专利名称：锻压机床c型机身的改进结构的制作方法
锻压机床C型机身的改进结构
-.技术领域 本发明涉及锻压机床、特别是开式压力机的C型机身结构。 二.
背景技术：
有一部分锻压机床的机身呈C字型结构，其中最典型的如图Ia所示的开式压力机 (一般又叫冲床)的机身[8]。由曲柄[1]、连杆[2]、滑块[3]、安装在滑块[3]上的上模 [4]以及安装在工作台[6]上的下模[5]所组成的这一工作机构悬臂于机身[8]的前方，操 作人员可以从前面A和左、右两面B、C三个方向进入工作区间，这对于模具的装拆和调整、 工件的送进和取出、导轨间隙的调节以及机械化、自动化送料装置的安装和使用，都带来了 极大的方便，所以，在中小型压力机方面，相对于只能从前后两个方向进入工作区间的闭式 压力机来说，开式压力机获得了更为广泛的应用。但是，这种C型悬臂结构的机身也给开式 压力机带来了一个严重问题，就是压力机承受工作压力时，机身变形大、刚度差，特别是机 身很大的角变形要影响到压力机精度、模具寿命和滑块、导轨的磨损。如图Ia所示，开式压力机在开始工作以前，操作人员调整好上模[4]和下模[5] 的间隙，使其四周间隙均勻，δ前=δ后。但是，如图Ib所示，当压力机开始工作、上模[4] 和下模[5]受到工作压力P以后，一方面机身[8]要产生垂直变形Ah，另一方面机身[8] 还要产生角变形，这种角变形分为两部分机身[8]上部产生向上的角变形α ±，机身[8] 下部产生向下的角变形α τ，理论研究和实验都表明不产生角变形的中性面在工作台水 平方向的X-X面附近，也就是中性面X-X将机身[8]分为上部机身[8-1]和下部机身[8-2] 两部分。如图Ic所示，当工作将结束时，这种角变形越来越严重，上部机身[8-1]和安装在 其上的曲柄[1]和连杆[2]都要产生向上的角变形α ±，并且，滑块[3]是在导轨[11]中上 下滑动的，而导轨[11]是用螺钉固定在与上部机身[8-1]做成一体的底座[10]上，所以， 底座[10]、导轨[11]、滑块[3]以及上模[4]都要跟着上部机身[8-1]产生角变形α上；而 下部机身[8-2]及下模[5]则要产生向下的角变形α τ ；这样，上模[4]相对于下模[5]的 总的角变形α总=α上+a τ也越来越大，这将给压力机的工作带来如下缺陷1.降低了压力机精度，使上模和下模的前后间隙不均勻，δ δ后，以致工件产 生偏差和毛刺，也就是降低了工件的精度；2.在上模上产生水平方向的侧压力，使上模和下模发生接触、甚至碰撞，加速模具 磨损、甚至折断，降低了模具寿命；3.加速了滑块和导轨的磨损。自从十九世纪末期出现开式压力机的一百多年以来，人们早就发现了它的这些缺 陷，并设计了 一些改进结构，但都没有彻底解决问题1.如图2a所示是早期的改进结构，在开式压力机的前面两侧、机身的上端和工作 台之间，加装两根拉杆，以减少角变形。这的确是有效果，但是，两根拉杆的存在，碍手碍脚， 操作很不方便，实际使用中两根拉杆往往被拆掉。所以，这种结构早已被淘汰。2.如图2b、图2c所示的改进结构是在机身内侧加拉杆，因为拉杆是在机身压力中心线的后面，所以，这样做的效果并不明显，而且要增加制造成本，所以，没有获得应用。3.如图2 d所示是目前普遍采用的结构，就是加大机身的外形尺寸和横截面尺寸， 增加机身的重量，以减少机身的角变形。这样一来，机身的外形由小写的“C”字形变成了大 写的“C”字形，甚至变成了如图2e所示的“Π”字形机身。近来，许多学者采用有限元法对 开式压力机的机身进行了大量的分析研究，并对机身的横截面形状进行了优化(轻量化) 设计，这些研究和设计对过去盲目加大了的机身外形和截面的确是有所改进，机身重量有 所减轻，角变形有所减少。但是，并没有彻底消除上模相对于下模的角变形，而且要增加许 多制造成本，所以，这也不是最理想的结构。4.正是由于加大机身、优化设计并没有完全解决角变形的问题，所以，后来又出现 了如图2f所示的所谓半闭式机身，其工作区间的两侧板向前、向下延伸，与工作台连成一 体，或者在压力机的前面两侧、机身上端和工作台之间加装加强门或板条，形成“0”字形或 叫“D”字形的机身，其目的也就是为了减少机身的角变形，提高压力机的精度。但是，这样 做的结果就像图2a所示的结构一样，操作很不方便，大大削弱了开式压力机的优越性。从现有国内外开式压力机产品样本上的说明资料和半闭式机身产品来看，C型机 身的角变形对于其工作性能(特别是模具寿命)的影响依然存在，为了消除这种影响而不 得不采用半闭式机身，这充分说明目前开式压力机的角变形问题并没有彻底解决。
三.
发明内容
本发明的目的是在不增加制造成本的情况下，消除上模相对于下模的角变形，以 克服上述种种缺陷，提高开式压力机的工作性能。众所周知，悬臂结构的C型机身在承受工作压力之后要产生角变形总是不可避免 的。用加装拉杆或增加重量的方法来“强制”它不变形是不可取的，科学的方法是改变机身 结构，在机身发生角变形时，“避开”它对上、下模产生角变形。如图Ic所示，与滑块[3]相连接的连杆[2]的下端是球面或圆柱面[13]，当上部 机身[8-1]以及安装在其上的曲柄[1]和连杆[2]产生向上的角变形时，连杆[2]将绕其 下端的球面或圆柱面[13]转动，所以，连杆[2]不会带动滑块[3]和上模[4]发生角变形； 带动滑块[3]和上模[4]发生角变形的是固定导轨[11]的、并和上部机身[8-1]做成一体 的底座[10]。本发明的构思是将机身的导向部分与受力部分分割开来，也就是将上部机 身上固定导轨的底座这一部分与上部机身分割开来，再使分割出来的底座部分在机身的外 侧或内侧向后、向下延伸形成支承板，该支承板和下部机身的侧板或工作台后面、下面的腹 板做成一体。这样一来，如图3所示，当开式压力机承受工作压力时，虽然上部机身[8-1]要 产生向上的角变形α ±，但因为固定导轨[11]的底座部分[10]已经与上部机身[8-1]分 割开来，所以，不会带动滑块[3]和上模[4]发生角变形；虽然下部机身[8-2]和下模[5] 要产生向下的角变形α τ，但因为带有底座[10]的支承板[12]是与下部机身[8-2]的侧 板[14]做成一体的，所以，固定在底座[10]上的导轨[11]和导轨[11]中的滑块[3]以及 装在滑块[3]上的上模[4]都要跟着下部机身[8-2]产生同样的向下角变形α τ ；其结果 是上模[4]相对于下模[5]没有产生角变形，所以，本发明具有1.提高压力机精度；2.提 高模具寿命；3.提高滑块、导轨的耐磨寿命等优点。本发明用这样一个简单的方法创造性 地解决了开式压力机一百多年来所存在的前述缺陷。
目前，在设计开式压力机的机身时，先进行强度计算，然后再进行刚度核验。但是， 目前并没有研究和实验来说明为了彻底克服机身角变形所带来的上述缺陷，究竟要取多 大的角刚度才是合理的角刚度？目前也没有角刚度的国家标准。所以，在实际设计中，为了 提高开式压力机的角刚度，就盲目加大机身的外形尺寸和横截面尺寸，材料的许用应力都 取得比较低，以致浪费了大量材料。在本发明的机身结构中，由于机身产生的角变形不会使 上模相对于下模产生角变形，因此，在机身的强度计算中不要再进行角刚度的核验，在保证 机身所必需的强度要求的前提下，可以提高材料的许用应力，缩小机身的外形和截面尺寸， 回到以前的小“C”字形机身，真正使机身轻量化，所节约的材料将多于本发明中所述支承板 的材料，所以，采用本发明的机身结构，不仅可以提高开式压力机的工作性能，而且还可以 降低压力机的制造成本。过去一般都认为闭式压力机的缺点是只能从前后两个方向进入工作区间，操作 不方便，其优点是机身刚度高，压力机精度好，主要应用在大中型压力机上；而开式压力机 恰恰相反，其优点是能从三个方向进入工作区间，操作很方便，其缺点是机身变形大，特别 是角变形使得压力机的精度降低，主要应用在中小型压力机上。现在，本发明可以消除开式 压力机精度降低的缺点，并保留其操作方便的优点，所以，采用本发明的专利技术，将可以 扩大应用到大中型压力机上，特别是将中型的闭式压力机改为开式压力机，大大提高其使 用性能和生产率，将会受到广大用户的欢迎。以上所述是对于开式压力机而言的，本发明的专利技术对于具有C型机身的其他 锻压机床也是同样实用的。由此可见，采用本发明专利，对于制造商来说，1.可以降低生产成本；2.可以提高 产品的技术含金量，也就是提高产品品牌知名度和加强市场竞争力；3.可以将开式压力机 操作方便和闭式压力机精度好的优点完美地结合在一起，本专利技术扩展应用到大中型压 力机，进一步扩大市场占有率。对于用户来说，1.可以提高模具使用寿命；2.可以提高冲压 件质量；3.可以提高滑块导轨的使用寿命。
四.
图Ia是开式压力机开始工作以前的模具调整情况。图Ib是开式压力机受到工作压力以后产生角变形的情况。图Ic是开式压力机工作将结束时上模和下模的角变形情况。图2是开式压力机现有的各种改进结构。图3是本发明的构思方案图。图4是本发明的第1个实施例。图5是本发明的第2个实施例。图6是本发明的第3个实施例 图7是本发明的第4个实施例。
五.
具体实施例方式第1个实施例如图4和图3所示，将上部机身[8-1]上固定导轨[11]的底座[10] 这一部分与上部机身[8-1]分割开来，再使分割出来的底座部分[10]在上部机身[8-1]的外侧向后、向下延 伸形成支承板[12]，该支承板[12]和下部机身[8-2]的侧板[14]做成 一体。这样一来，当开式压力机承受工作压力时，虽然上部机身[8-1]要产生向上的角变形 α ±，但因为固定导轨[11]的底座部分[10]已经与上部机身[8-1]分割开来，所以，不会带 动滑块[3]和上模[4]发生向上角变形α上；虽然下部机身[8-2]和下模[5]要产生向下 的角变形α τ，但同时也要带动与下部机身[8-2]做成一体的侧板[14]、支承板[12]、底座 [10]、导轨[11]和滑块[3]以及上模[4]产生同样的向下角变形α τ ；其结果是上模[4] 相对于下模[5]没有产生角变形。第2个实施例如图5和图3所示，将上部机身[8-1]上固定导轨[il]的底座[10] 这一部分与上部机身[8-1]分割开来，再使分割出来的底座部分[10]在上部机身[8-1]的 内侧向后、向下延伸形成支承板[12]，该支承板[12]和工作台[6]后面的腹板[9]做成一 体。同样，当开式压力机承受工作压力时，虽然上部机身[8-1]要产生向上的角变形α上， 但因为固定导轨[11]的底座部分[10]已经与上部机身[8-1]分割开来，所以，不会带动滑 块[3]和上模[4]发生向上角变形α上；虽然下部机身[8-2]和下模[5]要产生向下的角 变形α τ，但同时也要带动与下部机身[8-2]做成一体的腹板[9]、支承板[12]、底座[10]、 导轨[11]和滑块[3]以及上模[4]产生同样的向下角变形α τ ；其结果是上模[4]相对于 下模[5]没有产生角变形。第3个实施例如图6和图3所示，将上部机身[8-1]上固定导轨[11]的底座[10] 这一部分与上部机身[8-1]分割开来，再使分割出来的底座部分[10]在上部机身[8-1] 的内侧向后、向下延伸形成支承板[12]，如果工作台[6]后面有腹板[9]的话，则该支承板 [12]穿过工作台[6]后面的腹板[9]上的孔[15]、与工作台[6]下面的腹板[16]做成一 体；如果工作台[6]后面没有腹板[9]的话，则该支承板[12]直接与工作台[6]下面的腹 板[16]做成一体；同样，当开式压力机承受工作压力时，虽然上部机身[8-1]要产生向上 的角变形α ±，但因为固定导轨[11]的底座部分[10]已经与上部机身[8-1]分割开来，所 以，不会带动滑块[3]和上模[4]发生向上角变形α上；虽然下部机身[8-2]和下模[5]要 产生向下的角变形α τ，但同时也要带动与下部机身[8-2]做成一体的下面腹板[16]、支承 板[12]、底座[10]、导轨[11]和滑块[3]以及上模[4]产生同样的向下角变形α τ，其结 果是上模[4]相对于下模[5]没有产生角变形。第4个实施例如图7和图3所示，将上部机身[8-1]上固定导轨[11]的底座[10] 这一部分与上部机身[8-1]分割开来，再使分割出来的底座部分[10]在上部机身[8-1] 的内侧向后、向下延伸形成支承板[12]，如果工作台[6]后面有腹板[9]、下面有腹板[16] 的话，则该支承板[12]穿过工作台[6]后面腹板[9]上的孔[15]和下面腹板[16]上的 孔[17]、与工作台[6]的底面做成一体；如果工作台[6]后面没有腹板[9]、下面没有腹板 [16]的话，则该支承板[12]直接与工作台[6]的底面做成一体。同样，当开式压力机承受 工作压力时，虽然上部机身[8-1]要产生向上的角变形α ±，但因为固定导轨[11]的底座 部分[10]已经与上部机身[8-1]分割开来，所以，不会带动滑块[3]和上模[4]发生向上 角变形α上；虽然下部机身[8-2]和下模[5]要产生向下的角变形α τ，但同时也要带动与 下部机身[8-2]做成一体的工作台[6]、支承板[12]、底座[10]、导轨[11]和滑块[3]以及 上模[4]产生同样的向下角变形α τ，其结果是上模[4]相对于下模[5]没有产生角变形。六.参考文献
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权利要求
1.一种具有C型机身结构的锻压机床，其特征在于将上部机身[8-1]上固定导轨 [11]的底座部分[10]与上部机身[8-1]分割开来，再使分割出来的底座部分[10]在上部 机身[8-1]的外侧向后、向下延伸形成支承板[12]，该支承板[12]和下部机身[8-2]的侧 板[14]做成一体。
2.一种具有C型机身结构的锻压机床，其特征在于将上部机身[8-1]上固定导轨 [11]的底座部分[10]与上部机身[8-1]分割开来，再使分割出来的底座部分[10]在上部 机身[8-1]的内侧向后、向下延伸形成支承板[12]，该支承板[12]和工作台[6]后面的腹 板[9]做成一体。
3.一种具有C型机身结构的锻压机床，其特征在于将上部机身[8-1]上固定导轨 [11]的底座部分[10]与上部机身[8-1]分割开来，再使分割出来的底座部分[10]在上部 机身[8-1]的内侧向后、向下延伸形成支承板[12]，如果工作台[6]后面有腹板[9]的话， 则该支承板[12]穿过工作台[6]后面的腹板[9]上的孔[15]、与工作台[6]下面的腹板 [16]做成一体；如果工作台[6]后面没有腹板[9]的话，则该支承板[12]直接与工作台[6] 下面的腹板[16]做成一体；
4.一种具有C型机身结构的锻压机床，其特征在于将上部机身[8-1]上固定导轨 [11]的底座部分[10]与上部机身[8-1]分割开来，再使分割出来的底座部分[10]在上部 机身[8-1]的内侧向后、向下延伸形成支承板[12]，如果工作台[6]后面有腹板[9]、下面 有腹板[16]的话，则该支承板[12]穿过工作台[6]后面的腹板[9]上的孔[15]和下面的 腹板[16]上的孔[17]、与工作台[6]的底面做成一体；如果工作台[6]后面没有腹板[9]、 下面没有腹板[16]的话，则该支承板[12]直接与工作台W]的底面做成一体。
全文摘要
开式压力机上由曲柄、连杆和滑块以及上、下模所组成的这一工作机构悬臂于C型机身的前方，可以从三个方向进入工作区间，这给操作人员带来了极大的方便。但是，这种C型结构也带来了机身刚度差、特别是角变形很大，要降低压力机精度、模具寿命和滑块导轨寿命等缺陷。本发明的特征在于将上部机身[8-1]上固定导轨的底座部分[10]与上部机身[8-1]分割开来，再使分割出来的底座部分[10]在上部机身[8-1]的外侧向后、向下延伸形成支承板[12]，该支承板[12]和下部机身[8-2]的侧板[14]做成一体。这样，在开式压力机承受工作压力时，上模相对于下模不会产生角变形，彻底消除了上述种种缺陷。所以，本发明不仅保留开式压力机操作方便的优点，而且还具有闭式压力机精度好的优点；不仅可以提高开式压力机的工作性能，而且还可以降低其制造成本。
文档编号B21J13/04GK102049462SQ201010545479
公开日2011年5月11日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者刘世雄 申请人:刘世雄