专利名称：电动定位冲击式楔紧机的制作方法
技术领域：
本发明是关于机械领域的模锻锤，特别是涉及模锻锤模具紧固楔铁的楔紧设备。
背景技术：
模锻锤是广泛使用的大型通用锻压设备，而其工作部分即锻锤模具，是根据用户 的要求另行设计制造，再用一种叫紧固楔铁的结构件，将上、下模具分别楔紧在模锻锤锤头 及砧座上。因用户产品更换或因模具磨损需要修磨，紧固楔铁要不时地打出、楔进，以进行 上、下模具的拆卸换装。现行的打击方法都是用摆动自由撞击法，即由人推动吊着的撞锤， 通过摆动，撞击楔铁来进行。这种方式虽然简单，但存在两大弊病。一是耗用人力多而且极 不安全。实际生产中，楔紧一台一吨以上模锻锤的紧固楔铁，其撞锤的质量在两吨左右，用 天车吊着，四个人在两边快速推动，撞击紧固楔铁。楔铁头部较小，而撞锤粗大，频繁快速 的反复自由摆动撞击，无法定位，稍有偏心，撞锤极易扭摆，将操作工人扫倒，并可能一起碰 到模锻锤的机身，造成人身伤害。这种安全事故已经不止一次的发生；二是实际使用的撞 锤，长度两米左右，要达到一定的摆动速度，产生足够的撞击力，至少需要三米以上的摆动 距离，这样，模锻锤后边至少要有六米以上的空距，势必占用很大的车间面积。因此，研发一 种更好的方法和装备来楔紧锻锤模具的紧固楔铁，一直是模锻锤使用企业最想解决的难题 之一。
发明内容
本发明的目的是克服原来采用撞锤撞击楔紧紧固楔铁的缺点，提供一种用于楔 紧或打出楔铁，使用方便，安全可靠的电动定位冲击式楔紧机。本发明的技术方案是由机体、冲击机构、吊装机构组成，机体上有吊装机构，机 体中有冲击机构，冲击机构由电动机、滑轮架、滑轮轴、平面凸轮、冲击铁块、返回弹簧组 成，平面凸轮的一个端面上有平滑连接的原位圆锥面、螺旋圆锥面、凸起圆锥面，形成连续 的曲面，凸起圆锥面高于原位圆锥面5-10mm，螺旋圆锥面在平面凸轮端面圆周的角度为 9-18°，滑轮轴上有与平面凸轮上连续曲面角度相吻合的圆锥台，滑轮轴通过轴承与滑轮 架联接，滑轮架通过轴承与滑轮架座联接，滑轮架座紧固在机体中，滑轮架的轴孔与电动机 的输出轴联接，电动机紧固在机体中，平面凸轮与冲击铁块固定连接，冲击铁块上的冲击头 穿过机体的前挡板，可与插入前挡板冲击孔的楔铁含头接触，返回弹簧压在冲击铁块上，使 紧固在冲击铁块上的平面凸轮与滑轮轴上的圆锥台保持贴接，冲击铁块四周有轴承排，轴 承排安装在机体上，电动机通过电缆与电控柜电连接。前挡板有上返回弹簧调整杆。机体后部可设有手柄、按钮开关等构成操作控制机构，方便操作，电控柜可设置有 变频器，对电动机进行变频调速，以适应不同的楔铁或不同的楔紧阶段所需的不同的楔紧 冲击力。电动机及电气连接、控制等均采用常规技术。楔铁含头、冲击孔、轴承排等构成导向定位机构，轴承排对冲击铁块进行轴向运动的导向和其它五个方位自由度的限位，而楔铁含头、冲击孔的组合则对整个楔紧机进行定 位。轴承排是轴承的组合，对冲击铁块进行轴向运动的导向和其它五个方位自由度的 限位，其轴承座安装在机体相应部位上，在上下左右四个方向由轴承形成轴承排。吊装机构采用常规的吊装方式。
在平面凸轮端面的连续曲面中，螺旋圆锥面是原位圆锥面和凸起圆锥面之间的过渡。本发明工作时，按不同吨位的模锻锤选择楔铁含头，装入冲击孔内，通过吊装机构 的悬挂钢索绳将整个装置挂在天车的挂钩上，扶住楔紧机的手柄，通过移动天车，将楔铁含 头含住待楔紧的模具紧固楔铁的头部，稍用力推压完成楔紧机启动前的定位，然后按下手 柄上的开关按钮，启动电动机，带动滑轮架旋转，装在其上的滑轮轴的圆锥台沿着与其贴接 的平面凸轮上的连续曲面同时作随滑轮架的旋转和绕其轴线的自转，当由原位圆锥面转至 螺旋圆锥面上时，相互推压，产生轴向推力，使平面凸轮带动冲击铁块快速向前作冲击运 动，其冲击头，穿过前档板中部的冲击孔冲撞楔铁含头及其含着的紧固楔铁，将冲击能量转 换成冲击力，楔进紧固楔铁，平面凸轮及冲击铁块在冲撞时反作用力的作用下，将反弹向后 退回，使平面凸轮与滑轮轴上的圆锥台始终保持贴接，当滑轮轴的圆锥台由凸起圆锥面、螺 旋圆锥面转至原位圆锥面时，借助回位弹簧的反推力，平面凸轮将退回原位，而一直旋转着 的滑轮轴又再次推压凸轮，如此反复，形成连续冲击，直至将紧固楔铁完全楔紧。前挡板有上返回弹簧调整杆，通过调整杆可调整返回弹簧弹力，压紧冲击铁块，使 紧固其上的凸轮与滑轮轴上的圆锥台保持贴接。本发明根据物理学中运动物体具有的能量与其运动速度的平方成正比，因而达到 同样大小的动能，提高运动速度可以大大减小运动重物质量的理论，解决了运动重物小型 化、可内置的难题；并按照运动动力学中速度、质量、能量和力之间相互关系的理论，推导出 产生足够大的冲撞力，所需运动重物的质量、产生轴向推力的平面凸轮的挤压曲线及所需 驱动电机的转速、功率的理论计算公式；以此为基础，用冲击铁块的快速定位冲击取代吊装 重物的自由摆动撞击来楔紧锻锤模具的紧固楔铁，并经多次试打调整完善，研发出实用的 电动定位冲击式楔紧机，它不存在工作时扭摆伤人和占用空间大的弊病，彻底解决了模锻 锤使用企业一直悬而未决的难题。由于采用电动机、滑轮架、滑轮轴、平面凸轮、冲击铁块等构成冲击机构，使本发明 可以快速定位冲击楔紧锻锤模具的紧固楔铁，具有使用方便，安全可靠的特点。
图1为本发明侧剖视示意图。图2为本发明平面凸轮和滑轮轴部分的局部放大剖面示意图。图3为本发明平面凸轮端面示意图。图4为图1的AA剖面示意图。图5为本发明吊装悬挂时的外观示意图。
具体实施例方式如图1至图5所示，一种电动定位冲击式楔紧机，由机体1、冲击机构、吊装机构2组成，机体1上有吊装机构2，机体1中有冲击机构，冲击机构由电动机3、滑轮架4、滑轮轴5、平面凸轮6、冲击铁块7、返回弹簧8组成，平面凸轮6的一个端面上有平滑连接的原位圆锥面10、螺旋圆锥面11、凸起圆锥面12，形成连续的曲面，凸起圆锥面12比原位圆锥面10在轴向上高5-10mm，螺旋圆锥面11在平面凸轮6的端面圆周的角度为9-18°，滑轮轴5上有与平面凸轮6上连续曲面角度相吻合的圆锥台13，滑轮轴5通过轴承与滑轮架4联接，滑轮架4通过轴承与滑轮架座14联接，滑轮架座14紧固在机体1中，滑轮架4的轴孔与电动机3的输出轴联接，电动机3紧固在机体1中，平面凸轮6与冲击铁块7固定连接，冲击铁块7上的冲击头9穿过机体1的前挡板15，可与插入前挡板15的冲击孔16的楔铁含头17接触，返回弹簧8压在冲击铁块7上，使紧固在冲击铁块7上的平面凸轮6与滑轮轴5上的圆锥台13保持贴接，冲击铁块7四周有轴承排18，轴承排18安装在机体1上，电动机3通过电缆与电控柜电连接。前挡板15有上返回弹簧调整杆19。本发明中平面凸轮6和与其贴接的滑轮轴5的轴线相交成90°，也可以采用其它的结构形式，其原理和作用都是一样的，即都是为了通过它们之间的相对运动使其相互推压以产生推力，驱动冲击重物冲撞紧固楔铁。经分析比较，采用本结构是最实用的。平面凸轮6和冲击铁块7间可加入键，防止平面凸轮6产生随滑轮轴5的转动。滑轮架4的轴孔与电动机3的输出轴也有轴键，以传递扭矩。平面凸轮6上的原位圆锥面10，在轴向上的凸起升程，即滑轮轴5上圆锥台13对平面凸轮6在轴向上的推压距离，经实验，其取值在5-10mm之间为宜。凸起圆锥面12在平面凸轮6的端面圆周上可以设计一段，或两段以上，本发明实施例中为一段。凸起圆锥面12在端面圆周上的角度，在理论上可以为0°，但这样形成一个尖角，极易磨损，实际应用可取5-15°左右。螺旋圆锥面11是凸起圆锥面12与原位圆锥面10之间的平滑连接的螺旋曲面，其在平面凸轮6端面圆周上的角度为9-18°，电动机可以正反两个方向旋转，可以提高凸轮的使用寿命。凸起圆锥面12高出原位圆锥面10可取值5mm，或者取值10mm，及其间的任意值，与之配合，螺旋圆锥面11在平面凸轮6的端面圆周的角度取值为9-18°范围内均可。为了减小重物冲击紧固楔铁时反作用力造成的震动，本发明的总体质量以大于冲击重物质量的20倍为宜。为方便装配，机体1可由单独的钢板通过紧固连接构成，另外，机体1中的各个组成部件，如轴承、加工装配孔洞及盖板、紧固件、电动机、电缆、开关等，均按照常规机械设计要求和加工工艺要求进行设计加工装配，需要紧固安装的，通常采用螺栓、螺母连接。
权利要求
一种电动定位冲击式楔紧机，由机体(1)、冲击机构、吊装机构(2)组成，机体(1)上有吊装机构(2)，机体(1)中有冲击机构，其特征在于冲击机构由电动机(3)、滑轮架(4)、滑轮轴(5)、平面凸轮(6)、冲击铁块(7)、返回弹簧(8)组成，平面凸轮(6)的一个端面上有平滑连接的原位圆锥面(10)、螺旋圆锥面(11)、凸起圆锥面(12)，形成连续的曲面，凸起圆锥面(12)比原位圆锥面(10)在轴向上高5-10mm，螺旋圆锥面(11)在平面凸轮(6)的端面圆周的角度为9-18°，滑轮轴(5)上有与平面凸轮(6)上连续曲面角度相吻合的圆锥台(13)，滑轮轴(5)通过轴承与滑轮架(4)联接，滑轮架(4)通过轴承与滑轮架座(14)联接，滑轮架座(14)紧固在机体(1)中，滑轮架(4)的轴孔与电动机(3)的输出轴联接，电动机(3)紧固在机体(1)中，平面凸轮(6)与冲击铁块(7)固定连接，冲击铁块(7)上的冲击头(9)穿过机体(1)的前挡板(15)，可与插入前挡板(15)的冲击孔(16)的楔铁含头(17)接触，返回弹簧(8)压在冲击铁块(7)上，使紧固在冲击铁块(7)上的平面凸轮(6)与滑轮轴(5)上的圆锥台(13)保持贴接，冲击铁块(7)四周有轴承排(18)，轴承排(18)安装在机体(1)上，电动机(3)通过电缆与电控柜电连接。
2.根据权利要求1所述的电动定位冲击式楔紧机，其特征在于前挡板(15)有上返回 弹簧调整杆(19)。
全文摘要
一种电动定位冲击式楔紧机，克服原来采用撞锤撞击楔紧模锻锤模具的紧固楔铁的缺点，采用主要由电动机、滑轮架、滑轮轴、平面凸轮、冲击铁块等构成冲击机构的电动冲击式技术方案，使本发明可以定位冲击楔紧模锻锤模具的紧固楔铁，具有占用工作空间小，使用方便，安全可靠等特点。
文档编号B25B27/02GK101797742SQ20101010115
公开日2010年8月11日 申请日期2010年1月19日 优先权日2010年1月19日
发明者张运军, 徐顺生, 胡立国, 胡道财, 邵光保, 陈天赋, 靳立平 申请人:湖北三环锻造有限公司