本發(fā)明涉及缸沖孔裝置，尤其是一種機(jī)械增力氣缸沖孔裝置。

背景技術(shù)：

氣缸沖孔裝置即利用氣缸作為動(dòng)力源，帶動(dòng)沖頭機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，常用來(lái)作為板材沖孔的裝置。氣動(dòng)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，安全可靠，無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，板材沖裁也采用氣缸作為動(dòng)力源，但現(xiàn)有技術(shù)中的氣缸沖孔裝置，由于所提供的動(dòng)力限制，因此大多僅限于為薄板沖孔。若需要提供更大的沖裁力，則需要更大直徑的氣缸或更換其他的形式作為動(dòng)力源，例如液壓。

現(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于，無(wú)法提供更大的沖裁力，只能進(jìn)行薄板沖孔；氣缸體積較大，裝置體積龐大；對(duì)公用氣源的需求量更大，成本高。

為解決上述缺陷本發(fā)明通過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，設(shè)計(jì)出一種機(jī)械增壓機(jī)構(gòu)，能夠使氣缸在等尺寸的情況下，最終反映在沖頭上的力得到4-5倍放大。實(shí)現(xiàn)大力矩板材的沖壓。能夠明顯減小氣缸的尺寸，進(jìn)而減小沖裁裝置的尺寸，并節(jié)約公用能源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)械增力氣缸沖孔裝置。采用該裝置后，能夠使氣缸在等尺寸的情況下，最終反映在沖頭上的力得到4-5倍放大。實(shí)現(xiàn)大力矩板材的沖壓。能夠明顯減小氣缸的尺寸，進(jìn)而減小沖裁裝置的尺寸，并節(jié)約公用能源。

本發(fā)明主要涉及一種機(jī)械增力氣缸沖孔裝置，所述的機(jī)械增力氣缸沖孔裝置包括氣缸，氣缸推頭，深溝滾珠軸承，連桿，限位螺母，凹槽增力板，夾鉗臂，沖孔機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向槽，增力機(jī)構(gòu)托架；所述氣缸與氣缸推頭固定連接，所述的深溝滾珠軸承與氣缸推頭和連桿銷軸連接；所述的連桿與夾鉗臂通過(guò)銷軸連接；所述的夾鉗臂與增力機(jī)構(gòu)托架銷軸連接；所述的夾鉗臂與沖頭采用螺栓固定。

所述的深溝滾珠軸承與氣缸推頭和連桿銷軸連接中的銷軸與深溝滾珠軸承為過(guò)盈配合，而與所述的連桿的銷孔之間間隙配合，所述的銷孔位于連桿的下部，連桿能夠繞銷軸自由旋轉(zhuǎn)，銷軸兩端采用卡簧鎖死；所述的連桿上部設(shè)置有孔，所述孔與銷釘間隙配合，連桿與夾鉗臂采用銷釘連接，夾鉗臂與銷釘過(guò)盈配合；所述的夾鉗臂上開有螺紋沉孔2個(gè)，沉孔的位置與尺寸與沖孔機(jī)構(gòu)的尺寸相適應(yīng)；夾鉗臂與增力機(jī)構(gòu)托架銷軸連接，所述夾鉗臂與增力機(jī)構(gòu)托架連接所用的銷軸與增力機(jī)構(gòu)托架過(guò)盈配合，且與夾鉗臂間隙配合。

所述的凹槽增力板的上表面設(shè)置有凹槽，所述凹槽尺寸與推頭的寬度相對(duì)應(yīng)，推頭在凹槽內(nèi)直線運(yùn)動(dòng)，所述的深溝滾珠軸承與凹槽增力板相接觸，凹槽增力板兩側(cè)設(shè)置有過(guò)孔，增力機(jī)構(gòu)托架上加工有與凹槽增力板尺寸相對(duì)應(yīng)的螺紋沉孔，增力機(jī)構(gòu)托架和凹槽增力板二者通過(guò)內(nèi)六角螺栓緊固。

所述的限位螺母采用螺紋安裝在增力機(jī)構(gòu)托架上，通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺紋長(zhǎng)度，且可以通過(guò)調(diào)節(jié)將螺母鎖定在托架上，使螺母頂在連桿上，用于調(diào)整氣缸的行程和連桿的打開角度。

所述的增力機(jī)構(gòu)托架為三角形機(jī)構(gòu)，是增力機(jī)構(gòu)的框架，用于安放增力機(jī)構(gòu)的連桿機(jī)構(gòu)和增力板。

當(dāng)裝置工作時(shí)，氣缸推桿帶動(dòng)氣缸推頭做推拉動(dòng)作，由于夾鉗臂的靜轉(zhuǎn)點(diǎn)固定在增力托架上，氣缸推頭沿著凹槽增力板內(nèi)的導(dǎo)向槽做直線運(yùn)動(dòng)，所述氣缸推頭兩側(cè)的深溝滾珠軸承貼緊凹槽增力板直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)連桿，連桿與凹槽的增力板的夾角隨之增大，連桿長(zhǎng)度固定，基于三角形原理，斜邊逐漸靠近直角邊，對(duì)連桿的動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn)形成推力，所述推力促使夾鉗臂圍饒靜轉(zhuǎn)點(diǎn)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾鉗臂帶動(dòng)沖孔機(jī)構(gòu)對(duì)板料實(shí)施沖孔，完成工藝動(dòng)作；為了防止氣缸過(guò)沖并實(shí)現(xiàn)沖裁力柔性可調(diào)，調(diào)整限位螺母的長(zhǎng)度，能夠調(diào)整氣缸的工作行程，改變連桿與凹槽的增力板的角度，實(shí)現(xiàn)沖裁力的柔性調(diào)整。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中的機(jī)械增力氣缸沖孔裝置的立體圖；

圖2為本發(fā)明中的機(jī)械增力氣缸沖孔裝置的安裝示意圖；

圖3為本發(fā)明中的機(jī)械增力氣缸沖孔裝置的增力原理圖；

圖4為本發(fā)明中的機(jī)械增力氣缸沖孔裝置的受力原理圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1氣缸，2氣缸推頭，3深溝滾珠軸承，4連桿，5限位螺母，6凹槽增力板，7夾鉗臂，8沖孔機(jī)構(gòu)，9導(dǎo)向槽，10增力機(jī)構(gòu)托架，f1反作用力,f’合成力,f推力,ɑ角度。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。

圖1為本發(fā)明中的機(jī)械增力氣缸沖孔裝置的立體圖，圖2為本發(fā)明中的機(jī)械增力氣缸沖孔裝置的安裝示意圖，圖3為本發(fā)明中的機(jī)械增力氣缸沖孔裝置的增力原理圖，圖4為本發(fā)明中的機(jī)械增力氣缸沖孔裝置的受力原理圖。

參照附圖1-2，本發(fā)明的機(jī)械增力氣缸沖孔裝置包括氣缸1，氣缸推頭2，深溝滾珠軸承3，連桿4，限位螺母5，凹槽增力板6，夾鉗臂7，沖孔機(jī)構(gòu)8，導(dǎo)向槽9，增力機(jī)構(gòu)托架10。所述氣缸1與氣缸推頭2固定連接，所述的深溝滾珠軸承3與氣缸推頭2和連桿4采取銷軸連接；所述的連桿4與夾鉗臂7通過(guò)銷軸連接；所述的夾鉗臂7與增力機(jī)構(gòu)托架10采取銷軸連接；所述的夾鉗臂7與沖頭8采用螺栓固定。

所述的深溝滾珠軸承3與銷軸采取微量過(guò)盈配合，連桿4下部加工的銷孔采取間隙配合，留有足夠的余量，使其可以繞銷軸自由旋轉(zhuǎn)，銷軸兩端采用卡簧鎖死。

本發(fā)明中的連桿4上部設(shè)置有開孔，所述孔大小要較銷釘有充足的余量，連桿4與夾鉗臂7采取銷釘連接，用于保證連桿轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。夾鉗臂與銷釘采取過(guò)盈配合。

所述的夾鉗臂7上開有螺紋沉孔2個(gè)，沉孔的位置與尺寸要與沖孔機(jī)構(gòu)8的尺寸相對(duì)應(yīng)，采用內(nèi)六角螺栓將二者擰緊固定。并且?jiàn)A鉗臂7與增力機(jī)構(gòu)托架9采用銷軸連接。銷軸與增力機(jī)構(gòu)托架9過(guò)盈配合，且銷軸與夾鉗臂7采用間隙配合。

本發(fā)明中的凹槽增力板6，上表面設(shè)置有凹槽，所述凹槽尺寸與推頭2的寬度相對(duì)應(yīng)，為推頭起到導(dǎo)向作用，保證推頭2能夠在凹槽內(nèi)直線運(yùn)動(dòng)，且確保夾頭兩側(cè)的深溝滾珠軸承3可充分與凹槽增力板6相接觸，確保力得到有效的傳遞，凹槽增力板6兩側(cè)加工有過(guò)孔，增力機(jī)構(gòu)托架9上加工有與凹槽增力板6尺寸相對(duì)應(yīng)的螺紋沉孔，增力機(jī)構(gòu)托架和凹槽增力板二者通過(guò)內(nèi)六角螺栓緊固。

所述的限位螺母5采用螺紋安裝在增力機(jī)構(gòu)托架上9，長(zhǎng)度可通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，并且可以通過(guò)螺母鎖定在托架上，使母正好頂在連桿上，用于調(diào)整氣缸的行程和連桿的打開角度，進(jìn)而調(diào)整增力機(jī)構(gòu)的大小。

增力機(jī)構(gòu)托架9具有類似于三角機(jī)構(gòu)的形狀，是增力機(jī)構(gòu)的框架，用于安放增力機(jī)構(gòu)的連桿機(jī)構(gòu)和增力板等。

整個(gè)增力機(jī)構(gòu)裝置主要是利用連桿的機(jī)械特性能以及連桿與固定裝置的角度，從而影響著整個(gè)裝置的性能。

參照附圖1-3，本發(fā)明中機(jī)械增力氣缸沖孔裝置的工作原理是，當(dāng)裝置工作時(shí)，氣缸1推桿帶動(dòng)氣缸推頭做推拉動(dòng)作，由于夾鉗臂7的靜轉(zhuǎn)點(diǎn)固定在增力托架10上，所以氣缸推頭2會(huì)沿著凹槽增力板內(nèi)的導(dǎo)向槽9做直線運(yùn)動(dòng)，推頭2兩側(cè)的深溝滾珠軸承3會(huì)緊緊貼緊凹槽增力板直線運(yùn)動(dòng)。進(jìn)而帶動(dòng)連桿4，連桿4與凹槽的增力板10的夾角隨之增大，連桿4長(zhǎng)度固定，基于三角形原理，斜邊會(huì)逐漸靠近直角邊，對(duì)連桿的動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn)形成巨大的推力，該推力促使夾鉗臂7圍饒靜轉(zhuǎn)點(diǎn)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾鉗臂7帶動(dòng)沖孔機(jī)構(gòu)8對(duì)板料實(shí)施沖孔，完成工藝動(dòng)作。為了防止氣缸1過(guò)沖并實(shí)現(xiàn)沖裁力柔性可調(diào)，調(diào)整限位螺母5的長(zhǎng)度，可調(diào)整氣缸1的工作行程，從而改變連桿4與凹槽的增力板10的角度，實(shí)現(xiàn)沖裁力的柔性調(diào)整。

參照附圖3-4，本發(fā)明是利用作用力的合成原理實(shí)現(xiàn)的增力，如圖3所示，氣缸1推力f與凹槽增力板10所提供的反作用力f1共同合成力f’。

參照附圖4，理論計(jì)算如下：

假設(shè)連桿力4的作用方向與凹槽增力板10的垂直方向夾角為ɑ，結(jié)構(gòu)各部分受力分析如圖5所示。為防止機(jī)械結(jié)構(gòu)過(guò)沖，機(jī)械最佳性能，夾鉗臂的作用線沖裁板料的力的作用線留有1°偏差，此位置也是該增力機(jī)構(gòu)的最大增力位置。從該位置計(jì)算

合力f’＝f/sin

f’＝f2/cos(ɑ-1)

所以有f2＝f*cos(ɑ-1)/sin

如圖5，沖裁力為f3

根據(jù)力矩平衡ma＝0

f3x120＝f2x120

f3＝f2＝f*cos(ɑ-1)/sin

忽略1°，ɑ在1-45°，均為可實(shí)現(xiàn)增力。角度取中間值為最佳工作狀態(tài)?？蓪?shí)現(xiàn)5倍左右的增力。常規(guī)裝置的氣缸出力是與氣缸直徑的平方成正比的，應(yīng)用本增力裝置可以大大增加氣缸的出力，能夠使氣缸在等尺寸的情況下，最終反映在沖頭上的力得到4-5倍放大。實(shí)現(xiàn)大力矩板材的沖壓。能夠明顯減小氣缸的尺寸，進(jìn)而減小沖裁裝置的尺寸，并最終節(jié)約公用能源。

以上依據(jù)圖式所示的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的構(gòu)造、特征及作用效果，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明不以圖面所示限定實(shí)施范圍，凡是依照本發(fā)明的構(gòu)想所作的改變，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，仍未超出說(shuō)明書與圖示所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。