[發明專利]多連桿高速精密壓力機

無效

• 申請號: 201210273580.2
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN102794916A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 趙宇;吳洋洋;吳洪濤;鄭基瑞;何光軍
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B30B1/14
• 分類號: B30B1/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明用于金屬或非金屬材料的高速沖壓加工領域，是一種多連桿高速精密壓力機。

背景技術

沖壓生產中，提高生產率而不必增加投資或勞動力是我們的目標，一個簡單的方法就是提高壓機速度。然而，由于要沖壓成形的工件受材料機械性能等條件的限制，欲提高成形速度是很難甚至是不可能的。使用多連桿驅動技術的機械壓力機，不用改變壓機的工作行程速度，即可達到提高生產率、延長模具壽命并降低噪聲的目的。

如今連桿沖床的發展走向高速化與微沖壓加工，因而產生的問題很多，尤其是動態效應上的問題。沖床轉動的過程中，各零部件會產生慣性力，這些慣性力沿著元件間的接觸傳遞到機身上，當轉速較大時，機身會因為慣性力的持續作用產生搖晃和振動現象，這種現象即為連桿沖床的動態不平衡，而連桿沖床的動態不平衡又可以分為兩種：曲柄軸所受的搖撼力與沖頭的側向推力。

理論上造成動態不平衡的主要因素有兩種：

1、因設計、制造、組裝等因素；使機械系統中有不適當的質量分布，動態下產生慣性力作用于機架上，即豎直方向的慣性力。

2、連桿與沖頭運轉方向不平行，連桿除了使沖頭產生沖壓力，亦會產生一分力，即側向推力。

側向推力在機床作動時即存在，在沖頭運動行程的上死點與下死點，側向推力變化最劇烈。當沖頭接觸工件進行沖壓時，會因側向推力使上下模具的閉合動作產生誤差，影響模具定位，如上下模具接觸面的平行度、上下模具中心對準，甚至使沖頭偏轉造成刃邊偏移過大而刮傷沖頭與引導側壁。

現有的動平衡方法均是針對基本動態平衡的探討，面臨高速問題和多連桿沖床，則必須考慮更多設計因素，并避免側向推力作用在沖頭刀刃側面上，對沖頭產生力矩。且因空間配置成本、實際連桿設計等問題，不容易建立另一對機構以達到動態平衡。作用在滑塊上的側向推力作用在沖頭刀刃側面上，對沖頭產生力矩。當沖頭接觸工件進行沖壓加工時，會因為側向推力使上下模的閉合動作產生誤差，影響模具定位，如上下模的平行度，上下模中心對準，甚至使沖頭偏轉造成刃邊偏移過大而刮傷沖頭與引導側壁。但是因為空間配置及成本等問題，不易建立另一對平衡機構。

如圖2所示，瑞士博瑞達精密沖床產品BSTA，使用獨特的連桿系統，其連桿安排有左右對稱的特性，并在二側之平衡機構上配重，當馬達帶動曲柄運動進行沖壓動作時，平衡機構隨著曲柄轉動而左右偏擺，連桿水平方向的慣性力會自然平衡，并可大幅降低沖頭之側向推力。但其豎直方向未能得到動平衡。

發明內容

本發明目的在于提供一種水平方向和豎直方向均能實現動平衡的多連桿高速精密壓力機。

一種多連桿高速精密壓力機，其特征為：包括驅動電機、曲柄、主連桿、運動滑塊、副連桿、沖壓滑塊；還包括由四根連桿依次鉸接形成的菱形連桿結構，四個鉸接點按順時針依次稱為第一鉸接點、第二鉸接點、第三鉸接點、第四鉸接點；上述曲柄的第一端安裝于于驅動電機，曲柄的第二端與主連桿的第一端鉸接，主連桿的第二端與運動滑塊在菱形連桿結構的第一鉸接點鉸接，運動滑塊安裝于豎直導軌內，副連桿的第一端與菱形連桿結構在第三鉸接點鉸接，副連桿的第二端與沖壓滑塊鉸接，沖壓滑塊安裝于豎直導軌內；上述驅動電機、運動滑塊、沖壓滑塊位于同一條豎直線上；上述菱形連桿結構的第二鉸接點、第四鉸接點分別與結構相同的擺桿機構鉸接，且兩個擺桿機構沿上述豎直線左右對稱；該擺桿機構包括擺桿和高度調節裝置，其中擺桿的第一端與菱形連桿結構鉸接于上述第二鉸接點或第四鉸接點，擺桿的第二端鉸接于高度調節裝置，高度調節裝置安裝于與上述豎直線垂直的水平面上；上述運動滑塊和沖壓滑塊的質量相等。

本發明利用菱形結構實現豎直方向的動平衡。針對現有壓力機側向力和豎直方向慣性力難以平衡的問題，在瑞士博瑞達精密沖床產品BSTA的基礎上做了改進，設計了兩個左右對稱的擺桿，隨著曲柄轉動而左右偏擺，連桿水平方向的慣性力會自然平衡，并可大幅降低沖頭側向推力，并且采用獨特的菱形結構使得豎直方向的慣性力也得到了平衡。

本發明的優點在于：（1）采用菱形結構使得運動滑塊與沖壓滑塊的運動趨勢相反，實現了豎直方向動平衡。而且運動滑塊采用了固定在導軌內，由于菱形的特性，不需要導軌便能使得沖壓滑塊實現直線運動，再給沖壓滑塊輔助以導軌就提高了沖壓滑塊的導向精度。（2）菱形兩側增加擺桿，由于其左右對稱的特性，當電機帶動曲柄運動進行沖壓動作時，擺桿隨著曲柄轉動而左右偏擺，水平方向的慣性力會自然平衡，可大幅降低沖頭之側向推力。（3）通過兩個高度調節裝置，可以調節壓力機的裝模高度，又可以保證沖壓滑塊保持水平姿態。

附圖說明