专利名称：无导轨高速精密压力机的制作方法
技术领域：
本实用新型的无导轨高速精密压力机，用于金属或非金属的高速冲压加工领域，是一种多连杆高速精密压力机。
背景技术：
高速精密数控压力机集机床制造技术、高速精密冲压工艺与模具技术、自动控制技术、可靠性技术等关键技术为一体，可完成自动送料与板料高效率精密加工的机械压力机，它具备自动、高速、精密三个基本要素，广泛应用于航空航天、汽车、发电设备、信息、家电等闻科技领域。高速精密压力机的动平衡主要有如下四种方式(1.赵升吨，张学来，高长宇，等.高速压力机惯性力平衡装置及其特性研究(一)[J].锻压设备与制造技术，2005,40(4) :14-20)(—)在曲轴偏心的相反方向设置偏心平衡块,该偏心平衡块主要用来平衡曲柄连杆滑块部件所产生的旋转惯性力。(二)反向配置的副滑块平衡式，这种平衡方式是在与主滑块对称的180°位置上布置一个平衡副滑块以及曲柄连杆零件，以抵消主滑块所产生的惯性力。(三)多连杆配重平衡机构式，这种平衡方式是设计特殊的滑块驱动装置，一般是多连杆装置，其中一些杆的运动趋势和滑块的动趋势相反，只要合理的配置这些杆的质量，就可以起到平衡惯性力的作用。(四)平衡摆块式，这种平衡方式采用了平衡杠杆方式，杠杆的一端接在高速压力机驱动机构的往复运动的铰接点上，杠杆的另一端接固定一个一定重量的平衡摆块，杠杆的支点固定在机身上。上述的平衡结构方案是现阶段常见的动平衡方法，但有一个共同特点滑块的运动需要靠导轨来约束才能实现滑块的直线往复运动，抗偏载能力不强。而为了能够达到更高的转速和精度，必须要提高压力机的抗偏载能力，对导轨的导向精度和刚度要求很高。压力机导轨结构是压力机的滑块体两侧与相应机身部位构成滑动配合的结构，目前国内压力机的导轨结构一般分为铸铁滑块式、镶铜滑动式和滚针滚动式。铸铁滑动式和镶铜滑动式和滚针滚动式。铸铁滑动式和镶铜滑动式的导轨间隙大、易磨损、精度误差大；滚针滚动式导轨的保持架是开放式，不适合大行程压力机，且可靠性差，精度调整及维修不方便。采用以上导轨形式的压力机对于一些加工精度要求高的零件就很难满足使用要求。
实用新型内容本实用新型目的在于设计一种无需导轨的高速精密压力机，在结构上实现无需导轨便能实现冲压滑块的往复运动，即压力机水平方向上的受力为零，惯性力得到很好的平衡，使得压力机的转速和精度得到大幅度提高，抗偏载能力增强。一种无需导轨的高速精密压力机，应用于金属或非金属材料冲压加工，其特征为包括驱动电机、曲柄、主连杆、等腰三角摆动块；其中曲柄的第一端与驱动电机相联，曲柄的第二端与主连杆的第一端铰接，主连杆的第二端与等腰三角摆动块的顶角铰接；还包括左多连杆支链、右多连杆支链、冲压滑块；其中左多连杆支链和右多连杆支链结构完全相同，均由上摆杆、第一长杆、第二长杆、摇杆、四根完全相同的短杆、下摆杆、第一固定铰支座、第二固定铰支座组成；上述四根短杆依次铰接，铰接点按顺时针顺序依次称为第一铰接点、第二铰接点、第三铰接点、第四铰接点；上述上摆杆的第二端铰接于第一铰接点，第一长杆的第一端铰接于第一铰接点，第二长杆的第一端铰接于第三铰接点，第一长杆的第二端和第二长杆的第二端共同铰接于第二固定铰支座，摇杆的第一端铰接于第二铰接点，摇杆的第二端铰接于第一固定铰支座，下摆杆的第一端铰接于第四铰接点；其中多连杆支链除去上摆杆和下摆杆的部分称为Peaucellier机构。上述左多连杆支链中的上摆杆的第一端与等腰三角摆动块左底角铰接，左多连杆支链中的下摆杆的第二端与冲压滑块的左端铰接；上述右多连杆支链中的上摆杆的第一端与等腰三角摆动块右底角铰接，右多连杆支链中的下摆杆的第二端与冲压滑块的右端铰接；左多连杆支链和右多连杆支链的第一固定铰支座、第二固定铰支座共四个固定铰支座位于同一直线上，该直线与水平线平行；曲柄的第一端位于上述直线的中垂线上；上述第一固定铰支座和第二固定铰支座的距离与摇杆的长度相
坐寸ο曲柄通过主连杆带动三角摆动块运动，从而带动两个多连杆支链作小幅摆动，最终多连杆支链通过下摆杆带动冲压滑块上下往复运动，工件放置于冲压滑块下方，从而实现对金属或非金属材料工件的冲压。本实用新型的优点在于(1)采用多连杆支链可以实现冲压滑块无导轨直线运动，因此能保证冲压滑块在运动过程中，滑块始终保持水平，不会产生倾覆。水平方向受力为零，大大提高了压力机的抗偏载能力。而且没有导轨，就不会存在冲压滑块与导轨之间的摩擦，减小了由摩擦引起的热量，提高了压力机的下死点精度。(2)通过调节两个下摆杆长度，可以调节冲压滑块的行程和装模高度。
图1为本实用新型高速精密压力机的结构简图图2为任意时刻Peaucellier机构结构的运动简图图中标号名称1、曲柄，2、主连杆，3、等腰三角摆动块，4、上摆杆，5、短杆，6、摇杆，7-1、第一长杆，7-2、第二长杆，8、下摆杆，9、冲压滑块，10、第一固定铰支座，11、第二固定铰支座。
具体实施方案本实用新型采用一种多连杆支链的结构使得压力机水平方向的惯性力减小为零。在冲压滑块上方配置了两个多连杆支链，由于该结构的特殊性，滑块不需要导轨便能实现直线的往复运动，使得水平方向上的惯性力为零。结合图1，工作时，曲柄I在电机驱动下作旋转运动，为压力机提供动能。在曲柄I的旋转运动作用下通过一系列传动带动冲压滑块9进行往复运动。曲柄I与冲压滑块9的运动传递经过曲柄I通过主连杆2与三角摆动块3相连，主连杆2带动三角摆动块3运动，从而通过两个上上摆杆4带动两个Peaucellier机构作小幅摆动,最终两个Peaucellier机构通过两个下摆杆8带动冲压滑块9上下往复运动。最后，工件放置于冲压滑块9下方，从而实现对金属或非金属材料工件的冲压。保证两个固定铰支座10和11其连线与水平方向平行。为了实现冲压滑块9无导轨直线往复运动，在曲轴I与冲压滑块9之间添加了一个Peaucellier机构，Peaucellier机构由四根短杆5、一根摇杆6、两根长杆7组成，当满足四根短杆5的长度相等，摇杆6的长度等于时候，就能实现冲压滑块9无导轨直线往复运动，使得压力机水平方向惯性力为零。Peaucellier机构结构直线运动的证明如下图2为任意时刻Peaucellier机构结构的运动简图。其中QC为摇杆6, Q与O分别为固定铰支座10和11。A、B、C、P分别为菱形的四个端点，D为菱形的中心。OQ为一水平线。过菱形左端点作一竖直直线PM，延长OQ与PM相交于M。以Q为圆心，QR为半径作圆，与OM相交于点R，由于QC=Q0，C点的运动轨迹必定在圆上。由于OC丄AB并且PC丄AB，则O、C、P三点在同一直线上。三角型OCR与OMP相似，得OC : OR = OM : OP变换得
权利要求1.一种无导轨高速精密压力机，应用于金属或非金属材料冲压加工，其特征为包括驱动电机、曲柄(I)、主连杆(2)、等腰三角摆动块(3);其中曲柄(I)的第一端与驱动电机相联，曲柄的第二端与主连杆的第一端铰接，主连杆的第二端与等腰三角摆动块(3)的顶角铰接； 还包括左多连杆支链、右多连杆支链、冲压滑块(9)； 其中左多连杆支链和右多连杆支链结构完全相同，均由上摆杆(4)、第一长杆(7-1)、第二长杆(7-2)、摇杆(6)、四根完全相同的短杆(5)、下摆杆(8)、第一固定铰支座(10)、第二固定铰支座(11)组成；上述四根短杆(5)依次铰接，铰接点按顺时针顺序依次称为第一铰接点、第二铰接点、第三铰接点、第四铰接点；上述上摆杆(4)的第二端铰接于第一铰接点，第一长杆(7-1)的第一端铰接于第一铰接点，第二长杆(7-2)的第一端铰接于第三铰接点，第一长杆(7-1)的第二端和第二长杆(7-2 )的第二端共同铰接于第二固定铰支座(11)，摇杆(6)的第一端铰接于第二铰接点，摇杆(6)的第二端铰接于第一固定铰支座(10)，下摆杆(8)的第一端铰接于第四铰接点； 上述左多连杆支链中的上摆杆(4)的第一端与等腰三角摆动块(3)左底角铰接，左多连杆支链中的下摆杆(8)的第二端与冲压滑块(9)的左端铰接；上述右多连杆支链中的上摆杆(4)的第一端与等腰三角摆动块(3)右底角铰接，右多连杆支链中的下摆杆(8)的第二端与冲压滑块(9)的右端铰接； 左多连杆支链和右多连杆支链的第一固定铰支座(10)、第二固定铰支座(11)共四个固定铰支座位于同一直线上，该直线与水平线平行；曲柄(I)的第一端位于上述直线的中垂线上； 上述第一固定铰支座(10)和第二固定铰支座(11)的距离与摇杆(6)的长度相等。
专利摘要本实用新型公开了一种无导轨高速精密压力机，属于多连杆高速精密压力机技术领域。它包括驱动电机、曲柄(1)、主连杆(2)、等腰三角摆动块(3)；还包括左多连杆支链、右多连杆支链、冲压滑块(9)；其中左多连杆支链和右多连杆支链结构完全相同，均由上摆杆(4)、第一长杆(7-1)、第二长杆(7-2)、摇杆(6)、四根完全相同的短杆(5)、下摆杆(8)、第一固定铰支座(10)、第二固定铰支座(11)组成。本实用新型不需要导轨，简化了压力机结构，而水平方向的力等于零，使得压力机抗偏载能力大大提高，提高了加工精度。
文档编号B30B1/14GK202895717SQ20122038182
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者赵宇, 吴洋洋, 吴洪涛, 郑基瑞, 何光军 申请人:南京航空航天大学