專利名稱：一種超高壓液壓脹環(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)鍵零件之一，為了保證發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行，要求無磁性護(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?！叭簤悍ā笔菄庾钤绮捎玫淖o(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)脹變形而強(qiáng)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年第九屆國際鍛造會(huì)議(May 1981. Diisseldorf)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)存在失控等問題。因此減小設(shè)備的噸位，控制脹形過程是當(dāng)前研究的一個(gè)課題。ZL200620128035. 4公開了 “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，沒有用于生產(chǎn)。而ZL200810079594.4將環(huán)坯活套在下沖頭上，再將上沖頭活套在下沖頭，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。該技術(shù)采用承力框架和施壓墊塊等結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在此基礎(chǔ)上去掉承力框架，將力量直接作用于省力導(dǎo)柱進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超高壓液壓脹環(huán)強(qiáng)化裝置，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)的其結(jié)構(gòu)特征如圖I所示，將環(huán)坯2活套在底部為上錐體狀、上部為圓柱體的省力承力導(dǎo)柱I上，再將下部為錐體狀、中心孔是上部孔徑大于下部孔徑的臺(tái)階狀孔形的上沖頭3活套在省力承力導(dǎo)柱I上部的圓柱體上，在上沖頭3中心孔與省力承力導(dǎo)柱I之間安裝有柱塞環(huán)4，柱塞環(huán)4與上沖頭3及省力承力導(dǎo)柱I之間分別安裝有密封圈5、6，由兩個(gè)半圓環(huán)構(gòu)成的卡環(huán)7安裝在省力承力導(dǎo)柱I上端的脖頸內(nèi)，其底面與柱塞環(huán)4相抵觸，在省力承力導(dǎo)柱I的底部制有與超高壓系統(tǒng)12相連通的液壓通道11，將下球面墊10和上球面墊9依次放置于上沖頭3上面，并套裝在卡環(huán)7外面?！け景l(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)與省力承力導(dǎo)柱共同承壓，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)由于采用了省力承力導(dǎo)柱，使其結(jié)構(gòu)緊湊、工程應(yīng)用容易實(shí)現(xiàn)。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖(左半部為施壓前的示意圖，右半部為施壓后的示意圖)
圖中
1_省力承力導(dǎo)柱2-環(huán)還3-上沖頭4-柱塞環(huán)5-密封圈6-密封圈7-卡環(huán)8-活動(dòng)橫梁9-上球面墊10-下球面墊11-超高壓通道12-超高壓系統(tǒng)13-工作走臺(tái)14-超高壓型腔15-球面接觸K-表示施壓
具體實(shí)施例方式 如圖I所示，將組裝好的液壓脹環(huán)強(qiáng)化裝置放置在壓機(jī)的工作走臺(tái)13上，當(dāng)壓機(jī)開始工作時(shí)，活動(dòng)橫梁8對(duì)上下球面墊9、10施壓，使環(huán)坯2與上沖頭3、省力承力導(dǎo)柱I形成一個(gè)封閉的型腔，再打開超高壓系統(tǒng)12，超高壓液體通過液壓通道12進(jìn)入封閉的超高壓型腔14內(nèi)，再經(jīng)過上沖頭3與省力承力導(dǎo)柱I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3產(chǎn)生了向下的密封力，開始使環(huán)坯2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3和省力承力導(dǎo)柱I的錐面與環(huán)坯2的接觸面之間噴霧，這時(shí)開動(dòng)壓機(jī)通過上下球面墊下壓上沖頭3，迫使型腔繼續(xù)封閉，使脹形強(qiáng)化連續(xù)進(jìn)行，直到上沖頭3下液體環(huán)面積作用力接近設(shè)備和省力承力導(dǎo)柱承受力時(shí)，超高壓液體再次會(huì)從上沖頭3和省力承力導(dǎo)柱I的錐面與環(huán)坯的接觸面之間噴霧，整個(gè)脹形過程結(jié)束。這樣環(huán)坯內(nèi)部的超高壓液體的作用力由壓機(jī)和省力承力導(dǎo)柱共同承受，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
1.一種超高液壓脹形強(qiáng)化裝置，其結(jié)構(gòu)特征是將環(huán)坯(2)活套在底部為上錐體狀上部為圓柱體的省力承力導(dǎo)柱(I)上，再將下部為下錐體狀、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(3)活套在省力承力導(dǎo)柱(I)上部的圓柱體上，在上沖頭(3)中心孔與省力承力導(dǎo)柱(I)之間安裝有柱塞環(huán)(4)，柱塞環(huán)(4)與上沖頭(3)及省力承力導(dǎo)柱(I)之間分別安裝有密封圈(5、6)，由兩個(gè)半圓環(huán)構(gòu)成的卡環(huán)(7)安裝在省力承力導(dǎo)柱(I)上端的脖頸內(nèi)，其底面與柱塞環(huán)(4)相抵觸，在省力承力導(dǎo)柱(I)的底部制有與超高壓系統(tǒng)(12)相連通的液壓通道(11)，將下球面墊(10)和上球面墊(9)依次放置于上沖頭(3)上面，并套裝在卡環(huán)(7)外面。
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)坯和上沖頭依次活套在省力承力導(dǎo)柱上，在上沖頭中心孔與省力承力導(dǎo)柱之間安裝有柱塞環(huán)，柱塞環(huán)與上沖頭、省力承力導(dǎo)柱之間安裝有密封圈，在省力承力導(dǎo)柱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在壓機(jī)工作走臺(tái)上與省力承力導(dǎo)柱底部接觸，然后將將上下球面墊依次置于上沖頭上面，使上球面墊的頂端與壓機(jī)活動(dòng)橫梁的下端相抵觸，開動(dòng)設(shè)備施壓進(jìn)行生產(chǎn)。其優(yōu)點(diǎn)采用了省力承力導(dǎo)柱，使工裝簡(jiǎn)化、結(jié)構(gòu)緊湊、所需設(shè)備噸位減小，節(jié)省投資等。
文檔編號(hào)B21D26/02GK102941273SQ20121046270
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者何文武, 孫述利, 趙曉東, 鄭曉華, 陳慧琴, 劉建生, 郭會(huì)光 申請(qǐng)人:太原科技大學(xué)