專利名稱：一種氣動壓力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于壓制、鉚接的金屬加工設(shè)備，尤其涉及的是一種 工作行程較短、用在鉚接裝配工序、以及金屬零件的沖壓、字符壓印等工 序的壓力機(jī)。
背景技術(shù)：
如圖l所示，現(xiàn)有技術(shù)中氣動壓力機(jī)包括由底座211、懸臂212以及 連接底座211和懸臂212的支架213構(gòu)成開口為"IT形的本體，本體通常是 金屬板材通過焊接或螺紋連接而成；所述底座211上設(shè)有導(dǎo)向桿221，限位 螺栓222，以及用于固定工件100的模具下模231;與模具下模231相對應(yīng) 的模具上模232，模具上模232通過模架233設(shè)置在導(dǎo)向桿221上，限位螺 栓222用于調(diào)整模具上模232的工作高度，設(shè)置在懸臂212上的氣缸240 與模架233相連接，氣缸240活塞桿運(yùn)動方向與導(dǎo)向桿221的導(dǎo)向方向一 致，導(dǎo)向桿221上設(shè)置壓縮彈簧223起到模架233復(fù)位的作用，這樣模架 233可沿導(dǎo)向桿221上下滑動。氣缸240伸出時，氣缸活塞桿推動模架233 沿著導(dǎo)向桿221的導(dǎo)向向下運(yùn)動，帶動模具上模232向下運(yùn)動，當(dāng)模架233 接觸到限位螺栓222上端后被阻擋限位，此時模具上模232剛好將放置在 模具下模231內(nèi)的工件IOO鉚接變形至要求的尺寸；氣缸240縮回時，在 導(dǎo)向桿221上的壓縮彈簧223的將模具上模232及模架233彈回初始位置。
這種氣動壓力機(jī)在工作狀態(tài)下(例如鉚接)，工件100受到氣缸240活 塞桿的壓力同時產(chǎn)生一個反作用力給氣缸240的活塞桿，因氣缸240固定 在懸臂212的上端，所以，本體產(chǎn)生如圖2所示的作用力F，該作用力F將引起本體的懸臂212產(chǎn)生正撓度，如圖3所示，該正撓度直接影響氣壓 機(jī)的加工精度，尤其使其難以適應(yīng)于精密要求高的工序。
另，因為氣缸的輸出力直接作為鉚接機(jī)工作時的工作壓力，在需要大 鉚接壓力的場合(例如鉚接工件的材料較厚時)，只能采用大缸徑的氣缸， 這樣一方面氣缸結(jié)構(gòu)尺寸龐大，占用空間，另一方面大缸徑的氣缸價格昂 貴，制造成本高，使用時壓縮空氣耗氣量也較大，增加使用成本。而且， 這種氣動壓力機(jī)的工作行程調(diào)整不方便，實際工作高度由設(shè)置在模具上的 限位桿來調(diào)整，調(diào)整精度差。
因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種氣動壓力機(jī)，該氣動壓力機(jī)能夠減小支架 的變形，提高壓力機(jī)的加工精度。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種氣動壓力機(jī)，其本體包括底座、懸臂以及連接底座和懸臂的支架；
所述底座用于固定工件，所述懸臂用于將導(dǎo)向裝置固定在工件的上方；該 導(dǎo)向裝置內(nèi)設(shè)有可沿其往復(fù)運(yùn)動的滑塊；所述滑塊由氣缸驅(qū)動；其中，所 述氣缸設(shè)置在所述支架上，所述氣缸的活塞桿與所述滑塊至少通過鉸接在 所述本體上的第 一連桿連接。
所述的氣動壓力機(jī)，其中，所述第一連桿與所述滑塊通過第二連桿鉸接。
所述的氣動壓力機(jī)，其中，所述第一連桿從鉸接部到與所述活塞桿的 鉸接端之距離為第 一支桿，所述第 一連桿從鉸接部到與所述第二連桿的鉸 接端之距離為第二支桿，所述第一支桿的長度大于所述第二支桿的長度。
所述的氣動壓力機(jī)，其中，在所述活塞桿位于最大行程時，其近乎垂 直于所述第一支桿；并且所述第二支桿與所述第二連桿近乎在一條直線上。所述的氣動壓力機(jī)，其中，在所述第一連桿的運(yùn)動軌跡上設(shè)有用于限 制所述氣缸的活塞桿繼續(xù)推出的行程調(diào)節(jié)裝置。
所述的氣動壓力機(jī)，其中，所述行程調(diào)節(jié)裝置包括i殳置在所述本體 上的螺栓，該螺栓位于所述第一支桿的上方。
所述的氣動壓力機(jī)，其中，所述行程調(diào)節(jié)裝置包括開設(shè)在所述第一 連桿上的弧形槽，以及^:置在所述本體上與該弧形槽相適配的凸柱。
所述的氣動壓力機(jī)，其中，所述滑塊和所述第二連桿通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連 接，該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括一與所述第二連桿鉸接的螺故接頭，其螺紋端與所述 滑塊螺紋連接。
所述的氣動壓力機(jī)，其中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在所述螺紋接 頭上的行程微調(diào)螺母和行程鎖緊螺母。
所述的氣動壓力機(jī)，其中，所述螺故接頭、行程微調(diào)螺母以及行程鎖 緊螺母采用雙頭細(xì)牙螺紋。
本發(fā)明所提供的氣動壓力機(jī)，通過第一連桿連接所述滑塊與所述氣缸， 將氣缸的安裝位置從懸臂上轉(zhuǎn)移到支架上，使得本體受工件的反作用力的 受力狀態(tài)從現(xiàn)有技術(shù)中的懸臂受彎曲應(yīng)力改變?yōu)橹Ъ苁芾鞈?yīng)力，由于金 屬材料的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)高于其抗彎強(qiáng)度，從而減小了本體的變形，提高了壓 力機(jī)的加工精度。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)中壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中支架受到工件反作用力時的受力示意圖； 圖3是現(xiàn)有技術(shù)中支架受到工件反作用力時變形的示意圖； 圖4是本發(fā)明中壓力機(jī)在氣缸活塞桿縮回時結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明中壓力機(jī)在氣缸活塞桿伸出時結(jié)構(gòu)的主視圖； 圖6是本發(fā)明中在氣缸活塞桿伸出時支架的受力示意圖；圖7是本發(fā)明中第一連桿的一種形式；
圖8是本發(fā)明中第一連桿的另一種形式；
圖9是本發(fā)明中第一連桿的又一種形式；
圖IO是本發(fā)明中壓力機(jī)的左視圖ll是本發(fā)明中壓力機(jī)的俯視圖12是本發(fā)明中壓力機(jī)的另一種實施方式。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖，將對本發(fā)明的各較佳實施例進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。
本實用新型的所述氣動壓力機(jī)主要是改進(jìn)了氣缸的結(jié)構(gòu)位置關(guān)系，使之 在對滑塊驅(qū)動進(jìn)行工件加工的同時，減少對支架和懸臂的反作用力變形，從 而可提高加工精度的控制。
作為本發(fā)明氣動壓力機(jī)的第一實施方式，其本體包括底座311、懸臂 312以及連接底座311和懸臂312的支架313，如圖4所示，支架313的方 式有多種，可以采用支桿結(jié)構(gòu)，也可采用具有外殼體的整體結(jié)構(gòu)；底座311 用于固定工件100，懸臂312用于將導(dǎo)向裝置320 (見圖11)固定在工件 100的上方，本實施方式中的導(dǎo)向裝置320采用燕尾槽導(dǎo)軌，該燕尾槽分為 燕尾槽導(dǎo)軌左鑲塊321和燕尾槽導(dǎo)軌右鑲塊322;導(dǎo)向裝置320內(nèi)設(shè)有可沿 其往復(fù)運(yùn)動的滑塊330;通過安裝耳軸341將用于驅(qū)動滑塊330的氣缸340 設(shè)置在支架313上，通過第一連桿350連接滑塊330與氣缸340的活塞桿， 第一連桿350鉸接在所述本體上，其靠近氣缸340的一端與氣缸桿鉸接， 也可以如圖4中所示，氣缸340的活塞桿通過連接件342與第二連桿360 鉸鏈連接；第一連桿350靠近滑塊330的一端可設(shè)置為凸輪形式或者設(shè)置 滾輪與滑塊330的上端相抵靠。
氣缸340的活塞桿推出，第一連桿350隨之繞銷軸353的旋轉(zhuǎn)，同時， 滑塊330在導(dǎo)向裝置320中急速向工件IOO壓下，完成加工，如圖5所示；此時，工件100對滑塊330產(chǎn)生的反作用力，特狹為沿安笨斗種341和鄰 軸353方向使本體受拉伸的拉應(yīng)力Fc，見圖6;因為金屬材料的抗拉強(qiáng)度 通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其抗彎強(qiáng)度，所以本體不易發(fā)生變形，這提高了氣壓機(jī)加工 的精度。此外，本體材料采用鑄鐵件，由于鑄鐵件具有非常高的結(jié)構(gòu)剛性， 因而工作時本體的變形近乎為零，所以能夠?qū)崿F(xiàn)極高的工作并奮度。
第二實施方式，在上述實施方式的基礎(chǔ)上做以下改進(jìn)所述第一連桿 350與所述滑塊330通過第二連桿360鉸接，見圖4。為了保證機(jī)構(gòu)在鉚接 工作時具有最大的輸出工作力和剛性，當(dāng)氣缸340驅(qū)動第一連桿350碰到 P艮位螺栓372時，第二連桿360與第一連桿350和滑塊330的鉸接處，以 及第一連桿350與本體的鉸接處應(yīng)該在一條直線上，以形成自鎖。此時， 工件100對滑塊330產(chǎn)生反作用力，才能轉(zhuǎn)換為圖6所示的沿安裝耳軸341 和銷軸353方向使支架313本體受拉伸的拉應(yīng)力Fc。而且根據(jù)力學(xué)原理， 在第二連桿360與第一連桿350的鉸接處與上述另兩處鉸接處的形成直線 的瞬間，經(jīng)第二連桿360傳遞給滑塊330的輸出壓力理論上是趨于無窮大 的，這利于實現(xiàn)行程小的鉚接工序。
在上述實施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行以下改進(jìn)第一連桿350從鉸接部(即 銷軸353)到與活塞桿的鉸接端4^巨離為第一支桿351,第一連桿350從鉸 接部到與第二連桿360的鉸接端之距離為第二支桿352，第一支桿351的長 度大于第二支桿352的長度。
此改進(jìn)4吏得第一連桿350成為一個能對氣缸340的輸出力進(jìn)行高倍數(shù) 放大的力學(xué)放大機(jī)構(gòu)，這樣只需要采用較小缸徑的氣缸340，就可以獲得較 大的工作壓力，當(dāng)需要大輸出壓力的場合，例如鉚接工序中的工件100較 厚，就可以避免使用大缸徑氣缸， 一方面節(jié)約了空間，另一方面節(jié)約了使' 用成本，因為大缸徑的氣缸價格昂貴、制造成本高，使用時壓縮空氣耗氣 量也爭支大。
上述的第一連桿350有多種實現(xiàn)方式，如圖7所示的三角盤、圖8所示的方盤、圖9所示的圓盤。
在上述實施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行以下改進(jìn)在第一連桿350的運(yùn)動軌跡 上設(shè)有行程調(diào)節(jié)裝置。在圖3、 7、 8中采用螺紋式調(diào)節(jié)方式，行程調(diào)節(jié)裝 置包括位于第一支桿351上方，在支架313頂部設(shè)置螺紋孔371,設(shè)置在 該螺紋孔371中的螺栓372,以及設(shè)置在螺栓372上的鎖緊螺母373，螺栓 372用于抵住第一支桿351限制氣缸340的活塞桿繼續(xù)推出，螺栓372可以 采用各種形式的螺栓，例如，開槽(十字槽、 一字槽)圓柱頭螺栓、內(nèi)六 角圓柱頭螺栓、緊定螺栓、六角頭螺栓等，此方式是可調(diào)節(jié)的；在圖9中 的一偏心輪形式中，所述行程調(diào)節(jié)裝置包括開設(shè)在偏心輪上的弧形槽374， 以及設(shè)置在本體上的穿過弧形槽374相適配的凸柱。進(jìn)一步的在偏心輪上 設(shè)置可調(diào)整的分度調(diào)整桿，以調(diào)整凸柱的抵靠位置來調(diào)整氣缸340的工作 行程。這樣，可以對氣缸340的工作行程、滑塊330的實際工作高度進(jìn)行 限位調(diào)整，而且調(diào)整方法簡單方便。行程調(diào)節(jié)裝置并不限于以上各形式， 還可以在本體上第一支桿351的運(yùn)動軌跡上設(shè)置限位擋塊。
為了進(jìn)一步提高對滑塊330行程的調(diào)節(jié)精度，滑塊330與第一連桿350 通過螺紋接頭381連接，螺玟接頭381上設(shè)有行程微調(diào)螺母382和行程鎖 緊螺母383，行程孩t調(diào)螺母382用于調(diào)節(jié)滑塊330位置，行程鎖緊螺母383 用于鎖緊該行程孩i調(diào)螺母382。螺紋接頭381采用雙頭細(xì)牙螺紋，這可以提 高行程微調(diào)螺母382的調(diào)整精度，保證對滑塊330的行程進(jìn)行高精度的調(diào) 整。本發(fā)明對滑塊330的工作行程采用兩級調(diào)整，通過行程調(diào)節(jié)裝置對滑 塊330工作時的高度位置的進(jìn)行初步調(diào)整；再根據(jù)試操作的結(jié)果，調(diào)節(jié)行 程微調(diào)螺母382后，將行程鎖緊螺母383鎖緊即可。上述調(diào)整必須在安裝 好模具并放入工件100的情況下進(jìn)行。
上述實施方式中的導(dǎo)向裝置320采用滑塊、燕尾槽導(dǎo)軌的形式，見圖 IO和圖11，其中的燕尾槽導(dǎo)軌分為燕尾槽導(dǎo)軌左鑲塊321和燕尾槽導(dǎo)軌右 鑲塊322。除這種燕尾槽導(dǎo)軌外，還可以釆用內(nèi)帶滾珠的標(biāo)準(zhǔn)滾珠直線導(dǎo)軌副(由第二滑塊323和導(dǎo)軌324組成)逬行直線導(dǎo)向，如圖12所示，即， 用標(biāo)準(zhǔn)滾珠直線導(dǎo)軌副的第二滑塊323代替燕尾槽導(dǎo)軌左鑲塊321、燕尾槽 導(dǎo)軌右鑲塊322，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠直線導(dǎo)軌副的第二滑決323用內(nèi)六角螺栓安裝 固定在支架313上，標(biāo)準(zhǔn)滾珠直線導(dǎo)軌副的導(dǎo)軌324用內(nèi)六角螺栓安裝固 定在滑塊330上，將滑塊330由燕尾截面改為簡單的矩形截面即可。氣缸 340既可以安裝在支架313上，也可以安裝在支架313后方的工作臺面上， 但都必須采用耳軸341安裝方式。此外，以上描述了當(dāng)連桿組是由兩根連 桿組成的情況，當(dāng)然，連桿組還可以由更多的連桿組成，例如，增加與第 一連桿350和第二連桿360相垂直的連桿將氣缸340設(shè)置在本體的其他側(cè) 面。
本體采用鑄鐵鑄造，具有剛性高、便于批量生產(chǎn)、成本低廉等特點(diǎn)。 當(dāng)采用簡單的半自動作業(yè)時，氣缸340還需要另外配置相應(yīng)的換向閥、壓 縮空氣膠管、啟動按鈕閥、急停按鈕閥等配件并連接成氣動回路；將上述 零件進(jìn)行裝配連接即可；將工件IOO人工放入模具內(nèi)，按下桌面的氣動按 鈕閥即可自動完成操作，然后人工或自動將已完成工序操作的零件卸下。 當(dāng)采用全自動化作業(yè)時，零件的上料、卸料都采用其它專門設(shè)計的機(jī)構(gòu)自 動完成，通過控制程序使上料、操作、卸料動作按規(guī)定的程序自動循環(huán)運(yùn) 行?；瑝K330安裝鉚接模具，則可以進(jìn)行金屬零件的鉚接操作；安裝沖壓 模具，則可以進(jìn)行金屬零件的沖壓操作；安裝壓印模具，則可以進(jìn)行金屬 零件的字符壓印操作。
本發(fā)明提供的氣動壓力機(jī)采用了全新的機(jī)械結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)高工作精度。由于采用了特殊設(shè)計的氣缸安裝支架，使機(jī)構(gòu)在工作 時支架所承受的工作應(yīng)力由現(xiàn)有技術(shù)的彎曲應(yīng)力改變?yōu)槔鞈?yīng)力，由于金、 屬材料的抗拉強(qiáng)度通常遠(yuǎn)大于其抗彎強(qiáng)度，而且本發(fā)明采用的支架材料為 鑄鐵件，具有非常高的結(jié)構(gòu)剛性，因而支架在工作時的變形近乎為零，所 以能夠?qū)崿F(xiàn)極高的工作精度，滿足高精度的鉚接要求。(2) 大輸出力。由于采用了力學(xué)放大機(jī)構(gòu)可對氣缸的輸出力進(jìn)行二次高 倍數(shù)放大，因此只需要采用較小直徑的氣缸，就可以獲得非常大的輸出工 作壓力(遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氣缸的輸出力)，滿足大輸出力的鉚接要求。
(3) 行程調(diào)整高精度而且調(diào)整方便。由于采用了特殊設(shè)計的二次調(diào)整機(jī) 構(gòu)分別進(jìn)行行程粗調(diào)和微調(diào)，不僅可以獲得極高的調(diào)整精度，而且其調(diào)整 方法簡單方便。
(4) 制造成本低廉。本實用新型氣動鉚接機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，零件加工容 易，極易批量生產(chǎn)，也不需要采用昂貴的大缸徑氣缸，因而使制造成本最 低廉。
(5) 使用成本低，維護(hù)簡單。由于采用了較小缸徑的氣缸，壓縮空氣耗 氣量小，因而使用成本低，基本免維護(hù)。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng) 屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種氣動壓力機(jī)，其本體包括底座、懸臂以及連接底座和懸臂的支架；所述底座用于固定工件，所述懸臂用于將導(dǎo)向裝置固定在工件的上方；該導(dǎo)向裝置內(nèi)設(shè)有可沿其往復(fù)運(yùn)動的滑塊；所述滑塊由氣缸驅(qū)動；其特征在于，所述氣缸設(shè)置在所述支架上，所述氣缸的活塞桿與所述滑塊至少通過鉸接在所述本體上的第一連桿連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動壓力機(jī)，其特征在于，所述第一連桿與 所述滑塊通過第二連桿鉸接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣動壓力機(jī)，其特征在于，所述第一連桿從 鉸接部到與所述活塞桿的鉸接端為第 一支桿，所述第一連桿從鉸接部到與 所述第二連桿的鉸^l妄端為第二支桿，所述第一支桿的長度大于所述第二支 桿的長度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣動壓力機(jī)，其特征在于，在所述活塞桿位 于最大行程時，其近乎垂直于所述第一支桿；并且所述第二支桿與所述第 二連桿近乎在一條直線上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣動壓力機(jī)，其特征在于，在所述第一連桿 的運(yùn)動軌跡上設(shè)有用于限制所述氣缸的活塞桿繼續(xù)推出的行程調(diào)節(jié)裝置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣動壓力機(jī)，其特征在于，所述行程調(diào)節(jié)裝 置包括設(shè)置在所述本體上的螺栓，該螺栓位于所述第一支桿的上方。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣動壓力機(jī)，其特征在于，所述行程調(diào)節(jié)裝 置包括開設(shè)在所述笫一連桿上的弧形槽，以及設(shè)置在所述本體上與該弧 形槽相適配的凸柱。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣動壓力機(jī)，其特征在于，所述滑塊和所述 第二連桿通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接，該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括一與所述第二連桿鉸接的螺 紋接頭，其螺紋端與所述滑塊螺紋連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣動鉚接機(jī)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還 包括設(shè)置在所述螺紋接頭上的行程微調(diào)螺母和行程鎖緊螺母。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣動壓力機(jī)，其特征在于，所述螺紋接頭、 行程」微調(diào)螺母以及4亍程鎖緊螺母采用雙頭細(xì)牙螺紋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣動壓力機(jī)，其本體包括底座、懸臂以及連接底座和懸臂的支架；所述底座用于固定工件，所述懸臂用于將導(dǎo)向裝置固定在工件的上方；該導(dǎo)向裝置內(nèi)設(shè)有可沿其往復(fù)運(yùn)動的滑塊；所述滑塊由氣缸驅(qū)動；其中，所述氣缸設(shè)置在所述支架上，所述氣缸的活塞桿與所述滑塊至少通過鉸接在所述本體上的第一連桿連接。本發(fā)明減小了壓力機(jī)本體的變形，提高了壓力機(jī)的加工精度。
文檔編號B30B1/38GK101301796SQ20081006792
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月16日
發(fā)明者朱方來, 李紹炎, 熊偉棠 申請人:深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院