主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构，其曲轴设计结构简单、易于加工、受力点少并减少了发热源，提高高速精密数控冲床机构的运行速度。该机构包括曲轴、主滑块和两个副滑块，曲轴与主滑块通过连杆连接，单独设置两组杠杆机构将副滑块与主滑块连接，副滑块不直接与曲轴连接。
【专利说明】主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械压力加工领域，具体涉及一种高速精密数控冲床机构。
【背景技术】
[0002]冲压工艺是一种对板材、带材等施加外力再配以辅助技术使之产生塑性变形或分离，从而获得达到技术要求的零件形状、尺寸的加工工艺。与其它工艺相比，冲压加工工艺具有成本低、操作方便、质量好、精度高、效率高等优点。高速冲床作为一种高效、高精密及自动化程度高的冲压加工设备，冲压速度每分钟高达几百甚至上千次，因此其生产效率相较于普通冲床而言高出几十倍甚至上百倍。
[0003]目前，高速精密数控冲床机构的原理结构大多数都是直接在反方向上配置平衡副滑块的曲柄滑块结构(赵升吨，张学来，高长宇，柳伟，张永.高速压力机惯性力平衡装置及其特性研究(二)，《装备》2005，5:14-20)。这种结构的缺点是:曲轴通过连杆和副连杆分别同时直接驱动主滑块和副滑块，连接主滑块的曲拐与连接副滑块的曲拐相位相差180度，导致曲轴结构复杂，加工工艺也很复杂；曲轴上驱动主滑块和副滑块的曲拐处的旋转副都是整周转动，在高速运转状态下成为主要的发热源，发热量比较大；主滑块和副滑块的惯性力、冲压力、驱动力等载荷都是最后由曲轴来承受，曲轴受力点多且复杂，对曲轴的力学特性的要求很高。
实用新型内容
[0004]本实用新型提出一种主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构，其曲轴设计结构简单、易于加工、受力点少、减少了发热源，提高高速精密数控冲床机构的运行速度。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构，包括曲轴、主滑块、第一副滑块、第二副滑块，其特征在于:
[0006]所述曲轴是具有同相位曲拐的双曲拐曲轴；
[0007]所述冲床机构还包括第一连杆、第二连杆、偏心质量块、第三连杆、第一杠杆、第四连杆、第五连杆、第二杠杆、第六连杆；
[0008]曲轴以水平位置左右方向安装在冲床机身上并相对于机身可以转动，偏心质量块以相对曲拐成180度的方向固定安装在曲轴上，主滑块垂直布置在机身上并位于曲轴正下方；
[0009]第一连杆和第二连杆的一端分别与曲轴上的两个曲拐以转动副相连接，第一连杆和第二连杆的另一端分别与主滑块以运动副相连接；
[0010]第一副滑块和第二副滑块垂直布置在冲床机身上并位于曲轴回转中心两侧的上方；
[0011]第一杠杆的中心支点和第二杠杆的中心支点分别通过转动副与冲床机身相连接，主滑块通过第三连杆与第一杠杆的一端相连，第一副滑块通过第四连杆与第一杠杆的另一端相连，主滑块、第三连杆、第一杠杆、第四连杆和第一副滑块两两之间均通过转动副连接，组成第一组杠杆机构，主滑块通过第五连杆与第二杠杆的一端相连，第二副滑块通过第六连杆与第二杠杆的另一端相连，主滑块、第五连杆、第二杠杆、第六连杆和第二副滑块两两之间均通过转动副连接，组成第二组杠杆机构；
[0012]第一组杠杆机构和第二组杠杆机构中用于连接的各转动副轴线相互平行。
[0013]本实用新型与现有技术相比，其显著优点在于通过单独设置两组杠杆机构将副滑块与主滑块连接，副滑块不直接与曲轴连接，这样曲轴只需有单方向的曲拐，简化了曲轴的结构，并进一步减小了曲轴的加工难，同时减少了曲轴来自副滑块的受力。单独设置的驱动副滑块运动的两组杠杆机构中的转动副均无需做整周运动，从而减少了发热源。曲轴受力点减少，发热源减少，有利于闻速精密数控冲床动态精度的提闻。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1 (a)是本实用新型主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构结构主视图，图1 (b)是本实用新型主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构结构侧视图。
[0015]图2是本实用新型主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构另一种结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1 (a)是本实用新型主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构结构主视图。主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构，包括曲轴1、主滑块3、第一副滑块71、第二副滑块72、第一连杆21、第二连杆22、偏心质量块8、第三连杆41、第一杠杆51、第四连杆61、第五连杆42、第二杠杆52、第六连杆62 ;曲轴I以水平位置左右方向安装在冲床机身上并相对于机身可以转动，偏心质量块8以相对曲拐成180度的方向固定安装在曲轴I上，主滑块3垂直布置在机身上并位于曲轴I正下方；第一连杆21和第二连杆22的一端分别与曲轴I上的两个曲拐以转动副相连接，第一连杆21和第二连杆22的另一端分别与主滑块3以运动副相连接；第一副滑块71和第二副滑块72垂直布置在冲床机身上并位于曲轴I回转中心两侧的上方；第一杠杆51的中心支点91和第二杠杆52的中心支点92分别通过转动副与冲床机身相连接，主滑块3通过第三连杆41与第一杠杆51的一端相连,第一副滑块71通过第四连杆61与第一杠杆51的另一端相连,主滑块3、第三连杆41、第一杠杆51、第四连杆61和第一副滑块71两两之间均通过转动副连接，组成第一组杠杆机构，主滑块3通过第五连杆42与第二杠杆52的一端相连,第二副滑块72通过第六连杆62与第二杠杆52的另一端相连，主滑块3、第五连杆42、第二杠杆52、第六连杆62和第二副滑块72两两之间均通过转动副连接，组成第二组杠杆机构；第一组杠杆机构和第二组杠杆机构中用于连接的各转动副轴线相互平行。
[0017]第一组杠杆机构和第二组杠杆机构分布在曲轴I的两侧，在图1 (a)所示主视图中，第三连杆41与第五连杆42、第一杠杆51与第二杠杆52、第四连杆61与第六连杆62、第一副滑块71与第二副滑块72发生重叠。曲轴I通过第一连杆21和第二连杆22与主滑块3连接，在图1b所示测视图中，第一连杆21和第二连杆22发生重叠。
[0018]进一步，所述第一组杠杆机构和第二组杠杆机构中用于连接的各转动副轴线，平行于曲轴I的转动轴线，或者水平布置并垂直于曲轴I的转动轴线。
[0019]进一步，所述连接第一连杆21、第二连杆22与主滑块3的运动副，具体可以为转动副或者球铰。
[0020]进一步，如图2所示，所述第一组杠杆机构和第二组杠杆机构对称布置在曲轴I的两侧，或者反对称布置在曲轴I的两侧。
[0021]工作时，曲轴I通过第一连杆21和第二连杆22共同带动主滑块3作上下往复运动，主滑块3的上下往复运动就可以直接完成冲压加工过程。主滑块3向下运动时，通过第三连杆41和第五连杆42分别带动第一杠杆51和第二杠杆5转动，连接在第一杠杆51和第二杠杆52另一端的第四连杆61和第六连杆62再分别带动第一副滑块71和第二副滑块72向上运动。主滑块3向上运动时，通过第三连杆41和第五连杆42分别带动第一杠杆51和第二杠杆52转动,连接在第一杠杆51和第二杠杆52另一端的第四连杆61和第六连杆62再分别带动第一副滑块71和第二副滑块72向下运动。第一副滑块71和第二副滑块72的运动方向与主滑块3的运动方向相反，可平衡主滑块3的惯性力。曲拐I的偏心惯性力通过设置在曲轴I上的偏心质量块8平衡。通过上述两种平衡方式已很好地解决平衡问题。曲轴I无需直接驱动第一副滑块71和第二副滑块72，从而减少了曲轴I来自接第一副滑块71和第二副滑块72的受力。同时驱动副滑块运动的两组杠杆机构中的转动副均无需做整周运动，从而减少了发热源。
【权利要求】
1.一种主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构，包括曲轴(I)、主滑块(3)、第一副滑块(71)、第二副滑块(72)，其特征在于: 所述曲轴I是具有同相位曲拐的双曲拐曲轴； 所述冲床机构还包括第一连杆(21)、第二连杆(22)、偏心质量块(8)、第三连杆(41)、第一杠杆(51)、第四连杆(61)、第五连杆(42)、第二杠杆(52)、第六连杆(62)； 曲轴(I)以水平位置左右方向安装在冲床机身上并相对于机身可以转动，偏心质量块(8)以相对曲拐成180度的方向固定安装在曲轴(I)上，主滑块(3)垂直布置在机身上并位于曲轴(I)正下方； 第一连杆(21)和第二连杆(22)的一端分别与曲轴(I)上的两个曲拐以转动副相连接，第一连杆(21)和第二连杆(22)的另一端分别与主滑块(3)以运动副相连接； 第一副滑块(71)和第二副滑块(72)垂直布置在冲床机身上并位于曲轴(I)回转中心两侧的上方； 第一杠杆(51)的中心支点(91)和第二杠杆(52 )的中心支点(92 )分别通过转动副与冲床机身相连接，主滑块(3)通过第三连杆(41)与第一杠杆(51)的一端相连，第一副滑块(71)通过第四连杆(61)与第一杠杆(51)的另一端相连,主滑块(3)、第三连杆(41)、第一杠杆(51)、第四连杆(61)和第一副滑块(71)两两之间均通过转动副连接，组成第一组杠杆机构，主滑块(3)通过第五连杆(42)与第二杠杆(52)的一端相连，第二副滑块(72)通过第六连杆(62 )与第二杠杆(52 )的另一端相连，主滑块(3 )、第五连杆(42 )、第二杠杆(52 )、第六连杆(62)和第二副滑块(72)两两之间均通过转动副连接，组成第二组杠杆机构； 第一组杠杆机构和第二组杠杆机构中用于连接的各转动副轴线相互平行。
2.根据权利要求1所述的主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构，其特征在于:所述第一组杠杆机构和第二组杠杆机构中用于连接的各转动副轴线平行于曲轴(I)的转动轴线。
3.根据权利要求1所述的主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构，其特征在于:所述第一组杠杆机构和第二组杠杆机构中用于连接的各转动副轴线水平布置并垂直于曲轴(O的转动轴线。
4.根据权利要求1所述的主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构，其特征在于:所述连接第一连杆(21)、第二连杆(22)与主滑块(3)的运动副为转动副。
5.根据权利要求1所述的主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构，其特征在于:所述连接第一连杆(21)、第二连杆(22)与主滑块(3)的运动副为球铰。
6.根据权利要求1所述的主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构，其特征在于:所述第一组杠杆机构和第二组杠杆机构对称布置在曲轴(I)的两侧。
7.根据权利要求1所述的主被动复合驱动的高速精密数控冲床机构，其特征在于:所述第一组杠杆机构和第二组杠杆机构反对称布置在曲轴(I)的两侧。
【文档编号】B30B1/06GK203510736SQ201320524907
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】彭斌彬, 周宇, 封金徽, 盛成, 吴静 申请人:南京理工大学