CN101434076A

CN101434076A - 冲床

Info

Publication number: CN101434076A
Application number: CNA2008101764765A
Authority: CN
Inventors: 鱼住忠司; 坂本博一
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2009-05-20
Also published as: US20090126548A1; JP2009119506A; DE102008057173A1

Abstract

本发明目的在于提供一种在冲孔动作高速化的情况下也能有效抑制振动的冲床。本发明涉及的冲床的特征在于，具备：冲压驱动源、传递上述冲压驱动源的动力的动力传递机构部、与上述动力传递机构部连接的冲孔工具，上述动力传递机构部的至少一部分由碳素纤维材料构成。由此，能够使动力传递机构部轻量化，因此即使在冲孔动作高速化的情况下也能降低由自身的质量移动所产生的惯性力，从而有效抑制振动。这样在将动力传递机构部轻量化了的情况下，降低了冲孔动作时的噪音，此外还具有降低冲孔动作时耗电的效果。

Description

冲床

技术领域

本发明涉及在板材上进行开孔加工等的冲床，特别涉及在冲孔动作高速化的情况下也能有效抑制振动的技术。

背景技术

作为在板材上进行开孔加工等的加工设备公知有冲床。

图10～图12是专利文献1公开的冲床的说明图。如图10所示，压力机机身1的侧面形状是C字形，上转台2和下转台3相互同轴地设置在上机身部1a以及下机身1b上。上下转台2、3是将多个冲孔工具4和冲模工具5沿圆周方向排列设置的装置。通过设置在压力机机身1的狭道部1c上的分度用马达30，使上下转台2、3经由链式机构而分度旋转。各冲孔工具4在被分度到冲孔位置(压头位置)P时，通过压头6而被升降驱动。

另一方面，如图11和图12所示，载置在工作台18上的板材W，在被定位在所期望的冲孔位置P，被工件进给机构20的工件保持架17把持并送到该冲孔位置P后，由冲孔工具(未图示)进行加工。

专利文件1：日本专利3467868号公报

另外，由于在上述的冲孔动作时施加了较大的载荷，所以对于动力传递机构部而言通常使用钢铁(以及铸件)材料的部件。但是，在使用钢铁材料的部件时，在冲孔动作高速化时，存在很难抑制由自身的质量移动产生的惯性力所引起的振动的问题。这种振动抑制的问题，随着冲孔动作高速化的发展而愈加显著。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种即使在冲孔动作高速化的情况下也能有效抑制振动的冲床。

为了实现上述目的，本发明涉及的冲床的特征在于，具备：冲压驱动源、传递上述冲压驱动源的动力的动力传递机构部、与上述动力传递机构部连接的冲孔工具，上述动力传递机构部的至少一部分由碳素纤维材料构成。由此，能够使动力传递机构部轻量化，因此即使在冲孔动作高速化的情况下也能降低由自身的质量移动所产生的惯性力，从而有效抑制振动。这样在将动力传递机构部轻量化了的情况下，降低了冲孔动作时的噪音，此外还具有降低冲孔动作时耗电的效果。

在此，由上述碳素纤维材料构成的部件也可以是包含在上述动力传递机构部的部件中的、对振动抑制的作用效率最高的部件。一般来说，碳素纤维材料的部件比钢铁材料的部件价格高，因此，由于可以仅在对振动抑制的作用效率最高的部件上使用高价的碳素纤维材料，而不在对振动抑制的作用效率低的部件上使用高价的碳素纤维材料，因此，可以避免使冲床的价格不必要地上升。

此外，上述动力传递机构部具有空心的棒材，上述棒材也可以由碳素纤维材料构成。由此，在空心的棒材之类简单的构成部分上使用碳素纤维材料，由此制造变得容易并且可以量产。此外，由于将棒材形成为空心的，所以能够使棒材的质量轻量化。

此外，上述棒材的两端部也可以用粘接剂与金属部件接合。由此，能够容易地将棒材的两端部与金属部件接合。

此外，也可以是，上述棒材由碳素纤维材料的层构造构成，在上述层构造的至少一层中，碳素纤维材料沿周方向缠绕。而只要将其他的大部分的层的碳素纤维材料沿轴方向缠绕就能够耐受轴方向的大载荷。

此外，上述棒材的一端部也可以与安装在上述冲压驱动源上的曲柄直接连接。由此，能够在传递曲柄的旋转的部件上使用碳素纤维材料。

此外，由上述碳素纤维材料构成的部件也可以是架设在安装于上述冲压驱动源上的曲柄与增力机构之间的部件。由此，对于架设在曲柄和增力机构之间的部件而言，可以使用碳素纤维材料。

由以上的说明可知，根据本发明涉及的冲床，能够使动力传递机构部轻量化，因此，即使在冲孔动作高速化的情况下，也能降低由自身的质量移动所产生的惯性力，并有效抑制振动。在这样地使动力传递机构部轻量化了的情况下，降低了冲孔动作时的噪音，并且还具有降低冲孔动作时耗电的效果。而且，由于对于振动抑制的作用效率低的部件而言可以不使用高价的碳素纤维材料，因此可以避免使冲床的价格不必要地上升。此外，由于可以在空心的棒材之类简单的构成部分上使用碳素纤维材料，因此制造变得容易并且适于量产。

附图说明

图1是表示本发明的冲床的一个例子的图。

图2是本发明的动力传递机构部的动作原理的说明图。

图3是表示本发明的一个构件的臂的一个例子的图。

图4是表示本发明的棒材与金属部件的接合例的图。

图5是表示本发明的棒材的形成方法的一个例子的图。

图6是表示本发明的棒材的剖面的一个例子的图。

图7是示意地表示本发明的冲床的要部的图。

图8是表示本发明的对于振动抑制的作用效率的一个例子的图。

图9是表示本发明的棒材与金属部件的接合例的图。

图10是专利文件1公开的冲床的说明图。

图11是专利文件1公开的冲床的说明图。

图12是专利文件1公开的冲床的说明图。

符号说明如下：

100...冲床；110...压力机机身；120...转台；130...工作台；140...动力传递机构部；141...曲柄；142...臂；142a...金属部件；142b...棒材；142c...金属部件；143...上侧肘杆；144...销；145...下侧肘杆；146...肘机构；148...压头；149...冲头接板。

具体实施方式

以下，结合附图详细说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的冲床100的一个例子的图。

如该图所示，冲床100具备被称为C字形或者コ字形的前方开放型的压力机机身110。在该上下的机身部间的空间，配置有支承多个工具的上下的转台120。上下的转台120是将多个冲孔工具以及冲模工具沿圆周方向排列设置的装置。后述的动力传递机构部设置在上机身部，将转台120的前部的规定位置作为冲孔位置进行板材的冲孔动作。即，载置在工作台130上的板材被定位在所期望的冲孔位置，被工件进给机构把持并送到该冲孔位置后，由冲孔工具(未图示)进行加工。

另外，在此，虽然例示了被称为C字形或者コ字形的压力机机身110，但是压力机机身110并不仅限于此。例如还可以采用被称为门型的压力机机身110。

图2是动力传递机构部140的动作原理的说明图。

如该图所示，动力传递机构部140具备：伺服马达等冲压驱动源、曲柄141、臂142、肘机构146、压头148、冲头接板149。肘机构146由上侧肘杆143、销144和下侧肘杆145构成。在冲头接板149上固定有冲孔工具(未图示)，该冲孔工具作成不包含在动力传递机构部140中的部件。

在这种构成中，首先，通过伺服马达使曲柄141旋转一周，臂142进行一个往复的进退动作。在该一个往复动作中，在臂142从左端位置到达进退行程的中央位置期间，肘机构146从靠左弯曲的状态向伸长状态变化，伴随这种变化，压头148从上止点下降到下止点。另一方面，臂142从进退行程的中央位置到达右端位置期间，肘机构146从伸长状态向靠右弯曲的状态变化，伴随这种变化，压头148从下止点上升到上止点。臂142从右端位置返回左端位置时，压头148也与上述同样地升降。

这样，曲柄141旋转一周期间，臂142进行一个往复的进退动作。由此，压头148进行两次升降动作，固定在冲头接板149上的冲孔工具进行两次冲孔动作。根据这种动力传递机构部140，通过作为增力机构的肘机构146将伺服马达的力增大，使其变成大冲压力，并且能够抑制能量消费。

另外，由于在冲孔动作时施加了大载荷，所以以往，对于动力传递机构部140而言通常使用钢铁材料的部件。但是，在使用钢铁材料的部件的情况下，在冲孔动作高速化时，存在很难抑制由自身的质量移动产生的惯性力所引起的振动的问题。在此，为了解决这种振动抑制的问题，在本发明中采用以下的方法。

即，本发明的特征在于，动力传递机构部140的至少一部分由CFRP等碳素纤维材料构成。CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics：碳纤维增强塑料)是用碳纤维强化了的塑料，弹性强并质量轻。因此，如果用CFRP构成动力传递机构部140的至少一部分，就能够使动力传递机构部140轻量化，因此即使在冲孔动作高速化的情况下，也能够降低由自身的质量移动产生的惯性力，有效抑制振动。这样在使动力传递机构部140轻量化了的情况下，降低了冲孔动作时的噪音，并且还具有在冲孔动作时使消费的电量降低的效果。

以下，进一步详细说明CFRP的使用方法。

图3是表示臂142的一个例子的图。

如该图所示那样，臂142由两个金属部件142a和142c以及一根棒材142b构成。金属部件142a和142c是钢铁(以及铸件)材料的部件。金属部件142a的一端与棒材142b接合，另一端与曲柄141连接。该另一端的形状只要是适合与曲柄141相连接的形状即可，不必特别限定其形状。此外，金属部件142c的一端与棒材142b接合，另一端与肘机构146连接。该另一端的形状只要是适合与肘机构146相连接的形状即可，不必特别限定其形状。

棒材142b是由CFRP构成的部件，经由金属部件142a和142c从曲柄141架到肘机构146。由此，若通过伺服马达使曲柄141旋转一周，则臂142进行一个往复的进退动作，从而旋转运动变为直线运动。

棒材142b的大小由与其他部件的关系决定，在本实施方式中，作成长度为1.2m左右。在由CFRP构成这样的棒材142b时，臂142整体的质量约为16kg。在由钢铁材料构成棒材142b时，臂142整体的质量约为30kg，因此，根据本发明可以将臂142整体的质量减轻到接近原来的一半。

图4是表示将棒材142b与金属部件142a以及142c接合起来的例子的图。

图4(B)是图4(A)的A-A剖视图。棒材142b利用后述的方法而被形成为例如圆筒状。此外，金属部件142a和142c一端的内周面形成为锥状，在该锥部142a1以及142c1外周涂有环氧等粘接剂并嵌入在棒材142b上而接合起来。只要这样地将金属部件142a和142c的一端形成锥状，就能够使金属部件142a和142c的质量轻量化。

图5是表示棒材142b的形成方法的一个例子的图。

首先，如图5(A)所示，在例如圆筒状或者圆柱状的芯材B上缠绕碳素纤维材料A。通过一次处理来形成缠绕了碳素纤维材料的一层。在有的层将碳素纤维材料A沿周方向缠绕。所谓周方向是指在将芯材B的轴方向设为0°、芯材B的周方向设为90°时，45°以上90°以下的方向。

在其他层中，如图5(B)所示，沿轴方向缠绕碳素纤维材料A。所谓轴方向是指在将芯材B的轴方向设为0°、芯材B的周方向设为90°时，0°以上而不到45°的方向。

以这种要领，如图5(C)所示那样，沿周方向或者轴方向缠绕碳素纤维材料A来形成多个层。

最后，如图5(D)所示那样拔出芯材B。

通过以上的形成方法，来形成层构造的棒材142b。

图6是表示棒材142b的剖面的一个例子的图。

如该图所示，至少具有碳素纤维材料被沿周方向缠绕的层A1和碳素纤维材料被沿轴方向缠绕的层A2这两个种类的层。碳素纤维材料被沿轴方向缠绕的层A2的厚度是层整体厚度的规定百分比以上。

另外，在此，虽然例例示了圆筒状的棒材142b，但是棒材142b的形状并不仅限于此。即，棒材142b的形状也可以不是筒状(空心)。当然，如果形成为空心的，可以使棒材142b的质量轻量化。此外，棒材142b的剖面形状也可以不是圆。例如，如果剖面形状不是正圆，而形成为椭圆或者长圆形，则通过将椭圆的长轴方向配置在容易受力的方向上来提高抗弯能力。

另外，从使冲床轻量化的观点来看，优选为，不仅仅是棒材142b，而金属部件142a以及142c、肘机构146、此外压头148等都用CFRP构成。但是，由于CFRP价格高，将所有的部件都用CFRP构成从价格方面来说并不现实。因此，在本发明中采用以下的方法。

图7是示意地表示冲床100的要部的图。

在此，表示了从侧面看冲床100的状态。图中的“SVM”相当于伺服马达。“No.1_LINK”相当于金属部件142a。“No.3_LINK”以及“No.4_LINK”相当于棒材142b。“No.5_LINK”相当于金属部件142c。“No.7_LINK”相当于肘机构146。“Ram_LINK”相当于压头148。在本发明中，着眼于由这些部位对振动抑制的作用效率的不同。

图8是表示对振动抑制的作用效率一个例子的图。

如该图所示，例如在“No.3_LINK”以及“No.4_LINK”是高作用效率的情况下，可以仅在相当于“No.3_LINK”以及“No.4_LINK”的棒材142b上使用高价的碳素纤维材料。这样，在对振动抑制的作用效率低的部件上不使用高价的碳素纤维材料，因此能够回避冲床的价格不必要地上升。

根据上述说明可以清楚地知道，根据本发明涉及的冲床，能够使动力传递机构部轻量化，因此，即使在冲孔动作高速化的情况下，也能够降低由自身的质量移动产生的惯性力，从而有效抑制振动。这样在使动力传递机构部轻量化了的情况下，降低了冲孔动作时的噪音，并且还具有降低冲孔动作时耗电的效果。并且，由于可以不在对振动抑制的作用效率低的部件上使用高价的碳素纤维材料，所以能够回避冲床的价格不必要地上升。此外，由于可以在空心的棒材之类的简单构成部分上使用碳素纤维材料，所以制造容易，也更适合量产。

另外，在上述的说明中，以一个构件的臂142为例进行了说明，但是本发明并不仅限于此。即，如果制作一个构件的臂142，则能够容易地制造棒材142b，所以适合量产。但是，如果仅考虑达成抑制振动这个目的，只要使臂142轻量化即可，也可以采用其他构成的臂142。例如，即使采用3个构件的臂142，只要在该臂142上使用CFRP，就可以达成抑制振动的目的。

此外，在上述的说明中，以伺服马达作为冲压驱动源进行了例示，但是本发明并不仅限于此。例如采用液压缸或者线性马达作为冲压驱动源也能够获得同样的效果。将液压缸等往复运动部用CFRP构成也是有效的。

此外，在上述的说明中，说明了冲床100对板材进行加工，但是所加工的部件的形状以及材质并没有特别限定。

此外，在上述的说明中，以具备肘机构146的构成进行了例示，但是并不特别限定是否具备肘机构146。即，只要动力传递机构部140的至少一部分由碳素纤维材料构成，在其他部分上即使存在不同的部分也包含在本发明的适用范围内。

此外，在上述的说明中，例示了将金属部件142a以及142c嵌入于棒材142b的构成，但是本发明不仅限于此。即，可以不像图9(A)所示地将金属部件142a以及142c嵌入于棒材142b，而是如图9(B)所示那样，使金属部件142a和142c夹着棒材142b。

产业上的可利用性：

本发明能够适用于如下的冲床上，即、即使在冲孔动作高速化的情况下也需要有效抑制振动的冲床。

Claims

1.一种冲床，其特征在于，具备：

冲压驱动源、

传递上述冲压驱动源的动力的动力传递机构部、

与上述动力传递机构部连接的冲孔工具，

上述动力传递机构部的至少一部分由碳素纤维材料构成。

2.根据权利要求1所述的冲床，其特征在于，由上述碳素纤维材料构成的部件，是包含在上述动力传递机构部的部件中的、对振动抑制的作用效率最高的部件。

3.根据权利要求1所述的冲床，其特征在于，

上述动力传递机构部具有空心的棒材，

上述棒材由碳素纤维材料构成。

4.根据权利要求3所述的冲床，其特征在于，上述棒材的两端部，用粘接剂与金属部件接合。

5.根据权利要求3所述的冲床，其特征在于，上述棒材由碳素纤维材料的层构造构成，

在上述层构造的至少一层中，碳素纤维材料沿周方向缠绕。

6.根据权利要求3所述的冲床，其特征在于，上述棒材的一端部与安装在上述冲压驱动源上的曲柄直接连接。

7.根据权利要求1所述的冲床，其特征在于，由上述碳素纤维材料构成的部件是架设在安装于上述冲压驱动源上的曲柄与增力机构之间的部件。