一种单横梁缸动式的锻造液压机的制作方法

本发明属于金属塑性成形设备相关技术领域，更具体地，涉及一种单横梁缸动式的锻造液压机。

背景技术：

自由锻造是生产大型锻件的基本工艺，一般重量小于5吨的锻件多在自由锻锤上进行。由于自由锻锤锤头动能成形、冲击、振动对环境影响大，已不适应生产发展的需求。自由锻造液压机锻造速度快，控制精度好，环保，现已逐渐开始取代自由锻锤。

自由锻造液压机由于其工艺特点，工作油缸均采用柱塞油缸，一组油缸驱动液压机活动横梁进行锻造，另一组油缸驱动液压机活动横梁回程。在锻造能力上与自由锻锤相当的小型锻造液压机有两种：一种是缸动式结构，另一种是常规柱塞动作式结构。

常规柱塞动作式锻造液压机的缸体固定在机身上，柱塞与活动横梁连接，柱塞在液压力作用下推动活动横梁及安装在其上的锤头(上砧)对工件成形，回程缸一端固定在机身上，另一端固定在活动横梁上，活动横梁由回程缸驱动回程，这种结构重量高，运动量大，制造成本高。

缸动式结构的油缸柱塞固定在机身上，液压力驱动缸体及安装在缸底的锤头对工件成形，回程时由回程缸驱动缸体回程，这种结构运动质量轻，压机动作响应快，制造成本低，是小型自由锻造液压机常用结构。

目前，缸动式锻造液压机有单柱和双柱两种结构形式，这两种结构都通过与机身固定的拉杆、上横梁组成承力框架来固定油缸柱塞，缸体利用机身导向，缸体的上部利用小横梁(或者托板)与固定在机身上的两个回程缸组成活动横梁来带动缸体回程。

缸动式锻造液压机的这种传统结构，需要两个回程油缸、机身上要有安装回程缸的空间、回程缸柱塞与缸体连接的小横梁等，如此对机身的强度、维护操作空间、制造成本等带来不利影响，同时现有的缸动式锻造液压机也无法如大型锻造液压机一样实现工作压力分级，如此造成不同工况下的锻造压力与系统能量的不匹配。相应地，本领域存着发展一种能够实现工作压力分级的锻造液压机的技术需求。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种单横梁缸动式的锻造液压机，其基于现有锻造液压机的工作特点，研究及设计了一种能够实现工作压力分级且结构简单的单横梁缸动式的锻造液压机。所述锻造液压机通过液压油缸来实现锤头的压下与回程，且所述液压油缸通过控制油孔的进排油状态来实现压力及速度的分级调节，简化了锻造液压机的机身结构，节省了回程油缸及小横梁，使用维护简单，制造成本较低。

为实现上述目的，本发明提供了一种单横梁缸动式的锻造液压机，所述锻造液压机包括机身、液压油缸及锤头，所述机身形成有操作空间，其上端开设有与所述操作空间相连通的导向槽；所述液压油缸包括缸体、柱塞、活塞杆及活塞，所述缸体的一端形成有工作腔，另一端部分地位于所述导向槽内且与所述锤头相连接；所述柱塞的一端开设有盲孔，另一端固定连接于所述机身且开设有与所述盲孔相连通的第一油孔，所述柱塞还开设有第二油孔及第三油孔，所述第二油孔及所述第三油孔绕所述盲孔设置；所述第二油孔贯穿所述柱塞，且与所述工作腔相连通；所述第三油孔的一端位于所述柱塞远离所述缸体的一端，另一端贯穿所述盲孔的孔壁；所述活塞杆的一端固定连接于所述缸体远离所述柱塞的一端，另一端连接于所述活塞；所述活塞设置于所述盲孔内；所述柱塞远离所述第一油孔的一端设置于所述工作腔内；

通过控制所述第一油孔、所述第二油孔及所述第三油孔的进排油状态来实现所述液压油缸的压力及速度的分级、以及所述缸体的伸出及缩回，进而实现所述缸体以不同的作用力及速度带动所述锤头工作以及回程。

进一步地，所述锻造液压机还包括下砧、拉杆及上横梁，所述下砧设置在所述机身的下端且位于所述操作空间内；所述拉杆一端固定连接于所述机身的上端，另一端连接于所述上横梁；所述上横梁与所述机身之间具有预定的间隔；所述柱塞远离所述缸体的一端固定连接于所述上横梁。

进一步地，所述拉杆的数量为多个；所述导向槽垂直于自身长度方向的横截面为圆形，多个所述拉杆绕所述导向槽的中心轴均匀排布。

进一步地，所述锻造液压机还包括控制阀组及控制器，所述控制阀组的阀分别与所述第一油孔、所述第二油孔及所述第三油孔相连接，所述控制器用于控制所述控制阀组中的各个阀的开启及关闭来调节所述第一油孔、所述第二油孔及所述第三油孔的进排油状态，进而调节所述锻造液压机的锻造压力及速度，实现了三级锻造压力及速度的输出。

进一步地，所述液压油缸还包括缸盖及导向组件，所述缸盖及导向组件设置在所述盲孔远离所述第一油孔的一端内，所述活塞杆穿过所述缸盖及导向组件后连接于所述缸体。

进一步地，所述第一油孔、所述第二油孔及所述第三油孔的进排油状态包括四种，其中，第一种进排油状态为所述第一油孔接压力油，所述第二油孔及所述第三油孔接回油；第二种进排油状态为所述第二油孔接压力油，所述第一油孔及所述第三油孔接回油；第三种进排油状态为所述第一油孔及所述第二油孔接压力油，所述第三油孔接回油；第四种进排油状态为所述第三油孔接压力油，所述第一油孔及所述第二油孔接回油。

进一步地，所述液压油缸处于所述第一种进排油状态、所述第二种进排油状态及所述第三种进排油状态时，所述缸体均伸出，且所述缸体的作用力及速度均不同，即所述缸体以三种不同的作用力及速度带动所述锤头工作。

进一步地，所述液压油缸处于第四种进排油状态时，所述缸体缩回，即所述缸体朝向所述柱塞运动。

进一步地，所述第一种进排油状态时，所述液压油缸的作用面积为所述活塞的面积；所述第二种进排油状态时，所述液压油缸的作用面积为所述工作腔垂直于其自身长度方向的横截面的面积与所述活塞杆的面积之差；第三种进排油状态时，所述液压油缸的作用面积为所述工作腔垂直于其自身长度方向的横截面面积与所述活塞杆的面积之差、以及所述活塞的面积的和。

进一步地，所述液压油缸还包括固定件，所述缸体远离所述柱塞的一端开设有凹槽及与所述凹槽及所述工作腔均相连通的通孔，所述固定件设置于所述凹槽内，所述活塞杆穿过所述通孔后连接于所述固定件，由此所述活塞杆固定连接于所述缸体；所述锤头连接于所述固定件，由此所述锤头连接于所述缸体。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的单横梁缸动式的锻造液压机主要具有以下有益效果：

1.通过控制所述第一油孔、所述第二油孔及所述第三油孔的进排油状态来实现所述液压油缸的压力及速度的分级、以及所述缸体的伸出及缩回，进而实现所述缸体以不同的作用力及速度带动所述锤头工作以及回程，简化了机身结构，省去了回程油缸及小横梁，使用维护简单方便，有效地降低了设备的投资与运行成本，提高了效率。

2.所述柱塞的一端开设有盲孔，另一端固定连接于所述机身且开设有与所述盲孔相连通的第一油孔，所述柱塞还开设有第二油孔及第三油孔，由此所述液压油缸在同一液压源的作用下输出三种不同的作用力及工作速度来带动所述锤头下压，使得锻造液压机提供了三种锻造力，很方便地实现了压力分级，在进行自由锻造时能够提供镦粗、拔长、快速精整三种工序所需的不同锻造力，以适应不同的工作状态的需求，进而提高了工作效率，减小能源浪费，结构紧凑，且无需多个工作缸，提高了实用性；同时，所述液压油缸还能够带动所述锤头回程。

3.通过控制所述控制阀组内的各个阀的开启及关闭来调节所述第一油孔、所述第二油孔及所述第三油孔的进排油状态，进而来调整所述锻造液压机的锻造压力及速度，降低了锻造液压机的装机功率，扩大了应用范围，实用性较强。

4.所述第一油孔、所述第二油孔及所述第三油孔的进排油状态包括四种，即所述液压油缸有四种工作状态，四种工作状态通过控制所述第一油孔、所述第二油孔及所述第三油孔的进排油即可实现，易于操作，转换简单。

5.所述液压油缸集成了活塞杆液压油缸及柱塞缸，可单独实现三种不同作用力及速度的输出，扩展了锻造液压机的应用范围，有利于推广应用，完善了所述液压油缸的功能。

附图说明

图1是本发明第一实施方式提供的单横梁缸动式的锻造液压机处于使用状态的示意图。

图2是本发明第二实施方式提供的单横梁缸动式的锻造液压机处于使用状态的示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-机身，2-下砧，3-锤头，4-固定件，5-螺母，6-拉杆，7-缸盖及导向组件，8-活塞杆，9-缸体，10-柱塞，11-活塞，12-上横梁。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1，本发明第一实施方式提供的单横梁缸动式的锻造液压机，所述锻造液压机包括机身1、设置在所述机身1上的下砧2、设置在所述机身上的拉杆6、连接于所述拉杆6的上横梁12、固定连接于所述上横梁12的液压油缸及连接于所述液压油缸的锤头3。

所述机身1呈c型，其上端开设有四个安装孔，四个所述拉杆6的一端穿过所述安装孔，且通过螺母5固定在所述机身1上。所述机身1形成有操作空间，所述下砧2固定在所述机身1的下端，且其位于所述操作空间内。本实施方式中，所述操作空间用于收容待锻造的工件及为所述锤头3的移动提供空间。所述锤头3与所述下砧2相对设置。

所述拉杆6的另一端穿过所述安装孔后连接于所述上横梁12，所述上横梁12与所述机身1之间具有预定间距。所述机身1的上端开设有导向槽，所述导向槽与所述操作空间相连通，其用于为所述液压油缸的移动提供导向。本实施方式中，四个所述安装孔绕所述导向槽均匀排布。

所述液压油缸包括缸体9、固定件4、活塞杆8、缸盖及导向组件7、活塞11及柱塞10，所述柱塞10的一端设置于所述缸体9内，另一端连接于所述上横梁12。所述活塞杆8的两端分别设置于所述缸体9及所述柱塞10内，所述活塞11及所述固定件4分别连接于所述活塞杆8相背的两端，所述活塞杆8通过所述固定件4固定在所述缸体9上。所述缸盖及导向组件7设置在所述柱塞10内，且所述活塞杆8穿过所述缸盖及导向组件7。

所述缸体9的一端形成有工作腔，另一端连接于所述锤头3。所述缸体9用于带动所述锤头3进行上下移动。所述工作腔用于收容所述柱塞10及所述活塞杆8。所述缸体9的另一端开设有凹槽，所述凹槽用于收容所述固定件4。所述缸体9还开设有通孔，所述通孔与所述凹槽及所述工作腔均相连通，且其用于供所述活塞杆8穿过。本实施方式中，所述凹槽垂直于自身长度方向的横截面为圆形，所述工作腔垂直于自身长度方向的横截面也为圆形，所述通孔的中心轴、所述凹槽的中心轴及所述工作腔的中心轴重合。

所述柱塞10呈圆柱状，其一端开设有盲孔，所述盲孔用于收容所述活塞杆8、所述缸盖及导向组件7及所述活塞11。本实施方式中，所述盲孔的中心轴与所述柱塞10的中心轴重合。所述柱塞10的另一端开设有第一油孔a，所述第一油孔a与所述盲孔相连通。所述柱塞10还开设有第二油孔b及第三油孔c，所述第二油孔b及所述第三油孔c绕所述盲孔设置，且所述第二油孔b及所述第三油孔c的一端均位于所述柱塞10远离所述缸体9的一端，所述第二油孔b贯穿所述柱塞10，其与所述工作腔相连通。所述第三油孔c的另一端位于所述缸盖与导向组件4与所述活塞11之间，其与所述缸盖与导向组件4、所述柱塞10及所述活塞6之间形成的有杆腔相连通。通过控制所述第一油孔a、所述第二油孔b及所述第三油孔c的进排油状态来实现所述液压油缸的压力与速度分级。本实施方式中，所述液压油缸可以提供三级压力及速度。

所述缸盖及导向组件7安置于所述盲孔内，其位于所述柱塞10位于所述工作腔内的一端内。所述活塞杆8的一端穿过所述缸盖及导向组件7后连接于所述活塞11，所述活塞11设置于所述盲孔内。所述活塞杆8的另一端穿过所述通孔后连接于所述固定件4，所述固定件4用于将所述活塞杆8固定连接于所述缸体9。所述锤头3连接于所述固定件4，由此所述锤头3连接于所述缸体9。

本实施方式中，所述柱塞10、所述活塞杆8、所述缸盖及导向组件7及所述活塞11在内部形成一个双作用单活塞杆液压缸，所述柱塞10为此双作用单活塞杆液压缸的缸体；所述第一油孔a与所述单活塞杆液压缸的无杆腔相连通，所述第三油孔c与所述单活塞杆液压缸的有杆腔相连通。工作时，所述柱塞10被固定，所述缸体9进行伸出及缩回，以带动所述锤头3做功；所述柱塞10、所述缸体9等组成柱塞液压缸，所述第二油孔b为所述柱塞油缸的进排油通道。

所述液压油缸工作时，所述第一油孔a接压力油时，所述第二油孔b及所述第三油孔c接回油，所述液压油缸的作用面积为所述活塞11的面积，所述缸体9伸出以带动所述锤头3朝向所述下砧2运动；所述第二油孔b接压力油时，所述第一油孔a及所述第三油孔c接回油，所述液压油缸的作用面积为所述工作腔垂直于其自身长度方向的横截面面积与所述活塞杆8的面积之差，所述缸体9伸出以带动所述锤头3朝向所述下砧2运动；所述第一油孔a及所述第二油孔b接压力油，所述第三油孔c接回油，所述液压油缸的作用面积为所述工作腔垂直于其自身长度方向的横截面面积与所述活塞杆8的面积之差、以及所述活塞11的面积的和，所述缸体9伸出以带动所述锤头3朝向所述下砧2运动；所述第三油孔c接压力油时，所述第一油孔a及所述第二油孔b接回油，所述液压油缸的作用面积为所述活塞11的面积与所述活塞杆8的面积(即所述活塞杆8垂直于其自身长度方向的横截面的面积)之差，所述缸体9缩回以带动所述锤头3朝远离所述下砧2的方向运动。如此通过改变所述第一油孔a、所述第二油孔b及所述第三油孔c的进排油状态，来实现所述缸体9以三种压力及速度伸出并做功，且可以实现所述缸体9的缩回，继而实现了所述锤头3能以三种压力及速度工作，且可以回程。

本实施方式中，所述液压油缸可以按照要求进行一级压力及速度工作、两级压力及速度工作、三级压力及速度工作；也可以实现缸体9的单作用(伸出)及双作用(伸出及缩回)工作。此外，将所述缸盖及导向组件7去除后，则形成两种压力及两种速度分级的单作用柱塞油缸。

所述锻造液压机还包括控制阀组及控制器，所述控制阀组的阀分别与所述第一油孔a、所述第二油孔b及所述第三油孔c相连接，所述控制器用于控制所述控制阀组中的各个阀的开启及关闭来调节所述第一油孔a、所述第二油孔b及所述第三油孔c的进排油状态，进而调节所述锻造液压机的锻造压力及速度，实现了三级压力及速度的输出。

请参阅图2，本发明第二实施方式提供的单横梁缸动式的锻造液压机与本发明第一实施方式提供的单横梁缸动式的锻造液压机基本相同，不同点在于机身，本发明第二实施方式提供的锻造液压机的机身呈o型。

本发明提供的单横梁缸动式的锻造液压机，所述锻造液压机通过液压油缸来实现锻造压力及速度的分级，且简化了结构，降低了设备成本，提高了效率；所述液压油缸的所述柱塞、所述活塞杆、所述缸盖及导向组件及所述活塞在内部形成一个双作用单活塞杆液压缸；所述第一油孔与所述单活塞杆液压缸的无杆腔相连通，所述第三油孔与所述单活塞杆液压缸的有杆腔相连通，所述柱塞、所述缸体等组成柱塞液压缸，所述第二油孔为所述柱塞油缸的进排油通道；由此通过控制三个油孔的进排油来实现压力及速度的分级，结构简单，成本较低，易于控制。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。