专利名称：压床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种例如用于金属板加工的压床，更具体地说，本发明涉及一种结构简单并能进行要求精确位置控制的固定行程压制操作的压床。
图6帮助解释普通的“杜氏(Do-zuki)压制操作”。在图6中，附图标记31代表工作台，在所述工作台上方，压床的滑块32在液压缸的驱动下垂直地压制工件33。
在这种配置下，为了准确地将工件33压到厚度t，厚度等于t的突起35从工作面34向下被设置在滑块32的下端。
当具有上述结构的滑块32向下操作时，工作表面34可以对工件33执行所希望的操作，由于滑块32的突起35和工作台31接触，工件33的厚度t可以被精确地保持，导致没有出现尺寸波动的压制操作。因此改善了工作精度。
虽然采用固定行程压制操作，压制工作的精度可以被改善，如图6所示的压制操作具有下述问题。也就是不仅滑块32猛烈地撞击工件33，而且滑块32的突起35也猛烈的撞击工作台31，产生冲击噪音。在涉及滑块高频往复运动的高速压制操作期间，产生巨大的噪音。
以前一直通常使用电动压床进行固定行程操作，由于它能有效地阻止使用液压压床时的所谓的杜氏(Do-zuki)压制操作中所产生的噪音，这种压床被广泛地使用。
图7是普通类型的电动压床的纵向断面图， 日本专利申请平成6(1994)-218591介绍了这种电动压床。
在图7中，附图标记41代表位于顶部机架44内的压力生成装置，所述顶部机架被设置在通常和工作台42为一体的立柱43上。
附图标记45代表被设置在顶部机架44内的圆柱体，在其上端具有一轴承46。附图标记47代表以悬挂形式形成的螺旋轴，其顶端被所述轴承46支撑。
附图标记48代表中空圆柱体形状的滑块轴，和螺旋轴47啮合的螺母49被设置在所述滑块轴的上端，所述滑块轴可以在所述圆柱体45内垂直地移动。附图标记50代表可拆卸地设置在滑块轴48下端的推挤元件。螺旋轴47和螺母49形成一种滚珠螺旋啮合。
附图标记51代表一种抗震动设备，它包括一设置在顶部机架44内的导向物52、在所述导向物52内可以垂直运动的抗震杆53和被设置在滑块轴48和抗震杆53下端的连接板54。附图标记55代表被设置在顶部机架44内的驱动电动机，通过被设置在螺旋轴47上端的皮带轮56和皮带57，驱动螺旋轴47向前和向后运动。
此外，设置测量装置、控制处理装置(未示出)等，从而控制推挤元件50的初始位置和固定停止位置的设定，并设定驱动电动机55的转动速度和向前/向后转动。
对于上述结构，当操纵驱动电动机55并通过皮带轮56和皮带57导致螺旋轴47转动时，上端具有螺母49的滑块轴48被降低，使推挤元件50以预定大小的推挤力在图中双点划线所示的预定位置和工件W接触，进行预定的压制操作。
一旦完成压制操作，驱动电动机55沿相反方向转动，使滑块轴48和推挤元件50升高并返回初始位置。通过重复上述操作，可以先后对多个工件W进行预定固定行程的压制操作。
对于具有上述结构的电动压床，在不产生巨大噪音的前提下，能够完成固定行程的压制操作。然而普通类型的电动压床具有下述问题。也就是在图7中，根据固定行程的压制操作的需要，推挤元件50下端表面距工作台42的高度h被控制的在任何时间都保持恒定，因此在该位置通过推挤元件50，预定大小的推挤力被施加到工件W。换句话说，和上述推挤力大小相同的反作用力被施加到总是处于相同的相对位置的螺旋轴47和螺母49上。
螺旋轴47和螺母49，换句话说构成滚珠螺旋啮合，确保滑块轴48和推挤元件50的高度精确的位置控制，其中彼此构成滚珠螺旋啮合的滚珠和滚珠槽是线接触或点接触。为此原因，当上述反作用力多次在相同的相对位置作用在所述滚珠和滚珠槽上时，所述滚珠和/或滚珠槽可能会局部磨损，导致降低工作精度并减少服务寿命。即是当上述螺旋轴47和螺母49构成正常的螺旋啮合时，上述局部磨损也可能存在。
为了解决上述问题，本申请人已经提出了专利申请(日本专利申请号是平成11(1999)-23483)，在该专利申请中，包括一平板形状的机座；被设置在所述机座上的导向杆，所述导向杆的端部和所述机座正交；被设置的和所述导向杆另一端正交的平板形状支撑板；被所述导向杆支撑的支撑轴，所述支撑轴和所述导向杆平行，因而能够在向前和向后的方向转动；和所述导向杆轴向可运动地结合的活动体；被可转动的形成在活动体上的中空圆柱形状的螺母元件，在其外表面上具有用于和差动阴螺纹啮合的差动阳螺纹；一固定地装配在用于和蜗轮啮合的差动元件上的蜗轮。
图4是显示了一种典型的被改进的发明的基本元件的纵向前视断面图，图5是沿图4中A-A线所做的平面横截面视图。
在图4和5中，附图标记1代表矩形平板形机座，例如在其四个角部，设置竖立的柱形导向杆2。例如利用紧固元件4，将例如矩形平板形支撑板3固定地装配在所述导向杆2的上端。
附图标记5代表通过轴承元件6以此方式被支撑在所述支撑板3中部并穿过所述支撑板3的螺旋轴，即能够在向前和向后方向转动。附图标记7代表用此方式和导向杆结合的活动体，即它能够沿所述导向杆的轴向运动。附图标记8代表螺母元件，所述螺母元件由具有法兰9和中空圆柱体形状的圆筒元件的螺母10形成。该螺母10和螺旋轴5通过滚珠螺旋啮合而啮合，在所述圆筒元件11的外圆周表面上具有差动阳螺纹13。
附图标记14代表中空圆柱体形状的差动元件，在其内圆周表面上具有和上述差动阳螺纹13啮合的差动阴螺纹。附图标记16代表被固定地装配在所述差动元件14上的涡轮，用于和蜗杆17啮合。附图标记18和19分别代表被设置在所述活动体7内用于支撑所述差动元件14和涡轮16的径向轴承和推力轴承。
附图标记20代表穿过并被固定地装配在所述蜗杆中心的蜗杆轴，其两端分别被设置在所述活动体7内的轴承21和21支撑。附图标记22和23代表用于驱动螺旋轴5和蜗杆轴20的脉冲电动机。附图标记24代表可拆卸地设置在所述活动体7下表面中心的推挤元件。所述脉冲电动机22和23具有这样的结构，随着通过控制装置(未示出)施加预定的脉冲，脉冲电动机的操作可以被控制。
对于上述结构，当脉冲电动机22在预定数量的脉冲的作用下进行操作时，螺旋轴5转动，并使具有螺母元件8的活动体下降。推挤元件24从初始高度H0下降到和工件W接触的固定行程压制高度H。因而，通过推挤元件24，利用预定推挤力，执行工件W上的固定行程压制操作。
一旦完成压制操作，脉冲电动机反向转动，使活动体7和推挤元件24升高并返回初始高度H0的位置。利用测量装置(未示出)可以测量上述H0和H值，并可以利用脉冲电动机控制这些值。
当上述固定行程压制操作达到预定的操作次数，脉冲电动机的操作被停止在图4所示的位置，也就是推挤元件24的初始高度H0位置，预定数量的脉冲被施加到脉冲电动机23。因此脉冲电动机23转动预定数量的圈数，通过蜗杆轴20、蜗杆17和涡轮16，导致差动元件14转动预定的圆心角。利用差动元件14的转动，差动阴螺纹15相对于差动阳螺纹13转动，因此活动体7从螺母元件8已经被停止和锁紧的状态运动。
随着活动体7的运动，推挤元件24的初始高度H0变化，如果螺旋轴5这样转动，预定的固定行程压制操作不能被完成。为此原因，通过向脉冲电动机22施加一定数量受控的脉冲，螺旋轴5细微地转动，补偿活动体7和推挤元件24的运动，以保持推挤元件24的初始高度H0恒定。
随着螺旋轴5的转动，螺旋轴5和螺母10的相对位置改变。也就是形成滚珠螺杆啮合的螺旋轴5和螺母10的相对位置可以被改变，因此在保持固定行程压制操作的同时，可以阻止滚珠和/或滚珠槽的局部磨损，进行上述矫正操作之后，可以恢复上述固定行程的压制操作。
虽然，该改进的发明可以保持固定行程压制操作，同时可以阻止构成滚珠螺杆啮合的滚珠和/或滚珠槽的局部磨损，发现该改进的发明具有若干问题。
也就是在改进的发明中，设置在活动体7内的差动元件14必须细微地转动，以便矫正活动体7的运动并保持推挤元件24的初始高度H0在非操作状态下保持恒定。为了实现此目的，必须制造作为使差动元件14转动的装置的蜗杆17和涡轮16。导致制造过程中的麻烦和成本上升。此外，制造差动阳螺纹13和差动阴螺纹15很麻烦并且成本很高。整个系统的结构可能复杂而且体积也很大。
本发明的致力于解决现有技术中固有的问题。本发明的目的是提供一种用于固定行程压制操作的压床，其结构简单并且容易制造。
发明概述为了解决这些问题，符合本发明的压床包括一机座，一个的导向元件，设成其一端和所述机座正交，一个支撑板，设成所述导向元件的另一端和该支撑板正交，被所述支撑板支撑的并和所述导向元件平行的螺旋轴，和所述螺旋轴啮合的螺母元件和一活动体；由彼此面对的第一活动体和第二活动体所组成的活动体，通过在和所述活动体运动方向相交的平面内划分所述活动体，获得上述第一和第二活动体；通过一差动元件，第一和第二活动体彼此相连，所述差动元件可滑动地和第一和第二活动体结合；在和所述活动体运动方向垂直相交的方向上可以运动的差动元件；伴随着所述差动元件的运动，第一和第二活动体能够沿所述活动体的运动方向相对运动。
在符合本发明的压床中，在所述第一和第二活动体的侧面设置一对导板，设成所述导板与第一和第二活动体滑动地啮合，从而第一和第二活动体沿和第一和第二活动体相对运动方向正交的方向的运动可以被约束。
在符合本发明的压床中，所述机座和支撑板被设置的平行于水平面，所述导向元件的轴线被垂直地设置。
在符合本发明的压床中，所述螺旋轴和螺母元件可以被形成为滚珠螺旋啮合。
对于这种结构，可以使活动体的运动平稳，可以改善位置精度。
在符合本发明的压床中，所述螺旋轴和/或差动元件可以被如此设置，从而它们能够被脉冲电动机驱动。
在符合本发明的压床中，通过螺旋轴和螺母元件的相对运动，伴随差动元件运动的活动体的移动可以被补偿，从而在活动体非操作期间，机座和活动体之间的距离可以保持恒定。
在符合本发明的具有上述结构的压床中，当通过施加预定数量的脉冲使脉冲电动机操作时，螺旋轴转动，包括第一、第二活动体和连接上述第一、第二活动体的差动元件的活动体降低，活动体的推挤元件从初始高度H0降低到固定行程的压制操作高度H，然后在工件W上执行固定行程的压制操作。一旦完成压制操作，通过反方向操纵脉冲电动机22，该活动体被升高，活动体的推挤元件返回初始高度H0。
当上述固定行程压制操作达到一预定数量或每次进行所述固定行程压制操作时，通过在推挤元件初始高度H0位置，使脉冲电动机停止操作，导致差动元件被细微地水平地移动，第一和第二活动体71和72被垂直地相对地运动，活动体7的位置被改变。补偿活动体这种移动的矫正操作被执行，保持推挤元件的初始高度H0恒定。
利用和上述矫正操作相关的螺旋轴的转动，螺旋轴和螺母元件的相对位置被改变。也就是构成滚珠螺旋啮合的滚珠和/或滚珠槽相对位置也被改变。因而在保持固定行程压制操作的同时，阻止滚珠和/或滚珠槽的局部磨损。
图1是符合本发明实施例的基本元件的纵向前视图；图2是放大的前视图，显示了图1内的差动元件和其附近；图3是沿图2中B-B线所做的横截面视图；图4是显示了对发明的改进的纵向前视图；图5是沿图4中A-A线所做的平面横截面视图；图6是帮助说明普通的杜氏(Do-zuki)压制操作的视图；图7是显示普通类型的电动压床的纵向断面图。
优选实施的方式图1是符合本发明实施例的基本元件的纵向前视图，在图1中，相同的元件用上述图4和5中相同的附图标记表示。
在图1中，附图标记25代表一和导向体(也被称作导向杆)滑动接触并被垂直地可运动地设置的滑动板。推挤元件24被固定地装配在所述滑动板的下部。附图标记26代表被设置在机座1上用于支撑工件W的工作台。
活动体7在和所述活动体7的运动方向(图1中的垂直方向)相交的平面或水平平面上被划分，例如包括彼此面对的第一活动体71和第二活动体72。第一活动体71被固定地装配在螺母元件8上，第二活动体72被装配在滑动板25上。附图标记27代表将在下文介绍的楔形差动元件，该差动元件连接第一和第二元件，其功能将在下文介绍。
附图标记28代表通过支撑元件29而被设置在滑动板25上的脉冲电动机，用于在和活动体7运动方向(图1中的纵向)相交的方向上驱动所述差动元件。也就是，螺旋轴30和脉冲电动机28的主轴相连，螺旋轴30和被设置在差动元件27上的螺母元件(未示出)啮合。附图标记36代表导向板；一对导向板36被设置在第一和第二活动体71和72的侧表面上，例如下端被固定地装配在第二活动体72上，其上端被如此形成，因而可滑动地和第一活动体71结合。
图2是放大的前视图，显示了图1内的差动元件和其附近。图3是沿图2中B-B线所做的横截面视图，相同的元件使用图1中的相同附图标记表示。
在图2和3中，差动元件27的横截面是I形的，在其纵向具有倾斜的表面37。
整体形成在所述差动元件27侧表面上的突起脊38被这样形成，因而能够和设置在第一和第二活动体71和72上的槽39滑动地啮合。构成差动元件27顶表面的倾斜表面37和形成在第一活动体71上的倾斜表面40啮合，上述两个倾斜表面的倾斜角相同。该差动元件的底表面58可滑动地和设置在第二活动体72上的水平支撑面59啮合。通过安装元件60被设置在第二活动体72上的导板36的上半部分滑动地和设置在第一活动体71侧面上的导向槽61啮合。
在上述结构中，当通过向脉冲电动机施加预定数量的脉冲，电动机22被操作时，螺旋轴5转动，降低包括第一和第二活动体71和72的活动体7以及将所述第一和第二活动体71和72连接在一起的差动元件27。随后类似于上述图4所示，推挤元件24从初始高度H0降低到固定行程的压制操作高度H，在工件W上执行固定行程的压制操作。一旦完成压制操作，通过反方向操纵脉冲电动机22，活动体7被升高，推挤元件24返回初始高度H0。H值的测量和脉冲电动机的控制类似于图4所示的那些装置。
当上述固定行程压制操作达到一预定数量或每次进行所述固定行程压制操作时，在推挤元件24初始高度H0位置，脉冲电动机停止操作，向脉冲电动机28施加预定数量的脉冲。导致脉冲电动机28转动预定数量的圈数，通过螺旋轴30，差动元件27被细微地水平地移动。利用差动元件27的运动，第一和第二活动体71和72被垂直地相对地运动，活动体7被移动。补偿这种移动的矫正操作被执行，如图1所示情况，通过向脉冲电动机22施加一定数量的脉冲，推挤元件24的初始高度H0保持恒定。
由于通过沿上述转动螺旋轴5，构成滚珠螺旋啮合的滚珠和滚珠槽的相对位置可以被改变，以改变螺旋轴5和螺母元件8的相对位置，在保持固定行程压制操作的同时，可以阻止滚珠和/或滚珠槽的局部磨损，因此固定行程压制操作可以在随后的操作中被重复。
在本发明上述实施例中，介绍了所谓的垂直类型，其中机座1和支撑板3被设置地平行于水平面，连接上述两个元件的导向杆2被垂直地设置。本发明也适用于所谓的水平类型，其中机座1和支撑板3被设置地平行于垂直面，导向杆2被水平地设置。
虽然本发明对包括螺旋轴5和螺母元件8的滚珠螺旋啮合特别有效，本发明也可被用于正常的螺旋啮合。本发明可以实现阻止局部磨损和延长服务寿命的类似效果，通过仅向螺杆某一具体部位施加对应于压制期间的推挤力的反作用力而导致所述局部磨损。无须说明的是，可以使用多螺纹螺杆用于螺旋啮合或本发明的滚珠螺旋啮合。
虽然用于驱动螺旋轴5和差动元件27的最普通类型的脉冲电动机22和28直接和这些轴同轴连接，可以使用齿轮、同步皮带和其它传输装置传送驱动能。此外，螺旋轴30可以具有这样的结构，即它可以被人工转动，或通过将螺旋轴30的转动信息转换成用于矫正操作所需的脉冲电动机22的脉冲数量，可以实现控制。
对于要求刚度的大型、重载压床，最好使用多个用于对活动体7的运动进行导向的导向杆2。然而单独一个导向杆当然可以为这种压床服务，在某些情况下，可以使用活动体7能够在其上滑动的柱形或梁形导向杆。
此外，符合本发明的压床不仅可以适用于单柱式压床，也适用于多个一前一后设置的用于对转盘进给的长工件进行压制操作的压床。符合本发明的压床不仅适用于金属板的加工，而且适用于多个零件的组装、压配、铆接等，适用于塑料注射成型机、压铸机、粉末冶金等的合模。
工业上的实用性如上所述，本发明能够1)制造结构简单的压床，所述压床容易制造，并减少设备的尺寸；2)由于用于施加压力的螺旋轴和螺母元件的相对位置可以被适当地改变，即使重复固定行程压制操作之后，也能够阻止设备零件的局部磨损，延长设备的服务寿命。
3)由于可以轻易地执行上述改变元件的相对位置的操作，在很短时间内，实现高比值的实际压制作业时间，能够实现高效生产。
4)由于可以精确地控制活动体下端的停止位置，改善了加工精度。
5)由于可以消除液压驱动设备所具有的噪音，确保安静的工作环境。
权利要求
1.一种压床，它包括机座，一个导向元件，导向元件设成其一端和所述机座正交，一支撑板，支撑板设成使所述导向元件的另一端和该支撑板正交，被所述支撑板支撑的并和所述导向元件平行的螺旋轴，和所述螺旋轴啮合的螺母元件和一活动体；由彼此面对的第一活动体和第二活动体所组成的活动体，通过在和所述活动体运动方向相交的平面内划分所述活动体，获得上述第一和第二活动体；通过一差动元件，第一和第二活动体彼此相连，所述差动元件可滑动地和第一和第二活动体结合；在和所述活动体运动方向垂直相交的方向上可以运动的差动元件；伴随着所述差动元件的运动，第一和第二活动体能够沿所述活动体的运动方向相对运动。
2.一种根据权利要求1所述压床，其特征在于在所述第一和第二活动体的侧面设置一对导板，设成所述导板与第一和第二活动体滑动地啮合，从而第一和第二活动体沿和第一和第二活动体相对运动方向正交的方向的运动可以被约束。
3.一种根据权利要求1所述压床，其特征在于所述机座和支撑板被设置的平行于水平面，所述导向元件的轴线被垂直地设置。
4.一种根据权利要求1所述压床，其特征在于所述螺旋轴和螺母元件构成滚珠螺旋啮合。
5.一种根据权利要求1所述压床，其特征在于所述螺旋轴和/或差动元件被脉冲电动机驱动。
6.一种根据权利要求1所述压床，其特征在于作为差动元件运动结果的活动体的运动被螺旋轴和螺母元件的相对运动补偿，在活动体非操作期间，保持机座和活动体之间的距离恒定。
全文摘要
一种压床，它包括机座，用此方式设置的导向元件，即其一端和所述机座正交，用此方式设置的支撑板，即所述导向元件的另一端和该支撑板正交，被所述支撑板支撑的并和所述导向元件平行的螺旋轴，和所述螺旋轴啮合的螺母元件和一活动体；所述活动体由彼此面对的第一活动体和第二活动体组成，通过在和所述活动体运动方向相交的平面内划分所述活动体，获得上述第一和第二活动体；通过一差动元件，第一和第二活动体彼此相连，所述差动元件可滑动地和第一和第二活动体结合；在和所述活动体运动方向垂直相交的方向上可以运动的差动元件；伴随着所述差动元件的运动，第一和第二活动体能够沿所述活动体的运动方向相对运动。
文档编号B30B15/00GK1394166SQ01803210
公开日2003年1月29日 申请日期2001年10月16日 优先权日2000年11月7日
发明者二村昭二, 金子广光 申请人:株式会社放电精密加工研究所