專利名稱：無導軌高速精密壓力機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型的無導軌高速精密壓力機，用于金屬或非金屬的高速沖壓加工領(lǐng)域，是一種多連桿高速精密壓力機。
背景技術(shù)：
高速精密數(shù)控壓力機集機床制造技術(shù)、高速精密沖壓工藝與模具技術(shù)、自動控制技術(shù)、可靠性技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)為一體，可完成自動送料與板料高效率精密加工的機械壓力機，它具備自動、高速、精密三個基本要素，廣泛應用于航空航天、汽車、發(fā)電設備、信息、家電等聞科技領(lǐng)域。高速精密壓力機的動平衡主要有如下四種方式(1.趙升噸，張學來，高長宇，等.高速壓力機慣性力平衡裝置及其特性研究(一)[J].鍛壓設備與制造技術(shù)，2005,40(4) :14-20)(—)在曲軸偏心的相反方向設置偏心平衡塊,該偏心平衡塊主要用來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稱的180°位置上布置一個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)多連桿配重平衡機構(gòu)式，這種平衡方式是設計特殊的滑塊驅(qū)動裝置，一般是多連桿裝置，其中一些桿的運動趨勢和滑塊的動趨勢相反，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驅(qū)動機構(gòu)的往復運動的鉸接點上，杠桿的另一端接固定一個一定重量的平衡擺塊，杠桿的支點固定在機身上。上述的平衡結(jié)構(gòu)方案是現(xiàn)階段常見的動平衡方法，但有一個共同特點滑塊的運動需要靠導軌來約束才能實現(xiàn)滑塊的直線往復運動，抗偏載能力不強。而為了能夠達到更高的轉(zhuǎn)速和精度，必須要提高壓力機的抗偏載能力，對導軌的導向精度和剛度要求很高。壓力機導軌結(jié)構(gòu)是壓力機的滑塊體兩側(cè)與相應機身部位構(gòu)成滑動配合的結(jié)構(gòu)，目前國內(nèi)壓力機的導軌結(jié)構(gòu)一般分為鑄鐵滑塊式、鑲銅滑動式和滾針滾動式。鑄鐵滑動式和鑲銅滑動式和滾針滾動式。鑄鐵滑動式和鑲銅滑動式的導軌間隙大、易磨損、精度誤差大；滾針滾動式導軌的保持架是開放式，不適合大行程壓力機，且可靠性差，精度調(diào)整及維修不方便。采用以上導軌形式的壓力機對于一些加工精度要求高的零件就很難滿足使用要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于設計一種無需導軌的高速精密壓力機，在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)無需導軌便能實現(xiàn)沖壓滑塊的往復運動，即壓力機水平方向上的受力為零，慣性力得到很好的平衡，使得壓力機的轉(zhuǎn)速和精度得到大幅度提高，抗偏載能力增強。一種無需導軌的高速精密壓力機，應用于金屬或非金屬材料沖壓加工，其特征為包括驅(qū)動電機、曲柄、主連桿、等腰三角擺動塊；其中曲柄的第一端與驅(qū)動電機相聯(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、第一長桿、第二長桿、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，鉸接點按順時針順序依次稱為第一鉸接點、第二鉸接點、第三鉸接點、第四鉸接點；上述上擺桿的第二端鉸接于第一鉸接點，第一長桿的第一端鉸接于第一鉸接點，第二長桿的第一端鉸接于第三鉸接點，第一長桿的第二端和第二長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，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；其中多連桿支鏈除去上擺桿和下擺桿的部分稱為Peaucellier機構(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度相
坐寸ο曲柄通過主連桿帶動三角擺動塊運動，從而帶動兩個多連桿支鏈作小幅擺動，最終多連桿支鏈通過下擺桿帶動沖壓滑塊上下往復運動，工件放置于沖壓滑塊下方，從而實現(xiàn)對金屬或非金屬材料工件的沖壓。本實用新型的優(yōu)點在于(1)采用多連桿支鏈可以實現(xiàn)沖壓滑塊無導軌直線運動，因此能保證沖壓滑塊在運動過程中，滑塊始終保持水平，不會產(chǎn)生傾覆。水平方向受力為零，大大提高了壓力機的抗偏載能力。而且沒有導軌，就不會存在沖壓滑塊與導軌之間的摩擦，減小了由摩擦引起的熱量，提高了壓力機的下死點精度。(2)通過調(diào)節(jié)兩個下擺桿長度，可以調(diào)節(jié)沖壓滑塊的行程和裝模高度。

圖1為本實用新型高速精密壓力機的結(jié)構(gòu)簡圖圖2為任意時刻Peaucellier機構(gòu)結(jié)構(gòu)的運動簡圖圖中標號名稱1、曲柄，2、主連桿，3、等腰三角擺動塊，4、上擺桿，5、短桿，6、搖桿，7-1、第一長桿，7-2、第二長桿，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。
具體實施方案本實用新型采用一種多連桿支鏈的結(jié)構(gòu)使得壓力機水平方向的慣性力減小為零。在沖壓滑塊上方配置了兩個多連桿支鏈，由于該結(jié)構(gòu)的特殊性，滑塊不需要導軌便能實現(xiàn)直線的往復運動，使得水平方向上的慣性力為零。結(jié)合圖1，工作時，曲柄I在電機驅(qū)動下作旋轉(zhuǎn)運動，為壓力機提供動能。在曲柄I的旋轉(zhuǎn)運動作用下通過一系列傳動帶動沖壓滑塊9進行往復運動。曲柄I與沖壓滑塊9的運動傳遞經(jīng)過曲柄I通過主連桿2與三角擺動塊3相連，主連桿2帶動三角擺動塊3運動，從而通過兩個上上擺桿4帶動兩個Peaucellier機構(gòu)作小幅擺動,最終兩個Peaucellier機構(gòu)通過兩個下擺桿8帶動沖壓滑塊9上下往復運動。最后，工件放置于沖壓滑塊9下方，從而實現(xiàn)對金屬或非金屬材料工件的沖壓。保證兩個固定鉸支座10和11其連線與水平方向平行。為了實現(xiàn)沖壓滑塊9無導軌直線往復運動，在曲軸I與沖壓滑塊9之間添加了一個Peaucellier機構(gòu)，Peaucellier機構(gòu)由四根短桿5、一根搖桿6、兩根長桿7組成，當滿足四根短桿5的長度相等，搖桿6的長度等于時候，就能實現(xiàn)沖壓滑塊9無導軌直線往復運動，使得壓力機水平方向慣性力為零。Peaucellier機構(gòu)結(jié)構(gòu)直線運動的證明如下圖2為任意時刻Peaucellier機構(gòu)結(jié)構(gòu)的運動簡圖。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分別為菱形的四個端點，D為菱形的中心。OQ為一水平線。過菱形左端點作一豎直直線PM，延長OQ與PM相交于M。以Q為圓心，QR為半徑作圓，與OM相交于點R，由于QC=Q0，C點的運動軌跡必定在圓上。由于OC丄AB并且PC丄AB，則O、C、P三點在同一直線上。三角型OCR與OMP相似，得OC : OR = OM : OP變換得
權(quán)利要求1.一種無導軌高速精密壓力機，應用于金屬或非金屬材料沖壓加工，其特征為包括驅(qū)動電機、曲柄(I)、主連桿(2)、等腰三角擺動塊(3);其中曲柄(I)的第一端與驅(qū)動電機相聯(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)、第一長桿(7-1)、第二長桿(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，鉸接點按順時針順序依次稱為第一鉸接點、第二鉸接點、第三鉸接點、第四鉸接點；上述上擺桿(4)的第二端鉸接于第一鉸接點，第一長桿(7-1)的第一端鉸接于第一鉸接點，第二長桿(7-2)的第一端鉸接于第三鉸接點，第一長桿(7-1)的第二端和第二長桿(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，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； 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)的長度相等。
專利摘要本實用新型公開了一種無導軌高速精密壓力機，屬于多連桿高速精密壓力機技術(shù)領(lǐng)域。它包括驅(qū)動電機、曲柄(1)、主連桿(2)、等腰三角擺動塊(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)、第一長桿(7-1)、第二長桿(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。本實用新型不需要導軌，簡化了壓力機結(jié)構(gòu)，而水平方向的力等于零，使得壓力機抗偏載能力大大提高，提高了加工精度。
文檔編號B30B1/14GK202895717SQ20122038182
公開日2013年4月24日 申請日期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 申請人:南京航空航天大學