一种机械伺服精冲机的制作方法

本发明精冲压力机领域，特别是涉及一种机械伺服精冲机。

背景技术：

精冲技术被广泛应用于机械、电子、汽车以及航空航天等领域，而精冲压力机则是完成精冲工艺和精冲复合工艺的专用冲裁设备。按照主传动系统结构分类，精冲压力机可分为机械式精冲压力机(主传动系统采用机械传动)和液压式精冲压力机(主传动系统采用液压传动)。传统的机械式精冲压力机采用普通电机驱动，不仅结构复杂、滑块运动曲线不可调节，而且冲裁吨位小、只能生产小而薄的简单精冲件。而目前使用最为广泛的全液压式精冲压力机，虽然大大提高了精冲的冲裁吨位，但其生产效率低下，且存在封闭高度重复精度低、液压系统易漏油等难以解决的问题。

伺服电机作为一种先进的控制元件，可以将电信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，并且具有极高的速度和位置控制精度。随着伺服电机技术的发展成熟和广泛应用，本申请将伺服电机用于精冲压力机技术领域，以解决现有精冲压力机的不足，并实现高速精冲。

现在也有一些将伺服电机应用到精冲领域的相关技术，但是也仅限于对主冲裁机构采用了伺服电机驱动，压边和反顶机构一般仍采用传统液压方式。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种机械伺服精冲机。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种机械伺服精冲机，包括主冲机构、预压机构、反顶机构和机架，所述主冲机构和反顶机构均设置在机架上，所述主冲机构用于通过肘杆机构带动主冲滑块由下向上运动，进而带动下工作台由下向上运动使凸模和凹模对工件进行剪切冲裁，所述下工作台上安装有凸模并固定在主冲滑块上，所述预压机构设置在主冲机构上，所述预压机构用于通过肘杆机构带动预压滑块穿过主冲滑块和下工作台通过凸模上的压边圈对工件进行预压，所述反顶机构用于通过肘杆机构带动反顶滑块穿过上工作台通过凹模上的顶件器对工件进行下压，将工件顶出并卸下废料，所述上工作台下安装有凹模并固定在反顶机构下方的机架上，且所述上工作台位于下工作台正上方，所述主冲机构、预压机构和反顶机构均由伺服电机驱动。

进一步的，所述主冲机构包括主冲滑块和对称设置在主冲滑块下方左右两侧的主冲推动机构，所述主冲推动机构包括主冲伺服电机、主冲丝杆、主冲丝杆滑块、第一主冲肘杆、第二主冲肘杆和第三主冲肘杆，所述主冲伺服电机用于通过驱动主冲丝杆转动带动主冲丝杆滑块滑动，所述第三主冲肘杆下端和第一主冲肘杆上端通过转轴铰接形成主冲中间铰接端，所述第二主冲肘杆一端通过转轴与主冲丝杆滑块铰接，另一端通过转轴与主冲中间铰接端铰接，所述第三主冲肘杆上端通过转轴与主冲滑块下方铰接，第一主冲肘杆下端通过转轴与机架下方铰接。

进一步的，所述预压机构包括预压安装架、预压伺服电机、预压丝杆、预压丝杆滑块、预压滑块、第一预压肘杆、第二预压肘杆和第三预压肘杆，所述预压安装架固定在主冲滑块下方，所述预压伺服电机安装在预压安装架上，所述预压伺服电机用于通过驱动预压丝杆转动带动预压丝杆滑块滑动，所述第三预压肘杆下端和第一预压肘杆上端通过转轴铰接形成预压中间铰接端，所述第二预压肘杆一端通过转轴与预压丝杆滑块铰接，另一端通过转轴与预压中间铰接端铰接，所述第三预压肘杆上端通过转轴与预压滑块下方铰接，第一预压肘杆下端通过转轴与预压安装架下方铰接。

进一步的，所述反顶机构包括反顶伺服电机、反顶丝杆、反顶丝杆滑块、反顶滑块以及对称设置在反顶丝杆滑块左右两侧的反顶传动机构，所述反顶传动机构包括第一反顶肘杆、第二反顶肘杆和第三反顶肘杆，所述反顶伺服电机用于通过驱动反顶丝杆转动带动反顶丝杆滑块滑动，所述第三反顶肘杆下端和第一反顶肘杆上端通过转轴铰接形成反顶中间铰接端，所述第二反顶肘杆一端通过转轴与反顶丝杆滑块一侧铰接，另一端通过转轴与反顶中间铰接端铰接，所述第三反顶肘杆上端通过转轴与机架铰接，第一反顶肘杆下端通过转轴与反顶滑块上方铰接。

进一步的，还包括调节模块，所述主冲推动机构通过调节模块与机架连接，所述调节模块用于通过调节第三主冲肘杆上端与主冲滑块之间的垂直距离，调节主冲滑块的向上移动的极限位置。

进一步的，所述调节模块包括调节螺杆、铰接座和对称设置在调节螺杆左右两端的涡轮螺，所述涡轮螺侧面开有内螺纹，所述调节螺杆两端与涡轮螺侧面螺纹连接，所述铰接座设置在涡轮螺正下方，且铰接座上方的螺纹杆与涡轮螺内侧的螺纹连接，所述铰接座下方与第三主冲肘杆上端铰接，对称设置在调节螺杆左右两端的铰接座分别与对称设置在主冲滑块下方左右两侧的主冲推动机构配合安装，所述调节螺杆用于通过驱动调节螺杆转动带动涡轮螺转动，所述涡轮螺可通过转动调节铰接座上方的螺纹杆与涡轮螺内侧的螺接长度，进而调节第三主冲肘杆上端与主冲滑块之间的垂直距离。

本发明的有益效果是：本发明的伺服冲压机具备预压、冲裁、反顶功能，且预压机构、主冲机构和反顶机构均采用伺服电机驱动，各滑块运动速度可无级调节；采用肘杆传动机构，主冲裁吨位大，主冲、反顶和预压压力调节精度高；主冲采用由下向上传动机构，降低压力机整体重心高度，消除工作行程中传动链各零件间的间隙；采用纯电机驱动，无液压油源，减小了设备占地空间，且使用维护更加方便；通过调节模块可精确、方便的调节主冲机构的闭合高度，可根据不同厚度、不同材料的坯料适应性调整冲裁速度及冲裁力，适用于冲裁各种类型的精密零件。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为主冲机构结构示意图；

图3为预压机构结构示意图；

图4为反顶机构结构示意图；

图5为调节模块底部结构示意图；

图6为调节模块侧面结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、主冲机构；2、预压机构；3、反顶机构；4、机架；5、调节模块；6、下工作台；7、上工作台；11、主冲滑块；12、主冲伺服电机；13、主冲丝杆；14、主冲丝杆滑块；15、第一主冲肘杆；16、第二主冲肘杆；17、第三主冲肘杆；21、预压安装架；22、预压伺服电机；23、预压丝杆；24、预压滑块；25、第一预压肘杆；26、第二预压肘杆；27、第三预压肘杆；28、预压丝杆滑块；31、反顶伺服电机；32、反顶丝杆；33、反顶丝杆滑块；34、反顶滑块；35、第一反顶肘杆；36、第二反顶肘杆；37、第三反顶肘杆；51、调节螺杆；52、铰接座；53、涡轮螺

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种机械伺服精冲机，包括主冲机构1、预压机构2、反顶机构3和机架4，所述主冲机构1和反顶机构3均设置在机架4上，所述主冲机构1用于通过肘杆机构带动主冲滑块11由下向上运动，进而带动下工作台6由下向上运动使凸模和凹模对工件进行剪切冲裁，所述下工作台6上安装有凸模并固定在主冲滑块11上，所述预压机构2设置在主冲滑块11上，所述预压机构2用于通过肘杆机构带动预压滑块24穿过主冲滑块11和下工作台6通过凸模上的压边圈对工件进行预压，所述反顶机构3用于通过肘杆机构带动反顶滑块34穿过上工作台7通过凹模上的顶件器对工件进行下压，将工件顶出并卸下废料，所述上工作台7下安装有凹模并固定在反顶机构3下方的机架4上，且所述上工作台7位于下工作台6正上方，所述主冲机构1、预压机构2和反顶机构3均由伺服电机驱动。

如图2所示，所述主冲机构1包括主冲滑块11和对称设置在主冲滑块11下方左右两侧的主冲推动机构，所述主冲推动机构包括主冲伺服电机12、主冲丝杆13、主冲丝杆滑块14、第一主冲肘杆15、第二主冲肘杆16和第三主冲肘杆17，所述主冲伺服电机12用于通过驱动主冲丝杆13转动带动主冲丝杆滑块14滑动，所述第三主冲肘杆17下端和第一主冲肘杆15上端通过转轴铰接形成主冲中间铰接端，所述第二主冲肘杆16一端通过转轴与主冲丝杆滑块14铰接，另一端通过转轴与主冲中间铰接端铰接，所述第三主冲肘杆17上端通过转轴与主冲滑块11下方铰接，第一主冲肘杆15下端通过转轴与机架4下方铰接。

如图3所示，所述预压机构2包括预压安装架21、预压伺服电机22、预压丝杆23、预压丝杆滑块28、预压滑块24、第一预压肘杆25、第二预压肘杆26和第三预压肘杆27，所述预压安装架21固定在主冲滑块11下方，所述预压伺服电机22安装在预压安装架21上，所述预压伺服电机22用于通过驱动预压丝杆23转动带动预压丝杆滑块28滑动，所述第三预压肘杆27下端和第一预压肘杆25上端通过转轴铰接形成预压中间铰接端，所述第二预压肘杆26一端通过转轴与预压丝杆滑块28铰接，另一端通过转轴与预压中间铰接端铰接，所述第三预压肘杆27上端通过转轴与预压滑块24下方铰接，第一预压肘杆25下端通过转轴与预压安装架21下方铰接。

如图4所示，所述反顶机构3包括反顶伺服电机31、反顶丝杆32、反顶丝杆滑块33、反顶滑块34以及对称设置在反顶丝杆32滑块左右两侧的反顶传动机构，所述反顶传动机构包括第一反顶肘杆35、第二反顶肘杆36和第三反顶肘杆37，所述反顶伺服电机31用于通过驱动反顶丝杆32转动带动反顶丝杆滑块33滑动，所述第三反顶肘杆37下端和第一反顶肘杆35上端通过转轴铰接形成反顶中间铰接端，所述第二反顶肘杆36一端通过转轴与反顶丝杆滑块33一侧铰接，另一端通过转轴与反顶中间铰接端铰接，所述第三反顶肘杆37上端通过转轴与机架4铰接，第一反顶肘杆35下端通过转轴与反顶滑块34上方铰接。

如图5和图6所示，还包括调节模块5，所述主冲推动机构通过调节模块5与主冲滑块连接，所述调节模块5用于通过调节第三主冲肘杆17上端与主冲滑块之间的垂直距离，调节主冲滑块11的向上移动的极限位置。

所述调节模块5包括调节螺杆51、铰接座52和对称设置在调节螺杆51左右两端的涡轮螺53，所述涡轮螺53侧面开有内螺纹，所述调节螺杆51两端与涡轮螺53侧面螺纹连接，所述铰接座52设置在涡轮螺53正下方，且铰接座52上方的螺纹杆与涡轮螺53内侧的螺纹连接，所述铰接座52下方与第三主冲肘杆17上端铰接，对称设置在调节螺杆51左右两端的铰接座52分别与对称设置在主冲滑块下方左右两侧的主冲推动机构配合安装，所述调节螺杆52用于通过驱动调节螺杆51转动带动涡轮螺53转动，所述涡轮螺53可通过转动调节铰接座52上方的螺纹杆与涡轮螺53内侧的螺接长度，进而调节第三主冲肘杆17上端与主冲滑块11之间的垂直距离。

使用时，首先将冲压凹、凸模具分别安装在上、下工作台上，将冲压板材放置于凸模和凹模中间，再启动主冲机构的主冲伺服电机，控制主冲伺服电机正转，主冲伺服电机通过驱动主冲推动机构进而带动主冲滑块向上移动，主冲滑块带动预压安装架上的预压机构向上移动，使冲压模具接近冲压板材，然后停止主冲伺服电机，启动预压机构的预压伺服电机，预压伺服电机通过驱动预压丝杆带动预压丝杆滑块移动，预压丝杆滑块通过驱动肘杆机构带动预压滑块向上移动，预压滑块穿过主冲滑块、下工作台通过凸模上的压边圈对工件提供恒定的压边力以对冲压板材进行预压，再次启动主冲机构的主冲伺服电机，控制主冲伺服电机正转，主冲伺服电机再通过驱动主冲推动机构带动主冲滑块向上移动，对冲压板材进行主冲裁，冲裁完毕后，启动主冲机构的主冲伺服电机，控制主冲伺服电机反转，主冲伺服电机通过驱动主冲推动机构带动主冲滑块向下移动，使凸模远离冲压板材，再启动反顶机构的反顶伺服电机，反顶机构预压伺服电机通过驱动反顶丝杆带动预压丝杆滑块移动，反顶丝杆滑块通过驱动肘杆机构驱动反顶滑块向下移动，反顶滑块穿过上工作台通过凹模上的顶件器对工件提供反压力，将工件从冲压板材上顶出，再卸下废料，一次冲压完成，重复上述步骤，即可连续冲压多个工件。

本发明的伺服冲压机具备预压、冲裁、反顶功能，且预压机构、主冲机构和反顶机构均采用伺服电机驱动，采用肘杆传动结构，主冲裁吨位大，主冲、反顶和预压压力调节精度均很高，通过调节模块可方便的调节伺服冲压机的闭合高度，可根据不同厚度、不同材料的坯料适应性调整冲裁速度及冲裁力，适用于冲裁各种类型的精密零件。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。