專利名稱：一種超高壓系統(tǒng)液壓脹環(huán)強(qiáng)化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)狀工件液壓脹形技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于發(fā)電機(jī)護(hù) 環(huán)的超高壓系統(tǒng)液壓脹環(huán)強(qiáng)化裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)是發(fā)電設(shè)備中受力復(fù)雜，工況特殊，制造難度大的關(guān)鍵制件 之一，為了保證發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行，要求無(wú)磁性護(hù)環(huán)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，良 好的韌性，最小的殘余應(yīng)力，因而制造技術(shù)要求很高，其性能強(qiáng)化是生產(chǎn)中 的關(guān)鍵。在性能強(qiáng)化方面，現(xiàn)有技術(shù)以液壓脹形最為理想。液壓脹形強(qiáng)化的 方法有全壓法、減壓法、外補(bǔ)液法、內(nèi)增壓法等。"全液壓法"是國(guó)外最早采 用的護(hù)環(huán)液壓脹形裝置，其原理是在護(hù)環(huán)環(huán)坯的上下相對(duì)位置分別安放實(shí) 心錐形沖頭，在壓機(jī)作用下，兩個(gè)錐形沖頭相互靠攏，于是封閉在護(hù)環(huán)中間 的液體形成高壓，環(huán)坯在高壓液體內(nèi)壓作用下，產(chǎn)生擴(kuò)脹變形而彈化。— 由于 護(hù)環(huán)本身內(nèi)孔尺寸大、內(nèi)部液體壓強(qiáng)高、護(hù)環(huán)鋼硬化能力強(qiáng)，因而全液壓法 所需設(shè)備噸位很大。為了在小型壓機(jī)上能生產(chǎn)護(hù)環(huán)，1981年第九屆國(guó)際鍛造 會(huì)議(May 1981. Dtlsseldorf)公布了一種"發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)液壓脹形冷變形強(qiáng)化 的新工藝"(轉(zhuǎn)載"大型鑄鍛件"82年增刊2)，首次提出采用"減壓法"液 壓擴(kuò)脹護(hù)環(huán)的方法與裝置。該裝置的結(jié)構(gòu)是在護(hù)環(huán)環(huán)坯的上下相對(duì)位置安 放錐形空心沖頭，錐形下沖頭與省力導(dǎo)柱緊密配合，錐形上沖頭的內(nèi)孔與省 力導(dǎo)柱滑動(dòng)配合，并設(shè)有密封，導(dǎo)柱和環(huán)坯間形成了環(huán)狀空腔，并充滿液體。 在壓機(jī)的施壓下，上下沖頭靠攏，使環(huán)狀空腔內(nèi)的液體迅速建立并保持高壓 狀態(tài)，護(hù)環(huán)在均勻內(nèi)壓作用下，產(chǎn)生擴(kuò)脹強(qiáng)化。由于該方法增設(shè)了省力導(dǎo)柱， 較全液壓法所需壓機(jī)的噸位小，但這種方法生產(chǎn)大型護(hù)環(huán)時(shí)，模具費(fèi)用高， 同時(shí)還存在脹形過(guò)程不易控制，容易出現(xiàn)不均勻變形，尤其在破裂時(shí)存在失 控等問(wèn)題。因此減小設(shè)備的噸位，控制脹形過(guò)程是當(dāng)前研究的一個(gè)課題。 ZL200620128035.4公開(kāi)了 "采用超高壓系統(tǒng)液壓脹形大型護(hù)環(huán)的省力裝置" 這種"超高壓系統(tǒng)液壓脹形大型護(hù)環(huán)的裝置"只用鍛造壓機(jī)壓在上沖頭上構(gòu)
成封閉形腔，然后向其中注入超高壓液體，所用設(shè)備噸位較大。CN1015328B 公開(kāi)了 "外補(bǔ)液式護(hù)環(huán)液壓脹形強(qiáng)化裝置"，這種"外補(bǔ)液法"是制造了一個(gè) 專用護(hù)環(huán)壓機(jī)框架，并設(shè)置兩個(gè)加壓系統(tǒng)和專用密封，而且生產(chǎn)大規(guī)格護(hù)環(huán) 需要更大專用壓機(jī)，投資大，通用性差，因此應(yīng)用受到了限制。CN1022386C 公開(kāi)了 "環(huán)狀工件的液壓脹形裝置"。該裝置采用"內(nèi)增壓法"，其特點(diǎn)是不 用專用壓機(jī)和超高壓泵，只用鍛造水壓機(jī)和普通高壓泵(25 35MPa)，水壓 機(jī)加壓密封使錐形上沖頭、下沖頭與環(huán)坯構(gòu)成密閉型腔，然后由護(hù)環(huán)內(nèi)的增 壓器增壓為超高壓水并使護(hù)環(huán)脹形強(qiáng)化。由于該裝置超高壓增壓器設(shè)在模具 內(nèi)部需要的空間大，工裝龐大，脹形次數(shù)多，沒(méi)有用于生產(chǎn)。
近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，環(huán)保節(jié)能的要求，發(fā)電機(jī)功率越來(lái)越大， 護(hù)環(huán)及其他環(huán)件要求增加，致使大型壓機(jī)任務(wù)繁重，為減輕大型設(shè)備的負(fù)荷， 更好制造護(hù)環(huán)類鍛件，需要研發(fā)環(huán)件制造新技術(shù)新裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合承力超高壓液壓脹環(huán)強(qiáng)化的新技術(shù)方案， 可有效地克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)用小設(shè)備干大活的目的。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括上沖頭、下沖頭和超高壓液壓系統(tǒng)等，其 特征是將環(huán)坯活套在底部為上錐體狀、中上部為圓柱體的下沖頭上，再將下 部為下椎體狀、中心孔是上部孔徑大于下部孔徑、形成臺(tái)階狀孔形的上沖頭 活套在下沖頭上部的圓柱體上，在上沖頭中心孔與下沖頭圓柱體之間安裝有 柱塞環(huán)和墊環(huán)，墊環(huán)在上、柱塞環(huán)在下與臺(tái)階相抵觸，柱塞環(huán)與上下沖頭之 間安裝有密封，墊環(huán)與上下沖頭之間為滑動(dòng)配合，在上沖頭的上端面(與承 力框架相接觸的部位)上制有多個(gè)圓柱形孔，孔內(nèi)安裝有可作上下滑動(dòng)的柱 塞，柱塞與圓柱形孔之間安裝有密封，圓柱形孔的底部與超高壓系統(tǒng)相連通， 在上沖頭的外圓周上與圓柱形孔相對(duì)應(yīng)處安裝有超高壓開(kāi)關(guān)，在下沖頭的底 部制有與超高壓系統(tǒng)相連通的液壓通道，將上下沖頭的組裝體安放于一矩形 的承力框架的矩形孔內(nèi)，并使柱塞和墊環(huán)的頂端與承力框架矩形內(nèi)孔的上邊 緣相抵觸，再將下墊塊放在壓機(jī)工作走臺(tái)上，與下沖頭底端相接觸，然后將 將上墊塊放置于上沖頭上面，使上墊塊的頂端與壓機(jī)活動(dòng)橫梁的下端相抵觸。
當(dāng)壓機(jī)活動(dòng)橫梁下壓時(shí)，通過(guò)上墊塊向上沖頭施壓。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1)由于采用了超高壓液壓系統(tǒng)與復(fù)合承力框 架及多個(gè)柱塞共同承壓，使壓機(jī)噸位大大地減小了，減少了設(shè)備投資，實(shí)現(xiàn) 了 "小設(shè)備干大活"的目的。2)由于采用了多個(gè)柱塞逐級(jí)加壓，使環(huán)坯在整 個(gè)脹形過(guò)程平穩(wěn)，避免環(huán)坯發(fā)生畸變，提高了產(chǎn)品合格率。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，右半部分表示壓機(jī)活動(dòng)橫梁下壓的狀態(tài) 圖2為圖1的側(cè)視圖 圖3為圖1的俯視圖 圖中
1-環(huán)坯2-上沖頭3-下沖頭4-柱塞環(huán)5-墊環(huán) 6-承力框架 7-活動(dòng)橫梁8-上墊塊9-圓柱形孔10-柱塞11-密封12-密封 13-超高壓開(kāi)關(guān)14-液壓通道15-下墊塊16-壓機(jī)工作走臺(tái) 17-超高壓系統(tǒng)18-型腔
具體實(shí)施例方式
如附圖所示，將環(huán)坯1活套在底部為上錐體狀、中上部為圓柱體的下沖 頭3上，再將下部為下椎體狀、中心孔是上部孔徑大于下部孔徑形成臺(tái)階狀 孔形的上沖頭2活套在下沖頭3上部的圓柱體上，在上沖頭2中心孔與下沖 頭3圓柱體之間安裝有柱塞環(huán)4和墊環(huán)5，墊環(huán)5在上、柱塞環(huán)4在下與臺(tái)階 相抵觸，柱塞環(huán)4與上下沖頭之間安裝有密封11，墊環(huán)5與上下沖頭之間為 滑動(dòng)配合，在上沖頭2的上端面(與承力框架6相接觸的部位)上制有4個(gè) 圓柱形孔9，圓柱形孔9內(nèi)安裝有可作上下滑動(dòng)的柱塞10，柱塞10與圓柱形 孔9之間安裝有密封12，圓柱形孔9的底部與超高壓系統(tǒng)17相連通，在上沖 頭2的外圓周上與圓柱形孔9相對(duì)應(yīng)處安裝有超高壓開(kāi)關(guān)13，在下沖頭3的 底部制有與超高壓系統(tǒng)17相連通的液壓通道14，將上下沖頭的組裝體安放于 一矩形的承力框架6的矩形孔內(nèi)，并使柱塞10和墊環(huán)5的頂端與承力框架6 矩形內(nèi)孔的上邊緣相抵觸，再將下墊塊15放在壓機(jī)工作走臺(tái)16上與下沖頭3 底端相接觸，然后將將上墊塊8放置于上沖頭2上面，使上墊塊的頂端與壓
機(jī)活動(dòng)橫梁7的下端相抵觸。當(dāng)壓機(jī)活動(dòng)橫梁7下壓時(shí)，通過(guò)上墊塊向上沖 頭施壓。將組裝完好的承力框架與上下沖頭組裝體的聯(lián)合體放置在壓機(jī)的工 作走臺(tái)16上，在下沖頭3下面與工作走臺(tái)16之間安放有下墊塊15。當(dāng)壓機(jī) 開(kāi)始工作時(shí)，活動(dòng)橫梁7向下施壓，通過(guò)上墊塊8下壓上沖頭2，使環(huán)坯l與 上下沖頭形成一個(gè)封閉的型腔18內(nèi)，再打開(kāi)超高壓系統(tǒng)17，超高壓液體通過(guò) 液壓通道14進(jìn)入封閉的型腔18，再經(jīng)過(guò)上沖頭2與下沖頭3之間的間隙進(jìn)入 柱塞環(huán)4的底部，由于上下超高壓液體面積不等，使上沖頭產(chǎn)生了向下的密 封力，開(kāi)始使環(huán)坯1脹形強(qiáng)化，這時(shí)可以關(guān)閉壓機(jī)，等到上下環(huán)面積接近相 等時(shí)，超高壓液體會(huì)從上沖頭2和下沖頭3的錐面與環(huán)坯的接觸面之間噴霧， 這時(shí)可以逐個(gè)打開(kāi)超高壓開(kāi)關(guān)13，逐漸增大上沖頭上下液體面積差，繼續(xù)使 型腔18封閉，讓脹形連續(xù)進(jìn)行，等到上沖頭2下液體環(huán)面積與上環(huán)及圓面積 接近相等時(shí)，超高壓液體又會(huì)從上沖頭2和下沖頭3的錐面與環(huán)坯的接觸面 之間噴霧，這時(shí)開(kāi)動(dòng)壓機(jī)通過(guò)上墊塊8下壓上沖頭2，迫使型腔18繼續(xù)封閉， 使脹形強(qiáng)化連續(xù)進(jìn)行，直到上沖頭2下液體環(huán)面積作用力接近設(shè)備和框架承 受力時(shí)，超高壓液體再次會(huì)從上沖頭2和下沖頭3的錐面與環(huán)坯的接觸面之 間噴霧，整個(gè)脹形過(guò)程結(jié)束。這樣環(huán)坯內(nèi)部的超高壓液體的作用力由壓機(jī)和 承力框架共同承受，使壓機(jī)噸位大大減小，達(dá)到用小機(jī)器干大活的目的。
權(quán)利要求
1、一種超高壓系統(tǒng)液壓脹環(huán)強(qiáng)化裝置，它包括上沖頭、下沖頭、和超高壓液壓系統(tǒng)，其特征是環(huán)坯(1)活套在底部為上錐體狀、中上部為圓柱體的下沖頭(3)上，再將下部為椎體狀、中心孔是上部孔徑大于下部孔徑形成臺(tái)階狀孔形的上沖頭(2)活套在下沖頭(3)上部的圓柱體上，在上沖頭(2)中心孔與下沖頭(3)圓柱體之間安裝有柱塞環(huán)(4)和墊環(huán)(5)，墊環(huán)(5)在上、柱塞環(huán)(4)在下與臺(tái)階相抵觸，柱塞環(huán)(4)與上下沖頭之間安裝有密封(11)，墊環(huán)(5)與上下沖頭之間為滑動(dòng)配合，在上沖頭(2)的上端面、與承力框架(6)相接觸的部位上制有多個(gè)圓柱形孔(9)，圓柱形孔(9)內(nèi)安裝有可作上下滑動(dòng)的柱塞(10)，柱塞(10)與圓柱形孔(9)之間安裝有密封(12)，圓柱形孔(9)的底部與超高壓系統(tǒng)(17)相連通，在上沖頭(2)的外圓周上與圓柱形孔(9)相對(duì)應(yīng)處安裝有超高壓開(kāi)關(guān)(13)，在下沖頭(3)的底部制有與超高壓系統(tǒng)(17)相連通的液壓通道(14)，將上下沖頭的組裝體安放于一矩形的承力框架(6)的矩形孔內(nèi)，并使柱塞(10)和墊環(huán)(5)的頂端與承力框架(6)矩形內(nèi)孔的上邊緣相抵觸，再將下墊塊(15)放在壓機(jī)工作走臺(tái)(16)上與下沖頭(3)底端相接觸，然后將將上墊塊(8)放置于上沖頭(2)上面，使上墊塊的頂端與壓機(jī)活動(dòng)橫梁(7)的下端相抵觸，將組裝完好的承力框架與上下沖頭組裝體的聯(lián)合體放置在壓機(jī)的工作走臺(tái)(16)上，在下沖頭(3)下面與工作走臺(tái)(16)之間安放有下墊塊(15)。
全文摘要
一種超高壓系統(tǒng)液壓脹環(huán)強(qiáng)化裝置，屬于環(huán)狀工件液壓脹形技術(shù)領(lǐng)域，其特征是將環(huán)坯活套在下沖頭上，再將上沖頭活套在下沖頭上，在上沖頭中心孔與下沖頭圓柱體之間安裝有柱塞環(huán)，柱塞環(huán)與上下沖頭之間安裝有密封，在上沖頭的上端面上制有多個(gè)圓柱形孔，孔內(nèi)安裝有柱塞，柱塞與圓柱形孔之間安裝有密封，圓柱形孔的底部與超高壓系統(tǒng)相連通，在上沖頭的外圓周上安裝有超高壓開(kāi)關(guān)，在下沖頭的底部制有與超高壓系統(tǒng)相連通的液壓通道，將上下沖頭的組裝體安放于一矩形的承力框架的矩形孔內(nèi)，再將下墊塊放在壓機(jī)工作走臺(tái)上與下沖頭接觸，然后將上墊塊放置于上沖頭上面，使墊塊的頂端與壓機(jī)活動(dòng)橫梁的下端相抵觸。
文檔編號(hào)B21D26/02GK101380655SQ20081007959
公開(kāi)日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者何文武, 劉建生, 孫述利, 王全聰, 鄭曉華, 郭會(huì)光, 陳慧琴 申請(qǐng)人:太原科技大學(xué)