有的汽车驱动桥后桥壳的加工成型工艺主要有主要问题和不足I、我国实际应用的桥壳成形方法大部分为铸造成型工艺和冲压-焊接成型工艺，其它成型方法由于技术、经济等原因，应用较少，或正处于研究试验阶段；2、机械胀形的胀形力难以控制，胀形机理和过程复杂，易产生裂纹，但坯料利用率、生产效率、综合力学性能高；3、液压胀形工艺仍不太成熟，对高压液压源要求高，易漏油和污染环境，初期耗费时间和资金，但得到的桥壳强度和刚度高、重量轻，易实现生产机械化和自动化。为了实现较好的控制汽车驱动桥连续胀形变形的全过程，本申请人旨在开发一种汽车驱动桥整体复合胀形装置，该汽车驱动桥整体复合胀形装置需要在桥壳工件的内部安装向桥壳工件施加垂直于桥壳工件轴向方向的施力机构。但是，由于桥壳工件的内孔直径很小，而桥壳琵琶包向两侧胀形变形的变形比率较大，传统的施力机构不仅无法满足小空间的安装使用要求，而且无法提供满足桥壳琵琶包变形量所需的施力行程。有鉴于此，本实用新型旨在探索一种内高压流量式多级液压缸，该内高压流量式多级液压缸不仅能够满足小空间的安装要求，而且能够提供足够的液压力行程，能够满足汽车驱动桥胀形生产的要求。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提出一种内高压流量式多级液压缸，该内高压流量式多级液压缸不仅能够满足小空间的安装要求，而且能够提供足够的液压力行程，能够满足汽车驱动桥胀形生产的要求。要实现上述技术目的，本实用新型的内高压流量式多级液压缸，包括活塞杆和至少两级层叠套装在一起并呈伸缩结构的液压缸缸体，所述活塞杆套装在最内层的液压缸缸体上，位于最外层的液压缸缸体与活塞杆之间组成无杆腔，位于最内层的液压缸缸体与活塞杆之间组成活塞杆腔，相邻两级液压缸缸体之间组成分级油腔，所述活塞杆腔和分级油腔上设有油口，且所述无杆腔上设有用于液压油流动的进油口和出油口。进一步，相邻两级所述液压缸缸体之间以及所述活塞杆与最内层液压缸缸体之间，位于外层的液压缸缸体的顶部设有径向向内延伸的内挡环，位于内层的液压缸缸体/活塞杆的底部设有径向向外延伸的并与内挡环配合的外挡环。进一步，所述内挡环与内层液压缸缸体/活塞杆的外周壁之间设有密封结构，所述外挡环与外层液压缸缸体的内周壁之间设有密封结构。进一步，所述油口设置在所述内挡环上。进一步，所述进油口设置在所述最外层液压缸缸体的底部，所述出油口设置在所述活塞杆顶部。进一步，所述活塞杆上设有与所述无杆腔相通的空腔。进一步，位于最外层的所述液压缸缸体的外周壁上设有外螺纹。进一步，所述活塞杆上设有安装螺纹孔。本实用新型的有益效果为本实用新型的内高压流量式多级液压缸的运动原理如下在活塞杆向外提供液压力的过程中，无杆腔进油，活塞杆腔和分级油腔均回油，可实现多级液压缸伸长并向外提供液压力；同理，在活塞杆回缩时，无杆腔回油，活塞杆腔和分级油腔均进油，可实现活塞杆回缩卸荷；本实用新型的内高压流量式多级液压缸，通过将液压缸缸体设置为相互层叠套装在一起的至少两层，不仅能够有效缩小安装所需的空间，而且液压缸缸体之间组成伸缩结构，通过液压缸缸体的伸长和缩短，能够有效提高内高压流量式多级液压缸的液压力行程，能够满足使用要求；在汽车驱动桥桥壳的胀形生产过程中，一般需要对桥壳工件进行加热，以提高桥壳工件的塑性变形能力，并减小桥壳工件胀形变形所需的胀形力，加热的温度一般在200-600°C左右，然而由于液压油在高温下会变质，可能导致内高压流量式多级液压缸输出的垂直液压力不足或不稳定，导致胀形无法进行，通过在内高压流量式多级液压缸的无杆腔内设置用于液压油流通的进油口和出油口，高压液压油从进油口进入无杆腔，并从出油口流出无杆腔，在提供所需的液压力的同时，使液压油保持一定速率的流通，防止液压油温度过高。
图I为本实用新型内高压流量式多级液压缸实施例的结构示意图；图2为采用本实施例内高压流量式多级液压缸的汽车驱动桥整体复合胀形装置的结构不意图；图3为胀形内模结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作详细说明。如图I所示，为本实用新型多级液压缸实施例的结构示意图。本实施例的多级液压缸，包括活塞杆I和至少两级层叠套装在一起并呈伸缩结构的液压缸缸体2，活塞杆I套装在最内层的液压缸缸体2上，位于最外层的液压缸缸体2与活塞杆I之间组成无杆腔3，位于最内层的液压缸缸体2与活塞杆I之间组成活塞杆腔4，相邻两级液压缸缸体2之间组成分级油腔5，活塞杆腔4和分级油腔5上设有用于与液压源相连的油口 6，且无杆腔3上设有用于液压油流动的进油口 3a和出油口 3b。本实施例的液压缸缸体2共设有三级，当然，液压缸缸体2还可根据实际需要设置为两级或三级以上，其原理与设置三级液压缸缸体2相同，不再一一累述。本实施例的多级液压缸在活塞杆I向外提供液压力的过程中，无杆腔3进油，活塞杆腔4和分级油腔5均回油，可实现多级液压缸伸长并向外提供液压力；同理，在活塞杆I回缩时，无杆腔3回油，活塞杆腔4和分级油腔5均进油，可实现活塞杆I回缩卸荷。本实施例的多级液压缸，通过将液压缸缸体2设置为相互层叠套装在一起的至少两层，不仅能够有效缩小安装所需的空间，而且液压缸缸体2之间组成伸缩结构，通过液压缸缸体2的伸长和缩短，能够有效提高多级液压缸的液压力行程，能够满足使用要求。在汽车驱动桥桥壳的胀形生产过程中，一般需要对桥壳工件15进行加热，以提高桥壳工件15的塑性变形能力，并减小桥壳工件15胀形变形所需的胀形力，加热的温度一般在200-600°C左右，然而由于液压油在高温下会变质，可能导致内高压流量式多级液压缸输出的垂直液压力不足或不稳定，导致胀形无法进行，通过在内高压流量式多级液压缸的无杆腔3内设置用于液压油流通的进油口 3a和出油口 3b，高压液压油从进油口 3a进入无杆腔3，并从出油口 3b流出无杆腔3，在提供所需的液压力的同时，使液压油保持一定速率的流通，防止液压油温度过高。进一步，相邻两级液压缸缸体2之间以及活塞杆I与最内层液压缸缸体2之间，位于外层的液压缸缸体2的顶部设有径向向内延伸的内挡环7,位于内层的液压缸缸体2/活 塞杆I的底部设有径向向外延伸的并与内挡环7配合的外挡环8。优选的，内挡环7与内层液压缸缸体/活塞杆I的外周壁之间设有密封结构，外挡环8与外层液压缸缸体的内周壁之间设有密封结构。采用该结构的内高压流量式多级液压缸，内挡环7和外挡环8之间形成限位机构，防止相邻的两级液压缸缸体2以及最内层液压缸缸体与活塞杆I之间脱离。进一步，位于活塞杆腔4和分级油腔5上的油口 6设置在内挡环7上，防止液压缸缸体2伸缩过程中与油口 6之间相互干涉。优选的，进油口 3a设置在最外层液压缸缸体2的底部，出油口 3b设置在活塞杆I顶部，不仅能够防止干涉，保证进油口 3a和出油口 3b之间的流通，而且能够使无杆腔3内的液压油充分流通交换，防止温度升高。进一步，活塞杆I上设有与无杆腔3相通的空腔la，能够增大无杆腔3的容积，使输出的液压力更加平稳。进一步，位于最外层的液压缸缸体的外周壁上设有外螺纹，活塞杆I上设有安装螺纹孔。通过在最外层液压缸缸体和活塞杆I设置螺纹结构，便于多级液压缸的安装。如图2所示，为采用本实施例内高压流量式多级液压缸的汽车驱动桥整体复合胀形装置的结构示意图；图3为胀形内模结构示意图。该汽车驱动桥整体复合胀形装置包括胀形内模11、胀形外模12和分别位于胀形内模11两端并用于提供胀形推力的推力液压缸13和推力液压缸14。胀形内模11包括分别与桥壳琵琶包上下两侧内壁配合的上模块Ila和下模块11b，上模块Ila和下模块Ilb之间设有至少一个用于将上模块Ila和下模块Ilb分开或合拢的内高压流量式多级液压缸，上模块Ila和下模块Ilb的两端分别通过连杆机构与推力液压缸13和推力液压缸14的活塞杆铰接连接。如图2所示，推力液压缸13位于胀形内模11的左侧，推力液压缸14位于胀形内模11的右侧。连杆机构包括固定安装在推力液压缸活塞杆上的铰链座17，铰链座17与上模块Ila和下模块Ilb之间分别通过双铰连杆18铰接连接，采用该结构的连杆机构，双铰连杆18与推力液压缸的活塞杆之间具有夹角，能够将推力液压缸13和推力液压缸14的胀形推力分解为上模块Ila和下模块Ilb所需的垂直于桥壳工件轴向方向的胀形推力垂直分力，且伴随着工件胀形变形量的增大，连杆机构的双铰连杆18与推力液压缸活塞杆之间的夹角增大，能够增大胀形推力垂直分力。胀形外模12包括用于压住位于桥壳琵琶包的胀形变形区与非变形区之间的过渡面15b的支撑机构。如图2所示，胀形外模12还包括支架19，支撑机构包括安装在支架19上的支撑杆20和安装在支撑杆20上的支撑头21，本实施例的支撑头21设置为4个，并分别位于桥壳琵琶包的两端过渡面的上下两侧。支撑头21压在过渡面上，通过采用该结构的胀形外模12，通过支撑头21压住过渡面，能够控制桥壳琵琶包在胀形变形过程的变形区域，防止桥壳工件的其他区域变形。优选的，支撑头21与桥壳工件15的接触面为与过渡面配合的曲面，能够防止过渡面由于变形产生褶皱。推力液压缸13和推力液压缸14的活塞杆相向设置，两活塞杆的轴线位于同一条直线上，且推力液压缸14的活塞杆上设有快速拆卸连接结构，通过设置快速拆卸连接结构，能够将推力液压缸14的活塞杆与胀形内模11、推力液压缸13分开，便于在胀形前将胀形内模11放置于桥壳工件15的内孔中。推力液压缸13的活塞杆和缸体上以及与推力液压缸13相连的铰链座17分别设 有同轴的通孔，通孔内设有用于安装油口 6与液压源之间的液压油管的中空管22。由于桥壳工件15的内径较小，在推力液压缸的活塞杆和连杆机构等结构占据大量的空间后，内高压流量式多级液压缸与液压源之间的液压油管的布置空间不足，通过设置延伸穿过推力液压缸13和铰链座17的中空管，能够实现将液压油管布置在中空管22内，并为内高压流量式多级液压缸提供高压液压油。该汽车驱动桥整体复合胀形装置在使用前，先将设置推力液压缸14活塞杆上的快速拆卸连接结构16分开，将胀形内模11置于桥壳工件内，然后再将该推力液压缸14活塞杆通过快速拆卸连接结构16连接，做好桥壳工件15胀形变形的准备工作。通过安装在上模块Ila和下模块Ilb之间的多级液压缸，向上模块Ila和下模块I Ib提供胀形液压力，上模块I Ia和下模块I Ib分别向桥壳工件15上下两侧分开，挤压桥壳工件15，实现胀形；通过在胀形内模11的两端设有推力液压缸，在胀形的过程中提供辅助推力，辅助推力在连杆机构的作用下分解为作用在上模块Ila和下模块Ilb的辅助推力垂直分力和辅助推力平行分力，辅助推力垂直分力的方向垂直于桥壳工件15轴向方向，辅助推力平行分力的方向平行于桥壳工件15轴向方向，辅助推力平行分力能够防止上模块Ila和下模块Ilb在胀形过程中发生位置偏移，保证胀形后得到的桥壳琵琶包的质量；通过设置胀形外模12，能够准确控制桥壳工件15胀形变形的位置，即控制桥壳工件15在过渡面处开始胀形变形，如此便可实现桥壳琵琶包的胀形。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种内高压流量式多级液压缸，其特征在于包括活塞杆和至少两级层叠套装在一起并呈伸缩结构的液压缸缸体，所述活塞杆套装在最内层的液压缸缸体上，位于最外层的液压缸缸体与活塞杆之间组成无杆腔，位于最内层的液压缸缸体与活塞杆之间组成活塞杆腔，相邻两级液压缸缸体之间组成分级油腔，所述活塞杆腔和分级油腔上设有油口，且所述无杆腔上设有用于液压油流动的进油口和出油口。
2.根据权利要求I所述的内高压流量式多级液压缸，其特征在于相邻两级所述液压缸缸体之间以及所述活塞杆与最内层液压缸缸体之间，位于外层的液压缸缸体的顶部设有径向向内延伸的内挡环，位于内层的液压缸缸体/活塞杆的底部设有径向向外延伸的并与内挡环配合的外挡环。
3.根据权利要求2所述的内高压流量式多级液压缸，其特征在于所述内挡环与内层液压缸缸体/活塞杆的外周壁之间设有密封结构，所述外挡环与外层液压缸缸体的内周壁之间设有密封结构。
4.根据权利要求3所述的内高压流量式多级液压缸，其特征在于所述油口设置在所 述内挡环上。
5.根据权利要求4所述的内高压流量式多级液压缸，其特征在于所述进油口设置在所述最外层液压缸缸体的底部，所述出油口设置在所述活塞杆顶部。
6.根据权利要求1-5任一项所述的内高压流量式多级液压缸，其特征在于所述活塞杆上设有与所述无杆腔相通的空腔。
7.根据权利要求1-5任一项所述的内高压流量式多级液压缸，其特征在于位于最外层的所述液压缸缸体的外周壁上设有外螺纹。
8.根据权利要求7所述的内高压流量式多级液压缸，其特征在于所述活塞杆上设有安装螺纹孔。
专利摘要本实用新型公开了一种内高压流量式多级液压缸，包括活塞杆和至少两级层叠套装在一起并呈伸缩结构的液压缸缸体，活塞杆套装在最内层的液压缸缸体上，位于最外层的液压缸缸体与活塞杆之间组成无杆腔，位于最内层的液压缸缸体与活塞杆之间组成活塞杆腔，相邻两级液压缸缸体之间组成分级油腔，所述活塞杆腔和分级油腔上设有油口，且所述无杆腔上设有用于液压油流动的进油口和出油口。本实用新型的内高压流量式多级液压缸，通过将液压缸缸体设置为相互层叠套装在一起的至少两层，不仅能够有效缩小安装所需的空间，而且液压缸缸体之间组成伸缩结构，通过液压缸缸体的伸长和缩短，能够有效提高内高压流量式多级液压缸的液压力行程，能够满足使用要求。
文档编号F15B15/16GK202789835SQ201220488818
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者杜维先, 龚仕林, 徐 明, 雷亚, 周雄, 杨治明, 陈超, 刘复元, 董季玲, 欧忠文, 胡玉梅 申请人:重庆科技学院, 龚仕林