[发明专利]一种锻造式六面顶液压机

说明书

一种锻造式六面顶液压机，包括上、下、前、后、左、右六个方位的铰链梁安装组件，铰链梁安装组件均包括铰链梁本体、活塞、导向套和后堵，且铰链梁本体的中部开设有用于安装活塞的缸体，缸体的底面设为平底结构并在其两侧设有过渡的锥形面；缸体的底面上还设有竖向设置的用于安装后堵的后堵安装孔，且后堵与后堵安装孔之间配设有后堵密封组件；装配时，导向套套设在活塞上并通过导向套密封组件进行密封。该锻造式六面顶液压机，通过对铰链梁安装组件的铰链梁本体、活塞、导向套和后堵等各部件进行结构改进，开发出新一代高性能超硬材料合成大型六面顶液压机，提升了我国超硬材料行业核心装备的技术水平。

技术领域

本发明属于超硬材料合成设备技术领域，特别涉及一种锻造式六面顶液压机。

背景技术

公知的，超硬材料适于用来制造加工其它材料的工具，尤其是在加工硬质材料方面，具有无可比拟的优越性，占有不可替代的重要地位，超硬材料是指硬度特别高的材料，可分为天然以及人造两种，人造超硬材料的合成，主要使用的设备是拉杆式或铰链式六面顶液压机，目前使用较多的是铰链式六面顶液压机，且铰链式六面顶液压机传统工艺往往采用铸造六面顶液压机。铰链式六面顶液压机通常有六个铰接在一起铰链梁，铰链梁内设有工作缸，工作缸内设有活塞，活塞的伸出端设有顶锤，铰链梁外设有通至工作缸内的后堵，该后堵与液压系统对应连通，即通过液压系统驱动活塞顶出移动，进而使活塞带动顶锤向中进行顶压作业。

传统铸造六面顶液压机存在以下4个方面的突出问题：①合成腔体尺寸太小，传统单晶超硬材料生产效率进一步提升严重受限，大尺寸高端超硬材料合成受到制约；②作为承压关键部件的铸造铰链梁因形状复杂，铸造缺陷难以避免而导致整机强度低、使用寿命短、服役过程中断裂事故频发；③传统铸造六面顶液压机加工精度较差，致使顶锤消耗大。而且随着生产工艺的变化，需要压机有更高性能时，铸造铰链梁的短板更加突出。

为提升铸造铰链梁的整体性能，一些科研工作者对铰链梁的铸造工艺进行了深入系统的研究，试图通过改变浇注系统、改善型腔设计、加大铸造铰链梁的壁厚等措施，降低铸造缺陷的发生率，但是铸造成品率还是达不到较为理想的水平。同时，即使得到了铸造合格的铰链梁，因铸件疲劳强度、韧性等固有力学性能差，在使用过程中易出现缸体掉底和“耳扇”断裂等事故。目前，国内部分厂商已经试验出950mm缸径的铸造压机，在缸径进一步加大时，铸造铰链梁已不满足其承载能力的需求。

锻造产品的机械性能一般优于铸造产品，锻造铰链梁具有重量轻、承载能力强、使用寿命长等优点，可以实现大腔体合成。由于零件形状复杂，锻造成形的难度较大，采用传统自由锻方式生产时存在锻造余量大、材料利用率低、加工量大、成本高等问题，随着缸体尺寸的增大，铰链梁锻造的难度进一步提升。

中国发明专利“一种六面顶压机铰链梁结构”(公开号：CN111530377A)公开了一种六面顶压机铰链梁结构，包括缸体，在装配时位于外侧的缸体面为缸体非连接面，位于内侧的缸体面为缸体连接面，在缸体连接面上设有两个单铰链耳片和两个双铰链耳片，单铰链耳片和双铰链耳片绕周向交替设置，且两个单铰链耳片的中心连线与两个双铰链耳片的中心连线相垂直，在单铰链耳片和双铰链耳片上设有位置相对应的连接销轴孔，两个双铰链耳片之间的尺寸与单铰链耳片的尺寸相匹配；整体上创造性地改进了沿用50余年的六面顶压机铰链梁结构，将现有缸体四周2×2、3×2共10片铰链耳片结构改变为1×2、2×2共6片结构形式；减少了铰链耳片数量、设计受力强度等效，单铰链耳片毛坯只留加工余量，双铰链耳片间距离间距较大。该发明侧重于六面顶压机缸体连接面的结构布设，对于内部的铰链梁、活塞以及导向套的结构并没有过多的涉及。