專利名稱：三工位雙作用雙桿液壓缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓裝置，特別是雙桿液壓缸的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著機床制造業(yè)和液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓技術(shù)在機床領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛， 尤其是在數(shù)控機床上的應(yīng)用更是普遍。當今的數(shù)控機床多是機、電、液一體化的機床，液壓 技術(shù)的應(yīng)用極為普遍。隨著材料技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新興材料在制造領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣 泛，尤其是在航空制造領(lǐng)域，既有材質(zhì)較軟的鋁合金，又有硬度較高的鈦合金，既有新興的 復(fù)合材料，又有普通的炭素鋼。對于鋁合金材料的加工需要較高的主軸轉(zhuǎn)速；對于鈦合金、炭素鋼等這些難加工 的材料需要機床的主軸具有低速大扭矩的加工特性；而對于復(fù)合材料的加工，轉(zhuǎn)速既不能 太高，也不能太低。為了提高數(shù)控機床的適應(yīng)性和加工范圍，就要求其必須既要具有高轉(zhuǎn)速 加工的能力，又要具有低速大扭矩加工的能力，其轉(zhuǎn)速范圍必須能夠?qū)崿F(xiàn)幾十轉(zhuǎn)到上萬轉(zhuǎn) 的變化。因此，這樣的數(shù)控機床必須具有一套變速機構(gòu)，才能夠?qū)崿F(xiàn)高速加工和低速大扭矩 加工的能力。傳統(tǒng)的普通機床的變速機構(gòu)多是通過多個手柄手動控制多個撥差，撥動滑移齒輪 實現(xiàn)擋位變化的，從而實現(xiàn)多轉(zhuǎn)速變換輸出。數(shù)控機床如果再采用這樣的手動變速機構(gòu)，就 太落后了，無法實現(xiàn)自動控制，效率低。數(shù)控機床的變速機構(gòu)多是通過液壓缸控制撥差，帶動滑移齒輪實現(xiàn)擋位自動變化 的。目前，具有變速機構(gòu)的數(shù)控機床大多具有兩個擋位或三個擋位，我們知道普通的液壓 缸只具有兩個工位(缸桿完全伸出和完全縮回兩個位置)，要想通一個普通的液壓缸實現(xiàn) 三個位置的精確控制和定位是不可能的，因此兩個擋位的控制都是通過一個液壓缸來實現(xiàn) 的，而三個擋位的控制都是通過兩個液壓缸相互配合來實現(xiàn)的?？梢姡哂腥齻€擋位的數(shù)控機床，其變速機構(gòu)就顯得比較復(fù)雜，液壓元件、管路較 多，控制起來比較煩瑣，我們知道液壓元件、管路越多，其泄漏點就越多，泄漏的可能性就越 大，這樣勢必會對工作環(huán)境造成較大的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過一個三工位液壓缸實現(xiàn)三個工位的精確控制，使液壓系統(tǒng)大 大簡化，減少泄漏和污染，可以使機床等設(shè)備既可高速轉(zhuǎn)動，又可低速大扭矩工作，從而滿 足不同的工作要求。本發(fā)明實現(xiàn)上述目的的方案一種三工位雙作用雙桿液壓缸，包括缸體、活塞桿、 下大活塞和上大活塞，缸體內(nèi)壁中部具有環(huán)形凸臺，將缸體分為上腔和下腔，下大活塞安裝 于下腔，上大活塞安裝于上腔。三工位雙作用雙桿液壓缸的活塞桿中部具有臺階a，臺階a兩側(cè)具有小于臺階a的 臺階b和臺階c，臺階a外徑小于凸臺內(nèi)徑。
三工位雙作用雙桿液壓缸的下大活塞套裝于活塞桿的臺階C，上大活塞套裝于活 塞桿的臺階b。 三工位雙作用雙桿液壓缸的缸體沿凸臺制有通孔。當液壓缸的上下腔通入液壓油的時候，液壓缸的活塞及活塞桿就會移動到相應(yīng)的 位置，并停留在該位置。比如當液壓缸的上腔通入液壓油時，活塞桿就會移動并停留在最下 端的位置；當下腔通入液壓油時，活塞桿就會移動并停留在最上端的位置；而當上下腔同 時通入液壓油時，活塞桿就會移動并停留在中間的位置。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(1)本發(fā)明提供的一種三工位雙作用雙桿液壓缸，一個液壓缸就能夠?qū)崿F(xiàn)三個位 置的精確控制和定位。而常用的普通液壓缸只具有兩個工位(缸桿完全伸出和完全縮回兩 個位置)，要想通一個普通的液壓缸實現(xiàn)三個位置的精確控制和定位是不可能的，因此一個 普通的液壓缸只能實現(xiàn)兩個擋位的控制，而三個擋位的控制必須通過兩個液壓缸相互配合 才能實現(xiàn)。(2)利用本發(fā)明提供的三工位雙作用雙桿液壓缸進行三個擋位控制的數(shù)控機床， 與利用普通的液壓缸進行三個擋位控制的數(shù)控機床相比，液壓系統(tǒng)得到了簡化，液壓元件、 管路較少，控制簡單，可能的泄漏點少，對環(huán)境污染小。


圖1三工位雙作用雙桿液壓缸示意2三工位雙作用雙桿液壓缸在機床處于“低速擋”時的全剖視圖。圖3三工位雙作用雙桿液壓缸在機床處于“高速擋”時的全剖視圖。圖4三工位雙作用雙桿液壓缸在機床處于“空擋”時的全剖視圖。圖中1.下端蓋，2.缸體，3.下大活塞，4.活塞桿，5.上大活塞，6.上端蓋，7.檢 測塊，8.檢測開關(guān)，9.檢測開關(guān)，10.檢測開關(guān)，11.支架，12.B油口，13.上腔，14.臺階b， 15.凸臺，16.臺階a，17.下腔，18. A油口，19.臺階c，20.變速箱體，21.花鍵軸，22.滑移 齒輪組，23.撥叉。
具體實施例方式下述實施例是以數(shù)控機床的應(yīng)用為例，但并不限于此應(yīng)用范圍。見圖1、三工位雙作用雙桿液壓缸包括下端蓋1、缸體2、下大活塞3、活塞桿4、上 大活塞5、上端蓋6 ；下端蓋1和上端蓋6分別與缸體2固連在一起，上大活塞5和下大活塞 3分別裝配于缸體2的上下兩腔內(nèi)并可上下移動，并且分別套在活塞桿4上，活塞桿4上下 分別貫穿于上端蓋6和下端蓋1的中心伸出缸外，可上下移動。三工位雙作用雙桿液壓缸安裝在數(shù)控機床的主軸變速箱上，在箱體外側(cè)的活塞桿 上安裝一個檢測塊，在同側(cè)的油缸端蓋上安裝一個檢測開關(guān)支架，在支架上安裝三個檢測 開關(guān)，同時又在箱體里面的活塞桿上安裝一個撥叉，撥叉與花鍵軸上的滑移齒輪組相聯(lián)。這三個位置，每個位置都會有一對不同的齒輪相互嚙合(如果某機床有一個空擋 的位置，則此位置沒有齒輪相互嚙合，傳動鏈處于完全脫離狀態(tài)，用手就可以輕松的轉(zhuǎn)動主 軸)，每個位置也都有一個不同的檢測開關(guān)接通，并發(fā)出到位信號，從而實現(xiàn)了數(shù)控機床的三個擋位的精確控制。見圖2、在活塞桿4的上端固定一個檢測塊7，同時在上端蓋6上固定一個支架11， 支架11上安裝三個檢測開關(guān)(8、9、10)。在活塞桿的下端固連一個撥叉23，撥叉23與花鍵 軸21上的滑移齒輪組22相聯(lián)(滑移齒輪組可沿花鍵軸上下移動)。當液壓油經(jīng)B油口 12 進入液壓缸的上腔13時，液壓力作用在上大活塞5上表面及活塞桿4的臺階bl4的上側(cè)面 上，從而推動上大活塞5和活塞桿4 一同向下移動，與此同時帶動活塞桿4上端的檢測塊7 和下端的撥叉23及與撥叉相聯(lián)的滑移齒輪組22與活塞桿一起向下移動，當上大活塞5移 動到與缸體2中部的凸臺15相接觸時停止移動，此時活塞桿4的中部臺階al6與下大活塞 3相接觸，在作用在臺階bl4上側(cè)面上的液壓力作用下，活塞桿4帶動下大活塞3繼續(xù)向下 移動，直到下大活塞3與下端蓋1相接觸，此時最下面的一對齒輪相嚙合，機床進入低速擋 狀態(tài)，檢測塊7停留在了最下面的檢測開關(guān)10的位置，最下面的檢測開關(guān)10接通，發(fā)出信 號告訴控制系統(tǒng)低速擋齒輪嚙合已經(jīng)到位，隨時可以啟動主軸，從而實現(xiàn)了數(shù)控機床的一 個擋位變換；如圖3所示，當液壓油經(jīng)A油口 18進入液壓缸的下腔17時，液壓力作用在下大活 塞3下表面及活塞桿4的臺階cl9的下側(cè)面上，從而推動下大活塞3和活塞桿4 一同向上 移動，與此同時帶動活塞桿4上端的檢測塊7和下端的撥叉23及與撥叉相聯(lián)的滑移齒輪組 22與活塞桿一起向上移動，當下大活塞3移動到與缸體2中部的凸臺15相接觸時停止移 動，此時活塞桿4中部的臺階al6的上側(cè)面與上大活塞5相接觸，在作用在活塞桿4的臺階 cl9的下側(cè)面上的液壓力作用下，活塞桿4帶動上大活塞5繼續(xù)向上移動，直到上大活塞5 與上端蓋6相接觸，此時最上面的一對齒輪相嚙合，機床進入高速擋狀態(tài)，檢測塊7停留在 了最上面的檢測開關(guān)8的位置，最上面的檢測開關(guān)8接通，發(fā)出信號告訴控制系統(tǒng)高速擋齒 輪嚙合已經(jīng)到位，隨時可以啟動主軸，從而實現(xiàn)了數(shù)控機床的第二個擋位變換；如圖4所示，當液壓油同時經(jīng)B油口 12、A油口 18進入液壓缸的上腔13、下腔17 時，作用在活塞桿4的臺階cl9、臺階bl4上液壓作用力相互平衡，作用在下大活塞3下表 面的液壓力推動下大活塞3向上移動，而作用在上大活塞5上表面的液壓力推動上大活塞 5向下移動，此時如果活塞桿4處于最上端的位置，則活塞桿4就與上大活塞5 —起向下移 動，此時如果活塞桿4處于最下端的位置，則活塞桿就與下大活塞3 —起向上移動，活塞桿 上端的檢測塊7和下端的撥叉23及與撥叉相聯(lián)的滑移齒輪組22與活塞桿4 一起移動，直 到下大活塞3和上大活塞5與缸體2中部的凸臺15相接觸時停止移動，此時活塞桿4停留 在中間位置，如“圖三”所示，此時沒有任何一對齒輪相嚙合，即機床處于空擋的位置，檢測 塊7停留在了中間的檢測開關(guān)9的位置，中間的檢測開關(guān)9接通，發(fā)出信號告訴控制系統(tǒng)機 床處于空擋的位置，無法啟動主軸，此位置可以用手轉(zhuǎn)動主軸進行對刀，從而實現(xiàn)了數(shù)控機 床的第三個擋位變換。
權(quán)利要求
1.一種三工位雙作用雙桿液壓缸，包括缸體( 、活塞桿(4)、下大活塞( 和上大活塞 (5)，其特征在于，缸體O)內(nèi)壁中部具有環(huán)形凸臺(16)，將缸體( 分為上腔(1 和下腔 (17)，下大活塞(3)安裝于下腔，上大活塞(5)安裝于上腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三工位雙作用雙桿液壓缸，其特征在于，活塞桿中部具 有臺階a(16)，臺階a(16)兩側(cè)具有小于臺階a(16)的臺階b(14)和臺階c (19)，臺階a (16) 外徑小于凸臺(15)內(nèi)徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三工位雙作用雙桿液壓缸，其特征在于，下大活塞(3)套裝于 臺階c (19)，上大活塞套裝于臺階b (14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三工位雙作用雙桿液壓缸，其特征在于，缸體( 沿凸臺 (15)制有通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的三工位雙作用雙桿液壓缸，其特征在于，其設(shè)有位置 檢測裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三工位雙作用雙桿液壓缸，其特征在于，所述的位置檢測裝 置為安裝于活塞桿⑷上端的檢測塊(7)和對應(yīng)三個位置的檢測開關(guān)(8、9、10)。
7.一種機床，其特征在于，主軸變速箱的檔位變換采用權(quán)利要求6所述的三工位雙作 用雙桿液壓缸。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種三工位雙作用雙桿液壓缸，由下端蓋、缸體、下大活塞、活塞桿、上大活塞、上端蓋等部分組成，它通過下端蓋固定于主軸變速箱體上，下端蓋和上端蓋分別與缸體固連在一起，上大活塞和下大活塞分別裝配于缸體的上下兩腔內(nèi)，可在缸體內(nèi)上下移動，并且分別套在活塞桿上，活塞桿上下分別貫穿于上端蓋和下端蓋的中心伸出缸外，可上下移動。當液壓缸的上腔通入液壓油時，活塞桿就會移動并停留在最下端的位置；當下腔通入液壓油時，活塞桿就會移動并停留在最上端的位置；而當上下腔同時通入液壓油時，活塞桿就會移動并停留在中間的位置，這樣可通過一個液壓缸實現(xiàn)三個擋位的精確控制，特別適用于數(shù)控機床的擋位控制。
文檔編號B23Q5/06GK102145466SQ20111005228
公開日2011年8月10日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者于方, 黃中平 申請人:成都飛機工業(yè)(集團)有限責(zé)任公司