一种两行程多级增压气缸的制作方法

本发明涉及气缸技术领域，具体涉及一种两行程多级增压气缸。

背景技术：

汽车焊装用点焊需要一种大小开口的气缸，满足在大开口的时候焊钳能够自由进出焊装夹紧装置和汽车零部件的空隙，小开口的时候能够稳定焊接。气缸在动作的过程中需要为焊钳开口变化提供时间间隙，同时保证焊钳点焊的频率，降低生产成本，因此提供一种两行程多级增压气缸显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种两行程多级增压气缸，其在完成第一行程时可以进行停止，为焊钳张开变为大开口提供时间间隙，同时又能保证其在小开口时的高频率点焊操作。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种两行程多级增压气缸，包括活塞杆和依次通过端盖连接在一起的前缸体、中间缸体和后缸体，所述活塞杆包括前杆、套管和连杆；所述前缸体内设置有前活塞，所述中间缸体内设置有中间活塞，所述后缸体内设置有后活塞；所述前杆位于前缸体内且穿出前缸体前端端盖，所述套管位于中间缸体内且穿过端盖与前杆的尾部连接在一起，所述前活塞固定设置在前杆上，所述连杆穿过后缸体的前端端盖且伸入到套管中，所述连杆与套管通过一可分离的连接机构连接在一起，所述可分离的连接机构在活塞杆进行第一行程的运动时处于分离状态，所述可分离的连接机构在活塞杆进行第二行程的运动时处于连接状态，所述中间活塞套设在连杆上且可相对于连杆运动，所述中间活塞位于套管的后端推动套管向前移动，所述后活塞固定在连杆上；所述前缸体、中间缸体和后缸体上均设置有进气口和出气口。

本发明的有益效果是：本发明所提供的两行程多级增压气缸在动作时，首先是中间缸体中的中间活塞前进，推动套管向前移动，进而带动前杆向前移动完成第一行程，前杆完成第一行程的同时，套管通过可分离的连接机构与连杆连接在一起，此时，前缸体和后缸体中进气，前活塞和后活塞向前移动，同时带动前杆、套管和连杆向前移动完成第二行程，本发明所提供的两行程多级增压气缸可同时实现两个行程的动作及增压效果，满足汽车焊装使用。

优选地，所述可分离的连接机构包括设置在套管上的固定孔、设置在固定孔中的弹珠、设置在连杆上的卡槽以及弹珠压紧装置，所述套管在中间活塞的作用下带动弹珠移动，当套管走完第一行程时，弹珠进入到卡槽中并被弹珠压紧装置压紧；当套管返回开始第二行程时，弹珠压紧装置松开弹珠，弹珠在套管的带动下脱离卡槽。

优选地，所述固定孔的内侧呈圆柱形结构，外侧呈球面结构，所述固定孔与弹珠间隙配合且球面结构上端的开口直径＜弹珠的直径。

优选地，所述固定孔的高度为1/2弹珠的直径，所述圆柱形结构的高度等于套管厚度等于1/4弹珠的直径。

优选地，所述连杆包括前端直径较大的第一本体和尾端直径较小的第二本体，所述第一本体和第二本体之间形成卡槽。

具体地，所述中间缸体包括通过端盖连接在一起的中间缸体一和中间缸体二；所述弹珠压紧装置位于中间缸体一内，所述中间活塞位于中间缸体二内，所述弹珠压紧装置包括活塞连套，所述活塞连套套设在套管上且活塞连套的前端通过弹簧抵在端盖上，所述活塞连套的尾部设置有斜面，所述活塞连套的尾部外部与端盖之间形成一密封腔，向其中充气时，弹簧被压缩。

优选地，所述连杆为空心结构，所述套管与前杆的连接处开设有通孔，所述连杆的尾部伸出后活塞，前缸体中的气体可通过套管和连杆进入到后缸体中推动后活塞向前运动，此种设置一方面可以达到多级增压的效果，另一方面可以减少气孔的开设数量，方便进行气路整合，使得整个装置结构更加合理。

优选地，所述套管通过前轴与前杆连接在一起，所述前轴包括实心小头和空心大头，所述实心小头上设置有外螺纹，所述前杆通过螺纹固定在实心小头上，所述空心大头上设置有外螺纹，所述套管通过螺纹固定在空心大头上，所述通孔设置在实心小头和空心大头的连接处。

优选地，还包括后轴，所述后轴为空心结构，所述后轴包括空心圆柱状结构的本体，所述圆柱状结构的本体尾部设置有向外的凸缘，连杆通过螺纹安装在后轴上，所述后活塞安装在后轴上，且后轴端部位于后活塞的后侧。

通过前轴和后轴实现前杆和套管以及连杆的安装，拆卸安装方便。

优选地，所述中间缸体与后缸体之间还设置有多个增压缸体，所述多个增压气缸内均设置有活塞，所述连杆依次穿过各增压缸体，所述活塞固定在连杆上。采用串联的方式在连杆上串联多个活塞，增加工作时的加压活塞个数，从而增大气缸工作推力。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明的爆炸结构示意图；

图4为前轴的结构示意图；

图5为气缸处于初始状态的结构示意图；

图6为气缸伸出第一行程时的结构示意图；

图7为气缸伸出第二行程时的结构示意图；

图8为气缸缩回第二行程时的结构示意图；

图9为气缸缩回第一行程时的结构示意图；

图10为活塞连套部位进气结构示意图；

图11为气缸尾部串接两个活塞时尾部的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1前缸体、2中间缸体、3后缸体、4前杆、5套管、6连杆、8弹珠压紧装置、9端盖、10前活塞、11中间活塞、12后活塞、13前轴、14后轴、21中间缸体一、22中间缸体二、71固定孔、72弹珠、73卡槽、81活塞连套、82弹簧卡槽、83弹簧、84斜面、85密封腔、131通孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1-3所示，一种两行程多级增压气缸，包括活塞杆和依次通过端盖9连接在一起的前缸体1、中间缸体2和后缸体3，活塞杆包括前杆4、套管5和连杆6；前缸体1内设置有前活塞10，中间缸体2内设置有中间活塞11，后缸体3内设置有后活塞12；前杆4位于前缸体1内且穿出前缸体1前端端盖，套管5位于中间缸体2内且穿过端盖与前杆4的尾部连接在一起，前活塞10固定设置在前杆4上，连杆6穿过后缸体的前端端盖且伸入到套管5中，连杆6与套管5通过一可分离的连接机构连接在一起，可分离的连接机构在活塞杆进行第一行程的运动时处于分离状态，在活塞杆进行第二行程的运动时处于连接状态，中间活塞11套设在连杆6上且可相对于连杆6运动，中间活塞11位于套管5的后端推动套管5向前移动，后活塞12固定在连杆6上；前缸体1、中间缸体2和后缸体3上均根据需要设置有进气口和出气口，进气口和出气口也可以根据需要采用同一个气孔，气孔可以开设在端盖上，根据需要与不同的缸体连通即可。

本实施例所提供的两行程多级增压气缸在动作时，首先是中间缸体2中的中间活塞11前进，推动套管5向前移动，进而带动前杆4向前移动完成第一行程，前杆4完成第一行程的同时，套管5通过可分离的连接机构与连杆6连接在一起，此时，前缸体1和后缸体3中进气，前活塞10和后活塞12向前移动，同时带动前杆4、套管5和连杆6向前移动完成第二行程。

如图2、3所示，可分离的连接机构包括设置在套管5上的固定孔71、设置在固定孔71中的弹珠72、设置在连杆6上的卡槽73以及弹珠压紧装置8，套管5在中间活塞的作用下带动弹珠72移动，当套管5走完第一行程时，弹珠72进入到卡槽73中并被弹珠压紧装置8压紧；当套管5返回开始第二行程时，弹珠压紧装置8松开弹珠72，弹珠72在套管5的带动下脱离卡槽73，从而实现套管5和连杆6的脱离。固定孔71可按圆周分布设置多个，如6个。

具体地，固定孔71的内侧呈圆柱形结构，外侧呈球面结构，固定孔71与弹珠72间隙配合且球面结构上端的开口直径＜弹珠72的直径。此设置的目的是为了保证弹珠72既不能脱离套管5上的固定孔71又能从固定孔71的上端露出推动弹珠压紧装置8。

更具体地，我们设置固定孔71的高度为1/2弹珠72的直径，圆柱形结构的高度等于套管5厚度等于球面结构的高度等于1/4弹珠72的直径。

本实施例中，连杆6包括前端直径较大的第一本体和尾端直径较小的第二本体，第一本体和第二本体直径形成卡槽73。更具体地，我们可以将卡槽73的深度同样设置为1/4弹珠72的直径，或者将卡槽73紧贴第二本体的面设置为斜面，即第二本体和第一本体之间平滑过渡，保证弹珠72能够在不受弹珠压紧装置8的压紧作用下时能够顺利的被套管5带出进入到套管5固定孔71和连杆6之间，同时保证弹珠72进入后便无法继续挤压活塞连套81。

如图2所示，中间缸体2包括通过端盖9连接在一起的中间缸体一21和中间缸体二22；弹珠压紧装置8位于中间缸体一21内，中间活塞11位于中间缸体二22内，弹珠压紧装置8包括活塞连套81，活塞连套81套设在套管5上且活塞连套81的前端通过弹簧83抵在端盖上，活塞连套81的尾部设置有斜面84，具体地斜面84可由活塞连套81内侧开口逐渐变大形成，活塞连套81的尾部外部与端盖9之间形成一密封腔85，向该密封腔内充气时，弹簧83被压缩，弹珠压紧装置8前移，连杆6上的卡槽73位于斜面84下方，此时弹珠72不受弹珠压紧装置8的挤压，套管5将弹珠72从卡槽73中带出；活塞杆前伸时，套管5带动弹珠72通过斜面84挤压活塞连套81，弹簧83被压缩，弹珠72落入到卡槽73中，此时，弹珠72便无法继续挤压活塞连套81，弹簧83复位，活塞连套81的内侧面将弹珠72压紧在卡槽73中，从而顺利的将套管5和连杆6连接在一起。

本实施例中，我们进一步地将连杆6设置为了空心结构，套管5与前杆4的连接处开设有通孔131，连杆6的尾部伸出后活塞12，前缸体1中前活塞10后侧的气体通过套管5和连杆4进入到后缸体3中推动后活塞12向前运动，一方面可以达到多级增压的形式，另一方面可以减少气孔的开设数量，方便进行气路整合，使得整个装置结构更加合理。

具体地，如图2-4所示，套管5通过前轴13与前杆4连接在一起，前轴13包括实心小头和空心大头，实心小头上设置有外螺纹，前杆4通过螺纹固定在实心小头上，空心大头上设置有外螺纹，套管5通过螺纹固定在空心大头上，通孔131设置在实心小头与空心大头的连接处，通孔131可以呈圆周排列设置多个，气体通过通孔131进入到套管5中再进入到连杆4中并最终到达后缸体3中后活塞12的后端，前活塞10通过前轴13紧压在前杆4尾部。

如图4所示，该两行程多级增压气缸还包括后轴14，后轴14为空心结构，后轴14包括空心圆柱状结构的本体，圆柱状结构的本体尾部设置有向外的凸缘，连杆6通过螺纹安装在后轴14上，后活塞12安装在后轴14上，且后轴14的端部位于后活塞12的后侧。通过前轴13和后轴14实现前杆4和套管5以及连杆的安装，拆卸安装方便。

本实施例中，如图11所示，我们还可以根据需要在中间缸体2与后缸体3之间设置多个增压缸体，多个增压缸体内均设置有活塞，连杆6依次穿过各增压缸体，活塞固定在连杆6上，连杆6上可以相应的开设多个气孔用于前进时对各个增压缸体内同时进气，即各个增压缸体和后缸体3可同时通过前缸体1以及连杆6的中空结构进行通气。采用串联的方式在连杆上串联多个活塞，增加工作时的加压活塞个数，从而增大气缸工作推力。

本发明具体的工作原理及过程如下所述：

气缸处于初始状态时：如图5所示，活塞连套在弹簧83弹力作用下处于弹出状态。

气缸伸出第一行程：如图6所示，a、b口进气，c、d、e、f口排气，即中间缸体2通过a口进气、后缸体3通过b口进气，弹簧83所在的空间通过d口排气(弹簧压缩时排气)，a口进气推动中间活塞11向前移动，中间活塞11推动套管5向前移动，套管5通过前轴13推动前活塞10和前杆4向前移动。在此过程中，当套管5向前移动时，套管5上的弹珠72会随套管5一起移动，当移动至活塞连套81位置时，弹珠72碰到活塞连套81，并继续向前移动开始挤压活塞连套活塞连套81受到弹珠72的挤压作用，弹簧83被压缩(同时d出气口将弹簧83所在空间内的气体排出，保证弹簧能够正常被压缩)，弹珠72继续向前移动至完全落入在连杆6上的卡槽73中，活塞连套81在弹簧83的作用下弹出并通过其表面将弹珠72压紧在卡槽73中，此时，连杆6、套管5和前杆4连接固定在一起；b进气口进气用于对后活塞12提供一个向后的力，克服套管5和弹珠72的摩擦力，保证连杆6不会随着套管5向前移动，进而精确的实现第一行程的移动。

气缸伸出第二行程：如图7所示，g口进气、b、c口排气，即前缸体1前端通过c口排气、后缸体3前端通过b口排气，前缸体1后端通过g口进气，同时气体到达后缸体3后活塞12的后侧，前活塞10和后活塞12同时向前移动，连杆6、套管5和前杆4同时向前移动实现第二行程的移动，此时，中间活塞10与套管5处于分离状态。

气缸缩回第二行程：如图8所示，a、b口进气，c、d、e、f口排气，即中间缸体2的后端和后缸体3的前端进气，后缸体3的前端进气推动后活塞12向后移动，进而带动连杆6、套管5和前杆4后退，实现第二行程的缩回。中间缸体2的后端进气压住中间活塞，防止中间活塞被套管5带动，气缸缩回第二行程后，套管5与中间活塞10接触。

气缸缩回第一行程：如图9所示，c、b、h口进气，b口进气将后活塞压在后端盖上不动，活塞连套81和端盖之间的密封腔85内通过h口进气，活塞连套81带动弹簧83压缩，活塞连套81不再挤压弹珠72，前缸体1的前端通过c口进气，前活塞10后移，带动套管5向后移动(连杆6被抵死固定)。套管5带动弹珠72脱离卡槽73，前活塞10继续带动套管5和前杆4缩回至中间活塞11抵在中间端盖上，实现第一行程的缩回。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。