专利名称：多向同步冷态挤压设备及方法
技术领域：
本发明涉及机械制造领域，具体涉及一种多向同步冷态挤压设备。
背景技术：
在机械制造领域中，部件之间的连接方式有很多种，在机械加工中经常用到通过挤压的方式将不同的部件挤压成一个整体，实现部件的连接。此时挤压设备及挤压方法显得尤为重要。在研制核电站用U形防甩击限制件过程中，其紧固接头采用圆钢棒、缠绕在钢棒上的钢丝及钢丝外的圆套筒挤压而成，挤压要求挤压力持续恒定，挤压后各个方向变形尺寸可控，且精度较高，传统的一端加压挤压，另外一端为固定承力平台的方式，既不能保证两个相对的面变形大小一致，也不能对其它方向的变形进行控制。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的，提供一种多向同步冷态挤压设备及方法，适用于挤压尺寸精度要求高，并要求挤压后的各向性能尽可能一致，且不希望用加热的方式进行挤压的情况。本发明的技术方案如下一种多向同步冷态挤压设备，包括成正多面体的框架，在框架的各个侧面上对应布置挤压模块单元，所述挤压模块单元包括设在框架上的液压缸，在液压缸上设有能够往复运动的驱动杆，在驱动杆自由端上与用于挤压物体的挤压模具相配合，所述各挤压模块单元上均布置有压力传感器、速度传感器及位移传感器，用于保证各个方向的挤压模块单元在同样的力下以同样的速度前进同样的位移。进一步的，所述挤压模块单元的驱动杆通过连接板及螺栓与挤压模具之间实现可拆卸连接。进一步的，挤压模具按照被挤压件的外部形状做成相应的不同形状。进一步的，框架上设有被挤压件的定位紧固装置，定位紧固装置位于框架端部的正多边形的中心，用于使被挤压件定位在所述多向同步冷态挤压设备的中心位置。进一步的，所述框架的每个侧面上均设有圆孔，所述的每个挤压模块单元的液压缸穿过框架侧面的圆孔、通过法兰与框架的侧面相连接；所述的每个挤压模块单元的驱动杆的运动方向垂直于框架的侧面进一步的，驱动杆自由端设有向端部收缩的成一定角度的两个对称的斜面，并在自由端的端部设有用于安装挤压模具的凹槽，挤压模具设有与凹槽相配合的凸起装配部。进一步的，挤压模具包括用于与驱动杆的自由端相连接的平板连接部，在平板连接部的两侧设有与驱动杆的斜面角度相同的斜面，挤压接触部根据被挤压件的形状加工成平面或者曲面，挤压接触部的两侧设有与驱动杆的斜面角度相同的斜面。进一步的，所述位移传感器和所述速度传感器位于驱动杆上或者挤压模具上，所述的压力传感器位于液压缸内；各传感器均与控制装置连接，通过控制装置采集各传感器的信号，并控制挤压模块单元的液压缸运动。一种多向同步冷态挤压方法，其特征在于，该方法将被挤压件置于挤压装置的中心位置，通过若干挤压模块单元从多个方向对称的实施挤压，各个方向的挤压模块单元在同样的力下以同样的速度前进同样的位移，保持一段时间后，将挤压模块单元同步向后移动，完成挤压。进一步的，该方法通过位移传感器和速度传感器测量挤压模块单元的挤压模具的运动距离和运动速度，通过压力传感器测量挤压模块单元的液压缸的压力，通过控制装置采集各传感器的信号，并控制挤压模块单元的液压缸运动。本发明的有益效果如下本发明在采取了上述技术方案以后，在框架上的各个正多边形面上对应布置挤压模块单元，各个挤压模块单元对称布置，并通过传感器及控制装置多向同步控制，能够保证被挤压部件在各个方向挤压的变形量一致，从而保证各个方向挤压后的性能一致；由于本发明中的挤压设备框架上有被挤压部件的固定装置，可以有效的保证被挤压部件在挤压设备的中心位置；挤压模具可以与驱动杆自由卸装，只需要配备不同的挤压模具，就可以完成多种不同形状的被挤压部件的多向同步挤压，节省了经济成本及时间成本。
图1为本发明实施例中一种多向同步冷态挤压设备的结构示意图；图2为本发明实施例中一种多向同步冷态挤压设备固定框架的结构示意图；图3为本发明实施例中一种多向同步冷态挤压设备一个挤压模块单元的结构示意图；图4为本发明实施例中一种多向同步冷态挤压设备自由端结构示意图；图5为本发明实施例中一种多向同步冷态挤压设备的挤压模具的结构示意图。图6为本发明实施例中一种多向同步冷态挤压设备的各个液压缸油路示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。本发明所提供的多向同步冷态挤压设备包括位置固定的挤压设备框架，框架成正多面体，所述的框架上有被挤压物体的定位紧固装置。液压缸通过法兰与框架相连，液压缸内有驱动杆，所述的驱动杆可以在液压的作用下沿着液压缸轴向往复运动；在驱动杆自由端设有凹槽，凹槽与挤压模具相配合，并通过连接板及螺栓将挤压模具与驱动杆连接形成一个挤压模块单元(包括液压缸、驱动杆、挤压模具、连接板及相互连接的螺栓)，所述的挤压模具可以根据不同的挤压要求做成不同形状。所述的一种多向同步冷态挤压设备包括多个挤压模块单元，挤压模块单元按照正多边形布置，形成多向挤压受力点。所述多向同步冷态挤压设备各挤压模块单元上都布置有压力传感器、速度传感器及位移传感器，通过操作平台控制，可以保证各个方向的挤压模块在同样的力下以同样的速度前进同样的位移，实现多向同步冷态挤压。通过上述设备所实现的多向同步冷态挤压方法是将被挤压件置于挤压装置的中心位置，并通过框架上的固定装置固定，调整每个挤压模块单元上的驱动杆，使各个挤压模块模具的挤压部与被挤压物体初步接触，将位移传感器的位移及速度传感器的速度清零， 在给定力下按照给定的速度使各个驱动杆同步向前移动给定的距离，保持一段时间后，卸载，并将驱动杆向后移动，完成挤压。实施例如图1所示，在本发明的具体实施方式
中，位置固定的挤压设备框架1，框架1成正多面体，所述的框架上有被挤压物体的定位紧固装置。液压缸2通过法兰3与框架1相连， 液压缸2内有驱动杆3，所述的驱动杆3可以在液压的作用下沿着液压缸2轴向往复运动； 在驱动杆3自由端设有凹槽，凹槽与挤压模具4相配合，并通过连接板5及螺栓6将挤压模具与驱动杆连接形成一个挤压模块单元包括液压缸、驱动杆、挤压模具、连接板及相互连接的螺栓，所述的挤压模具4可以根据不同的挤压要求做成不同形状。所述的一种多向同步冷态挤压设备包括多个挤压模块单元，挤压模块单元按照正多边形布置，形成多向挤压受力点。所述一种多向同步冷态挤压设备每个挤压模块单元上都布置有压力传感器(在位置 8)、速度传感器(在位置7)及位移传感器(在位置7)，通过操作平台控制，可以保证各个方向的挤压模块在同样的力下以同样的速度前进同样的位移，实现多向同步冷态挤压。如图2所示，挤压设备框架成正多面体，正多面体框架的侧面开有圆孔11，圆孔外有螺栓孔12，框架上有被挤压件的定位紧固装置13，使被挤压件定位在多向同步冷态挤压设备的中心位置。如图3所示，六向同步冷态挤压设备一个挤压模块单元，包括液压缸2、驱动杆3、 挤压模具4、连接板5及相互连接的螺栓6，其中每个挤压模块单元穿过框架1的圆孔11，通过螺栓将液压缸上的法兰与框架1相连接，连接后，每个挤压模块单元轴向垂直于正多面体框架1侧面。如图4所示，驱动杆自由端侧面加工成一定角度的两个对称的斜面21，斜面21用于在挤压时尤其是在挤压尺寸较小的被挤压件时，保证各挤压模块单元相互不发生干涉； 并在自由端正面加工出凹槽22，凹槽的上下各加工出一平面23，并在凹槽两侧及凹槽上下的平面加工多个螺栓孔24。如图5所示，挤压模具的凸起装配部41的尺寸可以与驱动杆的凹槽22较好的装配；平板连接部42的两侧加工后的斜面43角度与驱动杆的斜面21的角度一样，并在挤压平板连接部的正面及上下加工出螺栓孔44 ；接触部45根据被挤压物体的形状可以加工成平面或者曲面46，挤压接触部44的侧面斜面47的角度与驱动杆的斜面21的角度一样。如图6所示，每个液压缸101活塞的两侧分别接出管路1001和管路1002并与伺服阀102相连，伺服阀102与压力泵104和油罐103相连，当挤压时，通过控制伺服阀102 使管路1001为注油管，管路1002为回油管，活塞杆105开始向前前进，按设定速度前进一定位移并达到给定的压力后，位移传感器反馈给操作平台信号，活塞杆105停止运动。当解除压力时，通过控制伺服阀102，使管路1002变为注油管，管路1001为回油管，活塞开始后退，挤压力解除。所有的传感器信号及液压缸的伺服阀控制都在一个操作平台上，用同一个参数同时控制多个液压缸，从而完成同步控制。当然，上述六向同步冷态挤压设备为一种多向同步冷态挤压设备的实施例，在具体应用中，可以是四向同步、五向同步、六向同步或者更多方向同步。而在应用过程中，如六向同步冷态挤压设备，也可以只选用间隔的三个作为三向挤压，或者选用两个做两向挤压，同理可以扩展到更多向。挤压过程如下首先将圆柱形被挤压件置于六向同步冷态挤压设备的中心位置， 并通过框架上的固定装置固定，调整每个挤压模块单元上的驱动杆，使各个挤压模块模具的挤压部与被挤压物体初步接触，将位移传感器的位移及速度传感器的速度清零，在每个方向都为3000KN的力下按照给定的0. lmm/s的速度使各个驱动杆同步向前移动给定Imm 的距离，保持1分钟后，通过控制伺服阀使驱动杆同步向后移动，直到可以卸下被挤压件， 即完成挤压。综上所述，使本发明在采取了上述技术方案以后，在框架上的各个正多边形面上对应布置挤压模块单元，并通过传感器及控制装置多向同步控制，能够保证被挤压部件在各个方向挤压的变形量一致，从而保证各个方向挤压后的性能一致；由于本发明中的挤压设备框架上有被挤压部件的固定装置，可以有效的保证被挤压部件在挤压设备的中心位置；挤压模具可以与驱动杆自由卸装，只需要配备不同的挤压模具，就可以完成多种不同形状的被挤压部件的多向同步挤压，节省了经济成本及时间成本。本发明实施例提供的多向同步冷态挤压设备及方法广泛应用于挤压设备等。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种多向同步冷态挤压设备，其特征在于，包括成正多面体的框架(1)，在框架(1) 的各个侧面上对应布置挤压模块单元，所述挤压模块单元包括设在框架(1)上的液压缸 O)，在液压缸( 上设有能够往复运动的驱动杆(3)，在驱动杆(3)自由端上与用于挤压物体的挤压模具(4)相配合，所述各挤压模块单元上均布置有压力传感器、速度传感器及位移传感器，用于保证各个方向的挤压模块单元在同样的力下以同样的速度前进同样的位移。
2.根据权利要求1所述的多向同步冷态挤压设备，其特征在于，所述挤压模块单元的驱动杆( 通过连接板( 及螺栓(6)与挤压模具(4)之间实现可拆卸连接。
3.根据权利要求1或2所述的多向同步冷态挤压设备，其特征在于，挤压模具(4)按照被挤压件的外部形状做成相应的不同形状。
4.根据权利要求1所述的多向同步冷态挤压设备，其特征在于，框架(1)上设有被挤压件的定位紧固装置(13)，定位紧固装置(13)位于框架端部的正多边形的中心，用于使被挤压件定位在所述多向同步冷态挤压设备的中心位置。
5.根据权利要求1所述的多向同步冷态挤压设备，其特征在于，所述框架(1)的每个侧面上均设有圆孔(11)，所述的每个挤压模块单元的液压缸O)穿过框架(1)侧面的圆孔 (11)、通过法兰C3)与框架(1)的侧面相连接；所述的每个挤压模块单元的驱动杆C3)的运动方向垂直于框架(1)的侧面。
6.根据权利要求1或5所述的多向同步冷态挤压设备，其特征在于，驱动杆(3)自由端设有向端部收缩的成一定角度的两个对称的斜面，并在自由端的端部设有用于安装挤压模具的凹槽(22)，挤压模具(4)设有与凹槽0 相配合的凸起装配部01)。
7.根据权利要求6所述的多向同步冷态挤压设备，其特征在于，挤压模具(4)包括用于与驱动杆( 的自由端相连接的平板连接部(42)，在平板连接部0 的两侧设有与驱动杆的斜面角度相同的斜面(43)，挤压接触部0 根据被挤压件的形状加工成平面或者曲面(46)，挤压接触部0 的两侧设有与驱动杆的斜面角度相同的斜面07)。
8.根据权利要求1所述的多向同步冷态挤压设备，其特征在于，所述位移传感器和所述速度传感器位于驱动杆C3)上或者挤压模具(4)上，所述的压力传感器位于液压缸(2) 内；各传感器均与控制装置连接，通过控制装置采集各传感器的信号，并控制挤压模块单元的液压缸运动。
9.一种多向同步冷态挤压方法，其特征在于，该方法将被挤压件置于挤压装置的中心位置，通过若干挤压模块单元从多个方向对称的实施挤压，各个方向的挤压模块单元在同样的力下以同样的速度前进同样的位移，保持一段时间后，将挤压模块单元同步向后移动， 完成挤压。
10.根据权利要求9所述的多向同步冷态挤压方法，其特征在于，该方法通过位移传感器和速度传感器测量挤压模块单元的挤压模具的运动距离和运动速度，通过压力传感器测量挤压模块单元的液压缸的压力，通过控制装置采集各传感器的信号，并控制挤压模块单元的液压缸运动。
全文摘要
本发明公开了一种多向同步冷态挤压设备及方法，涉及机械制造领域，解决了现有技术中不能实现挤压尺寸精度要求高、挤压后的各向性能尽可能一致，且不希望用加热的方式进行挤压的情况的问题。本发明实施例提供的方案为一种多向同步冷态挤压设备，包括正多面体的框架各个侧面上对应布置挤压模块单元，所述各挤压模块单元上均布置有压力传感器、速度传感器及位移传感器，用于保证各个方向的挤压模块单元在同样的力下以同样的速度前进同样的位移；一种多向同步冷态挤压方法，通过若干挤压模块单元从多个方向对称的实施挤压，各个方向的挤压模块单元在同样的力下以同样的速度前进同样的位移，完成挤压。本发明实施例适用于挤压设备及方法等。
文档编号B21C25/02GK102294375SQ20111025217
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者于勇, 刘伟, 刘虎, 崔昊, 杨世宽, 王付军, 王宏杰, 王应东, 盛锋, 郑杰, 高金刚 申请人:中国核电工程有限公司, 沈阳鑫通电站设备制造有限公司