一種具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，擺動架設(shè)置在螺紋副傳動和彈簧機構(gòu)之間，且擺動架分別與沖頭、螺紋副傳動和彈簧機構(gòu)相鉸接。螺母的高度位置固定，螺桿能升降。彈簧機構(gòu)包括滑塊、擺桿和彈簧。彈簧的一端設(shè)置轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸能與擺桿的一端形成槽輪副。錐齒輪驅(qū)動包括相互嚙合的錐齒輪一和錐齒輪二，錐齒輪一固定套裝在螺桿的外周，錐齒輪二驅(qū)動擺桿的擺動。采用上述結(jié)構(gòu)后，驅(qū)動電機僅在工作行程時提供必要的沖壓力，而在非工作行程則由彈簧機構(gòu)的動作實現(xiàn)，動作快速，且節(jié)能。沖壓力主要由螺紋副傳動來實現(xiàn)，故沖壓力線性，有利于拉深等成型加工。
【專利說明】
一種具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種壓力機的沖壓裝置，特別是一種具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]伺服壓力機是金屬板材加工領(lǐng)域的重要裝備，現(xiàn)有技術(shù)都是采用單電機或者雙電機驅(qū)動的平面連桿機構(gòu)形式，該技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好，易于控制，目前采用較多。但仍然存在著以下不足:
[0003]1.上技術(shù)方案由于沖頭的整個行程都是通過電機驅(qū)動實現(xiàn)的，而沖頭的整個行程包括工作
[0004]行程(也即沖壓行程，以下類同)和非工作行程(也即非沖壓行程，以下類同)，其中工作行程很短，而非工行程很長，工作行程約占整個行程的1/6?1/10，因此導(dǎo)致沖壓速度較低，影響加工效率。
[0005]2.沖壓力輸出線性度較差。
[0006]3.對不同板厚的適應(yīng)性較差，為適應(yīng)不同板厚變化，通常增加機構(gòu)的行程和電機功率，
[0007]增加了能耗。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，該具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置在工作行程采用驅(qū)動電機驅(qū)動完成，而非工作行程采用彈簧機構(gòu)來實現(xiàn)，加工效率能夠明顯提升，降低能耗。而且能夠適用不同板厚、不同沖壓力的變化，輸出力線性度好，且能夠適用于高速，重載的應(yīng)用場合。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0010]一種具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，包括沖頭、螺紋副傳動、擺動架、彈簧機構(gòu)和彈簧驅(qū)動裝置;擺動架設(shè)置在螺紋副傳動和彈簧機構(gòu)之間，且擺動架分別與沖頭、螺紋副傳動和彈簧機構(gòu)相鉸接。
[0011]螺紋副傳動包括螺母、螺桿和驅(qū)動電機；螺母的高度位置固定，螺桿與螺母相配合，且螺桿能在驅(qū)動電機的作用下實現(xiàn)高度升降及鎖定。
[0012]彈簧機構(gòu)包括彈簧限高鎖定裝置、擺桿和彈簧;擺桿的一端設(shè)置有弧形滑槽一;彈簧的一端通過支撐桿與機架相鉸接，彈簧的另一端設(shè)置有能與弧形滑槽一形成槽輪副的轉(zhuǎn)軸;彈簧限高鎖定裝置能使彈簧機構(gòu)的頂部高度位置固定且能鎖定。
[0013]彈簧驅(qū)動裝置能使擺桿擺動，進而使上述轉(zhuǎn)軸與弧形滑槽一形成槽輪副。
[0014]所述彈簧驅(qū)動裝置為錐齒輪驅(qū)動，錐齒輪驅(qū)動包括相互嚙合的錐齒輪一和錐齒輪二，錐齒輪一固定套裝在螺桿的外周，錐齒輪二驅(qū)動擺桿的擺動。
[0015]錐齒輪驅(qū)動還包括芯軸、同步帶二和同步帶輪;芯軸的一端與擺桿固定連接，芯軸的另一端通過同步帶輪和同步帶二與錐齒輪二相連接。
[0016]鄰近同步帶二一端的芯軸上還固定設(shè)置有輪盤，該輪盤上設(shè)置有銷；位于芯軸側(cè)的同步帶輪上設(shè)置有弧形滑槽二，該弧形滑槽二能與輪盤上的銷形成槽輪副。
[0017]所述彈簧限高鎖定裝置包括滑塊和水平滑軌，水平滑軌固定設(shè)置在機架上，滑塊能與水平滑軌形成滑動副，且滑塊能夠自鎖。
[0018]所述螺紋副傳動還包括同步帶一，驅(qū)動電機通過同步帶一套裝在螺母的外周，并帶動螺母旋轉(zhuǎn)。
[0019]所述彈簧機構(gòu)中彈簧有兩根或多根，所有彈簧均相互平行設(shè)置，所有彈簧的一端均固定在支撐桿上，所有彈簧的另一端均固定在轉(zhuǎn)軸上。
[0020]所述擺動架呈L型，擺動架的尖端拐角朝上，且該尖端拐角與沖頭的頂端相鉸接；擺動架的其中一個自由端與螺紋副傳動相鉸接;擺動架的另一個自由端與彈簧機構(gòu)中相鉸接。
[0021 ]所述擺動架為V型架或三角形架，該V型架或三角形架上具有三個鉸接點，三個鉸接點分別與螺紋副傳動、沖頭和彈簧機構(gòu)相鉸接。
[0022]所述擺動架為直線桿，該直線桿上設(shè)置有兩個鉸接點，一個鉸接點與沖頭相鉸接；另一個鉸接點分別與螺紋副傳動和彈簧機構(gòu)相鉸接。
[0023]本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)后，具有如下有益效果:
[0024]1.驅(qū)動電機僅在工作行程時提供必要的沖壓力，而在非工作行程則由彈簧機構(gòu)的動作實
[0025]現(xiàn)，動作快速，且節(jié)能。
[0026]2.沖壓力主要由螺紋副傳動來實現(xiàn)，故沖壓力線性，有利于拉深等成型加工。
[0027]3.能夠適應(yīng)不同板厚的變化，而無需加大驅(qū)動電機功率和機構(gòu)的行程。
【附圖說明】
[0028]圖1顯示了本實用新型具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2顯示了本實用新型具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置不包含機架時的側(cè)視圖。
[0030]圖3顯示了本實用新型具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置的原理示意圖。[0031 ]圖4顯示了本實用新型彈簧驅(qū)動裝置的原理示意圖。
[0032]圖5顯示了本實用新型彈簧驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033I圖6顯示了螺紋副傳動的局部放大示意圖。
[0034]圖7顯示了擺桿、芯軸及輪盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖8顯示了彈簧機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖9顯示了輪盤上的銷與弧形滑槽二形成槽輪副的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖10顯示了沖頭位于上死點，朝向板面運動(S卩非工作行程I)時的起始運動原理圖。
[0038]圖11顯示了非工作行程I起始運動時，輪盤上的銷在弧形滑槽二中的位置示意圖。
[0039]圖12顯示了沖頭從上死點朝向板面運動(S卩非工作行程I)且運動至中部的原理圖。
[0040]圖13顯示了非工作行程I運動至中部時，輪盤上的銷在弧形滑槽二中的位置示意圖。
[0041]圖14顯示了沖頭接觸板材開始沖壓過程(即工作行程)時的機構(gòu)運動原理圖。
[0042]圖15顯示了板材沖斷，沖頭位于下死點時的機構(gòu)運動原理圖。
[0043]圖16顯示了板材沖斷，沖頭位于下死點時，輪盤上的銷在弧形滑槽二中的位置示意圖。
[0044]其中有:
[0045]1.機架；
[0046]2.沖頭；
[0047]31.螺桿;32.螺母;33.驅(qū)動電機;34.同步帶一;35.主連桿；
[0048]4.擺動架；
[0049]51.副連桿;52.滑塊;53.擺桿;531.弧形滑槽一 ；54.彈簧;541.轉(zhuǎn)軸;542.支撐桿;55.小連桿；
[0050]61.錐齒輪一;62.錐齒輪二;63.同步帶二;64.芯軸;65.輪盤;651.銷;66.同步帶輪;661.弧形滑槽二。
【具體實施方式】
[0051 ]下面結(jié)合附圖和具體較佳實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0052]全電伺服壓力機的整個行程包括工作行程和非工作行程，其中工作行程很短，而非工行程很長，工作行程約占整個行程的1/6?1/10。
[0053]上述工作行程是從沖頭接觸板材開始的沖壓過程，也即沖壓行程。
[0054]非工作行程，也即非沖壓行程，本申請中將其分解為非工作行程I和非工作行程2。其中，非工作行程I指沖頭位于上死點，朝向板面運動過程。非工作行程2指沖頭從下死點朝向上死點運動過程，也即回程。
[0055]如圖1和圖2所示，一種具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，包括機架1、沖頭2、螺紋副傳動、擺動架4、彈簧機構(gòu)和彈簧驅(qū)動裝置。
[0056]擺動架設(shè)置在螺紋副傳動和彈簧機構(gòu)之間，且擺動架分別與沖頭、螺紋副傳動和彈簧機構(gòu)相鉸接。
[0057]擺動架有如下3種優(yōu)選實施例。
[0058]實施例1
[0059]如圖1所示，擺動架呈L型，擺動架的尖端拐角朝上，且該尖端拐角與沖頭的頂端相鉸接;擺動架的其中一個自由端與螺紋副傳動中的主連桿相鉸接;擺動架的另一個自由端與彈簧機構(gòu)中的副連桿相鉸接。
[0060]實施例2
[0061 ]擺動架為V型架或三角形架，該V型架或三角形架上具有三個鉸接點，三個鉸接點分別與主連桿、沖頭和副連桿相鉸接。
[0062]實施例3
[0063]擺動架為直線桿，該直線桿上設(shè)置有兩個鉸接點，一個鉸接點與沖頭相鉸接;另一個鉸接點分別與主連桿和副連桿相鉸接。
[0064]如圖6所示，螺紋副傳動包括螺母32、螺桿31、主連桿35、同步帶一34和驅(qū)動電機33ο
[0065]螺母的高度位置固定，螺桿與螺母相配合，且螺桿能在驅(qū)動電機的作用下實現(xiàn)高度升降及鎖定。優(yōu)選，同步帶一套裝在螺母的外周。
[0066]如圖3所示，驅(qū)動電機通過同步帶帶動螺母旋轉(zhuǎn)，螺母旋轉(zhuǎn)帶動螺桿上下運動，螺桿上下運動帶動主連桿運動，通過擺動架(相當(dāng)于杠桿)實現(xiàn)對沖頭的上下驅(qū)動。
[0067]主連桿的一端與螺桿相鉸接，主連桿的另一端與擺動架相鉸接。
[0068]如圖8所示，彈簧機構(gòu)包括副連桿51、彈簧限高鎖定裝置、擺桿53和彈簧54。
[0069]副連桿的一端，優(yōu)選副連桿的底端，與擺動架相鉸接，副連桿的頂端與彈簧限高鎖定裝置相鉸接，副連桿的頂部側(cè)端通過小連桿55與擺桿相鉸接。
[0070]上述彈簧限高鎖定裝置能使彈簧機構(gòu)的頂部高度位置固定且能鎖定。彈簧限高鎖定裝置優(yōu)選包括滑塊52和水平滑軌，水平滑軌固定設(shè)置在機架上，滑塊固定設(shè)置在副連桿的頂端，滑塊能與水平滑軌形成滑動副，且滑塊能夠自鎖。
[0071]擺桿類似一把擺錘，擺錘的頂部通過小連桿與副連桿相鉸接;擺錘的錘部設(shè)置有弧形滑槽一 531。
[0072]彈簧可以為一根，也可以為兩根或多根，優(yōu)選為兩根，且左右對稱布置。所有彈簧均相互平行設(shè)置，所有彈簧的一端均固定在支撐桿542上，所有彈簧的另一端均固定在轉(zhuǎn)軸541 上。
[0073]上述支撐桿兩端與機架相鉸接，上述轉(zhuǎn)軸能與弧形滑槽一能形成槽輪副。
[0074]彈簧驅(qū)動裝置能使擺桿擺動，進而使上述轉(zhuǎn)軸與弧形滑槽一形成槽輪副。
[0075]如圖4和圖5所示，彈簧驅(qū)動裝置優(yōu)選為錐齒輪驅(qū)動，但作為替換，也可以為其他結(jié)構(gòu)的驅(qū)動裝置。
[0076]錐齒輪驅(qū)動包括相互嚙合的錐齒輪一 61、錐齒輪二 62、同步帶二 63、芯軸64、輪盤65和同步帶輪65。
[0077]錐齒輪一固定套裝在螺桿的外周，與并螺桿剛性連接;錐齒輪二驅(qū)動擺桿的擺動。
[0078]芯軸的一端與擺桿固定連接后，再與機架相鉸接;芯軸的另一端通過同步帶輪和同步帶二與錐齒輪二相連接。
[0079]如圖7所示，鄰近同步帶二一端的芯軸上還固定設(shè)置有輪盤，該輪盤上設(shè)置有銷651;位于芯軸側(cè)的同步帶輪上設(shè)置有弧形滑槽二 661，該弧形滑槽二能與輪盤上的銷形成如圖9所示的槽輪副。
[0080]本實用新型的具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，工作原理如下。
[0081 ] 1.非工作行程I時，彈簧機構(gòu)運動
[0082]如圖10所示，當(dāng)沖壓機位于非工作行程I時，沖頭位于上死點，距離板面的高度為h0，弧形滑槽二與銷在圖11所示位置。驅(qū)動電機通過同步帶一帶動螺母、錐齒輪一以ω0旋轉(zhuǎn)，螺桿向下以化速度向下運動，沖頭以Vo速度向下運動。錐齒輪一與錐齒輪二嚙合，錐齒輪二以《工速度旋轉(zhuǎn)，錐齒輪二通過同步帶二帶動與擺桿的芯軸鉸接的同步帶輪(上面設(shè)置有弧形滑槽二)以《2速度旋轉(zhuǎn)?；⌒位鄱c銷形成槽輪副，錐齒輪二的旋轉(zhuǎn)帶動擺桿以《2旋轉(zhuǎn)。彈簧與擺桿間的銳形夾角Θ逐漸減小。
[0083]隨著沖頭向下運動，如圖12所示，距離板面的高度為hi，沖頭距離板面的高度逐漸減小。
[0084]沖頭向下運動過程中，弧形滑槽二與銷在圖13所示位置;轉(zhuǎn)軸由A點經(jīng)B點，滑向C點，擺桿轉(zhuǎn)動，擺桿與彈簧有個臨界點，臨界點時彈簧與擺桿共線，臨界點度過之后，轉(zhuǎn)軸會高速滑向C點，此時滑塊的運動完全由彈簧力驅(qū)動，臨界點前，滑塊的運動主要由螺紋副傳動所驅(qū)動，彈簧機構(gòu)作用不大。
[0085]彈簧與擺桿間的銳形夾角Θ逐漸減小，當(dāng)沖頭距離板面的高度減小為O時，彈簧上端的轉(zhuǎn)軸沿弧形滑槽一以速度％加速滑動(也即由A—一B一一C點)，擺桿以ω3加速旋轉(zhuǎn)，滑塊以速度V4快速向左運動，沖頭以速度V6加速運動。此時的V6主要由彈簧力驅(qū)動實現(xiàn)的，比驅(qū)動電機驅(qū)動的速度Vo明顯高出很大，為非工作行程I的快速運動，直至沖頭與板材接觸為止。
[0086]2.工作行程，驅(qū)動電機作用
[0087]如圖14所示，沖頭在彈簧機構(gòu)的作用下，快速向下運動并接觸到板材。此時滑塊與上部水平導(dǎo)軌間的壓力角α較小，能夠形成自鎖。即在沖壓力的作用下，滑塊不會向左運動，不論沖裁力的大小。工作行程開始，此時右側(cè)的彈簧機構(gòu)形成自鎖，靠左側(cè)的螺桿傳動實現(xiàn)沖壓。
[0088]如圖15所示，板材沖斷后，沖裁力瞬時消失，驅(qū)動電機停止轉(zhuǎn)動，左側(cè)螺桿停止運動。右側(cè)彈簧機構(gòu)在彈簧力的作用下繼續(xù)運動，直至弧形滑槽二與銷在圖16所示位置接觸，起到限位作用，達到下死點。
[0089]非工作行程2，沖頭自下死點向上死點的運動與上述運動過程相反，原理相同，此處不做詳細說明。
[0090]以上詳細描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本實用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行多種等同變換，這些等同變換均屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，其特征在于:包括沖頭、螺紋副傳動、擺動架、彈簧機構(gòu)和彈簧驅(qū)動裝置;擺動架設(shè)置在螺紋副傳動和彈簧機構(gòu)之間，且擺動架分別與沖頭、螺紋副傳動和彈簧機構(gòu)相鉸接； 螺紋副傳動包括螺母、螺桿和驅(qū)動電機;螺母的高度位置固定，螺桿與螺母相配合，且螺桿能在驅(qū)動電機的作用下實現(xiàn)高度升降及鎖定； 彈簧機構(gòu)包括彈簧限高鎖定裝置、擺桿和彈簧;擺桿的一端設(shè)置有弧形滑槽一;彈簧的一端通過支撐桿與機架相鉸接，彈簧的另一端設(shè)置有能與弧形滑槽一形成槽輪副的轉(zhuǎn)軸；彈簧限高鎖定裝置能使彈簧機構(gòu)的頂部高度位置固定且能鎖定； 彈簧驅(qū)動裝置能使擺桿擺動，進而使上述轉(zhuǎn)軸與弧形滑槽一形成槽輪副。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，其特征在于:所述彈簧驅(qū)動裝置為錐齒輪驅(qū)動，錐齒輪驅(qū)動包括相互嚙合的錐齒輪一和錐齒輪二，錐齒輪一固定套裝在螺桿的外周，錐齒輪二驅(qū)動擺桿的擺動。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，其特征在于:錐齒輪驅(qū)動還包括芯軸、同步帶二和同步帶輪;芯軸的一端與擺桿固定連接，芯軸的另一端通過同步帶輪和同步帶二與錐齒輪二相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，其特征在于:鄰近同步帶二一端的芯軸上還固定設(shè)置有輪盤，該輪盤上設(shè)置有銷;位于芯軸側(cè)的同步帶輪上設(shè)置有弧形滑槽二，該弧形滑槽二能與輪盤上的銷形成槽輪副。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，其特征在于:所述彈簧限高鎖定裝置包括滑塊和水平滑軌，水平滑軌固定設(shè)置在機架上，滑塊能與水平滑軌形成滑動副，且滑塊能夠自鎖。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，其特征在于:所述螺紋副傳動還包括同步帶一，驅(qū)動電機通過同步帶一套裝在螺母的外周，并帶動螺母旋轉(zhuǎn)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，其特征在于:所述彈簧機構(gòu)中彈簧有兩根或多根，所有彈簧均相互平行設(shè)置，所有彈簧的一端均固定在支撐桿上，所有彈簧的另一端均固定在轉(zhuǎn)軸上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，其特征在于:所述擺動架呈L型，擺動架的尖端拐角朝上，且該尖端拐角與沖頭的頂端相鉸接;擺動架的其中一個自由端與螺紋副傳動相鉸接;擺動架的另一個自由端與彈簧機構(gòu)中相鉸接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，其特征在于:所述擺動架為V型架或三角形架，該V型架或三角形架上具有三個鉸接點，三個鉸接點分別與螺紋副傳動、沖頭和彈簧機構(gòu)相鉸接。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有彈簧機構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床用沖壓裝置，其特征在于:所述擺動架為直線桿，該直線桿上設(shè)置有兩個鉸接點，一個鉸接點與沖頭相鉸接;另一個鉸接點分別與螺紋副傳動和彈簧機構(gòu)相鉸接。
【文檔編號】B30B1/18GK205615033SQ201620438343
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】徐豐羽, 蔣國平
【申請人】南京郵電大學(xué)