分段式多行程液压机的制作方法

本发明涉及液压机技术领域，特别涉及一种分段式多行程液压机。

背景技术：

随着航空航天、铁路机车、有色冶金、国防军工、大型舰船等行业的快速发展，对高性能的锻件、冲压件需求量也越来越大，同时也对锻压设备的工作性能提出了更高的要求。液压机是一种常用的锻压设备，以液体为工作介质、利用液体的静压力，根据帕斯卡原理传递能量锻压金属等制品。液压机为了安装卸载模具、加料卸料等会留较长的行程长度(分为空行程和锻压行程)，空行程是指液压机工作开始到模具接触坯料的行程，锻压行程是指模具接触坯料后开始进行锻压工作的行程。一般要求液压机在空行程时具有较高的运动速度，而在锻压行程的时候具有较好的增力效果，且速度不宜太高，达到低速锻压的效果。

传统的液压机为了实现复杂的功能，一般都需要配备复杂的阀路系统，尤其需要高质量的控制阀，而目前高质量的控制阀造价极高，很多关键技术被国外垄断，相关核心技术均对外保密。如何通过巧妙的设计减少控制阀的用量，降低成本，并实现液压机在空行程和锻压行程时不同的表现，成为了目前国内外研究的热点。

技术实现要素：

本发明提供了一种分段式多行程液压机，其目的是为了解决传统的液压机结构设计复杂，需内置多个高质量的控制阀，导致其造价成本较高的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种分段式多行程液压机，包括：

机体，所述机体内并排地设置有两条导轨；

缸体，所述缸体设置在所述机体内，与所述机体固定连接，所述缸体内固定设置有一隔板，所述隔板的中部设置有一中活塞孔；

前活塞，所述前活塞滑动地设置在所述缸体内的隔板的下方，所述前活塞底部固定设置有一前活塞杆，所述前活塞杆的底端穿过所述缸体的底部，与一滑块固定连接，所述滑块滑动地设置在所述导轨上；

中活塞，所述中活塞滑动地设置在所述缸体内的隔板的上方，所述中活塞的底部固定设置有一中活塞杆，所述中活塞杆与所述中活塞孔相对应设置；

后活塞，所述后活塞滑动地设置在所述缸体内的中活塞的上方，所述后活塞的底部固定设置有一连接杆，所述连接杆的底端与所述中活塞固定连接；

所述前活塞与所述缸体的底部和侧壁围成第一腔，所述前活塞与所述隔板以及所述缸体的侧壁围成第二腔，所述隔板与所述中活塞以及所述缸体的侧壁围成第三腔，所述中活塞与所述后活塞以及所述缸体的侧壁围成第四腔，所述后活塞与所述缸体的顶部和侧壁围成第五腔；

液压管路系统，所述液压管路系统通过第一管路将所述第一腔与第四腔连通，通过第二管路将所述第三腔与第四腔连通，通过第三管路将所述第四腔与一个二位四通阀连通，通过第四管路将所述第五腔与所述二位四通阀连通，通过第五管路将所述二位四通阀与一油箱连通，通过第六管路将所述二位四通阀与一油泵连通，所述油箱和油泵通过第七管路连通。

其中，所述机体包括一下机身、两根立柱和一上机身，所述立柱相对且固定地设置在所述下机身上表面，所述上机身固定设置在所述立柱的顶端，所述缸体与所述上机身固定连接，两条所述导轨分别固定设置在两根所述立柱上。

其中，所述中活塞杆与所述中活塞孔之间为间隙配合。

其中，在所述中活塞杆未插入所述中活塞孔之前，所述中活塞杆底端与所述隔板上表面之间的最大距离等于所述中活塞的厚度，所述第二管路的两个连通口之间的高度差等于所述中活塞的下表面与所述隔板的上表面之间的最大距离。

其中，所述二位四通阀具有将所述第三管路与第五管路连通、所述第四管路与第六管路连通的第一连通状态，以及将所述第三管路与第六管路连通、所述第四管路和第五管路连通的第二连通状态。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明的分段式多行程液压机，通过缸体内的中活塞、中活塞杆和隔板等结构的配合，形成了液压机的两段式锻压过程，第一段为速度较高的空行程段，第二段为与锻件接触后的慢速增力行程段，同时还包括第三段的复位行程段，采用分段式多行程的方式，适应锻压的要求，提高锻件的质量和生产效率；

本发明的分段式多行程液压机，仅采用了一个液压阀，整体结构设计也较为简单，使得液压机的造价成本偏低，维护方便，具有一定的经济效益和推广价值。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

【附图标记说明】

1-导轨；2-缸体；3-隔板；4-中活塞孔；5-前活塞；6-前活塞杆；7-滑块；8-中活塞；9-中活塞杆；10-后活塞；11-连接杆；12-第一腔；13-第二腔；14-第三腔；15-第四腔；16-第五腔；17-第一管路；18-第二管路；19-第三管路；20-二位四通阀；21-第四管路；22-第五管路；23-油箱；24-第六管路；25-第七管路；26-油泵；27-下机身；28-立柱；29-上机身。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的液压机结构设计复杂，需内置多个高质量的控制阀，导致其造价成本较高的问题，提供了一种分段式多行程液压机。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种分段式多行程液压机，包括：机体，所述机体内并排地设置有两条导轨1；缸体2，所述缸体2设置在所述机体内，与所述机体固定连接，所述缸体2内固定设置有一隔板3，所述隔板3的中部设置有一中活塞孔4；前活塞5，所述前活塞5滑动地设置在所述缸体2内的隔板3的下方，所述前活塞5底部固定设置有一前活塞杆6，所述前活塞杆6的底端穿过所述缸体2的底部，与一滑块7固定连接，所述滑块7滑动地设置在所述导轨1上；中活塞8，所述中活塞8滑动地设置在所述缸体2内的隔板3的上方，所述中活塞8的底部固定设置有一中活塞杆9，所述中活塞杆9与所述中活塞孔4相对应设置；后活塞10，所述后活塞10滑动地设置在所述缸体2内的中活塞8的上方，所述后活塞10的底部固定设置有一连接杆11，所述连接杆11的底端与所述中活塞8固定连接；所述前活塞5与所述缸体2的底部和侧壁围成第一腔12，所述前活塞5与所述隔板3以及所述缸体2的侧壁围成第二腔13，所述隔板3与所述中活塞8以及所述缸体2的侧壁围成第三腔14，所述中活塞8与所述后活塞10以及所述缸体2的侧壁围成第四腔15，所述后活塞10与所述缸体2的顶部和侧壁围成第五腔16；液压管路系统，所述液压管路系统通过第一管路17将所述第一腔12与第四腔15连通，通过第二管路18将所述第三腔14与第四腔15连通，通过第三管路19将所述第四腔15与一个二位四通阀20连通，通过第四管路21将所述第五腔16与所述二位四通阀20连通，通过第五管路22将所述二位四通阀20与一油箱23连通，通过第六管路24将所述二位四通阀20与一油泵26连通，所述油箱23和油泵26通过第七管路25连通。

本发明的上述实施例所述的分段式多行程液压机，缸体2固定设置在机体上，设置于缸体2内的前活塞杆6底端与滑动设置在导轨1上的滑块7固定连接，锻压模具可安装于滑块7底部，通过前活塞杆6向下推动滑块7形成液压机的锻压输出。缸体2内从下往上依次设置有前活塞5、隔板3、中活塞8和后活塞10，其中隔板3与缸体2固定，无法移动，前活塞5、中活塞8和后活塞10的截面积相等，均可在缸体2内上下滑动。前活塞杆6设置于前活塞5的底端，与前活塞5固定连接，滑块7沿导轨1的滑动通过前活塞5的上下滑动带动，与前活塞5的运动同步。在前活塞5与中活塞8之间设置一固定的隔板3，在隔板3中部开设一中活塞孔4，中活塞8的底端固定设置一中活塞杆9，其尺寸与中活塞孔4相匹配。因此，中活塞8向下移动时可通过液压传力推动前活塞5向下移动，中活塞8下移的前段行程里中活塞杆9未进入中活塞孔4内时，第三腔14和第二腔13为连通状态，由于中活塞8与前活塞5的截面积相等，前活塞5会在液压力作用下随中活塞8以相同的速度快速下降，此时为液压机的空行程阶段，即第一行程阶段。当中活塞杆9进入中活塞孔4后，将隔断第三腔14和第二腔13的连通，中活塞杆9通过液压传力推动前活塞5向下增力运动，根据帕斯卡原理，此时增压比等于前活塞5和中活塞杆9的截面积之比，液压机进入增力行程阶段，即第二行程阶段。中活塞8与后活塞10通过一连接杆11固定连接，因此通过油泵26向第五腔16内注入液压油时，将驱动后活塞10并带动中活塞8同步向下移动。

本发明的上述实施例所述的分段式多行程液压机的液压油，通过液压管路系统的驱动及导流在各个腔内流通，传递液压力。在液压机的第一行程阶段，液压油在油泵26作用下从第六管路24进入二位四通阀20，再从第四管路21进入第五腔16内，通过液压力推动后活塞10以及中活塞8向下移动。中活塞8下移时，将第三腔14内的液压油压入中活塞孔4后进入第二腔13，通过液压力推动前活塞5向下移动。此时，第一腔12内的液压油通过第一管路17流入第四腔15内，再依次通过第三管路19和第五管路22回流至油箱23，形成液压油的循环流通。当中活塞杆9进入中活塞孔4后的液压机第二行程阶段，中活塞杆9已将中活塞孔4堵塞，第三腔14内的液压油将通过第二管路18流入第四腔15，再依次通过第三管路19和第五管路22回流至油箱23。

在液压机完成锻压后的复位行程阶段，即第三行程阶段，液压油在油泵26作用下从第六管路24进入二位四通阀20，再从第三管路19进入第四腔15内，随后从第一管路17进入第一腔12，通过液压力推动前活塞5向上移动。前活塞5上移时挤压第二腔13内的液压油，通过液压力推动中活塞8和后活塞10向上移动，最终前活塞5、中活塞8和后活塞10均复位至初始位置，准备开始下一个液压机的锻压过程。

其中，所述机体包括一下机身27、两根立柱28和一上机身29，所述立柱28相对且固定地设置在所述下机身27上表面，所述上机身27固定设置在所述立柱28的顶端，所述缸体2与所述上机身29固定连接，两条所述导轨1分别固定设置在两根所述立柱28上。下机身27作为整个液压机的支撑基座，立柱28竖直地安装在下机身的两侧，上机身29固定地安装在两根立柱28的顶部。缸体2固定地安装在上机身29上，位于下机身27的正上方，将锻件放置在下机身27的上表面，锻压模具安装在滑块7底部，滑块7在缸体2底部的前活塞杆6的推动下沿导轨1向下滑动，与锻件接触并增力，完成锻压过程。

其中，所述中活塞杆9与所述中活塞孔4之间为间隙配合，使得中活塞杆9能插入中活塞孔4内并沿中活塞孔4内侧壁滑动，同时当中活塞杆9进入中活塞孔4后，能较好地将中活塞孔4堵塞，阻断第二腔13和第三腔14的连通，确保液压机在第二行程阶段增力时通过中活塞杆9底部对前活塞5的上表面传递液压力。

其中，在所述中活塞杆9未插入所述中活塞孔4之前，所述中活塞杆9底端与所述隔板3上表面之间的最大距离等于所述中活塞8的厚度，所述第二管路18的两个连通口之间的高度差等于所述中活塞8的下表面与所述隔板3的上表面之间的最大距离。当液压机位于第一行程阶段时，中活塞杆9底端下移而逐渐地靠近隔板3的上表面，由于中活塞8的厚度等于中活塞杆9底端与隔板3上表面之间的最大距离，因此在中活塞杆9未进入隔板3的中活塞孔4内时，中活塞8的侧壁会将第二管路18的高位连通口堵塞，使得第三腔14内的液压油无法从第二管路18回流至第四腔15内，进而被压入中活塞孔4以及第二腔13内，液压力从中活塞8的下表面传递至前活塞5的上表面。而当液压机进入第二行程阶段时，中活塞杆9插入中活塞孔4内，此时中活塞8的侧壁已低于第二管路18的高位连通口，第二管路18连通第三腔14和第四腔15，使得在中活塞8继续下移的时候第三腔14内的液压油将回流至第四腔15，并依次通过第三管路19和第五管路22回收至油箱23，以防止第三腔14内的液压油滞留并阻碍中活塞8继续下移。此时前活塞5上的液压力通过位于中活塞孔4内的中活塞杆9底端传递，依据帕斯卡原理，形成增压的效果。

其中，所述二位四通阀20具有将所述第三管路19与第五管路22连通、所述第四管路21与第六管路24连通的第一连通状态，以及将所述第三管路19与第六管路24连通、所述第四管路21和第五管路22连通的第二连通状态。当液压机位于第一行程阶段时，二位四通阀20为第一连通状态，液压油在油泵26的作用下依次通过第六管路24和第四管路21，进入第五腔16内，产生推动后活塞10下移的液压力，此时第一腔12内的液压油将通过第一管路17流入第四腔15，第四腔15内多余的液压油通过第三管路19和第五管路22流回油箱23内。当液压机位于第二行程阶段时，二位四通阀20保持第一连通状态，液压油在油泵26的作用下依次通过第六管路24和第四管路21，进入第五腔16内，产生推动后活塞10下移的液压力，此时第三腔14内的液压油将通过第二管路18流入第四腔15，第一腔12内的液压油通过第一管路17流入第四腔15，第四腔15内多余的液压油通过第三管路19和第五管路22流回油箱23内。而当液压机位于第三行程阶段时，二位四通阀20切换至第二连通状态，此时液压油在油泵26的作用下依次通过第六管路24和第三管路19，进入第四腔15内，再通过第一管路17进入第一腔12，产生推动前活塞5上移的液压力，此时第四管路21和第五管路22连通，第五腔16内的液压油将依次通过第四管路21和第五管路22回流至油箱23内，形成液压油的循环流通。

综上，本发明的上述实施例所述的分段式多行程液压机，通过缸体2内的中活塞8、中活塞杆9和隔板3等结构的配合，形成了液压机的两段式锻压过程，第一段为速度较高的空行程段，第二段为与锻件接触后的增力行程段，同时还包括第三段的复位行程段，采用分段式多行程的方式，适应锻件锻压的要求，提高锻件的质量和生产效率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。