CN101301796A

CN101301796A - 一种气动压力机

Info

Publication number: CN101301796A
Application number: CNA2008100679214A
Authority: CN
Inventors: 李绍炎; 朱方来; 熊伟棠
Original assignee: Shenzhen Polytechnic
Current assignee: Shenzhen Polytechnic
Priority date: 2008-06-16
Filing date: 2008-06-16
Publication date: 2008-11-12

Abstract

本发明公开了一种气动压力机，其本体包括底座、悬臂以及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的滑块；所述滑块由气缸驱动；其中，所述气缸设置在所述支架上，所述气缸的活塞杆与所述滑块至少通过铰接在所述本体上的第一连杆连接。本发明减小了压力机本体的变形，提高了压力机的加工精度。

Description

一种气动压力机

技术领域

本发明涉及一种用于压制、铆接的金属加工设备，尤其涉及的是一种工作行程较短、用在铆接装配工序、以及金属零件的冲压、字符压印等工序的压力机。

背景技术

如图1所示，现有技术中气动压力机包括：由底座211、悬臂212以及连接底座211和悬臂212的支架213构成开口为“U”形的本体，本体通常是金属板材通过焊接或螺纹连接而成；所述底座211上设有导向杆221，限位螺栓222，以及用于固定工件100的模具下模231；与模具下模231相对应的模具上模232，模具上模232通过模架233设置在导向杆221上，限位螺栓222用于调整模具上模232的工作高度，设置在悬臂212上的气缸240与模架233相连接，气缸240活塞杆运动方向与导向杆221的导向方向一致，导向杆221上设置压缩弹簧223起到模架233复位的作用，这样模架233可沿导向杆221上下滑动。气缸240伸出时，气缸活塞杆推动模架233沿着导向杆221的导向向下运动，带动模具上模232向下运动，当模架233接触到限位螺栓222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231内的工件100铆接变形至要求的尺寸；气缸240缩回时，在导向杆221上的压缩弹簧223的将模具上模232及模架233弹回初始位置。

这种气动压力机在工作状态下(例如铆接)，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固定在悬臂212的上端，所以，本体产生如图2所示的作用力F，该作用力F将引起本体的悬臂212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。

另，因为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。而且，这种气动压力机的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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气动压力机，该气动压力机能够减小支架的变形，提高压力机的加工精度。

本发明的技术方案如下：

一种气动压力机，其本体包括底座、悬臂以及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的滑块；所述滑块由气缸驱动；其中，所述气缸设置在所述支架上，所述气缸的活塞杆与所述滑块至少通过铰接在所述本体上的第一连杆连接。

所述的气动压力机，其中，所述第一连杆与所述滑块通过第二连杆铰接。

所述的气动压力机，其中，所述第一连杆从铰接部到与所述活塞杆的铰接端之距离为第一支杆，所述第一连杆从铰接部到与所述第二连杆的铰接端之距离为第二支杆，所述第一支杆的长度大于所述第二支杆的长度。

所述的气动压力机，其中，在所述活塞杆位于最大行程时，其近乎垂直于所述第一支杆；并且所述第二支杆与所述第二连杆近乎在一条直线上。

所述的气动压力机，其中，在所述第一连杆的运动轨迹上设有用于限制所述气缸的活塞杆继续推出的行程调节装置。

所述的气动压力机，其中，所述行程调节装置包括：设置在所述本体上的螺栓，该螺栓位于所述第一支杆的上方。

所述的气动压力机，其中，所述行程调节装置包括：开设在所述第一连杆上的弧形槽，以及设置在所述本体上与该弧形槽相适配的凸柱。

所述的气动压力机，其中，所述滑块和所述第二连杆通过调节机构连接，该调节机构包括一与所述第二连杆铰接的螺纹接头，其螺纹端与所述滑块螺纹连接。

所述的气动压力机，其中，所述调节机构还包括：设置在所述螺纹接头上的行程微调螺母和行程锁紧螺母。

所述的气动压力机，其中，所述螺纹接头、行程微调螺母以及行程锁紧螺母采用双头细牙螺纹。

本发明所提供的气动压力机，通过第一连杆连接所述滑块与所述气缸，将气缸的安装位置从悬臂上转移到支架上，使得本体受工件的反作用力的受力状态从现有技术中的悬臂受弯曲应力改变为支架受拉伸应力，由于金属材料的抗拉强度远高于其抗弯强度，从而减小了本体的变形，提高了压力机的加工精度。

附图说明

图1是现有技术中压力机的结构示意图；

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；

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；

图4是本发明中压力机在气缸活塞杆缩回时结构示意图；

图5是本发明中压力机在气缸活塞杆伸出时结构的主视图；

图6是本发明中在气缸活塞杆伸出时支架的受力示意图；

图7是本发明中第一连杆的一种形式；

图8是本发明中第一连杆的另一种形式；

图9是本发明中第一连杆的又一种形式；

图10是本发明中压力机的左视图；

图11是本发明中压力机的俯视图；

图12是本发明中压力机的另一种实施方式。

具体实施方式

以下结合附图，将对本发明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压力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。

作为本发明气动压力机的第一实施方式，其本体包括底座311、悬臂312以及连接底座311和悬臂312的支架313，如图4所示，支架313的方式有多种，可以采用支杆结构，也可采用具有外壳体的整体结构；底座311用于固定工件100，悬臂312用于将导向装置320(见图11)固定在工件100的上方，本实施方式中的导向装置320采用燕尾槽导轨，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；导向装置320内设有可沿其往复运动的滑块330；通过安装耳轴341将用于驱动滑块330的气缸340设置在支架313上，通过第一连杆350连接滑块330与气缸340的活塞杆，第一连杆350铰接在所述本体上，其靠近气缸340的一端与气缸杆铰接，也可以如图4中所示，气缸340的活塞杆通过连接件342与第二连杆360铰链连接；第一连杆350靠近滑块330的一端可设置为凸轮形式或者设置滚轮与滑块330的上端相抵靠。

气缸340的活塞杆推出，第一连杆350随之绕销轴353的旋转，同时，滑块330在导向装置320中急速向工件100压下，完成加工，如图5所示；此时，工件100对滑块330产生的反作用力，转换为沿安装耳轴341和销轴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。

第二实施方式，在上述实施方式的基础上做以下改进：所述第一连杆350与所述滑块330通过第二连杆360铰接，见图4。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碰到限位螺栓372时，第二连杆360与第一连杆350和滑块330的铰接处，以及第一连杆350与本体的铰接处应该在一条直线上，以形成自锁。此时，工件100对滑块330产生反作用力，才能转换为图6所示的沿安装耳轴341和销轴353方向使支架313本体受拉伸的拉应力Fc。而且根据力学原理，在第二连杆360与第一连杆350的铰接处与上述另两处铰接处的形成直线的瞬间，经第二连杆360传递给滑块330的输出压力理论上是趋于无穷大的，这利于实现行程小的铆接工序。

在上述实施方式的基础上进行以下改进：第一连杆350从铰接部(即销轴353)到与活塞杆的铰接端之距离为第一支杆351，第一连杆350从铰接部到与第二连杆360的铰接端之距离为第二支杆352，第一支杆351的长度大于第二支杆352的长度。

此改进使得第一连杆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。

上述的第一连杆350有多种实现方式，如图7所示的三角盘、图8所示的方盘、图9所示的圆盘。

在上述实施方式的基础上进行以下改进：在第一连杆350的运动轨迹上设有行程调节装置。在图3、7、8中采用螺纹式调节方式，行程调节装置包括：位于第一支杆351上方，在支架313顶部设置螺纹孔371，设置在该螺纹孔371中的螺栓372，以及设置在螺栓372上的锁紧螺母373，螺栓372用于抵住第一支杆351限制气缸340的活塞杆继续推出，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，此方式是可调节的；在图9中的一偏心轮形式中，所述行程调节装置包括：开设在偏心轮上的弧形槽374，以及设置在本体上的穿过弧形槽374相适配的凸柱。进一步的在偏心轮上设置可调整的分度调整杆，以调整凸柱的抵靠位置来调整气缸340的工作行程。这样，可以对气缸340的工作行程、滑块330的实际工作高度进行限位调整，而且调整方法简单方便。行程调节装置并不限于以上各形式，还可以在本体上第一支杆351的运动轨迹上设置限位挡块。

为了进一步提高对滑块330行程的调节精度，滑块330与第一连杆350通过螺纹接头381连接，螺纹接头381上设有行程微调螺母382和行程锁紧螺母383，行程微调螺母382用于调节滑块330位置，行程锁紧螺母383用于锁紧该行程微调螺母382。螺纹接头381采用双头细牙螺纹，这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。本发明对滑块330的工作行程采用两级调整，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；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100的情况下进行。

上述实施方式中的导向装置320采用滑块、燕尾槽导轨的形式，见图10和图11，其中的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(由第二滑块323和导轨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第二滑块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第二滑块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。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，但都必须采用耳轴341安装方式。此外，以上描述了当连杆组是由两根连杆组成的情况，当然，连杆组还可以由更多的连杆组成，例如，增加与第一连杆350和第二连杆360相垂直的连杆将气缸340设置在本体的其他侧面。

本体采用铸铁铸造，具有刚性高、便于批量生产、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；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。滑块330安装铆接模具，则可以进行金属零件的铆接操作；安装冲压模具，则可以进行金属零件的冲压操作；安装压印模具，则可以进行金属零件的字符压印操作。

本发明提供的气动压力机采用了全新的机械结构，具有以下优点：

(1)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。

(2)大输出力。由于采用了力学放大机构可对气缸的输出力进行二次高倍数放大，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。

(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粗调和微调，不仅可以获得极高的调整精度，而且其调整方法简单方便。

(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，维护简单。由于采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，本发明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发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1、一种气动压力机，其本体包括底座、悬臂以及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的滑块；所述滑块由气缸驱动；其特征在于，所述气缸设置在所述支架上，所述气缸的活塞杆与所述滑块至少通过铰接在所述本体上的第一连杆连接。

2、根据权利要求1所述的气动压力机，其特征在于，所述第一连杆与所述滑块通过第二连杆铰接。

3、根据权利要求2所述的气动压力机，其特征在于，所述第一连杆从铰接部到与所述活塞杆的铰接端为第一支杆，所述第一连杆从铰接部到与所述第二连杆的铰接端为第二支杆，所述第一支杆的长度大于所述第二支杆的长度。

4、根据权利要求3所述的气动压力机，其特征在于，在所述活塞杆位于最大行程时，其近乎垂直于所述第一支杆；并且所述第二支杆与所述第二连杆近乎在一条直线上。

5、根据权利要求3所述的气动压力机，其特征在于，在所述第一连杆的运动轨迹上设有用于限制所述气缸的活塞杆继续推出的行程调节装置。

6、根据权利要求5所述的气动压力机，其特征在于，所述行程调节装置包括：设置在所述本体上的螺栓，该螺栓位于所述第一支杆的上方。

7、根据权利要求5所述的气动压力机，其特征在于，所述行程调节装置包括：开设在所述第一连杆上的弧形槽，以及设置在所述本体上与该弧形槽相适配的凸柱。

8、根据权利要求2所述的气动压力机，其特征在于，所述滑块和所述第二连杆通过调节机构连接，该调节机构包括一与所述第二连杆铰接的螺纹接头，其螺纹端与所述滑块螺纹连接。

9、根据权利要求8所述的气动铆接机，其特征在于，所述调节机构还包括：设置在所述螺纹接头上的行程微调螺母和行程锁紧螺母。

10、根据权利要求9所述的气动压力机，其特征在于，所述螺纹接头、行程微调螺母以及行程锁紧螺母采用双头细牙螺纹。