专利名称：一种气动铆接机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于压制、铆接的金属加工设备，尤其涉及的是 一种用于铆接装配工序、以及金属零件的冲压、字符压印等工序的气动压 力才几改进。
背景技术：
现有技术中，铆接是指通过对铆接模具施加压力使金属零件产生变形 而将两个或多个零件连接在一起的方法，气动铆接是指通过气缸提供的输 出力作为驱动力完成铆接工序，气缸的输出力取决于气缸的活塞直径(缸 径)和所使用的压缩空气压力。
目前的气动铆接机通常采用由金属板材焊接或螺钉连接而成的开口
"U"形安装支架，直接将气缸通过端面安装固定在支架的上方，如图l所 示。现有技术的典型气动铆接机包括开口为"U"形的支架210，支架210 通常是金属板材通过焊接或螺紋连接而成；在支架210下方的工作台面上 放入一模架230，该模架230用于放置被加工的工件100,如图1和图3所 示，模架230上侧设置有一模具上模232，可沿一导柱231上下运动；在所 述模架230上还设置有限位螺栓233,用于调整铆接时模具上模232的工作 高度，如图3所示，当气缸240伸出时，气缸活塞杆推动模架230的上模 板通过导柱231导向向下运动，带动模具上模232向下运动，当上模板接 触到限位螺栓233上端后被阻挡限位，此时模具上模232刚好将放置在模 具下模234内的工件IOO铆接变形至要求的尺寸，气缸再缩回时，在导柱 231上的压缩弹簧作用下，压缩弹簧将模具上模232及上模板弹回至初始位置。
现有技术的气动铆接机具有以下缺陷
(1) 铆接^L工作时的驱动力直接作用在开口 "U"形安装支架上，这种形 状的安装支架在工作时承受弯曲应力，很容易产生因弯曲应力引起的弹性 变形，因而直接影响铆接精度，如图3所示，所以这种结构的铆接机精度 较低，更难以适应需要大工作压力的精密铆接工序。
这种气动铆接机工作时，气缸240的活塞杆推动才莫架230沿着限位杆 220快速向工件100移动，当气缸240的活塞杆到达最大4亍程时，工件100 受到气缸240活塞杆的压力同时产生一个反作用力给气缸240的活塞杆， 因气缸240固定在支架210悬臂的上端，所以，支架210产生如图2所示 的作用力F，该作用力F将引起支架210的悬臂产生正挠度，如图3所示， 该正挠度直接影响气压机的加工精度，尤其使其难以适应于精密要求高的 工序。
(2) 气缸的输出力直接作为铆接机工作时的工作压力，在需要大铆接压 力的场合(例如铆接工件的材料较厚时)，只能采用大缸径的气缸，这样一 方面气缸结构尺寸庞大，占用空间，另一方面大缸径的气缸价格昂贵，制 造成本高，使用时压缩空气耗气量也较大，增加使用成本。即使这样，气 缸的输出力也很有限(例如采用缸径为100mm的大尺寸气缸，在通常的 0.6MPa压缩空气压力下，气缸的输出力也只有4710N)。
(3) 工作行程调整不方便，实际工作高度由设置在模具上的限位杆来调 整，调整精度差。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种气动铆接机，通过改变气缸的安装方 式和支架的结构减小支架的变形，提高压力机的加工精度。本实用新型的技术方案如下
一种气动铆接机，其本体包括一底座、 一悬臂以及一连接底座和悬臂的 支架；所述底座用于固定工件，所述悬臂用于将导向装置固定在工件的上 方；该导向装置内设有可沿其往复运动及加工所述工件的滑块；所述滑块 由一气缸驱动；其中，所述气缸固定设置在所述本体上的所述支架后侧， 所述气缸的活塞杆与所述滑块至少通过一第一连杆连接，所述第一连杆链 接在所述支架上。
所述的气动铆接机，其中，所述第一连杆与所述滑块的连接端之间还铰 接设置有一第二连杆。
所述的气动铆接机，其中，所述第一连杆从链接部到与所述活塞杆的铰 接端之距离为第 一距离，所述第 一连杆从链接部到与所述第二连杆的铰接 端之距离为第二距离，设置所述第一连杆使所述第一距离大于所述第二距 离。
所述的气动铆接才几，其中，在所述支架上还设有一限制所述滑块位移的 行程调节机构。
所述的气动铆接机，其中，所述行程调节机构包括 一螺栓，设置在所 述第 一连杆与所述活塞杆连接侧支臂的上方。
所述的气动铆接机，其中，所述行程调节机构包括 一设置在所述第一 连杆上的弧形槽，以及在所述支架上与该弧形槽相适配的固定柱部。
所述的气动铆接机，其中，所述第二连杆与所述滑块之间还设置通过一 调节机构连接，所述调节机构包括一螺紋接头，与所述第二连杆铰接，其 螺紋部与所述滑块螺接。
所述的气动铆接机，其中，所述螺纟丈接头上还设置有一行程微调螺母及i 一行程锁紧螺母，用于调整及锁固所述滑块。
本实用新型所提供的一种气动铆接机，由于采用了连杆的连接结构， 使所述滑块与所述气缸活塞杆的拉力方向偏离支架的变形方向，将气缸的位置从支架的悬臂上转移到支架的本体上，从而使支架的受力状态从现有 技术中的悬臂受弯曲应力改变为本体受拉伸应力，由于金属材料的抗拉强 度远高于其抗弯强度，这样减小了支架的变形，提高了压力机的加工精度。
图l是现有技术中气动铆接机的结构示意图2是现有技术中支架受到工件反作用力时的受力示意图3是现有技术中支架受到工件反作用力时变形的示意图4是本实用新型中气动铆接机在气缸活塞杆缩回时结构示意图5是本实用新型中气动铆接机在气缸活塞杆伸出时结构的主视图6是本实用新型中在气缸活塞杆伸出时支架的受力示意图7是本实用新型中第一连杆的一种形式；
图8是本实用新型中第一连杆的另一种形式；
图9是本实用新型中第一连杆的又一种形式；
图IO是本实用新型中气动铆接机的左视图ll是本实用新型中气动铆接机的俯视图12是本实用新型中气动铆接机的另一种实施方式。
具体实施方式
以下结合附图，将对本实用新型的各较佳实施例进行更为详细的说明， 本实用新型的所述气动铆接机主要是改进了气缸的结构位置关系,使之 在对滑块驱动进行工件加工的同时，减少对支架和悬臂的反作用力变形,从 而可提高加工精度的控制。需要说明的是，本实用新型所述气动铆接机并。 不限定在铆接工作上，还可以用于金属零件的冲压、字符压印等工序的压 力力口工。
作为本实用新型气动铆接机的第一较佳实施方式，如图4所示，其由一本体结构构成，该本体包括底座311、悬臂312以及连接底座311和悬臂 312的支架313，所述支架313的设置方式有多种，可以采用支杆结构，也 可釆用具有外壳体的整体结构；在所述底座311上可用来固定待加工的工 件100，所述悬臂312上可设置一导向装置320，如图11所示，所述悬臂 312固定在工件100的上方。
所述导向装置320可以由燕尾槽导轨形成，该燕尾槽分为燕尾槽导轨 左镶块321和燕尾槽导轨右镶块322，如图11所示，在所述导向装置320 内还设有可沿其往复运动的滑块330,在该滑块330的前端可设置有用来对 工件100进行加工的端部或工具，例如铆接上模或铆接工具。该导向装置 320的设置可以节省现有技术的模架设置，将工件100直接放置到所述底座 311上即可进行加工，节省了配件，并方便了生产设备的装配。
本实用新型所述气动铆接机中，其气缸340是通过一安装耳轴341固 定在支架313或底座311或者工作平台上，如图4所示，其位置是在所述 支架313的弯折部后侧，如图4和图5所示；所述气缸340的活塞杆342 通过第一连杆350连接并驱动所述滑块330，该第一连杆350链接在所述本 体上，尤其在所述支架的弯折部位置。所述第一连杆350在靠近气缸340 的一端与气缸的活塞杆铰接，靠近滑块330的一端可i殳置为凸轮形式或者 设置滚轮与滑块330的上端相抵靠，以便通过气缸活塞杆的往复运动，通 过所述第一连杆350可以驱动所述滑块330往复运动。
本实用新型所述气动铆接机的气缸340，由于其设置位置偏离所述滑块 的作用力方向，两个主要的着力点即所述第一连杆350的枢轴及固定所述 气缸的安装耳轴341之间力的方向偏离了所述滑块的作用力方向，如图6 所示，并且可通过所述支架的弯折部进行抵消，减少了所述支架的变形。t
本实用新型所述气动铆接机的工作原理是，所述气缸340的活塞杆伸 出，第一连杆350随之绕枢轴353进行旋转，同时，滑块330在导向装置 320中急速向工件IOO压下，完成加工，如图5所示；此时，工件100对滑
8块330产生的反作用力，转换为沿安装耳轴341和枢轴353方向使本体受 拉伸的拉应力Fc，见图6;因为金属材料的抗拉强度通常远远大于其抗弯 强度，所以本体不易发生变形，这提高了气压机加工的精度。此外，本体 材料采用铸铁件，由于铸铁件具有非常高的结构刚性，因而工作时本体的 变形近乎为零，所以能够实现极高的工作精度。
本实用新型所述气动铆接机的第二较佳实施例中，在上述实施例的基 础上可做以下改进所述第一连杆350与所述滑块330之间通过第二连杆 360进行铰接设置。这样，所述第一连杆350在气缸驱动作用下驱动所述滑 块330上下往复运动时，所述第一连杆350与第二连杆360以及所述第二 连杆360与所述滑块330之间的铰接，可以消除所述第一连杆350在驱动 时支臂弧形动作所可能造成的左右位移，而保证所述滑块330可以上下运 动。
为了保证机构在铆接工作时具有最大的输出工作力和刚性，当气缸340 驱动第一连杆350 ;;並到限位螺栓372时，第二连杆360与第一连杆350和 滑块330的4交接处，以及第一连杆350与本体的链接处应该在一条直线上， 该位置时机构具有最大的工作输出力而且能够自锁。此时，工件100对滑 块330产生反作用力，就可转换为图6所示的沿安装耳轴341和枢轴353 方向使支架313本体受拉伸的拉应力Fc，以便抵抗支架的变形。
在上述实施例的基础上还可进行以下改进所述第一连杆350从链接 部(即枢轴353 )到与活塞杆342的铰接端之距离为第一距离，即第一支臂 351的长度，第一连杆350从链接部到与第二连杆360的铰接端之距离为第 二距离，即第二支臂352的长度，设置所述第一连杆350使第一距离大于 第二距离。 .
如此，可使得第一连杆350成为一个能对气缸340的输出力进行高倍 数放大的力学放大机构，这样只需要采用较小缸径的气缸340,就可以获得 较大的工作压力，当需要大输出压力的场合，例如铆接工序中的工件100
9较厚，就可以避免使用大缸径气缸， 一方面节约了空间，另一方面节约了 使用成本，因为大缸径的气缸价格昂贵、制造成本高，使用时压缩空气耗 气量也较大。
本实用新型的所述气动铆接机中，再一改进实施例包括设置所述第 一距离与所述第二距离以及其之间的夹角，满足在所述滑块330在加工工 件100时，所述活塞杆342近乎垂直于所述第一连杆350，如图5所示，以 及所述第一连杆350、第二连杆360与所述滑块330处于近乎在一条直线上。 这是利用了一种力学放大原理，即在所述第一连杆350与所述第二连杆360 的铰接轴上施加横向作用力时，在所述第一连杆350与所述第二连杆360 近乎在一条直线上时，即其夹角接近180度时，在所述第二连杆360端部 产生的向下作用力将趋近于无穷大。
由于铆接的工作行程是比较短的，而需要较大的输出力和刚性，因此， 本实用新型所述气动铆接机在工作时，选择在如图5所示的位置状态对工 件100进行铆接加工处理过程，在该状态下可以使机构的输出工作力达到 最大状态，保证铆接效果。
上述的第一连杆350可以有多种实现方式，可以是但不限于，如图7 所示的三角盘、图8所示的方盘、图9所示的圆盘等等。
在上述实施方式的基础上还可以进行以下改进在第一连杆350的运 动轨迹上设有行程调节装置。
在如图4、图7和图8中所示的是，采用螺紋式调节方式，该行程调节 装置包括位于第一支臂351上方，在支架313顶部设置螺紋孔371,设置 在该螺紋孔371中的螺栓372，以及设置在螺栓372上的锁紧螺母373，螺 栓372.用于抵住第一支臂351，以便来限制气缸340的活塞杆继续伸出。所 述螺栓372可以采用各种形式的螺栓，例如，开槽(十字槽、 一字槽)圆 柱头螺栓、内六角圆柱头螺栓、紧定螺栓、六角头螺栓等，通过调节螺栓 伸入所述第一支臂351上方的长度可以实现对第一支臂351的位置限制。本实用新型气动铆接机的行程调节装置并不限于以上各形式，显然可
以设置在从气缸的活塞杆342到第二连杆360以及滑块330的各传动部件 或其运动轨迹上。
为了进一步提高对滑块330行程的调节精度，滑块330与第二连杆36D 通过螺玟接头381连接，以形成一调节机构，如图4、图5及图12所示， 对所述滑块330与所述第二连杆360的距离可进行调整，以便可调整所述 滑块330工作时保证所述第一连杆350和所述第二连杆360处于力学放大 的最佳位置。所述螺纟丈接头381上设有行程微调螺母382和行程锁紧螺母 383,所述行程微调螺母382可用于调节所述滑块330与所述螺纟丈接头381 的相对位置，从而可以调整所述滑块330本身与待加工工件100之间的间 距；所述行程锁紧螺母383用于锁紧该行程微调螺母382。螺纟丈接头381采 用双头细牙螺紋，这样可以提高行程微调螺母382的调整精度，保证对滑 块330的行程进行高精度的调整。
本实用新型所述气动铆接机中，对所述滑块330的工作行程可釆用两 级调整，通过行程调节装置对滑块330工作时的高度位置的进行初步调整； 可再根据试操作的结果，调节行程微调螺母382后，将行程锁紧螺母383 锁紧即可。上述调整必须在安装好模具并放入工件IOO的情况下进行。
上述各4支佳实施例中，所述导向装置320可釆用滑块、燕尾槽导轨的 形式，见图10和图11所示，其中燕尾槽导轨分为燕尾槽导轨左镶块321 和燕尾槽导轨右镶块322。除这种燕尾槽导轨外，还可以采用内带滚珠的标 准滚珠直线导轨副(由滑块323、导轨324组成)进行直线导向，如图12 所示，即，用标准滚珠直线导轨副的滑块323代替燕尾槽导轨左镶块321、 燕尾槽导轨右镶块322，将标准滚珠直线导轨副的滑块323用内六角螺栓安 装固定在支架313上，标准滚珠直线导轨副的导轨324用内六角螺栓安装 固定在滑块330上，将滑块330由燕尾截面改为简单的矩形截面即可。
本实用新型所述气缸340既可以安装在支架313上，也可以安装在支架313后方的工作台面上。本实用新型气动铆接机的本体可采用铸'铁铸造， 具有刚性高、^^于批量生产、成本低廉等特点。当采用简单的半自动作业 时，气缸340还需要另外配置相应的换向阀、压缩空气胶管、启动按钮阀、 急停按钮阀等配件并连接成气动回路，将上述零件进行装配连接即可。
这样，本实用新型气动铆接机在操作时，只要将工件100人工放入模 具内，按下桌面的气动按钮阀即可自动完成操作。然后人工或自动将已完 成工序操作的零件卸下。当采用全自动化作业时，零件的上料、卸料都可
采用其它专门设计的机构自动完成，通过控制程序使上料、操作、卸料动 作按规定的程序自动循环运行。所述滑块330可以安装铆接模具，即可以 '进行金属零件的铆接操作；而安装沖压模具时，则可以进行金属零件的冲 压操作；而在安装压印模具时，则可以进行金属零件的字符压印操作。
总之，本实用新型所述气动铆接机，为了克服目前的气动铆接机存在 的不足，设计采用了全新的机械结构，具有以下优点
(1) 大输出力。由于釆用了力学放大机构可对气缸的输出力进行2次高 倍数放大，因此只需要采用较小直径的气缸，就可以获得非常大的输出工 作压力(远远高于气缸的输出力)，满足大输出力的铆接要求。
(2) 高工作精度。由于采用了特殊设计的气缸安装支架，使机构在工作 时支架所承受的工作应力由现有技术的弯曲应力改变为拉伸应力，由于金 属材料的抗拉强度通常远大于其抗弯强度，而且本发明采用的支架材料为 铸铁件，具有非常高的结构刚性，因而支架在工作时的变形近乎为零，所 以能够实现极高的工作精度，满足高精度的铆接要求。
(3) 行程调整高精度而且调整方便。由于采用了特殊设计的二次调整机 构分别进行行程;扭调和微调，不仅可以获得极高的调整精度，而且其调聱 方法简单方便。
(4) 制造成本低廉。本实用新型气动铆接机结构设计简单，零件加工容 易，极易批量生产，也不需要采用昂贵的大缸径气缸，因而使制造成本最低廉。
(5)使用成本低，维护筒单。由于釆用了较小缸径的气缸，压缩空气耗 气量小，因而使用成本低，基本免维护。
应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通 技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换 都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
权利要求1、一种气动铆接机，其本体包括一底座、一悬臂以及一连接底座和悬臂的支架；所述底座用于固定工件，所述悬臂用于将导向装置固定在工件的上方；该导向装置内设有可沿其往复运动及加工所述工件的滑块；所述滑块由一气缸驱动；其特征在于，所述气缸固定设置在所述本体上的所述支架后侧，所述气缸的活塞杆与所述滑块至少通过一第一连杆连接，所述第一连杆链接在所述支架上。
2、 根据权利要求1所述的气动铆接机，其特征在于，所述第一连杆与 所述滑块的连接端之间还铰接设置有一第二连杆。
3、 根据权利要求2所述的气动铆接机，其特征在于，所述第一连杆从 链接部到与所述活塞杆的铰接端之距离为第一距离，所述第一连杆从链接 部到与所述第二连杆的铰接端之距离为第二距离，设置所述第一连杆使所 述第 一距离大于所述第二距离。
4、 根据权利要求3所述的气动铆接机，其特征在于，所述第一距离与 所述第二距离以及其之间的夹角满足在所述滑块加工工件时，所述活塞杆 近乎垂直于所述第一连杆，以及所述笫一连杆、第二连杆与所述滑块近乎 在一条直线上。
5、 根据权利要求3所述的气动铆接机，其特征在于，在所述支架上还 设有一限制所述滑块位移的行程调节机构，其包括 一螺栓，设置在所述 第 一连杆与所述活塞杆连接侧支臂的上方。
6、 根据权利要求5所述的气动铆接机，其特征在于，所述第二连杆与 所述滑块之间还设置通过一调节机构连接，所述调节机构包括一螺纟丈接头，与所述第二连杆铰接，其螺紋部与所述滑块螺接。
7、根据权利要求6所述的气动铆接机，其特征在于，所述螺紋接头上 还设置有一行程微调螺母及一行程锁紧螺母，用于调整及锁固所述滑块。
专利摘要本实用新型公开了一种气动铆接机，其本体包括一底座、一悬臂以及一连接底座和悬臂的支架；所述底座用于固定工件，所述悬臂用于将导向装置固定在工件的上方；该导向装置内设有可沿其往复运动及加工所述工件的滑块；所述滑块由一气缸驱动；所述气缸固定设置在所述本体上的所述支架后侧，所述气缸的活塞杆与所述滑块至少通过一第一连杆连接，所述第一连杆链接在所述支架上。本实用新型气动铆接机由于采用了连杆的连接结构，使所述滑块与所述气缸活塞杆的拉力方向偏离支架的变形方向，从而使支架的受力状态从现有技术中的悬臂受弯曲应力改变为本体受拉伸应力，这样减小了支架的变形，提高了压力机的加工精度。
文档编号B21J15/10GK201244653SQ20082009488
公开日2009年5月27日 申请日期2008年6月16日 优先权日2008年6月16日
发明者朱方来, 李绍炎, 熊伟棠 申请人:深圳职业技术学院