CN110252838A - 一种挤压机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挤压机床，所述挤压机床包括机床框架；沿所述机床框架的长度方向依次同轴设置的凸模顶出结构、挤压凸模梁架结构、挤压筒梁架结构、坯料夹紧结构以及坯料顶出结构；以及后动梁驱动结构，设置于所述机床框架上，且所述后动梁驱动结构与所述坯料夹紧结构位于所述挤压筒梁架结构的同一侧；其中，所述挤压凸模梁架结构和所述挤压筒梁架结构滑动安装于所述机床框架上，所述凸模顶出结构的传动部件与所述挤压凸模梁架结构连接，所述后动梁驱动结构的传动部件与所述挤压筒梁架结构连接。本发明的挤压机床提高了零件的加工精度、加工效率、保证了金属流线结构，并且提高了产品质量和使用寿命。

Description

一种挤压机床

技术领域

本发明涉及金属冷挤压成型模具技术领域，特别是涉及一种挤压机床。

背景技术

花键类零件因承载能力大和传动效率高的优点，在汽车工业、航天航空和医疗机械等高端领域被广泛的使用。随着高新技术的快速发展，人们对定心方便、承载能力强的渐开线花键类零件需求也日益提高。目前，渐开线花键类零件加工方法主要是切削加工和塑性成形。

切削加工破坏了坯料金属纤维，使得花键类零件表面质量参差不齐，在很多场合下，切削加工而成的花键类零件因承载能力受限、抗疲劳强度降低、寿命缩短、表面质量波动大等问题，已不能满足高端装备制造行业的要求。现在塑性成形加工的产品市场份额越来越高，而花键冷体积塑性成形技术由于其产品质量高、生产效率高、对环境友好和经济效益明显等优点，使其逐渐成为渐开线花键类零件的主要制造方式，未来将会是高精度的渐开线花键类零件制造工艺重要发展方向。然而，现有的一些塑性成形的花键零件机床的仍然存在键槽垂直度不高，模具易磨损、机床机构过于复杂、模具成本高、齿形不饱满、局部齿形精度不合格，金属流结构被破坏等一系列问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种挤压机床，用于解决现有技术中塑性成形的花键零件机床存在的键槽垂直度不高，模具易磨损、机床机构过于复杂、模具成本高、齿形不饱满、局部齿形精度不合格，金属流结构被破坏等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种挤压机床，所述挤压机床包括：

机床框架；

沿所述机床框架的长度方向依次同轴设置的凸模顶出结构、挤压凸模梁架结构、挤压筒梁架结构、坯料夹紧结构以及坯料顶出结构；以及

后动梁驱动结构，设置于所述机床框架上，且所述后动梁驱动结构与所述坯料夹紧结构位于所述挤压筒梁架结构的同一侧；

其中，所述挤压凸模梁架结构和所述挤压筒梁架结构滑动安装于所述机床框架上，所述凸模顶出结构的传动部件与所述挤压凸模梁架结构连接，所述后动梁驱动结构的传动部件与所述挤压筒梁架结构连接。

在一实施例中，所述凸模顶出结构包括挤压液压缸，所述挤压液压缸的活塞杆与所述凸模梁架结构连接。

在一实施例中，所述挤压液压缸的振动速度介于5mm/s～20mm/s之间，所述挤压液压缸的振动频率介于1Hz～20Hz之间。

在一实施例中，所述挤压液压缸的进油口和出油口分别设置有平衡阀。

在一实施例中，所述凸模梁架结构包括前动梁，挤压凸模，以及用于对所述挤压凸模进行轴向和径向固定的凸模夹紧组件；其中，所述挤压凸模安装于所述凸模夹紧组件中，所述凸模夹紧组件安装于所述前动梁远离所述凸模顶出结构的一侧，所述前动梁滑动安装于所述机床框架上。

在一实施例中，所述凸模夹紧组件包括凸模前垫板、凸模夹块、凸模后垫板以及凸模套筒；所述凸模夹块位于所述凸模前垫板与所述凸模后垫板之间，所述凸模套筒套置于所述凸模前垫板靠近凸模夹块的一端及所述凸模夹块的外周。

在一实施例中，所述凸模夹块包括两个夹块部，两个夹块部沿径向对接合拢以夹持于所述凸模杆体的外壁。

在一实施例中，所述机床框架包括：

支座；

设置于所述支座两端且相对设置的前梁和后梁；以及

连接于所述前梁和所述后梁之间的第一张力柱和第二张力柱；

其中，所述第一张力柱上设置有用于连接所述凸模梁架结构及所述挤压筒梁架结构的第一滑轨，所述第二张力柱上设置有用于连接所述凸模梁架结构及所述挤压筒梁架结构的第二滑轨，所述第一滑轨和所述第二滑轨相对设置。

在一实施例中，所述挤压筒梁架结构包括后动梁、法兰固定板、挤压筒以及轴套；所述后动梁滑动安装于所述机床框架上，所述法兰固定板将所述挤压筒抵装于所述后动梁的内腔中，所述挤压筒套置于所述轴套的外周上。

在一实施例中，所述挤压筒与所述后动梁的之间沿径向设置有第一间隙，所述挤压筒与所述法兰固定板之间沿径向设置有第二间隙。

在一实施例中，所述挤压筒具有锥形内腔，所述轴套为锥形轴套，其中，所述锥形轴套的外壁与所述挤压筒的锥形内腔相匹配。

在一实施例中，所述后动梁驱动结构包括两个串联同步辅助液压缸，对称设置于所述坯料夹紧结构的两侧。

在一实施例中，所述坯料夹紧结构包括：

液压筒；

盖合在所述液压筒两端的前端盖和后端盖；

设置于所述液压筒内部的活塞、夹块和坯料夹头；

所述夹块套装于所述坯料夹头的外侧；

所述活塞套装于所述夹块的外侧，所述活塞远离所述夹块的一端与所述液压筒的内壁接触；

其中，所述活塞沿所述液压筒的轴向往复运动时，能够加强或者减弱所述夹块对所述坯料夹头的挤压。

在一实施例中，所述夹块的外周壁上形成有若干贯通的剖沟。

在一实施例中，所述夹块具有锥形外周壁，所述活塞具有与所述夹块的所述锥形外周壁可相对轴向移动配合的锥形内周壁。

本发明的挤压机床可用于凸缘类花键套零件的振动挤压成形加工，在能够完成凸缘类花键套塑性加工的基本要求前提下，提高了零件的加工精度、加工效率、保证了金属流线结构，并且提高了产品质量和使用寿命；

本发明的挤压筒梁架结构中，通过大内径挤压筒和小内径挤压筒，大内径挤压筒和法兰固定板的衔接处的配合结构设计，保证两个挤压筒的中心线的同轴度，从而提升加工的精度；

利用本发明的挤压机床振动挤压花键套最大的成形力相较于没有振动挤压花键套的最大成形力降低了10％左右，而且振动挤压过程成形力变化也更加缓慢；

本发明前动梁和后动梁的导轨采用矩形滑轨-不对称三角形滑轨组合，不仅提高了前动梁和后动梁的导向精度，而且承载能力也十分优秀，加工出来的零件垂直度高，工艺性好；

本发明的坯料夹紧结构，能有效的限制坯料的轴向、周向、径向的移动，坯料的装卸由液压控制，装卸十分方便，这使得工人上下料过程得到简化，提高了工作效率。

附图说明

图1显示为本发明的挤压机床的等距视图。

图2显示为本发明的挤压机床的主视图。

图3显示为图2中沿A-A方向的剖视图。

图4显示为本发明的夹持有挤压凸模的凸模夹紧组件的结构示意图。

图5显示为本发明的挤压筒梁架结构的结构示意图

图6显示为图5中圆圈所示区域的局部放大图。

图7显示为本发明的坯料夹紧结构夹持坯料时的结构示意图。

图8显示为本发明的坯料夹紧结构的爆炸图。

图9显示为图1中圆圈所示区域的局部放大图。

图10显示为主挤压系统的工作原理图。

图11显示为辅助液压系统的工作原理图

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1-图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1-图11所示，本发明的实施例公开一种挤压机床，所述挤压机床包括机床框架1；沿所述机床框架1的长度方向依次同轴设置的凸模顶出结构2、凸模梁架结构3、挤压筒梁架结构4、坯料夹紧结构5以及坯料顶出结构6；以及后动梁驱动结构7，置于所述机床框架1上，且所述后动梁驱动结构7与所述坯料夹紧结构5位于所述挤压筒梁架结构4的同一侧；其中，所述凸模梁架结构3和所述挤压筒梁架结构4滑动安装于所述机床框架1上，所述凸模顶出结构2的传动部件与所述凸模梁架结构3连接，所述后动梁驱动结构7的传动部件与所述挤压筒梁架结构4连接。本实施例对凸缘类花键套零件的加工机床进行了设计，给出了挤压筒和挤压凸模33的形状和尺寸；同时根据零件的形状和振动挤压时对坯料固定要求，对花键套振动挤压机床的结构和尺寸进行了设计，本发明实施例的挤压机床在能够完成凸缘类花键套塑性加工的基本要求前提下，提高了零件的加工精度、加工效率、保证了金属流线结构，并且提高了产品质量和使用寿命。

需要说明的是，本实施例的挤压机床可以通过改变挤压凸模33和挤压筒的形状，也可以用于其他形状尺寸的凸缘类花键产品的加工，并不限于本实施例的凸缘类花键套。

如图1和2所示，所述机床框架1包括支座；设置于所述支座两端且相对设置的前梁11和后梁12；以及连接于所述前梁11和所述后梁12之间的第一张力柱13和第二张力柱14；其中，所述第一张力柱13的底部与所述支座连接，所述第一张力柱13上设置有分别与所述凸模梁架结构3的一端(下端)和所述挤压筒梁架结构4的一端(下端)连接的第一滑轨15，所述第二张力柱14位于所述第一张力柱13远离所述支座的一侧，所述第二张力柱14上设置有分别与所述凸模梁架结构3的另一端(上端)和所述挤压筒梁架结构4的另一端(上端)连接的第二滑轨16，所述第一滑轨15和所述第二滑轨16相对设置。

如图1和2所示，所述支座包括前梁支座111、张力柱支座131以及后梁支座121；所述前梁支座111的顶面与所述前梁11的底面形成支撑连接，所述张力柱支座131的顶面与所述第一张力柱13的底面中部形成支撑连接，所述后梁支座121的顶面与所述后梁12的底面形成支撑连接。作为示例，每个所述第一张力柱13的底面沿长度方向设置有至少两个张力柱支座131。

如图1和2所示，在本实施例中，所述第一张力柱13垂直于所述前梁11和后梁12，所述第二张力柱14垂直于所述前梁11和后梁12，所述第一张力柱13位于所述前梁11和后梁12的下端，所述第二张力柱14位于所述前梁11和后梁12的上端。所述第一张力柱13包括两个，两个所述第一张力柱13相互平行设置，每个所述第一张力柱13上设置有一个所述第一滑轨15，两个所述第一张力柱13上的两个所述第一滑轨15相互平行；每个所述第二张力柱14上设置有一所述第二滑轨16，两个所述第二张力柱14上的两个所述第二滑轨16相互平行。

如图1和2所示，在本实施例中，所述第一滑轨15设置于所述第一张力柱13的上表面，所述第二滑轨16设置于所述第二张力柱14的下表面；在本实施例中，所述第一滑轨15例如可以采用矩形滑轨，所述第二滑轨16例如可以采用不对称三角形滑轨，采用矩形滑轨-不对称三角形滑轨的组合，可以提高动梁(前动梁31和后动梁41)的导向精度，同时承载能力也十分优秀，加工出来的零件垂直度高、工艺性好。需要说明的是，在其他实施例中，所述第一滑轨15和所述第二滑轨16也可以采用其它例如矩形滑轨-矩形滑轨组合、三角形滑轨-三角形滑轨组合、燕尾形滑轨及其组合等，其中，三角形滑轨包括对称三角形滑轨和不对称三角形滑轨。

如图3所示，所述凸模梁架结构3包括前动梁31，挤压凸模33，以及用于对所述挤压凸模33进行轴向和径向固定的凸模夹紧组件32；所述前动梁31的上端通过上文介绍的第一滑轨15连接于第一张力柱13上，下端通过上文介绍的第二滑轨16连接于第一张立柱上。所述挤压凸模33通过所述凸模夹紧组件32连接固定于所述前动梁31的一端(右端)。图4示出了夹持有挤压凸模33的凸模夹紧组件32的结构示意图。

如图4所示，所述挤压凸模33包括凸模底座331以及与所述凸模底座331垂直连接的凸模杆体332。如图4所示，所述凸模夹紧组件32包括凸模前垫板321、凸模夹块322、凸模后垫板323以及凸模套筒324；所述凸模前垫板321具有“凸”形的截面，包括垫板部321a以及自所述垫板部321a向外(向右)突出的凸柱321b，所述垫板部321a与所述前动梁31的右端连接固定，所述凸柱321b例如可以是圆柱状，所述凸柱321b具有供所述挤压凸模33的凸模底座331插入固定的中心凹槽；所述凸模夹块322设置于所述凸柱321b远离所述垫板部321a的一侧，所述凸模夹块322具有供所述挤压凸模33的凸模杆体332穿过的中心夹孔；所述凸模后垫板323压合在所述凸模夹块322上，且所述凸模后垫板322具有供所述凸模杆体332穿过的中心通孔，中心通孔留有足够的空间使得凸模模具的刀槽穿过其中；所述凸模套筒324套置于所述凸柱321b及所述凸模夹块322的外周上，所述凸模套筒324位于所述凸模前垫板321与所述凸模后垫板323之间，所述凸模套筒324的一端与所述凸模前垫板321的所述垫板部321a例如可采用螺栓连接固定，所述凸模套筒324的另一端与所述凸模后垫板323例如可采用螺栓连接固定。

如图4所示，所述凸模夹块322由两个半圆形的夹块部322a和322b合拢构成，每个所述夹块部332a或332b的圆心位置设置有半圆形缺口，当两个所述夹块部322a和322b合拢时，两个半圆形缺口合拢以将所述凸模杆体332靠近凸模底座331的一端夹持住，通过紧紧套置于所述两个夹块部322a和322b外周上的所述凸模套筒324的径向压力来完成对所述挤压凸模33的径向固定。

使用所述凸模夹紧组件32夹紧固定所述挤压凸模33时，首先，将所述挤压凸模33的凸模底座331插入到所述凸模前垫板321的凸柱321b的中心凹槽中，接着，用两个夹块部322a和322b对接合拢夹持在所述挤压凸模33的凸模杆体332靠近凸模底座331的一端，然后，将凸模套筒324套置于所述凸柱321b及两个所述夹块部322a和322b的外部侧壁，以将两个所述夹块部322a和322b沿径向压紧固定于所述凸模杆体332的侧壁上，实现挤压凸模33的径向固定，再然后，将凸模后垫板323穿过所述凸模杆体332置于所述凸模夹块322的右侧表面；最后，利用螺栓将所述凸模套筒的两端分别固定于所述凸模前垫板321和所述凸模后垫板323上，以确保所述凸模夹块322压紧所述凸模底座331，实现所述挤压凸模33的轴向固定。需要说明的是，采用凸模前垫板321与凸模夹块322共同实现挤压凸模33的轴向固定，采用两个夹块部322a和322b合拢实现凸模杆体332的径向固定。同时，为了保证装卸的方便，牢固可靠，凸模夹紧组件32整体设计为阶梯型结构，通过所述凸模前垫板321的垫板部321a螺栓连接于所述前动梁31上。

如图5所示，所述挤压筒梁架结构4包括后动梁41、法兰固定板42、挤压筒以及轴套；其中，所述后动梁41安装于所述机床框架上，中心开设有阶梯同心通孔，所述法兰固定板42将所述挤压筒抵装于所述后动梁41的内腔中，所述挤压筒套置于所述轴套的外周上。

如图5和图6所示，所述后动梁41的内腔为双台阶通孔，从左端到右端依次包括同轴设置且孔径依次增大的第一孔径段、第二孔径段以及第三孔径段，将所述第一孔径段和所述第二孔径段形成的环形台阶记为第一台阶411，将所述第二孔径段和所述第三孔径段形成的环形台阶记为第二台阶412。

如图5和图6所示，所述挤压筒包括大内径挤压筒43和小内径挤压筒44，采用法兰固定板42依次将小内径挤压筒44和大内径挤压筒43轴向安装固定于后动梁41的双台阶通孔的右端，其中，所述大内径挤压筒43和所述小内径挤压筒44，所述大内径挤压筒43和所述法兰固定板42的衔接处设置有衔接配合结构，以保证大小挤压筒43和44的中心线的同轴度，从而提高加工的精度。

如图5所示，所述小内径挤压筒44为圆筒状，所述小内径挤压筒44的外壁左端(朝向所述挤压凸模33的一端)朝外设置有一圈凸缘结构441，该凸缘结构441的左边沿搭接在所述后动梁41的双台阶通孔的第一台阶411上，所述小内径挤压筒44具有锥形内腔，所述小内径挤压筒44的锥形内腔从左向右逐渐扩张，所述锥形内腔用于容置后文将要介绍的外轴套47。

如图5所示，所述大内径挤压筒43为圆筒状，所述大内径挤压筒43的中心腔体为单台阶通孔，所述单台阶通孔的左端内径大于右端的内径，所述大内径挤压筒43的左端内径与所述小内径挤压筒44的右端外径相适配，以便所述大内径挤压筒43的左端套置于所述小内径挤压筒44的右端外部；所述大内径挤压筒43的侧壁外部靠近左端(朝向所述挤压凸模33的一端)形成有一圈凸缘体431，该凸缘体431卡合于下文将要介绍的法兰固定板42的环形凹槽中，形成配合结构，详见下文相关部分描述。

如图5和图6所示，所述法兰固定板42为环形结构，所述法兰固定板42设置于所述后动梁41的阶梯通孔的第三孔径段内，所述法兰固定板42的左侧环形表面与所述第二台阶412表面邻接；法兰固定板42的中心腔体为单台阶通孔，所述法兰固定板42的左端内径大于右端的内径，所述法兰固定板42的左端紧紧卡合套置于于所述大内径挤压筒43的凸缘体431的侧壁及右边沿上，以将所述大内径挤压筒43沿径向和轴向压紧，并用夹紧螺栓固定，从而将所述大内径挤压筒43和所述小内径挤压筒44沿轴向抵在后动梁41上。

需要说明的是，通过所述小内径挤压筒44的凸缘结构441，所述大内径挤压筒43的凸缘体431和单台阶通孔，以及所述法兰固定板42上的单台阶通孔等衔接配合结构，可以保证大小内径挤压筒44的中心线位置的准确性，从而提高加工的精度。

如图5和图6所示，由于挤压筒在挤压过程中会发生一定量的形变，为了延长挤压筒的使用寿命和耐用性，有如下设计：将所述小内径挤压筒44的凸缘结构441的外径设计成小于所述后动梁41的双台阶通孔的第二孔径段的孔径，将所述大内径挤压筒43的位于凸缘体431左侧的筒体的外径设计成小于所述后动梁41的双台阶通孔的第二孔径段的孔径，通过这样的设计，可以在所述后动梁41与所述小内径挤压筒44及所述大内径挤压筒43位于所述凸缘体左侧的筒体部分沿径向预留第一间隙45a；将所述大内径挤压筒43的位于凸缘体431右侧的筒体的外径设计成小于所述法兰固定板42的右端内径，通过这样的设计，可以在所述大内径挤压筒43位于所述凸缘体431的右侧的部分与所述法兰固定板42沿径向预留有第二间隙45b；通过控制大内径挤压筒43和小内径挤压筒44套置处的套置深度，在所述大内径挤压筒43的左侧表面与所述小内径挤压筒44的所述凸缘结构441的右边沿预留有第三间隙45c。

需要说明的是，在其他实施例中，所述挤压筒也可以是一体成型的挤压筒，所述挤压筒的形状尺寸相当于将上述的大小内径挤压筒43和44沿轴向连接成一体时的结构，也即不存在沿轴向的第三间隙45c；所述挤压筒具有与下文中将要介绍的锥形轴套的锥形外壁相匹配的锥形内腔，同时，由于挤压筒在挤压过程中会发生一定量的形变，为了延长挤压筒的使用寿命和耐用性，所述挤压筒与所述后动梁41的之间沿径向设置有上述第一间隙45a，所述挤压筒与所述法兰固定板42之间沿径向设置有上述第二间隙45b。

在一实施例中，如图5所示，所述轴套为由内外轴套构成的锥形轴套，包括外轴套47和内轴套48，其中，所述内轴套48为锥形套管，所述内轴套48的内径相等，而外径从左到右逐渐扩张，所述内轴套48的中心孔与所述大内径挤压筒43的中心腔体的右端部分共同构成坯料挤压腔46，所述坯料挤压腔46用于坯料9朝向挤压凸模33的一端(即挤压端91)插入；所述外轴套47为锥形套管，所述外轴套47套置于所述内轴套48的外周，所述外轴套47内腔的形状尺寸与所述内轴套48的外部锥度相匹配，所述外轴套47的内径从左向右逐渐扩张，所述外轴套47的外径从左向右逐渐扩张，所述外轴套47可紧紧地套置于所述内轴套48外部，所述外轴套47的外部形状与所述小内径挤压筒44的锥形内腔锥度相匹配，所述小内径挤压筒44紧紧套置与所述外轴套47的外部。需要说明的是，采用锥形轴套和具有锥形内腔的挤压筒匹配结构，使得挤压筒在挤压时有单向锁定功能，同时加强了挤压筒夹紧的精度，装拆也更加方便。需要说明的是，所述内外轴套可根据加工零件的外部尺寸进行选择更换。

需要说明的是，在其他实施例中，所述轴套也可以是一体成型的锥形轴套，其中，所述锥形轴套的外壁与所述挤压筒的锥形内腔相匹配。

图7示出了坯料夹紧结构5夹持坯料时的结构示意图，图8示出了坯料夹紧结构5的爆炸图。如图7和8所示，所述坯料夹紧结构5包括液压筒52；盖合在所述液压筒两端的前端盖51和后端盖53；以及设置于所述液压筒52内部的活塞55、夹块56和坯料夹头57。

如图7所示，所述坯料夹紧结构5还包括固定法兰54，所述固定法兰54与所述后端盖53连接固定，所述坯料夹紧结构5通过所述固定法兰54固定连接于所述后梁12的中部左侧，所述固定法兰54的中部开设有供所述坯料顶杆61的的杆体穿过的开口。

如图7和图8所示，所述前端盖51具有矩形的盖体511和从盖体上向右突出的前中空凸柱512，所述盖体511的中心设置有通孔513，供坯料9的夹持端92插入，位于所述通孔513周侧的所述盖体511上设置有若干条形阶梯通槽514，所述条形阶梯通槽514沿所述通孔513的径向分布且与所述通孔513贯通，可使用螺栓穿过所述条形阶梯通槽514将所述夹块固定于所述前端盖51的所述盖体511上，所述前中空凸柱512的内腔与所述通孔513及所述条形阶梯通槽514贯通。作为示例，所述条形阶梯通槽514例如可以包括4个，相邻的两个间隔90°设置。装配完成时，所述前端盖51盖合于所述液压筒52的左端，所述前中空凸柱512密封套置于后文将要介绍的所述活塞55的中空管体551的外侧壁左端。

如图7和图8所示，所述后端盖53具有矩形的盖体531和从盖体上向左突出的后中空凸柱532，所述后端盖53中心设置有供坯料顶杆61的杆体的插入的通孔533。装配完成时，所述后端盖53盖合在所述液压筒52的右端时，所述后中空凸柱532密封套置于后文将要介绍的所述活塞55的中空管体551的外侧壁右端。

如图7和8所示，所述活塞55包括中空管体551以及形成于中空管体551外侧壁中部的环形连接凸缘552；所述环形连接凸缘552设置于所述前端盖51的前中空凸柱512、所述后端盖53的后中空凸柱532及所述中空管体551围成的密封容置空间58中，且可在该密封容置空间中左右运动；所述液压筒52密封套置于所述环形连接凸缘552的外周壁上，且所述液压筒52位于所述环形连接凸缘552两侧的管壁上设置有两个通孔A1和B1，通孔A1和B1分别和所述密封容置空间58贯通，当将坯料9的夹持端91插入所述坯料夹头57的内腔中时，通过分别向通孔B1和A1压入液压油来完成夹紧和放松坯料9的动作。具体的运动原理相见下文的相关部分描述。

如图7和8所示，所述坯料夹头57为圆筒状，所述坯料夹头57的内腔与坯料9的夹持端91的尺寸相匹配，所述坯料夹头57的外壁右端设置有一圈凸缘571，当所述坯料夹头57的插入所述夹块56时，该凸缘571的左边沿搭接在所述夹块55的右端面；所述夹块56具有锥形的外周壁，所述夹块56套装于所述坯料夹头57的外侧；所述活塞55的中空管体551具有与所述夹块56的所述锥形外周壁可相对轴向移动配合的锥形内周壁，所述活塞55套装于所述夹块56的外侧。所述夹块56的所述锥形外周壁上形成有若干贯通的剖沟561，能够提升所述夹块56在活塞55的中空管体551的挤压时的形变量，进而增加所述夹块56对内部所述坯料夹头57的挤压量。当所述活塞55沿所述液压筒52的轴向左右往复运动时，能够加强或者减弱所述夹块56对所述坯料夹头57的挤压。

如图8所示，在一个具体的实施例中，所述剖沟561的个数例如可以为4个，也即所述夹块56可以为四瓣式夹块，需要说明的是，在其他的实施例中，所述剖沟561的个数可以根据需要进行合理的选择，不以此处列举为限。

需要说明的是，所述坯料夹头57的材料例如可以选用金属材料，例如钢，利用金属的弹性微变形来完成对坯料9的夹紧，为了更容易实现变形，所述坯料夹头57的管壁需要设计成合适的厚度，一般要求较薄。

如图7所示，所述的坯料夹紧结构5的夹紧原理如下：当向B1口压入液压油时，活塞55向左运动，由于活塞55的锥形内周壁和所述夹块56的锥形外周壁的结构设计，原来轴向的推力会被分解出径向的挤压力，活塞55会向内挤压所述夹块56，所述夹块56的剖沟561设计会产生向内的弯曲变形，进而向内挤压所述坯料夹头57，以使所述坯料夹头57发生变形来夹紧所述坯料9的夹持端91；当向A1口压入液压油时，活塞55向右运动，由于活塞55的锥形内周壁和所述夹块59的锥形外周壁的结构设计，活塞55会释放对所述夹块56的挤压力，进而所述夹块56会释放对所述坯料夹头57的挤压力，以放松坯料9。

需要说明的是，本实施例,坯料夹紧结构5的设计，能有效的限制坯料9的轴向、周向、径向的移动，坯料的装卸由液压控制，装卸十分方便，这使得工人上下料过程得到简化，提高了工作效率。

如图3所示，所述坯料顶出结构6包括坯料顶杆61、推杆62、以及顶杆限位块63，所述后梁12的中部设置有导向孔，所述坯料顶杆61包括顶杆座以及自所述顶杆座向外凸出的杆体；所述导向孔为单台阶通孔，所述坯料顶杆61的顶杆座设置于所述导向孔的左端(内径小的一端)内部，且所述顶杆座沿所述导向孔的轴向运动，所述顶杆限位块63设置于所述后梁12的导向孔的右端(内径大的一端)内部，定义出了所述坯料顶杆61的顶杆座右侧运动极限位置；所述顶杆限位块63的中部开设有供所述推杆62穿过导向的孔，所述推杆62穿过所述顶杆限位块63的中部与所述坯料顶杆61的顶杆座接触，通过手动或者机械驱动所述推杆62向左运动，进而驱动所述坯料顶杆61向左运动，所述坯料顶杆61的杆体插入到上述的坯料夹头的内腔中，以抵住坯料7的右端，以将放松且加工完成后的坯料7顶出。

当通过机械驱动所述推杆62向左运动时，可以在所述后梁12的右侧设置一个连接所述推杆62的驱动装置，所述驱动装置例如可以选择气缸或者液压缸，将气缸或液压缸的传动部件作为推杆62。

本实施例的挤压机床的工作运动方式为直线往复运动，通过凸模顶出结构2直接驱动。所述凸模顶出结构2包括挤压液压缸20，所述挤压液压缸20的活塞杆(传动部件)的前端与所述前动梁31的一侧(左侧)连接，所述前动梁31与所述挤压液压缸20相对的一侧(右侧)中部通过凸模夹紧组件32安装固定有挤压凸模33，通过所述挤压液压缸20驱动所述前动梁31沿左右方向做直线往复运动，从而带动所述凸模梁架结构3上的挤压凸模33沿左右方向做直线往复运动。

所述挤压液压缸20作为主挤压缸，主挤压缸的系统工作原理如图10所示，当三位四通的电液伺服阀25处左位时，液压泵22(变量泵)通过滤油器21经单向阀23，流过梭阀26进入平衡阀28输入到挤压液压缸20的下腔(右边腔体)，这使得挤压液压缸20下腔液压大于上腔(左边腔体)液压，其活塞的推杆推动的挤压凸模33向坯料9开始运动，此时梭阀26的右端液压高于其左端的液压，梭阀26的出油口同时输出油压维持减压阀24的液压输入。当挤压凸模33到达坯料9开始加工的时候，挤压液压缸20上腔里的液压会迅速增长，三位四通的电液伺服阀25就会快速切换到右位，同理，液压油从梭阀26的左边通过平衡阀27到达液压缸20的上腔(左边腔体)，使得挤压液压缸20的下腔液压暂时小于上腔液压，此时活塞有短暂的后退运动。整个振动挤压过程中三位四通的电液伺服阀25在不断的来回切换阀位来保证振动。但是由于溢流阀29的存在，挤压液压缸20的上腔会有液压油流出而减压，整个坯料9加工的振动周期过程的平衡位置会缓缓地向前(向右)推进，最后完成坯料的振动挤压加工。本实施例中，由于要求挤压液压缸20振动挤压形成内花键，所述挤压液压缸20的振动速度介于5mm/s～20mm/s之间，所述挤压液压缸的振动频率介于1Hz～20Hz之间。需要说明的是，本实施例中，通过在挤压液压缸20工作的进油口和出油口添加平衡阀27和28来控制挤压液压缸20的前后振动速度，所述挤压液压缸20例如可以选用带高频换向阀(例如力士乐的高频换向阀)及带位置传感的单活塞液压缸，所述高频换向阀至少由附图10中虚线框中的三个阀构成，分别是减压阀24、三位四通的电液伺服阀25以及梭阀26。

如图3所示，所述后动梁驱动结构7采用串联同步的双辅助液压缸7a和7b，两个辅助液压缸7a和7b分别对称设置于所述坯料顶出结构6的两侧，两个辅助液压缸7a和7b的活塞杆(传动部件)分别连接于所述后动梁41的右端，用以共同驱动所述后动梁14的左右运动，从而带动连接在后动梁14上的挤压筒左右运动。需要说明的是，在本实施例中，辅助液压缸的工作速度要明显高于挤压液压缸20的工作速度。

所述双辅助液压缸的工作原理如图11所示，当三位四通的电磁换向阀74处在左位时，液压泵72(定量泵)通过滤油器71、单向阀73、电磁换向阀74把液压油抽入液压缸7a的下腔使得其油压增加，液压缸7a的上腔压力也相对的增加，由于液控单向阀76的存在，所以能够把液压油挤入液压缸7b的下腔，而液压缸7b上腔的液压油经过一系列的路径回到了油箱处。这整个过程实现了两个辅助液压缸7a和7b同时向下移动，推动挤压筒梁架结构44运动。相反的，当三位四通的电磁换向阀74处在右位时，液压泵72把液压油抽入到液压缸7b的上腔，同时经过液控单向阀76的降压进入液压缸7a的上腔和液压缸7b的下腔，此时能使两个液压缸同时向下推进。此回路还能够消除两液压缸的运动误差，若液压缸7b先达到下端点，则触控开关b打开，使二位三通换向阀75的电磁铁通电，其阀体切换到右位，液压元的压力经换向阀75和液控单向阀76进入液压缸7a的上腔，推动液压缸7a的运动，清除两液压缸的运动误差；同理，若液压缸7a先达到下端，则触动行程开关a，二位三通换向阀77的电磁铁通电，其阀位切换到上位，控制压力油反向导通液控单向阀76，使液压缸7b的下腔通过液控单向阀76回油，其活塞即可继续运动到端点，运动误差也被消除。

需要说明的是，挤压液压缸20采用大工作压力、一般流量、大功率的变量泵进行供油，也即液压泵22为变量泵；辅助液压缸7a和7b采用小功率、小工作压力、大流量的小定量泵进行供油，也即液压泵72为小定量泵；这样能减少系统功率的损失。在本液压系统计算中，液压油箱有效容量按泵的流量的5～7倍来确定。

如图9所示，本实施例的挤压机床还包括用于监测前动梁31和后动梁的位置的位置测量装置8，所述位置测量装置8包括安装于第二张力柱14侧壁上端的探头滑轨81，安装于第二张力柱14侧壁下端的刻度尺83，以及两个探头组件82，两个所述探头组件82的一端分别安装固定于所述前动梁31和所述后动梁41上，两个所述探头组件82的另一端分别接于所述探头滑轨81上，两个所述探头组件82的指针设置于所述刻度尺83上；当所述两个探头组件82随所述前动梁31和所述后动梁41同步移动时，所述探头组件82的指针也同步在所述刻度尺83上移动。

本实施例的挤压机床进行整个凸缘零件的加工工序为：挤压筒梁架结构4向左运动，将坯料9送入坯料夹紧结构5夹紧定位；挤压筒梁架结构4向右运动，轴向固定坯料；挤压凸模33向右前进，振动挤压坯料9产生塑性变形；挤压完成后，挤压凸模33和压筒梁架结构4依次向左运动，坯料夹紧结构5放松，利用坯料顶出结构6顶出并取出成形件。需要说明是，利用本实施例的挤压机床振动挤压花键套最大的成形力相较于没有振动挤压花键套的最大成形力降低了10％左右，而且振动挤压过程成形力变化也更加缓慢。

需要说明的是，在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本发明实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本发明的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本发明实施例的方面变模糊。

在整篇说明书中提到“一个实施例(one embodiment)”、“实施例(anembodiment)”或“具体实施例(a specific embodiment)”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中(in one embodiment)”、“在实施例中(inan embodiment)”或“在具体实施例中(in a specific embodiment)”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本发明的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的发明实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本发明精神和范围的一部分。

还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。

另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在…中(in)”的意思包括“在…中(in)”和“在…上(on)”。

本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换意在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出发明的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (10)

1.一种挤压机床，其特征在于，包括：

机床框架；

沿所述机床框架的长度方向依次同轴设置的凸模顶出结构、挤压凸模梁架结构、挤压筒梁架结构、坯料夹紧结构以及坯料顶出结构；以及

后动梁驱动结构，设置于所述机床框架上，且所述后动梁驱动结构与所述坯料夹紧结构位于所述挤压筒梁架结构的同一侧；

其中，所述挤压凸模梁架结构和所述挤压筒梁架结构滑动安装于所述机床框架上，所述凸模顶出结构的传动部件与所述挤压凸模梁架结构连接，所述后动梁驱动结构的传动部件与所述挤压筒梁架结构连接。

2.根据权利要求1所述的挤压机床，其特征在于，所述凸模顶出结构包括挤压液压缸，所述挤压液压缸的活塞杆与所述凸模梁架结构连接。

3.根据权利要求1所述的挤压机床，其特征在于，所述凸模梁架结构包括前动梁，挤压凸模，以及用于对所述挤压凸模进行轴向和径向固定的凸模夹紧组件。

4.根据权利要求3所述的挤压机床，其特征在于，所述凸模夹紧组件包括凸模前垫板、凸模夹块、凸模后垫板以及凸模套筒；所述凸模夹块位于所述凸模前垫板与所述凸模后垫板之间，所述凸模套筒套置于所述凸模前垫板靠近凸模夹块的一端及所述凸模夹块的外周。

5.根据权利要求4所述的挤压机床，其特征在于，所述凸模夹块包括两个夹块部，两个夹块部沿径向对接合拢以夹持于所述凸模杆体的外壁。

6.根据权利要求1所述的挤压机床，其特征在于，所述机床框架包括：

支座；

设置于所述支座两端且相对设置的前梁和后梁；以及

连接于所述前梁和所述后梁之间的第一张力柱和第二张力柱；

其中，所述第一张力柱上设置有分别与所述凸模梁架结构的一端和所述挤压筒梁架结构的一端连接的第一滑轨，所述第二张力柱上设置有分别与所述凸模梁架结构的另一端和所述挤压筒梁架结构的另一端连接的第二滑轨。

7.根据权利要求1所述的挤压机床，其特征在于，所述挤压筒梁架结构包括后动梁、法兰固定板、挤压筒以及轴套；所述后动梁滑动安装于所述机床框架上，所述法兰固定板将所述挤压筒抵装于所述后动梁的内腔中，所述挤压筒套置于所述轴套的外周上。

8.根据权利要求7所述的挤压机床，其特征在于，所述挤压筒具有锥形内腔，所述轴套为锥形轴套，其中，所述锥形轴套的外壁与所述挤压筒的锥形内腔相匹配。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的挤压机床，其特征在于，所述坯料夹紧结构包括：

液压筒；

盖合在所述液压筒两端的前端盖和后端盖；

设置于所述液压筒内部的活塞、夹块和坯料夹头；

所述夹块套装于所述坯料夹头的外侧；

所述活塞套装于所述夹块的外侧，所述活塞远离所述夹块的一端与所述液压筒的内壁接触。

10.根据权利要求9所述的挤压机床，其特征在于，所述夹块的外周壁上形成有若干贯通的剖沟。