[发明专利]外补液式护环液压胀型强化装置

说明书

本发明涉及一种发电机护环一类圆筒形锻坯胀形、强化用的液压专用装置。

液压胀形是目前国内外较先进的护环强化方法，其胀形原理为：在加工好的护环毛坯内注满液体，并设法使液体产生高压，在此高压液体的作用下，环坯径向不断扩大，达到变形强化的目的。

现有的护环液压胀形法是将护环坯放在锥模上，环内注满液体，然后，水压机对上锥模加压，液体在模具压迫下产生高压，使环坯胀形强化。这里液体是定容的。变形力（轴向全压力）与液体压强和环坯内圆截面积成正比，如果所需变形力超过水压机吨位，可以在模具中装一减力柱，以减小高压液体作用面积，从而降低水压机负荷。但是，这种方法减力能力较少，大尺寸的护环胀形仍然需要更大吨位水压机，甚至现有最大吨位水压机还不能胜任。其次，采用这种减力柱，为保持促够大小的排液系数，模具锥角不得不做得小。锥角小的模具，行程大，胀形量小，由于受到上下模具碰头的限制，必须增加成形次数和模具数量。再次，减力柱上的密封，如在胀形过程中损坏，环坯将产生畸性（喇叭口形），而导致报废。最后，现有液压胀形法，无论有无减力柱，安全性皆较差，由于某种原因环坯一旦开裂，在水压机作用下裂纹会继续迅速扩展，从而可能造成模具、设备以至人身安全事故。

苏联专利SU-287-659公开的液压胀形技术是以高压泵和水压机联合作动力，前者通过减力柱中的孔道向环腔内提供胀形用的高压液体，后者提供模具与护环毛坯间的密封压紧力。这种护环胀形方法虽然可以增大减力能力，胀形过程可控，但仍需占用水压机，而且护环局部缺陷而导致胀形中开裂和水压机安全事故仍难以避免。

本发明的目的在于提供一种以高压泵作动力，可以取代大型水压机的护环胀形强化专用液压装置，该装置结构紧凑、封闭框架小，不仅高压系统固定不动，可以调整压力，而且模具更换方便，安全可靠。

本发明提供的外补液式护环液压胀形强化装置，包括提供工作压力的高压泵或增压器等液压管路系统，一个专用装置，专用装置由上锥模（1）、下锥模（4）、导向减力柱（2）等零部件构成。在导向减力柱（2）、下锥模（4）内部加工一个通孔，上锥模（1）和导向减力柱（2）之间用密封环（13）密封。其要点是：上锥模（1）、导向减力柱（2）、下锥模（4）和外补液缸体（5）安装在一个封闭的承力框架（3）内，即上锥模（1）安装在承力框架（3）上部，外补液缸体（5）安装在承力框架（3）的下部，外补液缸体（5）由高压腔室和低压腔室组成，柱塞（6）安装在外补缸体（5）内，下锥模（4）、导向减力柱（2）和柱塞（6）系分开制造，柱塞（6）中心开有一个高压液体通道与导向减力柱（2）的通道相连，高压液体可沿这条通道进入护环腔内，外部的高压液体经过高压通道（8）进入外补液缸体（5）的高压腔室内，外部的低压液体经过低压通道（7）进入外补液缸体（5）的低压腔室内。

下面参照附图说明本发明公开的外补液式护环液压胀形强化装置的工作过程。

附图为本发明公开的结构示意图

附图中，（1）为上锥模，（2）为导向减力柱，（3）为承力框架，（4）为下锥模，（5）为外补液缸体，（6）为柱塞，（7）为低压通道（8）为高压通道，（9）为高压腔室密封环，（10）为低压腔室密封环，（11）为护环坯，（12）为通道，（13）为导向减力柱密封环。

上锥模（1）、下锥模（4）在护环坯（11）胀形过程中始终封闭环坯端部，导向减力柱（2）与上锥模（1）内孔之间有密封环（13）使高压液体不能泄露。承力框架（3）承受模具系统的轴向载荷，使之构成一封闭受力系统。环坯胀形时，首先将液压系统调整正常。将环坯（11）与上锥模（1）安装好，将模具移入框架内，准备工作就绪。然后启动高压泵，通过高压通道（8）向环坯内注入液体，充满后启动低压泵，使锥模（1）（4）与环坯（11）端口密封。液体压强在密封环坯内不断升高，随后发生连续向外胀形。根据环坯尺寸和形状变化，可以调节低压供液压力加以控制。当环坯直径达到所要求尺寸时，关闭高、低压泵，打开排液阀（图上未示出），将模具移出框架，取下胀形后的护环，然后再重复上述过程压制下一个环坯。

环腔内的液体不是定容的，因此，导向减力柱（2）的直径可以尽量做得大一些，即尽量接近护环坯（11）内径，这样，一方面可大大减小高压液体在轴向的作用面积，从而减轻承力框架（3）的负荷，可尽量减小框架立柱的横向尺寸。另一方面，可减少成形工步，用现有胀形法要两次成形的环坯，在本装置上一次即可完成。