专利名称：增压器和压力加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压力增压器和具有此压力增压器的、用在压力加工比如金属板加工和金属板冲孔的压力加工装置，尤其涉及这样一种增压器和压力加工装置，即其当通过将一个往复驱动装置和一个液压缸结合使用产生一个相对大的行程时，能够给压力加工部件施加一个大的致动力的。
图14是帮助解释以前广泛应用的压力增压装置的例子的视图。在图14中，柱塞301和活塞302安装在液压缸300上。通过活塞302和与它相连的活塞杆303给指定的压力加工部件施加一致动力。假设柱塞301和活塞302的横截面积分别是A1和A2，给柱塞301一个力P1，则在活塞杆303上产生致动力P2＝P1·A2/A1。
在如上图14所示的压力增压装置中，可通过增加A2/A1的比值来得到一个大的致动力P2。采用分别具有直径40毫米和160毫米的柱塞301和活塞302，在活塞杆303上可产生致动力P2＝16P1，且如果例如P1＝7t，能产生112t(P2＝7×16＝112t)的致动力。这样，通过用相对小的力驱动柱塞301可在活塞杆303上获得一个驱动压力加工部件的大的致动力。
然而前述的压力增压装置具有活塞杆303有太短行程的缺点，从而产生一个大的致动力。如果柱塞301和活塞302具有前述的尺寸，例如移动柱塞301 200毫米，那么活塞杆303只有一个200×1/16＝12.5毫米的行程。
压力加工装置中的压力加工部件经常在可移动模和固定模之间装载和卸下工件。如果由活塞杆303驱动的可移动模的行程如上面描述的如12.5毫米一样短，那么可移动模的行程不能满足例如用于深冲需要的规定运动，更不用说对一个平的工件冲孔或穿孔了。
而且增加柱塞301的行程来增加可移动模的行程不但需要增大压力增压装置的尺寸而且延长作业时间，使压力加工操作不切实际。另一可能的保持活塞杆303行程的方法是给活塞302上面的液压缸300供给附加的液压操作液体量。然而，用这种方法将需要提供一个包括液压泵的附加的液压部件，并且增加不希望的能量消耗。
为了达到这些目的，在第一发明中我们使用了液压液体增压器，它包括第一缸体和具有比该第一缸体的横截面积大的横截面积的第二缸体；该第一和第二缸体彼此相连，可滑动地安装到该第一缸体内的第一活塞，可滑动地安装到该第二缸体内的第二活塞，该第一活塞的下游侧表面和/或该第二活塞的上游侧表面形成这样一种形状，即在该第一活塞移动的第一行程阶段内当第一活塞的下游侧表面在单位时间内移动时，在此期间液体压力借助于工作液体只作用在该第二活塞的上游侧表面的部分上，且在该第一活塞移动的第二行程阶段内当第一活塞的下游侧表面移动时，在此期间对应于横截面积的液体压力借助于工作液体作用于该第二活塞的基本上整个的上游侧表面。
在第二实施例中，我们使用液压液体的增压器包括包括第一缸体和具有比该第一缸体的横截面积大的横截面积的第二缸体；该第一和第二缸体彼此相连，可滑动地安装到该第一缸体内的第一活塞，可滑动地安装到该第二缸体内的第二活塞，进入该第二活塞上游侧表面上空腔的工作液体对应一个值，其中在该第一活塞移动的第一行程阶段内由第二活塞的上游侧表面在单位时间内运动产生的容积比第一活塞的下游侧表面在单位时间内运动产生的容积大，且工作液体位于与该第一活塞的下游侧表面相连的空腔内和与该第二活塞的上游侧表面相连的空腔内，当两空腔彼此相连后工作液体被封闭，以便由第一活塞的下游侧表面在单位时间内运动产生的容积基本上等于在第一活塞移动的第二行程阶段内由第二活塞的上游侧表面在单位时间内运动产生的容积。
更具体地，压力加工装置的第一实施例是带有安装在底板上由驱动装置驱动的增压器的压力加工装置；增压器包括一液压缸、一柱塞和一底部中空的致动缸，该柱塞安装到该液压缸上且在液压缸的轴向方向上可移动地形成，该柱塞的一个端部连接到该驱动装置上，该致动活塞的底端从液压缸的端部伸出并且以与要压制的工件接合的方式形成，具有比该致动活塞行程短的轴向长度的凸出件位于致动活塞开口端的中心；该凸出件以这样一种方式相对于液压缸的内表面的部分上形成的滑动件可滑动地形成在紧密封的状态下，即基本上具有与凸出件的轴向长度相等的轴向长度，该致动活塞的中空部以这样一种方式形成，即柱塞能够借助缝隙进入该中空部，且柱塞和活塞由该驱动装置的运动驱动到压制的工件的侧面，借助于柱塞、液压缸和致动活塞内的液体来驱动压制工件。
为了达到前述的发明目的，本发明的第二实施例使用了一种技术装置其中增压器包括一第一缸体和一第二缸体，该第二缸体具有比该第一缸体的横截面积大的横截面积，并与该第一缸体相连；可滑动地安装到第一缸体内的第一活塞，可滑动地安装到第二缸体内的第二活塞，一凸出件，该凸出件具有的轴向长度短于一体形成在第二活塞上的第一活塞的行程；该凸出件可无间隙滑动地与第一缸体接合，比第一活塞的驱动力大的驱动力通过第一活塞的运动借助于第一和第二缸体内的液体作用于第二活塞上。
进而本发明的第三实施例使用了一种技术装置其中增压器包括一致动缸体、一泵缸体、都彼此相对地安装在该致动缸体上的一柱塞和一致动活塞、以及一安装在该泵缸体上的泵活塞；该柱塞的一端与该泵活塞的杆相连，该致动活塞的杆以与压制的工件接合的方式形成，该柱塞和泵活塞由驱动装置向压制的工件的运动驱动，允许工作液体在致动缸体中流动或禁止流动，且通过该柱塞、致动缸体内的液体和致动活塞操纵压制的工件。
图2表示第一实施例中的增压器的基本部件的放大纵向截面图。
图3表示本发明的第二实施例的基本部件的前视图。
图4表示第二实施例中的增压器的基本部件的放大纵向截面图。
图5是帮助解释第二实施例压力增压器的操作状态的视图。
图6是帮助解释第二实施例压力增压器的操作状态的视图。
图7是帮助解释第二实施例压力增压器的操作状态的视图。
图8是帮助解释第二实施例压力增压器的操作状态的视图。
图9是帮助解释第二实施例压力增压器的操作状态的视图。
图10是帮助解释第二实施例压力增压器的操作状态的视图。
图11表示本发明的第三实施例的前视图。
图12表示第三实施例中的增压器的放大纵向截面图。
图13是沿图12中A-A线的横截面图。
图14表示以前广泛应用的压力增压装置的一个例子的视图。
标号9指压力加工部件，它包括增压器10，该增压器具有下面将要描述的结构，一个可移动模11和一个固定模12，它们都可拆卸地安装在底座1和滑动件4之间。压力加工部件9具有这样一种结构，即压力加工部件的支撑板15固定地安装在位于压力加工部件的例如为矩形的底板13四角的导向杆14的上端，在压力加工部件支撑板15上设置了一个增压器10。
增压器10如后面所述由滑动件4的竖直运动驱动，从而驱动可移动模11。可移动模11具有通过使用弹簧(未表示)或其它合适装置在任何时候都向上预加载荷的结构。例如，在可移动模11和固定模12上可拆卸地设置冲孔垫16、模板17和模18。
图2表示本发明的第一实施例中的增压器的基本部件的放大纵向截面图，它的中心线的左边表示可移动件在它的上死点位置的状态，而右边表示可移动件在它的下死点位置的状态。在图2中，标号21指形成空圆柱形的液压缸。液压缸21具有这样一种结构，即在它的上部设置具有环形横截面的圆柱形空腔22并且在它的下部设有圆柱形空腔23，空腔22和23由隔板24分开。标号25指安装凸缘。
而且在液压缸21的上部中心设有具有相等内径的孔26而具有相等外径的柱塞27竖直可滑动地插入孔26。柱塞27对应于本发明所指的第一活塞。在圆柱形空腔22内部竖直可移动地设有一个例如为环形的活塞28。在环形活塞28的上端面一体形成有沿圆周方向等间距设置的四个管状杆29。这些管状杆29这样成形，它们从液压缸21的上端面向上伸出。
标号30指在管状杆29的轴向方向上以可相对移动的方式位于管状杆29内部的驱动杆。驱动件31设置在驱动杆30的下端。当驱动件31与管状杆29上端的止挡45接触并与环形活塞28的上端面接触时，环形活塞28适于竖直地移动。柱塞27和驱动杆30的上端与板32一体连接。板32还与上面图1所示的滑动件4相连。
而且，底部中空的致动活塞33可竖直移动地设置在液压缸21下部的圆柱形空腔23内。在致动活塞33的上中心端面上设有凸出件34，它这样成形，即可与圆柱形空腔23上面设置的滑动件35一起竖直滑动，其间无空隙。凸出件34和滑动件35的轴向长度基本相等且比致动活塞33的行程小。
致动活塞33的空腔36的内径比柱塞27的外径略大以便柱塞27借助缝隙进入空腔36。致动活塞33的底端37从液压缸21的底端以向下伸出的方式形成，以便底端37可与如图1所示的压力加工部件9的可移动模11接合。O形环、填料和其它合适的密封装置设置在柱塞27、环形柱塞28、管状杆29、致动活塞33和液压缸21的滑动件的周围。
标号38和39是分别用于隔板24和致动活塞33的单向阀，以便允许液压缸21内的液压油只沿从圆柱形空腔22向圆柱形空腔23的方向流动，并只沿从圆柱形空腔23向致动活塞33的空腔36的方向流动。转换阀40和压力调整阀41在圆柱形空腔22和23之间彼此侧向平行设置。流动路线42设置在圆柱形空腔22的上端和圆柱形空腔23的下端之间，以便空腔22和23内的液压油能在两者之间流动。圆柱形空腔22通过单向阀43与液压油箱44相连。
采用了上述结构，当螺纹轴7通过驱动如图1所示的伺服电机6而旋转时，滑动件4借助于拧在螺纹轴7上的螺母件5向下移动。也就是说，当与图1所示的滑动件4相连的板32在图2中向下运动时。柱塞27和驱动杆30也向下移动。
当柱塞27从如图2中心线左边所示的状态向下移动时，柱塞27进入致动活塞33的空腔36。在这种情况下，因为致动活塞33上端的凸出件34紧密地与从圆柱形空腔23向上延伸的滑动件35接合，所以牢固地密封了空腔36内的液压油。因此当柱塞27进入致动活塞33的空腔36时致动活塞33几乎与柱塞27同时向下移动。
随着致动活塞33的向下运动，圆柱形空腔22内的液压油通过单向阀38供给到致动活塞33上面的圆柱形空腔23。另一方面，在致动活塞33下面圆柱形空腔23内的液压油通过流动路线42流入环形活塞28上面的圆柱形空腔22。这样，液压油流动所导致的结果是，当环形活塞28也向下移动时致动活塞33平滑地向下移动。在这种情况下，假定转换阀40在封闭状态并且液压油从圆柱形空腔22向圆柱形空腔23的流动只借助于单向阀38。也就是说，致动活塞33的底端37与柱塞27以相同下降速度下降。
而且，随着致动活塞33进一步向下移动当凸出件34的上端从滑动件35的下端移开时，柱塞27对液压油的压力施加在致动活塞33的整个上端面上。因此，底端37的下降速度变得充分低于致动活塞33的下降速度。这样，可将与两者的的横截面积的比对应的驱动力传给致动活塞33。也就是说，如图1所示的可移动模11可借助底端37以预定的驱动力工作。
因为与其各自的横截面积比相对应，柱塞进入致动活塞33的空腔36的速度低于致动活塞33和环形活塞28的下降速度，所以驱动杆30进入管状杆29且驱动件31与环形活塞28的上端接触，从而压环形活塞28。图2中心线的右边表示柱塞27、致动活塞33和环形活塞28到达其各自行程的下端，在此位置完成指定的压力加工。
接下来将描述每一个可移动元件从下端位置返回原始上端位置的状态。当通过将转换阀40转换到开放状态使柱塞27向上运动时，液压油借助于转换阀40流入活塞28下面的圆柱形空腔22内。因此，因为致动活塞33的空腔36和致动活塞33上面的圆柱形空腔23中的压力下降，所以致动活塞33向上移动。在这种情况下，与其和柱塞27的横截面积的比相适应，致动活塞33的移动速度当然低于柱塞27的移动速度。
也就是说，致动活塞33向上运动导致的结果是，在致动活塞33上面的圆柱形空腔23内的液压油借助于转换阀40流入环形活塞28下面的圆柱形空腔22，而环形活塞28上面的圆柱形空腔22中的液压油通过流动路线42流入致动活塞33下面的圆柱形空腔23。驱动杆30也随着柱塞27的向上运动同时在管状杆29内向上运动(因为柱塞27和环形活塞28之间的横截面积不同，所以柱塞27的上升速度高于环形活塞28的上升速度)。随着致动活塞33的向上运动，环形活塞28也以与致动活塞33几乎相同的速度向上运动。
当致动活塞33上升且位于致动活塞33上端的凸出件34的上端到达滑动件35的下端时，致动活塞33的空腔36进入密封状态。这样，柱塞27进一步向上运动导致的结果是，在致动活塞33上面的圆柱形空腔23中的液压油通过单向阀39被送入致动活塞33的空腔36的内侧。此后，致动活塞33几乎与柱塞27同时向上运动。
因为驱动杆30也与柱塞27一起向上运动，所以位于驱动杆30下端的驱动件31与位于管状杆29上端的接合部分45接合，从而借助于管状杆29拉动环形活塞28。这样一来，每一致动元件返回如图2中心线左侧所示的原始上端位置。
具有上述结构的、在内部循环合适量液压油的增压器10实际上不要求从外部供给液压油。然而事实上，建议通过单向阀43从液压油箱44供给合适量的液压油给圆柱形空腔22来弥补由于泄漏造成的损失。通过柱塞27用于运转致动活塞33的液压可通过压力调整阀41调整。具有泵作用的环形活塞28和致动活塞33一起上下运动。通过设置管状杆29和驱动杆30，环形活塞28可以更加准确地运动。
虽然说明书在上面的第一个实施例中描述了一个使用液压油运转液压缸的例子，但水和其它液体介质也可用于液压缸。而且，虽然是对所谓的竖直型进行说明，其中底板1和支撑板3与水平面平行设置，连接两者的导向杆2位于竖直方向，但本发明也可用于所谓的水平型，其中底板1和支撑板3与竖直平面平行设置，导向杆2位于水平方向。
虽然本发明对于用球螺纹接合的螺纹轴7和螺母件5的结构尤其有效，但本发明也可应用于二者用标准螺纹接合的结构。不用说，螺纹轴7可以是包括球螺纹接合在内的多头型。虽然最普通的结构是用于驱动螺纹轴7的伺服电机6同轴地直接与螺纹轴7相连，但驱动力还可以用齿轮、同步皮带、和其它传动装置传递。
在上述实施例中，已对驱动螺纹轴7来移动滑动件4的结构作了说明。不过，可以有这样一种结构，其中螺纹轴7固定地安装到滑动件4上，而拧到螺纹轴7上的螺母件5由伺服电机6驱动。曲柄机构可作为驱动滑动件4的装置。
而且，用于引导滑动件4运动的导向杆2在用于大的机器或要求刚度的机器时优选多于一个，但单一的导向杆2也可达到目的。导向杆2可形成柱形或梁形或具有滑动件4沿着导向杆2的侧表面滑动的结构。
此外，原来单独使用的本发明的压力加工装置可用于长尺寸工件的分度加工，例如，通过串联地设置许多压力加工装置。本发明的压力加工装置除了用于片材的片金属的加工外还可用于装配、压合和压弯许多部件。
本发明第一实施例具有下列效果1) 压力加工部件需要的可移动模的行程可以相对较大。这允许通过小的致动力使可移动模以相对高的速度在移动范围内移动，从而在最后阶段在相对短的行程之间施加一个大的致动力。
2) 操作装置需要非常少量的液压油，且因为不需要给液压部件等供给高压液压油，所以要求非常小的能量消耗。
上述第一实施例具有空腔36和凸出件34位于致动活塞33上的结构。致动活塞33可以以与柱塞27相同的下降速度下降，直到凸出件34通过向圆柱形空腔23的上部连续延伸的滑动件35的底端。当凸出件34已通过滑动件35的底端时，致动活塞33的下降速度变得充分低于柱塞27的下降速度。这样，借助于致动活塞33的底端37如图1所示用于压的可移动模11的致动力变得足够大。
不过，本发明的第二实施例省略了在第一实施例中使用的空腔36、凸出件34和滑动件35。
下面将描述第二实施例。
图3表示本发明第二实施例的基本部件的前视图。图3中，也在例如为矩形底板101的四角竖直设有导向杆102，支撑板103借助于合适的紧固装置固定地安装到导向杆102的上端。标号104指位于导向杆102上可竖直滑动的滑动件。标号105指在滑动件104的中心上表面上一体设置的螺母件，该螺母件与支撑板103的上表面上设置的伺服电机106的主轴相连的螺纹轴107接合。在这种情况下，螺纹轴107和螺母件105优选构成球螺纹机构。上述结构中的这些部分构成了压力加工装置的主体108。
标号109指压力加工部件，该压力加工部件具有一个其结构在下文予以描述的压力增压器110、一个可移动模111和一个固定模112，该可移动模和固定模都可拆卸地安装在底座101和滑动件104之间。压力加工部件109具有这样一种结构，即压力加工部件的支撑板115固定地安装在竖直位于压力加工部件的矩形底板113四角的导向杆114的上端，在支撑板115上设有增压器110。
如后面所述，增压器110由滑动件104的竖直运动驱动来操纵可移动模111。可移动模111适合通过弹簧(未表示)或其它合适装置向上地预加载荷。在可移动模111和固定模112上可拆卸地设置冲孔垫、模板和模(在图中均未表示)。
图4表示本发明的第二实施例的增压器的基本部件的放大的纵向截面图。相同的部件用图3中相同的标号来表示。在图4中，标号120指与第一缸体121一体形成的液压缸，该液压缸在同一轴线上直接与具有比第一缸体121横截面积大的横截面积的第二缸体122相连。第一缸体121和第二缸体122分别具有滑动地设置在其内的第一活塞123和第二活塞124。
标号125指在第二活塞124的上部一体形成的凸出件，它的轴向长度比第一活塞123的行程小。凸出件125紧密滑动地与第一缸体121接合。标号126指形成平环形的底板，该底板借助于螺栓127固定地安装到液压缸120底部的支撑板115上。在液压缸120和第一活塞123之间、在第一活塞123和凸出件125的第一缸体121之间、在第二活塞124和第二缸体122之间、在底板126和第二活塞124之间的滑动件上分别具有耐磨损环、O形环和其它合适的密封装置。第一活塞123与如图3所示的滑动件104相连，而第二活塞124与可移动模111相连。
采用了上述结构，当驱动如图3所示的伺服电机106时，螺纹轴107开始旋转，螺母件105和滑动件104下降，且如图4所示的第一活塞123下降。因此，致动力借助于第一缸体121和第二缸体122内的液压油施加到第二活塞124上，且当可移动模111下降时进行压力加工。在压力加工完成后伺服电机106倒转，引起螺母件105和滑动件104上升。所以第一活塞123上升，而第二活塞124和可移动模111上升返回原始位置。
图5到10是帮助理解增压器的工作状态的视图。相同零件由图4中的相同标号表示。在图5到10中，标号131和132指转换阀和单向阀，分别串联安装在第一缸体121和第二缸体122的外端之间。在第二缸体122的外端和油箱133之间直接相连的是转换阀134和单向阀135，以及与转换阀134和单向阀135平行的压力调整阀136。标号137是串联在第一缸体121的外端和油箱133之间的单向阀。
在连通第二缸体122和第一缸体121的部分附近和油箱138之间设有串联连接的转换阀139和压力调整阀140，以及与转换阀139和压力调整阀140平行设置的单向阀141。标号142指连接在第一缸体121的中部和油箱138之间的单向阀。
在图5中，第一活塞123和第二活塞124都在其顶部的死点位置，第一活塞从此位置通过如图3所示的伺服电机106、螺纹轴107、螺母件105和滑动件104下降。在这种情况下，转换阀131和139封闭，而转换阀134打开。
图6表示第一活塞123和第二活塞124下降的状态。也就是说，第一活塞123下降的结果是，第一缸体121内的压力上升，所以紧装入第一缸体121内的凸出件125被迫向下，第二活塞124以与第一活塞123几乎相同的速度下降直到凸出件125的上端到达连通第一缸体121和第二缸体122的部分。
在这种情况下，液压油从油箱133借助于单向阀137供给到第一活塞123上面的第一缸体121内，而第二活塞124下面的第二缸体122内的液压油借助于转换阀134和单向阀135排到油箱133中。液压油通过单向阀141从油箱138供给到第二活塞124上面的第二缸体122。
当与第二活塞124的上部一体的凸出件125的上端从连通第一缸体121和第二缸体122的部分向下移开时，作用于第一活塞123的液压油的压力作用到第二活塞124的整个上端面上。因此，对应于二者横截面积比的致动力可被施加到第二活塞124上，以预定大的致动力运转如图3所示的可移动模111。只要保持大的致动力的供给，因为转换阀139封闭并通过单向阀141的作用，第二缸体122内的液压油封闭，并且液压油的压力能通过第一活塞123增压到预定的压力。
图7表示第一活塞123和第二活塞124到达其底部死点位置的状态。
图8表示第一活塞123和第二活塞124开始上升的状态。也就是说，转换阀131和139打开，而转换阀134封闭。然后，第一活塞123通过反转驱动装置而上升。
图9表示第一活塞123和第二活塞124上升的状态。在这种情况下，当第一活塞123上升时，第一活塞123上面的第一缸体121内的液压油借助于转换阀131和单向阀132流入第二活塞124下面的第二缸体122，而第二活塞124上面的第二缸体122内的液压油通过转换阀139和压力调整阀140排入油箱138。
在第一活塞123上面的第一缸体121内的液压油通过转换阀131和单向阀132流入第二活塞124下面的第二缸体122内。因此，第一活塞123上升，第二活塞124也上升。
图10表示第一活塞123和第二活塞124完成上升后返回顶部死点位置的状态。在第二活塞124从图9所示的状态上升，并且一体形成在其上端的凸出件125已到达连通第一缸体121和第二缸体122的部分以后，第二活塞124以与第一活塞123几乎相同的速度上升。即使在第二活塞124已到达它的顶部死点以后，如果第一活塞123继续上升，那么第一活塞123上的液压油通过压力调整阀136继续排入油箱133，并且液压油借助于单向阀142从油箱138供向第一缸体121。这样，形成图5所示的状态且此后反复进行上述操作。
虽然说明书在上面的第二个实施例中描述了一个使用液压油运转液压缸的例子，但水和其它合适的液体也可用于液压缸。而且，虽然是对所谓的竖直型进行说明，其中底板101和支撑板103与水平面平行设置，连接两者的导向杆102位于竖直方向，但本发明也可用于所谓的水平型，其中底板101和支撑板103与竖直平面平行设置，导向杆102位于水平方向。
虽然本发明对于用球螺纹接合的螺纹轴107和螺母件105的结构尤其有效，但本发明也可使用二者用标准螺纹接合的结构。不用说，螺纹轴107可以是包括球螺纹接合在内的多头型。虽然最普通的结构是用于驱动螺纹轴107的伺服电机106同轴地直接与螺纹轴107相连，但驱动力还可以用齿轮、同步皮带、和其它传动装置传递。
在上述实施例中，已对驱动螺纹轴107来移动滑动件104的结构作了说明。不过，可以有这样一种结构，即螺纹轴107固定地安装到滑动件104上，且拧到螺纹轴107上的螺母件105由伺服电机106驱动。曲柄机构可作为驱动滑动件104的装置。
而且，用于引导滑动件104运动的导向杆102在用于大的机器或要求刚度的机器时优选多于一个，但单一的导向杆102也可达到目的。导向杆102可形成柱形或梁形或具有滑动件104沿着导向杆102的侧表面滑动的结构。
此外，原来单独使用的本发明的压力加工装置可用于长尺寸工件的分度加工，例如，通过串联地设置许多压力加工装置。除了片材的片金属加工外，本发明的压力加工装置可用于装配、压合和压弯许多部件。
本发明第二实施例具有下列效果A)第二活塞124以与第一活塞123相同的下降速度下降，直到位于第二活塞124上部且与其一体成形的凸出件125的上端通过向下移动的、连通第一缸体121和第二缸体122的部分。也就是说，因为在此期间第二活塞124上面的第二缸体的空腔中的压力低，所以液压油借助于单向阀141从油箱138向其供给。此外，在此期间液压油借助于转换阀134和单向阀141从第二活塞124下面的第二缸体的空腔排入油箱133。因此，第二活塞124以与第一活塞123相同的速度下降。
B)当凸出件125的上端通过向下移动的、连通第一缸体121和第二缸体122的部分，第二活塞124上面的第二缸体122空腔内的压力随着第一活塞123的下降而增加。这样，单向阀141封闭，截断了从油箱138进行的液压油供给。因此，第二活塞124的下降速度比第一活塞123的下降速度足够低，而第二活塞124推可移动模111的驱动力变得足够大。
第二实施例具有凸出件125位于第二活塞124的上部和油箱133、138位于装置外部的结构。
油箱133和138位于外部的结构不是必须的。在实际操作中当冲压工件时通过适当地调整第二实施例中第二活塞124上面的第二缸体空腔内的压力，自动地增加冲压力应该是更好的。下面将描述本发明的第三实施例。
图11表示本发明的第三实施例的基本部件的前视图。在图11中，导向杆202竖直设置在例如为矩形的底板201的四角，支撑板203借助于合适的紧固装置固定地安装到导向杆202的上端。标号204指位于导向杆202上可竖直滑动的滑动件。标号205指在滑动件204的中心上表面上一体设置的螺母件，该螺母件与支撑板203的上表面上设置的伺服电机206的主轴相连的螺纹轴207接合。在这种情况下，螺纹轴207和螺母件205优选构成球螺纹机构。上述结构中的这些元件构成了压力加工装置的主体208。
而且，标号209指一压力加工部件，该压力加工部件具有下面将描述其结构的一个增压器、一个可移动模211和一个固定模212，该可移动模和固定模都可拆卸地安装在底板201和滑动件204之间。压力加工部件209具有这样一种结构，即压力加工部件的支撑板215固定地安装在竖直位于压力加工部件的矩形底板213四角的导向杆214的上端，在支撑板215上设有增压器210。
如后面所述增压器210由滑动件204的竖直运动驱动来操纵可移动模211。可移动模211适合通过弹簧(未表示)或其它合适装置向上地预加载荷。例如，在可移动模211和固定模212上可拆卸地设置冲压垫216、模板217和模218。
图12表示本发明的第三实施例的增压器的基本部件的放大纵向截面图，它的中心线的左边表示可移动件的上端位置，而右边表示可移动件的下端位置。图13表示沿图12中的A-A线的横截面图。在图12和13中，标号221指形成空圆柱形的液压缸，例如带有构成致动缸222的圆柱形空腔223和224，致动缸222以彼此连通的方式位于它们的中心部。圆柱形空腔223和224优选共轴形成，但也可以轻微地错开的方式形成。柱塞225和致动活塞226彼此面对着竖直滑动地位于圆柱形空腔223和224中；致动活塞226的杆227从液压缸221向下伸出。圆柱形空腔224对应于本发明所指的第一缸体，柱塞225对应于第一活塞，圆柱形空腔223对应于第二缸体，致动活塞226对应于第二活塞。
而且，标号228指具有平行于致动缸222的轴线的轴线的泵缸体；例如四个泵缸体228以等圆弧间距位于液压缸221的上半部上，且以它们的轴线在同一圆周上的方式设置。泵活塞229竖直可滑动地位于泵体228中，它的杆230向上伸出。标号231指以一种使柱塞225的上端和杆230能同时移动的方式支撑它们的支撑板。
标号232指位于液压缸221上端的盖件，用于封闭圆柱形空腔224和泵体228的顶部开口部分。O形环、填料和其它合适的密封装置(未表示)设置在致动活塞226和泵活塞229连同圆柱形空腔223和泵体228的滑动部件上，以及设置在液压缸221的上下端和盖件232连同柱塞225和杆227及230的滑动部件上。支撑板231与如图11所示的滑动件204相连，且致动活塞226的杆227以一种如图11所示便于与压力加工部件209的可移动模211相接合的方式形成。
而且，在圆柱形空腔223和泵体228的各杆227和230的侧边端部以一种允许液体流入的方式连接，且圆柱形空腔223和泵体228的致动活塞226和泵活塞229侧边的端部借助于平行设置的单向阀233和转换阀234连接。圆柱形空腔223的致动活塞226的侧边端部借助于单向阀236与蓄能器235相连，而杆230的侧边端部，泵体228的泵活塞229的侧边端部分别借助于平行设置的单向阀237和238、单向阀239和240与蓄能器235连接。
蓄能器235可以由具有封闭空腔的圆柱体形成，例如，蓄能器235的四个部分以等间距位于盖件的同一圆周上。在这种情况下，合适的槽口或开口如图11所示以对应于蓄能器235的位置位于支撑板231和滑动件204上，以防止干涉。蓄能器235也可与液压缸221分开设置，或在增压器210内部的泵体228和228之间。
采用了上述结构，当螺纹轴207通过起动如图11所示的伺服电机206而旋转时，滑动件204借助于拧在螺纹轴207上的螺母件205向下移动。也就是说，在图12中，如图11所示与滑动件204相连的支撑板231的向下运动引起柱塞225、杆230和泵活塞229向下移动。在这种情况下，转换阀234如图12所示保持关闭。
当柱塞225和泵活塞229从如图12中心线左侧所示的状态向下移动时，圆柱形空腔224内的液压油供给到致动活塞226上面的圆柱形空腔223，且泵体228内的液压油借助于单向阀233也供给到圆柱形空腔223。因此，致动活塞226向下移动。另一方面，因为致动活塞226下面的液压油向上流到泵体228的上面，致动活塞226的向下运动平稳地进行。当致动活塞226沿预定距离移动时，杆227驱动如图11所示的可移动模211来完成规定的压力加工。
在这种情况下，因为量相当大的液压油进入圆柱形空腔223，所以致动活塞226的行进速度几乎与柱塞225的下降速度相同且相对大些。当因为运转可移动模211从下面对杆227和致动活塞226施加一负载时，柱塞225的下降引起致动活塞226上面的液压油的压力升高到由单向阀236设定的一个压力(如250千克/平方厘米)。因此，传递给致动活塞226和杆227的驱动力变成一个对应于柱塞225和致动活塞226的横截面积比的大的致动力，从而致动如图11所示的可移动模211。
如上所述，杆230和泵活塞229随着柱塞225的向下运动也向下运动。当致动活塞226上面的圆柱形空腔223中的压力升高时，防止泵活塞229下面的液压油流入圆柱形空腔223，借助于单向阀239转向流入蓄能器235并贮存在那里。这样，柱塞235平稳地向下移动到如图12的中心线右侧所示的状态，结果圆柱形空腔223中的液压油的压力增加。单向阀239设定的压力被设成比单向阀236中的压力低的一个值，如5千克/平方厘米。
现在，描述从图12中心线的右侧所示状态返回原始状态的过程。在上述状态下，如图11所示伺服电机206反向运转引起柱塞225、杆230和泵活塞229借助于支撑板231上升，并且同时使转换阀234变成打开状态。
柱塞225的上升引起致动活塞226上面的圆柱形空腔223中的液压油的压力下降，而泵体活塞229的上升使泵活塞229上面的泵缸体228内的液压油流入致动活塞226下面的圆柱形空腔223，从而引起致动活塞226上升。
在这种情况下，因为致动活塞226上面的圆柱形空腔223内的液压油借助于转换为打开状态的转换阀流入泵活塞229下面的泵缸体228，所以柱塞225和泵活塞229平稳地上升，从而回到图12中心线左侧的状态。
由于消耗和泄漏造成的液压油的不足随着泵活塞229的竖直运动借助于单向阀238和240从蓄能器235补充到泵缸体228。这也确保了柱塞225、泵活塞229和致动活塞226的平稳竖直运动。
在上述的第三实施例中，说明书已描述柱塞225、杆230和泵活塞229中的每一个都同时相互竖直运动。通过弹簧等在支撑板231上安装杆230，允许杆230和柱塞225轻微地相对移动。通过考虑要施加到压力加工部件209上的驱动力来合适地选择单向阀233和236-240的给定压力值。
在此之前，说明书中描述的致动活塞226和杆227均为实心的。致动活塞226和杆227也可设置成底部空圆柱形或上部带有开口的凹槽形式以便柱塞225的下端以预定的间隔进入致动活塞226和杆227的中空部或凹槽。这种设置可以加大致动活塞226和杆227的行程。
在前面，说明书描述了一个使用液压油运转液压缸的例子，但水或其它合适的液体也可用于液压缸。说明书虽然是对所谓的竖直型进行说明，其中底板201和支撑板203与水平面平行设置，且连接两者的导向杆202位于竖直方向。本发明也可用于所谓的水平型，其中底板201和支撑板203与竖直平面平行设置，导向杆202位于水平方向。
本发明对于用球螺纹接合的螺纹轴207和螺母件205的结构尤其有效，但是本发明也可使用标准螺纹接合来连接它们。不用说，连接螺纹轴207和螺母件205的方法可以是包括球螺纹接合在内的多头型。虽然用于驱动螺纹轴207的伺服电机206的最普通的结构是同轴地连接伺服电机206和螺纹轴207，但驱动力还可以用齿轮、同步皮带或其它合适的传动装置传递。
在上述实施例中，已对驱动螺纹轴207来移动滑动件204的结构作了说明。可以有这样一种结构，即螺纹轴207固定地安装到滑动件204上，且拧到螺纹轴207上的螺母件205由伺服电机206驱动。而且，曲柄机构可作为驱动滑动件204的装置。
用于引导滑动件204运动的导向杆202在用于大的机器或要求刚度的机器时优选多于一个，但单一的导向杆也可达到目的。在一些情况下导向杆202可具有滑动件204在它的表面上滑动的柱形或梁形。
而且，本发明的压力加工装置不只用于单件的加工，还可用于长尺寸工件的转盘进给加工、或顺序冲模加工，例如，在串联地设置的许多压力加工装置上加工长尺寸工件。本压力加工装置不只用于片金属的加工，还可用于装配、压合、压弯和许多部件的其它加工。
本发明的第三实施例能获得下列效果1)压力加工部件要求的可移动模的行程相对较大，允许部件以相对高的速度移动，尤其是当只需要小的驱动力时，并允许部件在最后阶段在相对短的行程内产生大的驱动力。
2)由于工件的存在致动活塞226和杆227从下面承受负载，所以在可移动部件的开始和最后之间的任何位置产生预定的大的致动力。
3)因为运转装置需要量非常小的液压油，所以能量的消耗极小，且不需要给液压部件供给高压液压油。
工业实用性具有前述结构和操作的本发明能达到下列效果。
1)例如压力加工装置中的可移动模的行程变大。
2)例如当截除工件时，根据帕斯卡定律给它施加一个足够大的压力。
3)在第三实施例中，连接到致动活塞226上的杆227以相对高的速度前进，直到杆227压到工件上，且只当杆开始推工件时，自动地推压工件的驱动力可较大。
权利要求
1.一种使用工作液体的增压器，该增压器包括第一缸体和具有比该第一缸体的横截面积大的横截面积的第二缸体；该第一和第二缸体彼此相连，可滑动地安装到该第一缸体内的第一活塞，可滑动地安装到该第二缸体内的第二活塞，该第一活塞的下游侧表面和/或该第二活塞的上游侧表面形成这样一种形状，即在该第一活塞移动的第一行程阶段内当第一活塞的下游侧表面在单位时间内移动时，在此期间液体压力借助于工作液体只作用在该第二活塞的上游侧表面的部分上，且在该第一活塞移动的第二行程阶段内当第一活塞的下游侧表面移动时，在此期间对应于横截面积的液体压力借助于工作液体作用于该第二活塞的基本上整个的上游侧表面。
2.一种使用工作液体的增压器，该增压器包括第一缸体和具有比该第一缸体的横截面积大的横截面积的第二缸体；该第一和第二缸体彼此相连，可滑动地安装到该第一缸体内的第一活塞，可滑动地安装到该第二缸体内的第二活塞，进入该第二活塞上游侧表面上空腔的工作液体对应一个值，其中在该第一活塞移动的第一行程阶段内由第二活塞的上游侧表面在单位时间内运动产生的容积比第一活塞的下游侧表面在单位时间内运动产生的容积大，且工作液体位于与该第一活塞的下游侧表面相连的空腔内和与该第二活塞的上游侧表面相连的空腔内，当两空腔彼此相连后工作液体被封闭，以便由第一活塞的下游侧表面在单位时间内运动产生的容积基本上等于在第一活塞移动的第二行程阶段内由第二活塞的上游侧表面在单位时间内运动产生的容积。
3.一种具有由基质上的驱动装置驱动的增压器的压力加工装置；增压器包括一液压缸、一柱塞和一底部中空的致动缸，该柱塞安装到该液压缸上且在液压缸的轴向方向上可移动地形成，该柱塞的一个端部连接到该驱动装置上，该致动活塞的底端从液压缸的端部伸出并且以与要压制的工件接合的方式形成，具有比该致动活塞行程短的轴向长度的凸出件位于致动活塞开口端的中心；该凸出件以这样一种方式相对于液压缸的内表面的部分上形成的滑动件可滑动地形成在紧密封的状态下，即基本上具有与凸出件的轴向长度相等的轴向长度，该致动活塞的中空部以这样一种方式形成，即柱塞能够借助缝隙进入该中空部，且柱塞和活塞由该驱动装置的运动驱动到压制的工件的侧面，借助于柱塞、液压缸和致动活塞内的液体来驱动压制工件。
4.一种如权利要求3所述的压力加工装置，其特征在于，许多管状杆以这样的方式设置，即在驱动装置侧面上的活塞的端面上伸出；该驱动杆以一种在管状杆的轴向方向上可相对移动的方式安装在管状杆的内部，驱动杆的一端与驱动装置相连以便活塞借助于驱动杆被驱动。
5.一种如权利要求3所述的压力加工装置，其特征在于，一转换阀、一压力调整阀和一单向阀彼此平行地设置在液压缸的空腔之间，并位于活塞和致动活塞彼此面对的空腔的内端面的侧面上；在活塞和致动活塞的外端面的侧面上的液压缸的空腔以液体流通的方式形成，并在致动活塞内端面的侧面的液压缸空腔和致动活塞的中空部之间设置单向阀。
6.一种如权利要求3所述的压力加工装置，其特征在于，设有活塞的液压缸的空腔通过单向阀与液体箱相连。
7.一种如权利要求3所述的压力加工装置，其特征在于，该底板平行于水平面设置，而该驱动装置的驱动部件可移动地设置在竖直方向上。
8.一种如权利要求3所述的压力加工装置，其特征在于，该驱动装置包括一伺服电机和一螺旋副。
9.一种如权利要求3所述的压力加工装置，其特征在于，该螺旋副包括球螺纹。
10.一种如权利要求3所述的压力加工装置，其特征在于，该驱动装置的驱动部件以这样一种方式形成，即驱动部件沿底板和底板上面的导向杆滑动。
11.一种具有增压器的压力加工装置，其特征在于，该增压器包括一第一缸体和一第二缸体，该第二缸体具有比该第一缸体的横截面积大的横截面积，并与该第一缸体相连；可滑动地安装到第一缸体内的第一活塞，可滑动地安装到第二缸体内的第二活塞，一凸出件，该凸出件具有的轴向长度短于一体形成在第二活塞上的第一活塞的行程；该凸出件可无间隙滑动地与第一缸体接合，比第一活塞的驱动力大的驱动力通过第一活塞的运动借助于第一和第二缸体内的液体作用于第二活塞上。
12.一种如权利要求11所述的压力加工装置，其特征在于，该第一和第二缸体的外端借助于转换阀和单向阀以一种可选择连接的方式形成。
13.一种如权利要求11所述的压力加工装置，其特征在于，一转换阀和一单向阀在该第一和第二缸体的连接部分附近和液体箱之间平行设置。
14.一种如权利要求11所述的压力加工装置，其特征在于，该压力加工装置包括一底板、一滑动件、一驱动装置、一增压器和一压力加工部件，该滑动件与该底板相对设置且在垂直于底板方向上可滑动地形成，该驱动装置驱动滑动件；该增压器位于底板和滑动件之间，该压力加工部件包括可拆卸设置的可移动模和固定模，构成该增压器的第一和第二活塞都与滑动件和可移动模相连，且该压力加工部件通过滑动件借助增压器向压力加工部件的运动来运转。
15.一种如权利要求11所述的压力加工装置，其特征在于，该底板和支撑板平行于水平面设置，从而滑动件在竖直方向上可移动地设置。
16.一种如权利要求11所述的压力加工装置，其特征在于，该驱动装置包括含一个伺服电机和螺旋副的机构。
17.一种如权利要求11所述的压力加工装置，其特征在于，该螺旋副包括球螺纹。
18.一种如权利要求11所述的压力加工装置，其特征在于，该滑动件沿着位于底板和支撑板之间的导向杆可滑动地形成。
19.一种具有增压器的压力加工装置，其特征在于，增压器包括一致动缸体、一泵缸体、都彼此相对地安装在该致动缸体上的一柱塞和一致动活塞、以及一安装在该泵缸体上的泵活塞；该柱塞的一端与该泵活塞的杆相连，该致动活塞的杆以与压制的工件接合的方式形成，该柱塞和泵活塞由驱动装置向压制的工件的运动驱动，允许工作液体在致动缸体中流动或禁止流动，且通过该柱塞、致动缸体内的液体和致动活塞操纵压制的工件。
20.一种如权利要求19所述的压力加工装置，其特征在于，该致动缸体和泵缸体的杆侧端部以允许工作液体流通的方式连接，该致动缸体和泵缸体的活塞侧的端部借助于平行设置的单向阀和转换阀连接，该致动缸体的活塞侧的端部和泵缸体的杆和活塞侧的端部与一蓄能器借助于独立的单向阀连接。
21.一种如权利要求19所述的压力加工装置，其特征在于，该驱动装置包括一个含伺服电机和螺旋副的机构。
22.一种如权利要求19所述的压力加工装置，其特征在于，该螺旋副包括球螺纹。
全文摘要
采用本发明的压力加工装置,以便装置在压制工件之前在第一行程阶段能以大的移动速度移动,且在马上要对工件压制前的第二行程阶段产生大的压制力。压力加工装置具有小直径的第一缸体和大直径的第二缸体;在第一行程阶段,在第一缸体内第一活塞的移动速度基本上等于第二缸体内第二活塞的移动速度,并且施加到工件上的压制力根据帕斯卡定律通过第二活塞的运动加大。
文档编号B30B15/16GK1366486SQ01801117
公开日2002年8月28日 申请日期2001年4月24日 优先权日2000年4月27日
发明者二村昭二, 金子广光 申请人:株式会社放电精密加工研究所