CN116441982A - 一种增力打刀缸 - Google Patents

Abstract

本专利申请公开了一种增力打刀缸，包括气缸、油缸和中间法兰，气缸和油缸通过中间法兰连接，中间法兰设有第一通孔，气缸活塞杆穿过第一通孔挤压液体推动油缸活塞杆，油缸活塞杆内端，设有第一密封圈和导向环；中间法兰与油缸连接的一面设有环形定位槽和第一延伸凸起，油缸缸筒端部位于环形定位槽内，第一延伸凸起伸入油缸缸筒内；第一延伸凸起设有第二密封圈。本发明具有以下优点：1.导向环与油缸缸筒的内壁贴合，在油缸活塞杆做往复运动时，导向环对油缸活塞杆起到限位作用，避免了油缸活塞杆与油缸缸筒内壁发生磨损；2.油缸缸筒与中间法兰连接后，环形定位槽对油缸缸筒起到限位作用，增加了油缸缸筒与中间法兰的连接稳定性。

Description

一种增力打刀缸

技术领域

本发明涉及流体压力执行机构领域，具体涉及一种增力打刀缸。

背景技术

在加工中心机床、数控铣床刀具自动或半自动交换机构等装置中需要使用打刀缸作为运动执行部件。打刀缸的下部为油缸，上部为气缸，在气缸内通入压缩空气使气缸产生推力，从而推动油缸活塞杆，使气缸的推力转化为数倍于其的油缸推力，起到将低成本的较低气压转为高油压力的作用。

打刀缸包括中间法兰、气缸活塞杆和油缸活塞杆等结构，中间法兰上设有通孔，气缸活塞杆穿过通孔推动油缸活塞杆，油缸活塞杆的一端伸出油缸外输出推力。但现有的打刀缸仍存在不足之处：1.油缸活塞杆的外端受力有偏时，油缸活塞杆内端会发生偏移，油缸活塞杆在这一情况做往复运动的过程中，油缸活塞会在一点受到挤压导致发生较大的磨损，从而减少活塞的使用寿命；2.气缸和油缸通过中间法兰连接，油缸与中间法兰之间形成容纳液体的液腔，在夏季等环境温度比较高的情况下，液腔内的压力和温度都比较高，现有打刀缸用于液腔密封的密封结构在这一使用环境下寿命比较短。

发明内容

为了克服现有技术油缸活塞容易发生较大磨损和密封结构寿命短的不足，本发明的目的在于提供一种增力打刀缸，解决上述问题。

本发明所采用的技术方案如下：一种增力打刀缸，包括气缸、油缸、中间法兰、气缸活塞杆和油缸活塞杆，所述气缸和油缸通过中间法兰连接，所述中间法兰设有第一通孔，所述气缸活塞杆穿过第一通孔挤压液体推动油缸活塞杆，所述油缸活塞杆的一端伸出油缸外，

所述油缸活塞杆内端自端面向后的外表面周向依次设有第一安装槽和导向安装槽，所述第一安装槽内设有第一密封圈，所述导向安装槽内设有导向环，所述导向环的耐磨性大于第一密封圈的耐磨性；

所述中间法兰与油缸连接的一面设有环形定位槽和环形的第一延伸凸起，所述中间法兰和油缸连接后，所述油缸缸筒的端部位于环形定位槽内，所述第一延伸凸起伸入油缸缸筒内，且第一延伸凸起的外壁与油缸缸筒内壁贴合；

所述第一延伸凸起的外壁设有第二安装槽，所述第二安装槽内设有第二密封圈。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：1.在导向安装槽内安装耐磨性高的导向环，导向环与油缸缸筒的内壁贴合，在油缸活塞杆内端发生偏移时，位于油缸活塞杆内端的导向环起到承受因偏移导致的挤压的作用，对油缸活塞杆内端起到径向的限位作用，避免了油缸活塞杆内端偏移而导致油缸活塞发生较大磨损；2.环形定位槽在油缸缸筒与中间法兰连接时起到定位作用，在连接后对油缸缸筒起到限位作用，增加了油缸缸筒与中间法兰的连接稳定性；3.设置第一延伸凸起增加了油缸缸筒与中间法兰之间连接的长度，且在第一延伸凸起上能设置更大宽度和深度的第二安装槽，便于安装密封性能更好的第二密封圈，能够有效提高了这一处的密封性能，另外，在第一安装槽内安装第一密封圈，起到阻挡液体从油缸缸筒与油缸活塞杆之间泄漏的作用。

作为本发明优选的实施方式，所述导向环与油缸缸筒内壁的配合间隙在2-6丝范围内。

有益效果：本方案中，导向环与油缸缸筒内壁的配合间隙在2-6丝范围内，这一间隙范围避免导向环持续与油缸缸筒内壁贴合导致发生磨损，同时有利于导向环在油缸活塞杆发生偏移时贴合油缸缸筒内壁，承受挤压压力。

作为本发明优选的实施方式，所述油缸还包括行程调节组件，所述行程调节组件包括相配合的微动开关和运动结构,所述油缸缸筒设有调节开口，所述运动结构的一端穿过调节开口，并固定于油缸活塞杆的一侧。

有益效果：本方案中，设置调节开口便于运动结构直接与油缸活塞杆直接连接，并且这一连接方式使运动结构随油缸活塞杆做竖向运动，当运动结构运动至预设位置时，会与微动开关配合触发，起到控制油缸活塞杆改变运动方向的作用，辅助控制打刀缸推力的输出行程。

作为本发明优选的实施方式，所述微动开关为两个，且两个微动开关的一侧均设有凸起的按销，其中一个微动开关设置于油缸端盖上，另一个微动开关设置于中间法兰上，两个微动开关分别位于运动结构的两侧，两个按销分别朝向运动结构。

有益效果：本方案中，运动结构随油缸活塞杆做往复运动，在运动结构的两侧分别设置两个微动开关，便可在油缸活塞杆的两端控制油缸活塞杆运动行程，使得打刀缸的推力输出行程能符合更多产品的加工需求，另外突出的按销便于与运动结构对应后设置微动开关或运动结构，并形成配合。

作为本发明优选的实施方式，所述运动结构包括连接片和定位螺栓，所述连接片的一端固定于油缸活塞杆的一侧，所述定位螺栓为两个，所述连接片的另一端设有两个第二通孔，两个定位螺栓分别穿过两个第二通孔，在连接片的一侧连接有螺母，所述两个定位螺栓的螺帽顶面分别与两个微动开关的按销对应配合。

有益效果：本方案中，定位螺栓穿过第二通孔和螺母，拧转定位螺栓使其螺帽与连接片所成高度改变，便可完成调节操作，另外，在通过调节组件调节打刀缸的预设行程时，可分别拧转两个定位螺栓，独立地调节油缸活塞杆在两侧的运动行程。

作为本发明优选的实施方式，所述气缸顶部端盖的内侧设有缓冲安装槽，所述缓冲安装槽内安装有缓冲垫。

有益效果：本方案中，当气缸活塞杆向下运动时，先与缓冲垫接触，缓冲垫能减小气缸活塞杆与气缸端盖的冲击，延长二者的使用寿命并提高气缸活塞杆运动的稳定性。

作为本发明优选的实施方式，所述油缸缸筒的端面内侧设有内圆角，所述油缸端盖与油缸缸筒端面连接的平面设有第二延伸凸起，所述油缸端盖与油缸缸筒连接后，所述油缸缸筒的内壁与第二延伸凸起的外壁贴合，内圆角同时与油缸端盖的平面以及第二延伸凸起的外壁形成第三安装槽，所述第三安装槽内设有第三密封圈。

有益效果：本方案中，内圆角同时与油缸端盖以及第二延伸凸起形成第三安装槽，用于安装第三密封圈起到密封的效果，而且内圆角加工时无需换刀，无需测量加工的具体位置，降低了加工难度以及加工成本。

作为本发明优选的实施方式，所述中间法兰的一侧设有进油口，所述进油口位于第一通孔竖向的中部，所述第一通孔在进油口的下部设有第四密封圈，进油口的上部设有第五密封圈，所述第四密封圈和第五密封圈均与气缸活塞杆配合。

有益效果：本方案中，液体从进油口进入，并通过第一通孔进入油缸，气缸活塞杆始终有一部分位于第一通孔内，且气缸活塞杆与第五密封圈贴合起到阻挡液体向气缸泄漏的作用，而第四密封圈在气缸活塞杆越过其位置时，防止气缸活塞杆挤压导致位于液腔内的液体向第一通孔泄漏，保证气缸活塞杆进入液腔内的体积有效转化为液体压力。

作为本发明优选的实施方式，所述第一密封圈、第二密封圈、第四密封圈和第五密封圈均为U型圈。

有益效果：在使用过程中发现，夏天时，打刀缸内部工作环境的温度会达到100度上下，并且油缸与中间法兰之间的液腔压力比较高，第一密封圈、第二密封圈、第四密封圈和第五密封圈均用于阻挡液腔内的液体泄漏，而U型圈在高温高压的工作环境中能够保持更长时间的使用有效性，从而减少打刀缸维护的次数和成本。

作为本发明优选的实施方式，所述油缸活塞杆设有配合气缸活塞杆伸入的轴向孔。

有益效果：本方案中，轴向孔起到便于气缸活塞杆在液腔内运动的作用，避免气缸活塞杆直接挤压油缸活塞杆影响打刀缸输出的稳定性。

附图说明

图1是本发明增力打刀缸实施例的整体结构示意图；

图2是图1沿A-A线的剖面示意图；

图3是图2的A位置的局部示意图；

图4是图2的B位置的局部示意图；

图5是图1另一视角的结构示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中具体叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”、“顶部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

说明书附图中的附图标记包括：油缸1、油缸端盖101、第二延伸凸起1011、油缸活塞杆102、第一密封圈1021、导向环1022、轴向孔1023、油缸缸筒103、微动开关104、按销1041、运动结构105、连接片1051、定位螺栓1052、螺母1053、中间法兰2、第一通孔201、进油口2011、第四密封圈2012、第五密封圈2013、第一延伸凸起202、第二密封圈2021、环形定位槽203、气缸3、气缸活塞杆301、第三密封圈4。

实施例

实施例基本如附图1所示：一种增力打刀缸，包括气缸3、油缸1、中间法兰2、气缸活塞杆301和油缸活塞杆102，气缸3与中间法兰2的顶面连接，油缸1与中间法兰2的底面连接，中间法兰2设有第一通孔201，在气缸3顶部设有第一气体进口，在底部设有第二气体进口，第一气体进口用于推动气缸活塞杆301向下运动，而第二气体进口用于推动气缸活塞杆301向下运动，在气缸活塞杆301做往复运动时，其下端会穿过第一通孔201进入液腔，使液腔内的液压增大推动油缸活塞杆102向外输出推力，油缸活塞杆102的另一端伸出油缸1外，另外在油缸活塞杆102上设有轴向孔1023，油缸活塞杆102设有配合气缸活塞杆301伸入的轴向孔1023，气缸活塞杆进入液腔后，下端可伸入轴向孔内；在气缸3顶部端盖的内侧设有缓冲安装槽，在缓冲安装槽内安装有缓冲垫，缓冲垫的高度高于缓冲安装槽的侧壁高度，缓冲垫受到气缸活塞杆压迫后产生形变，从而发挥缓冲的作用。

在油缸活塞杆102位于油缸缸筒103内的一端，自端面向后的外表面周向依次设有第一安装槽和导向安装槽，第一安装槽内设有第一密封圈1021，导向安装槽内设有导向环1022，导向环1022的耐磨性大于第一密封圈1021的耐磨性，在本实施例中，导向环1022为耐磨性比较高的HNBR氢化丁腈橡胶等材质的U型圈，且导向环1022与缸筒内壁的配合间隙为2-6丝范围内，较小的配合间隙有利于导向环1022起到导向和限位作用，第一安装槽的宽度小于导向安装槽的宽度，有利于导向安装槽安装宽度较大的导向环1022，使导向环1022工作时能在较大范围分散摩擦，减少磨损，延长使用寿命。

在油缸缸筒103的端面内侧设有内圆角，油缸端盖101与油缸缸筒103端面连接的平面设有第二延伸凸起1011，油缸端盖101与油缸缸筒103连接后，油缸缸筒103的内壁与第二延伸凸起1011的外壁贴合，内圆角同时与油缸端盖101的平面以及第二延伸凸起1011的外壁形成第三安装槽，第三安装槽内设有第三密封圈4，本实施例中，第三密封圈4为与第三安装槽的截面形状对应的O型圈，O型圈会与内圆角弧面有较大的贴合，有利于提高密封性能，在另一些实施例中，第三密封圈4可以是同样具有弧面的U型圈，另一方面内圆角也可以替换为倒角，第三密封圈4可以是与倒角形成的第三安装槽截面形状对应的其他类型。

油缸1还包括行程调节组件，行程调节组件包括相配合的微动开关104和运动结构105,在油缸缸筒103一侧设有调节开口，调节开口连通油缸缸筒103的内外。

运动结构105包括连接片1051和定位螺栓1052，连接片1051呈L形，油缸活塞杆102的一侧设有切削形成的连接面，连接面为平面，连接片1051的一侧穿过调节开口，在与连接面贴合后固定于连接面上，定位螺栓1052为两个，连接片1051L形的另一侧在端部设有两个第二通孔，两个定位螺栓1052分别穿过两个第二通孔，在连接片1051的一侧连接有螺母1053，调节开口在竖向具有一定的长度，有利于运动结构105随油缸活塞杆102在调节开口的长度范围内做竖向运动，本实施例优选的实施方式是，第二通孔为螺孔，定位螺栓1052通过螺孔与连接片1051连接，螺母1053独立地与定位螺栓1052连接，起到增加定位螺栓1052在设置好行程后与连接片1051的连接稳定性的作用，在另一些实施例中，第二通孔不设内螺纹，且连接片1051的两侧均设有螺母1053，其中一个螺母1053与连接片1051焊接，使用时定位螺栓1052同时与两个螺母1053连接，其中与连接片脱离的螺母1053能增加定位螺栓1052与连接片1051的连接稳定性。顶

微动开关104为两个，且两个微动开关104的一侧均设有凸起的按销1041，其中一个微动开关104设置于油缸端盖101上，另一个微动开关104设置于中间法兰2上，两个微动开关104分别位于运动结构105的两侧，并且两个微动开关104的按销1041分别朝向运动结构105，两个定位螺栓1052的螺帽顶面分别与两个微动开关104的按销1041对应配合。

中间法兰2与油缸1连接的一面设有环形定位槽203和环形的第一延伸凸起202，中间法兰2和油缸1连接后，油缸缸筒103的端部位于环形定位槽203内，第一延伸凸起202伸入油缸缸筒103内，且第一延伸凸起202的外壁与油缸缸筒103内壁贴合，在中间法兰2的一侧设有进油口2011，且进油口2011位于第一通孔201竖向的中部，第一通孔201在进油口2011的下部设有第四密封圈2012，在进油口2011的上部设有第五密封圈2013。

在本实施例中，上述的第一密封圈1021、第二密封圈2021、第四密封圈2012和第五密封圈2013均为U型圈。

具体实施过程

本发明的一种增力打刀缸在使用前，可分别拧转两个定位螺栓1052，预先设置好增力打刀缸的推力输出行程；在使用时，通过气缸3顶部的气体进口充入压缩气体，令压缩气体推动气缸活塞杆301向下运动，气缸活塞杆301向下运动的过程中，在穿过第一通孔201后插入油缸活塞杆102的轴向孔1023内，然后挤压液体推动油缸活塞杆102同样向下运动；油缸活塞杆102伸出油缸1外的一端受力有偏时，导向环1022会在油缸活塞杆102做往复运动的过程中与油缸缸筒103的内壁贴合，对油缸活塞杆102起到导向和限位作用；另一方面，定位螺栓1052跟随油缸活塞杆102做竖向运动，其中一个定位螺栓1052会在油缸活塞杆102向下运动时与设置于油缸端盖101的微动开关104碰触配合，微动开关起到触发控制油缸活塞杆102改变运动方向的作用，同样地，另一个定位螺栓1052在油缸活塞杆102向下运动时与设置于中间法兰2的微动开关104碰触配合。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种增力打刀缸，包括气缸、油缸、中间法兰、气缸活塞杆和油缸活塞杆，所述气缸和油缸通过中间法兰连接，所述中间法兰设有第一通孔，所述气缸活塞杆穿过第一通孔挤压液体推动油缸活塞杆，所述油缸活塞杆的一端伸出油缸外，其特征在于：

所述油缸活塞杆内端自端面向后的外表面周向依次设有第一安装槽和导向安装槽，所述第一安装槽内设有第一密封圈，所述导向安装槽内设有导向环，所述导向环的耐磨性大于第一密封圈的耐磨性；

所述中间法兰与油缸连接的一面设有环形定位槽和环形的第一延伸凸起，所述中间法兰和油缸连接后，所述油缸缸筒的端部位于环形定位槽内，所述第一延伸凸起伸入油缸缸筒内，且第一延伸凸起的外壁与油缸缸筒内壁贴合；

所述第一延伸凸起的外壁设有第二安装槽，所述第二安装槽内设有第二密封圈。

2.根据权利要求1所述的增力打刀缸，其特征在于：所述导向环与油缸缸筒内壁的配合间隙在2-6丝范围内。

3.根据权利要求1所述的增力打刀缸，其特征在于：所述油缸还包括行程调节组件，所述行程调节组件包括相配合的微动开关和运动结构,所述油缸缸筒设有调节开口，所述运动结构的一端穿过调节开口，并固定于油缸活塞杆的一侧。

4.根据权利要求3所述的增力打刀缸，其特征在于：所述微动开关为两个，且两个微动开关的一侧均设有凸起的按销，其中一个微动开关设置于油缸端盖上，另一个微动开关设置于中间法兰上，两个微动开关分别位于运动结构的两侧，两个按销分别朝向运动结构。

5.根据权利要求4所述的增力打刀缸，其特征在于：所述运动结构包括连接片和定位螺栓，所述连接片的一端固定于油缸活塞杆的一侧，所述定位螺栓为两个，所述连接片的另一端设有两个第二通孔，两个定位螺栓分别穿过两个第二通孔，在连接片的一侧连接有螺母，所述两个定位螺栓的螺帽顶面分别与两个微动开关的按销对应配合。

6.根据权利要求1所述的增力打刀缸，其特征在于：所述气缸顶部端盖的内侧设有缓冲安装槽，所述缓冲安装槽内安装有缓冲垫。

7.根据权利要求1所述的增力打刀缸，其特征在于：所述油缸缸筒的端面内侧设有内圆角，所述油缸端盖与油缸缸筒端面连接的平面设有第二延伸凸起，所述油缸端盖与油缸缸筒连接后，所述油缸缸筒的内壁与第二延伸凸起的外壁贴合，内圆角同时与油缸端盖的平面以及第二延伸凸起的外壁形成第三安装槽，所述第三安装槽内设有第三密封圈。

8.根据权利要求7所述的增力打刀缸，其特征在于：所述中间法兰的一侧设有进油口，所述进油口位于第一通孔竖向的中部，所述第一通孔在进油口的下部设有第四密封圈，进油口的上部设有第五密封圈，所述第四密封圈和第五密封圈均与气缸活塞杆配合。

9.根据权利要求8所述的增力打刀缸，其特征在于：所述第一密封圈、第二密封圈、第四密封圈和第五密封圈均为U型圈。

10.根据权利要求1所述的增力打刀缸，其特征在于：所述油缸活塞杆设有配合气缸活塞杆伸入的轴向孔。