[發明專利]永磁助力機械增力電磁沖壓機

無效

• 申請號: 201210043720.7
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102555258A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 肖瑩華;王傳洋;鐘康民
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B30B1/42
• 分類號: B30B1/42
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種電磁沖壓機，具體涉及一種同時采用永磁助力、機械增力以及電磁驅動的永磁助力機械增力電磁沖壓機。

背景技術

在電子與信息產品的生產過程中，需要大量的小型與微型沖壓設備。相對于機械與氣動沖床，電磁沖床具有能量傳遞路線最短，結構最為簡單，頻率高，價格低等突出優勢。如中國發明專利CN1715043A公開了一種永磁沖床，實際為一種永磁助力電磁沖床，其包括軛鐵2和在其內做上下往復運動的沖頭31，所述沖頭31固連銜鐵32，還包括使所述軛鐵2和銜鐵32構成磁回路的磁驅動機構，所述磁驅動機構中既設置有對所述銜鐵2施加電磁驅力的電磁機構，又設置有對所述銜鐵2施加永磁吸力的永磁體8。該發明的電磁機構中交替通入正向電流和反向電流，正向電流的電磁場對所述銜鐵施加與所述永磁體永磁吸力方向相同的電磁驅力，反向電流的電磁場對所述銜鐵施加與所述永磁體永磁吸力方向相反的電磁驅力。如圖1所示，電磁機構設置在機架上，銜鐵與導套板相連，導套板可沿導柱做上、下往返運動。其工作過程描述如下：

在非運行狀態時，沖頭主軸3在復位彈簧4的作用下處于行程最高點，此時，沖頭主軸自重力G和彈簧回復力F_彈簧相等。

當電磁線圈5通入正向電流時，銜鐵32受到向下的電磁驅力作用，帶動沖頭主軸3向下運動，同時壓縮復位彈簧4。此時，沖頭主軸3受到向下的力包括電磁驅力F_電磁、沖頭主軸自重力G和永磁吸力F_永磁，而受到向上的力主要為彈簧回復力F_彈簧。上述向下的電磁驅力F_電磁、沖頭主軸自重力G和永磁吸力F_永磁之和大于向上的彈簧回復力F_彈簧，沖頭主軸3受合理作用向下運動，并形成向下的沖力F_沖，以整體動能轉化為對工件的沖量，完成沖頭31對工件的加工。

當電磁線圈5通入反向電流時，由于電磁線圈對銜鐵32產生電磁驅力F_電磁與永磁吸力F_永磁反向，所以沖頭主軸3受到向下的力僅為沖頭主軸自重力G和永磁吸力F_永磁，而受到向上的力變為電磁驅力F_電磁和彈簧回復力F_彈簧，上述向上的電磁驅力F_電磁和彈簧回復力F_彈簧之和大于向下的沖頭主軸自重力G和永磁吸力F_永磁之和，沖頭主軸3受合力作用向上運動，直到向上的電磁驅力F_電磁和彈簧回復力F_彈簧之和等于向下的沖頭主軸自重力G和永磁吸力F_永磁之和。上述過程可以表述為：

非運行狀態時：

沖頭主軸自重力G=彈簧回復力F_彈簧。

電磁線圈通入正向電流，沖頭主軸3向下沖擊時：

沖頭主軸沖力F_沖=電磁驅力F_電磁+永磁吸力F_永磁+沖頭自重力G-彈簧回復力F_彈簧。

電磁線圈通入反向電流，沖頭主軸3向上復位時：

沖頭主軸回復力F₄=彈簧回復力F_彈簧+電磁驅力F_電磁?-沖頭自重力G-永磁吸力F_永磁。

本發明最優方案中，設定F_永磁=0.75F_電磁，F_彈簧=0.25F_電磁，因沖頭自重力G較小，可忽略，所以永磁沖床沖頭主軸沖力F_沖=電磁驅力F_電磁+永磁吸力F_永磁+沖頭自重力G-彈簧回復力F_彈簧=1.5F_電磁；沖頭主軸回復力F₄=彈簧回復力F_彈簧+電磁驅力F_電磁-沖頭自重力G-永磁吸力F_永磁=0.5?F_電磁。

從上述工作過程和受力分析可知，本發明通過在軛鐵和銜鐵的磁回路上設置始終對所述銜鐵產生永磁吸力的永磁體，使沖頭向下運動時的沖力增加，同時通過設置產生正反電磁場的電磁線圈，使沖頭向上運動時的回復力也得到增加，從而對工件的沖量增大、沖擊效率提高、整機功耗小、控制系統的復雜度降低。