專利名稱：無(wú)導(dǎo)軌高速精密壓力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型的無(wú)導(dǎo)軌高速精密壓力機(jī)，用于金屬或非金屬的高速?zèng)_壓加工領(lǐng)域，是一種多連桿高速精密壓力機(jī)。
背景技術(shù)：
高速精密數(shù)控壓力機(jī)集機(jī)床制造技術(shù)、高速精密沖壓工藝與模具技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、可靠性技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)為一體，可完成自動(dòng)送料與板料高效率精密加工的機(jī)械壓力機(jī)，它具備自動(dòng)、高速、精密三個(gè)基本要素，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、發(fā)電設(shè)備、信息、家電等聞科技領(lǐng)域。高速精密壓力機(jī)的動(dòng)平衡主要有如下四種方式(1.趙升噸，張學(xué)來(lái)，高長(zhǎng)宇，等.高速壓力機(jī)慣性力平衡裝置及其特性研究(一)[J].鍛壓設(shè)備與制造技術(shù)，2005,40(4) :14-20)(—)在曲軸偏心的相反方向設(shè)置偏心平衡塊,該偏心平衡塊主要用來(lái)平衡曲柄連桿滑塊部件所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力。(二)反向配置的副滑塊平衡式，這種平衡方式是在與主滑塊對(duì)稱的180°位置上布置一個(gè)平衡副滑塊以及曲柄連桿零件，以抵消主滑塊所產(chǎn)生的慣性力。(三)多連桿配重平衡機(jī)構(gòu)式，這種平衡方式是設(shè)計(jì)特殊的滑塊驅(qū)動(dòng)裝置，一般是多連桿裝置，其中一些桿的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)和滑塊的動(dòng)趨勢(shì)相反，只要合理的配置這些桿的質(zhì)量，就可以起到平衡慣性力的作用。(四)平衡擺塊式，這種平衡方式采用了平衡杠桿方式，杠桿的一端接在高速壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的鉸接點(diǎn)上，杠桿的另一端接固定一個(gè)一定重量的平衡擺塊，杠桿的支點(diǎn)固定在機(jī)身上。上述的平衡結(jié)構(gòu)方案是現(xiàn)階段常見的動(dòng)平衡方法，但有一個(gè)共同特點(diǎn)滑塊的運(yùn)動(dòng)需要靠導(dǎo)軌來(lái)約束才能實(shí)現(xiàn)滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，抗偏載能力不強(qiáng)。而為了能夠達(dá)到更高的轉(zhuǎn)速和精度，必須要提高壓力機(jī)的抗偏載能力，對(duì)導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度和剛度要求很高。壓力機(jī)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)是壓力機(jī)的滑塊體兩側(cè)與相應(yīng)機(jī)身部位構(gòu)成滑動(dòng)配合的結(jié)構(gòu)，目前國(guó)內(nèi)壓力機(jī)的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)一般分為鑄鐵滑塊式、鑲銅滑動(dòng)式和滾針滾動(dòng)式。鑄鐵滑動(dòng)式和鑲銅滑動(dòng)式和滾針滾動(dòng)式。鑄鐵滑動(dòng)式和鑲銅滑動(dòng)式的導(dǎo)軌間隙大、易磨損、精度誤差大；滾針滾動(dòng)式導(dǎo)軌的保持架是開放式，不適合大行程壓力機(jī)，且可靠性差，精度調(diào)整及維修不方便。采用以上導(dǎo)軌形式的壓力機(jī)對(duì)于一些加工精度要求高的零件就很難滿足使用要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于設(shè)計(jì)一種無(wú)需導(dǎo)軌的高速精密壓力機(jī)，在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)無(wú)需導(dǎo)軌便能實(shí)現(xiàn)沖壓滑塊的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即壓力機(jī)水平方向上的受力為零，慣性力得到很好的平衡，使得壓力機(jī)的轉(zhuǎn)速和精度得到大幅度提高，抗偏載能力增強(qiáng)。一種無(wú)需導(dǎo)軌的高速精密壓力機(jī)，應(yīng)用于金屬或非金屬材料沖壓加工，其特征為包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、曲柄、主連桿、等腰三角擺動(dòng)塊；其中曲柄的第一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相聯(lián)，曲柄的第二端與主連桿的第一端鉸接，主連桿的第二端與等腰三角擺動(dòng)塊的頂角鉸接；還包括左多連桿支鏈、右多連桿支鏈、沖壓滑塊；其中左多連桿支鏈和右多連桿支鏈結(jié)構(gòu)完全相同，均由上擺桿、第一長(zhǎng)桿、第二長(zhǎng)桿、搖桿、四根完全相同的短桿、下擺桿、第一固定鉸支座、第二固定鉸支座組成；上述四根短桿依次鉸接，鉸接點(diǎn)按順時(shí)針順序依次稱為第一鉸接點(diǎn)、第二鉸接點(diǎn)、第三鉸接點(diǎn)、第四鉸接點(diǎn)；上述上擺桿的第二端鉸接于第一鉸接點(diǎn)，第一長(zhǎng)桿的第一端鉸接于第一鉸接點(diǎn)，第二長(zhǎng)桿的第一端鉸接于第三鉸接點(diǎn)，第一長(zhǎng)桿的第二端和第二長(zhǎng)桿的第二端共同鉸接于第二固定鉸支座，搖桿的第一端鉸接于第二鉸接點(diǎn)，搖桿的第二端鉸接于第一固定鉸支座，下擺桿的第一端鉸接于第四鉸接點(diǎn)；其中多連桿支鏈除去上擺桿和下擺桿的部分稱為Peaucellier機(jī)構(gòu)。上述左多連桿支鏈中的上擺桿的第一端與等腰三角擺動(dòng)塊左底角鉸接，左多連桿支鏈中的下擺桿的第二端與沖壓滑塊的左端鉸接；上述右多連桿支鏈中的上擺桿的第一端與等腰三角擺動(dòng)塊右底角鉸接，右多連桿支鏈中的下擺桿的第二端與沖壓滑塊的右端鉸接；左多連桿支鏈和右多連桿支鏈的第一固定鉸支座、第二固定鉸支座共四個(gè)固定鉸支座位于同一直線上，該直線與水平線平行；曲柄的第一端位于上述直線的中垂線上；上述第一固定鉸支座和第二固定鉸支座的距離與搖桿的長(zhǎng)度相
坐寸ο曲柄通過(guò)主連桿帶動(dòng)三角擺動(dòng)塊運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)兩個(gè)多連桿支鏈作小幅擺動(dòng)，最終多連桿支鏈通過(guò)下擺桿帶動(dòng)沖壓滑塊上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，工件放置于沖壓滑塊下方，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬或非金屬材料工件的沖壓。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于(1)采用多連桿支鏈可以實(shí)現(xiàn)沖壓滑塊無(wú)導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)，因此能保證沖壓滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滑塊始終保持水平，不會(huì)產(chǎn)生傾覆。水平方向受力為零，大大提高了壓力機(jī)的抗偏載能力。而且沒有導(dǎo)軌，就不會(huì)存在沖壓滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦，減小了由摩擦引起的熱量，提高了壓力機(jī)的下死點(diǎn)精度。(2)通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)下擺桿長(zhǎng)度，可以調(diào)節(jié)沖壓滑塊的行程和裝模高度。

圖1為本實(shí)用新型高速精密壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖2為任意時(shí)刻Peaucellier機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖中標(biāo)號(hào)名稱1、曲柄，2、主連桿，3、等腰三角擺動(dòng)塊，4、上擺桿，5、短桿，6、搖桿，7-1、第一長(zhǎng)桿，7-2、第二長(zhǎng)桿，8、下擺桿，9、沖壓滑塊，10、第一固定鉸支座，11、第二固定鉸支座。
具體實(shí)施方案本實(shí)用新型采用一種多連桿支鏈的結(jié)構(gòu)使得壓力機(jī)水平方向的慣性力減小為零。在沖壓滑塊上方配置了兩個(gè)多連桿支鏈，由于該結(jié)構(gòu)的特殊性，滑塊不需要導(dǎo)軌便能實(shí)現(xiàn)直線的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得水平方向上的慣性力為零。結(jié)合圖1，工作時(shí)，曲柄I在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為壓力機(jī)提供動(dòng)能。在曲柄I的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作用下通過(guò)一系列傳動(dòng)帶動(dòng)沖壓滑塊9進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。曲柄I與沖壓滑塊9的運(yùn)動(dòng)傳遞經(jīng)過(guò)曲柄I通過(guò)主連桿2與三角擺動(dòng)塊3相連，主連桿2帶動(dòng)三角擺動(dòng)塊3運(yùn)動(dòng)，從而通過(guò)兩個(gè)上上擺桿4帶動(dòng)兩個(gè)Peaucellier機(jī)構(gòu)作小幅擺動(dòng),最終兩個(gè)Peaucellier機(jī)構(gòu)通過(guò)兩個(gè)下擺桿8帶動(dòng)沖壓滑塊9上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。最后，工件放置于沖壓滑塊9下方，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬或非金屬材料工件的沖壓。保證兩個(gè)固定鉸支座10和11其連線與水平方向平行。為了實(shí)現(xiàn)沖壓滑塊9無(wú)導(dǎo)軌直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在曲軸I與沖壓滑塊9之間添加了一個(gè)Peaucellier機(jī)構(gòu)，Peaucellier機(jī)構(gòu)由四根短桿5、一根搖桿6、兩根長(zhǎng)桿7組成，當(dāng)滿足四根短桿5的長(zhǎng)度相等，搖桿6的長(zhǎng)度等于時(shí)候，就能實(shí)現(xiàn)沖壓滑塊9無(wú)導(dǎo)軌直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得壓力機(jī)水平方向慣性力為零。Peaucellier機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)直線運(yùn)動(dòng)的證明如下圖2為任意時(shí)刻Peaucellier機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。其中QC為搖桿6, Q與O分別為固定鉸支座10和11。A、B、C、P分別為菱形的四個(gè)端點(diǎn)，D為菱形的中心。OQ為一水平線。過(guò)菱形左端點(diǎn)作一豎直直線PM，延長(zhǎng)OQ與PM相交于M。以Q為圓心，QR為半徑作圓，與OM相交于點(diǎn)R，由于QC=Q0，C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡必定在圓上。由于OC丄AB并且PC丄AB，則O、C、P三點(diǎn)在同一直線上。三角型OCR與OMP相似，得OC : OR = OM : OP變換得
權(quán)利要求1.一種無(wú)導(dǎo)軌高速精密壓力機(jī)，應(yīng)用于金屬或非金屬材料沖壓加工，其特征為包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、曲柄(I)、主連桿(2)、等腰三角擺動(dòng)塊(3);其中曲柄(I)的第一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相聯(lián)，曲柄的第二端與主連桿的第一端鉸接，主連桿的第二端與等腰三角擺動(dòng)塊(3)的頂角鉸接； 還包括左多連桿支鏈、右多連桿支鏈、沖壓滑塊(9)； 其中左多連桿支鏈和右多連桿支鏈結(jié)構(gòu)完全相同，均由上擺桿(4)、第一長(zhǎng)桿(7-1)、第二長(zhǎng)桿(7-2)、搖桿(6)、四根完全相同的短桿(5)、下擺桿(8)、第一固定鉸支座(10)、第二固定鉸支座(11)組成；上述四根短桿(5)依次鉸接，鉸接點(diǎn)按順時(shí)針順序依次稱為第一鉸接點(diǎn)、第二鉸接點(diǎn)、第三鉸接點(diǎn)、第四鉸接點(diǎn)；上述上擺桿(4)的第二端鉸接于第一鉸接點(diǎn)，第一長(zhǎng)桿(7-1)的第一端鉸接于第一鉸接點(diǎn)，第二長(zhǎng)桿(7-2)的第一端鉸接于第三鉸接點(diǎn)，第一長(zhǎng)桿(7-1)的第二端和第二長(zhǎng)桿(7-2 )的第二端共同鉸接于第二固定鉸支座(11)，搖桿(6)的第一端鉸接于第二鉸接點(diǎn)，搖桿(6)的第二端鉸接于第一固定鉸支座(10)，下擺桿(8)的第一端鉸接于第四鉸接點(diǎn)； 上述左多連桿支鏈中的上擺桿(4)的第一端與等腰三角擺動(dòng)塊(3)左底角鉸接，左多連桿支鏈中的下擺桿(8)的第二端與沖壓滑塊(9)的左端鉸接；上述右多連桿支鏈中的上擺桿(4)的第一端與等腰三角擺動(dòng)塊(3)右底角鉸接，右多連桿支鏈中的下擺桿(8)的第二端與沖壓滑塊(9)的右端鉸接； 左多連桿支鏈和右多連桿支鏈的第一固定鉸支座(10)、第二固定鉸支座(11)共四個(gè)固定鉸支座位于同一直線上，該直線與水平線平行；曲柄(I)的第一端位于上述直線的中垂線上； 上述第一固定鉸支座(10)和第二固定鉸支座(11)的距離與搖桿(6)的長(zhǎng)度相等。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種無(wú)導(dǎo)軌高速精密壓力機(jī)，屬于多連桿高速精密壓力機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。它包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、曲柄(1)、主連桿(2)、等腰三角擺動(dòng)塊(3)；還包括左多連桿支鏈、右多連桿支鏈、沖壓滑塊(9)；其中左多連桿支鏈和右多連桿支鏈結(jié)構(gòu)完全相同，均由上擺桿(4)、第一長(zhǎng)桿(7-1)、第二長(zhǎng)桿(7-2)、搖桿(6)、四根完全相同的短桿(5)、下擺桿(8)、第一固定鉸支座(10)、第二固定鉸支座(11)組成。本實(shí)用新型不需要導(dǎo)軌，簡(jiǎn)化了壓力機(jī)結(jié)構(gòu)，而水平方向的力等于零，使得壓力機(jī)抗偏載能力大大提高，提高了加工精度。
文檔編號(hào)B30B1/14GK202895717SQ20122038182
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者趙宇, 吳洋洋, 吳洪濤, 鄭基瑞, 何光軍 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)