CN102582098A - 双工位气动冲压机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双工位气动冲压机，通过采用双作用气缸作为动力源，在机架上设置能够随着双作用气缸的活塞的移动而摆动的杠杆，并在杠杆上设置能够与冲压头上滚轮相配合传动的滚轮，双作用气缸在工作时活塞在缸筒中不断地进行左移和右移，实现了杠杆左侧的第一冲压头和右侧的第二冲压头交替的冲压工作。该双工位气动冲压机在工作过程中没有空行程，冲压时输出力与中压的液压传动系统中活塞杆输出的作用力大致相同，其冲压效率高，能源利用率高，同时，该双工位气动冲压机结构简单紧凑，操作方便，经济性好，其采用气压传动作为动力源，工作过程中无污染，能够广泛地应用于冲压生产加工中。
Description
技术领域
本发明涉及一种双工位气动冲压机。
背景技术
目前社会提倡绿色节能，这就要求人们在实际生产中尽量应用低能、低耗、低污染的动力源来完成工作。工程中冲压机的动力源大多采用液压传动和气压传动。液压传动系统压力高，输出力大，但是液压系统能量利用率低，液压泵噪音较大，且容易发生因油液泄露及挥发造成环境污染。气压传动以清洁的压缩空气作为工作介质，不会产生环境污染，且活塞运动速度较快，生产效率高，在机械工程领域应用越来越广泛，正逐步取代液压传动。但是气压传动产生的系统压力一般为0.4～0.7Mpa，远远不满足冲压过程所需的冲压力，这就需要通过增大气缸的体积来提供所需的冲压力，这严重地限制了冲压机的应用场合。此外，对于单工位的冲压机来说，在冲压完成之后，气缸活塞的反行程是空行程，浪费了能源。因此，能够设计出一种能源利用率高、无污染的性能优良的冲压机，对于提高冲压机的设计水平，实现节能环保有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种能源利用率高、输出冲压力较大且无污染的双工位气动冲压机。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双工位气动冲压机，所述气动冲压机包括双作用气缸，所述双作用气缸包括固定连接设置在机架上的缸筒、设置在所述缸筒中能够沿所述缸筒的轴向移动的活塞，所述缸筒的轴心线沿水平左右方向延伸，所述气动冲压机还包括杠杆，所述杠杆的一端部转动地连接设置在所述机架上，所述杠杆的另一端部上能够转动地连接设置有一滑动件，所述活塞上开设有能够供所述滑动件沿垂直于所述缸筒轴向方向滑动的凹槽，所述滑动件能够滑动地设置在所述凹槽中，所述机架上位于所述杠杆的左右两侧分别设置有第一冲压头和第二冲压头，所述第一冲压头、所述第二冲压头能够沿竖直方向升降地设置在所述机架上，所述机架上还具有能够提供所述第一冲压头、所述第二冲压头沿竖直方向的弹性回复力的弹性件，所述第一冲压头、所述第二冲压头的上端部上分别转动地连接设置有第一滚轮、第二滚轮，所述杠杆上转动地连接设置有分别能够与所述第一滚轮、所述第二滚轮相配合传动的第三滚轮、第四滚轮，所述机架上还设置有能够控制所述双作用气缸工作状态的换向阀。
优选地，所述滑动件为浮动滚子。
优选地，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的轴心线沿竖直方向延伸。
优选地，所述第一冲压头、所述第二冲压头对称地设置在所述杠杆的左右两侧，对应地，所述第三滚轮、第四滚轮对称地设置在所述杠杆上。
优选地，所述换向阀为二位四通换向阀。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：通过采用双作用气缸作为动力源，在机架上设置能够随着双作用气缸的活塞的移动而摆动的杠杆，并在杠杆上设置能够与冲压头上滚轮相配合传动的滚轮，双作用气缸在工作时活塞在缸筒中不断地进行左移和右移，实现了杠杆左侧的第一冲压头和右侧的第二冲压头交替的冲压工作。该双工位气动冲压机在工作过程中没有空行程，冲压时输出力与中压的液压传动系统中活塞杆输出的作用力大致相同，其冲压效率高，能源利用率高，同时，该双工位气动冲压机结构简单紧凑，操作方便，经济性好，其采用气压传动作为动力源，工作过程中无污染，能够广泛地应用于冲压生产加工中。
附图说明
附图1为本发明的双工位气动冲压机的整体结构示意图；
附图2为本发明的双工位气动冲压机处于第一工位时的结构示意图；
附图3为本发明的双工位气动冲压机处于第二工位时的结构示意图。
其中：1、双作用气缸；11、缸筒；12、活塞；13、凹槽；2、杠杆；3、滑动件；4、第一冲压头；5、第二冲压头；6、第一滚轮；7、第二滚轮；8、第三滚轮；9、第四滚轮；10、弹性件；14、换向阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
参见图1-3所示，一种双工位气动冲压机，该气动冲压机包括双作用气缸1，该双作用气缸1包括缸筒11和设置在缸筒11中能够沿其轴向移动的活塞12，其中活塞12与缸筒11的腔壁相密封并将缸筒11的内腔分隔为两部分，缸筒11固定连接设置在机架上的，且缸筒11的轴心线沿水平左右方向延伸设置。该气动冲压机还包括杠杆2，杠杆2的下端部转动地连接设置在机架上，杠杆2的上端部上转动地连接设置有一滑动件3，活塞12上开设有能够供滑动件3沿垂直于缸筒11轴向方向，即沿竖直方向滑动的凹槽13，滑动件3能够滑动地设置在凹槽13中。当活塞12在缸筒11中沿水平左右方向移动时，杠杆2的上端部也能够随着活塞12进行移动，整根杠杆2即绕着其与机架的连接点进行摆动，在这里设置滑动件3则解决了该机构自由度不足的问题。在这里，滑动件3采用的为浮动滚子，其摩擦损失小，力传递效率高，当然也可以采用滑块来代替。
参见图1-3所示，在机架上位于杠杆2的左右两侧分别设置有第一冲压头4和第二冲压头5，第一冲压头4和第二冲压头5能够沿竖直方向升降地设置在机架上，机架上还设置有能够提供第一冲压头4和第二冲压头5沿竖直方向的弹性回复力的弹性件10，在这里采用的是弹簧，其轴心线沿竖直方向延伸。第一冲压头4和第二冲压头5的上端部上分别转动地连接设置有第一滚轮6和第二滚轮7，在杠杆2上转动地连接设置有能够分别与第一滚轮6、第二滚轮7相配合传动的第三滚轮8和第四滚轮9。在本实施例中，第一冲压头4、第二冲压头5对称地设置在杠杆2的左右两侧，对应地，第三滚轮8和第四滚轮9对称地设置在杠杆2上。机架上还设置有能够控制双作用气缸1工作状态的换向阀14，在这里采用的是二位四通换向阀。
以下详细阐述本实施例的工作过程：
该双工位气动冲压机工作时，二位四通换向阀首先工作，当其处于如图2所示的状态时，双作用气缸1的缸筒11右腔进气，缸筒11左腔出气，活塞12向左移动，杠杆2随着活塞12的左移而向左摆动，这时第三滚轮8与第一滚轮6相配合并将第一冲压头4向下压实现冲压，由于杠杆2不断地向左摆动，第四滚轮9也随之向左偏移且在偏移的过程中其在竖直方向的高度上升，第二冲压头5在弹簧10的弹性回复力的作用下上升，实现第二冲压头5的抬起。当第一冲压头4冲压完成后，二位四通换向阀14换向至如图3所示的状态，双作用气缸1的缸筒11左腔不断的进气，缸筒11右腔不断地出气，活塞12不断地向右移动，杠杆2随着活塞12的右移而向右摆动，这时，第三滚轮8在竖直方向上不断地抬高，而第四滚轮9在竖直方向上不断地下降，这样，第二滚轮7在与第四滚轮9的配合下不断地被下压而使得第二冲压头5下行实现冲压，同时，第一冲压头4随着第三滚轮8的不断上升时克服弹簧10的弹性力而上行。二位四通换向阀不停地换向，活塞12在缸筒11中不断地进行左移和右移，实现了第一冲压头4和第二冲压头5交替的冲压工作。这样，在双作用气缸1工作时没有空行程，活塞12左移和右移的过程中均能够进行冲压操作。
为了详细地说明本发明的双工位气动冲压机的作用效果，现对本实施例中第一冲压头4、第二冲压头5冲压时输出力进行计算：
以第二冲压头5冲压为例，如图3所示，其冲压时最终输出力F可表示为：
其中：p为压缩空气产生的压力；
F
M
为弹簧的弹力；
α为第二滚轮7和第四滚轮9的中心连线与竖直方向的夹角；
D为活塞12的直径；
l
1
为杠杆2的主动臂的长度（即杠杆2的总长度）；
l
2
为杠杆2的从动臂的长度（即杠杆2处于竖直状态时第四滚轮9的中心相对杠杆2与机架连接点的高度）。
考虑在实际工程中，假设 =15°时第二冲压头5开始冲压，取l 1 /l 2 =3，设活塞12的直径D =100mm，压缩空气产生的压力p =0.6MPa。由于弹簧作用力很小可忽略不计，可计算出输出力F =52734N。
而如果采用液压传动，若由活塞杆直接输出同样的作用力，并设液压缸内径与主动活塞相同，液压系统的工作压力为
这一压力值在液压传动系统中，已经属于中压范围，也就是说，采用本实施例的双工位气动冲压机，其输出的作用力与中压的液压传动系统中活塞杆输出的作用力大致相同，可见其増力效果十分显著。
综上所述，本发明的双工位气动冲压机在双作用气缸1工作过程中没有空行程，活塞12左移和右移的过程中均能够进行冲压操作，冲压时输出力与中压的液压传动系统中活塞杆输出的作用力大致相同，其冲压效率高，能源利用率高，同时，该双工位气动冲压机结构简单紧凑，操作方便，经济性好，其采用气压传动作为动力源，工作过程中无污染，能够广泛地应用于冲压生产加工中。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种双工位气动冲压机，其特征在于：所述气动冲压机包括双作用气缸，所述双作用气缸包括固定连接设置在机架上的缸筒、设置在所述缸筒中能够沿所述缸筒的轴向移动的活塞，所述缸筒的轴心线沿水平左右方向延伸，所述气动冲压机还包括杠杆，所述杠杆的一端部转动地连接设置在所述机架上，所述杠杆的另一端部上能够转动地连接设置有一滑动件，所述活塞上开设有能够供所述滑动件沿垂直于所述缸筒轴向方向滑动的凹槽，所述滑动件能够滑动地设置在所述凹槽中，所述机架上位于所述杠杆的左右两侧分别设置有第一冲压头和第二冲压头，所述第一冲压头、所述第二冲压头能够沿竖直方向升降地设置在所述机架上，所述机架上还具有能够提供所述第一冲压头、所述第二冲压头沿竖直方向的弹性回复力的弹性件，所述第一冲压头、所述第二冲压头的上端部上分别转动地连接设置有第一滚轮、第二滚轮，所述杠杆上转动地连接设置有分别能够与所述第一滚轮、所述第二滚轮相配合传动的第三滚轮、第四滚轮，所述机架上还设置有能够控制所述双作用气缸工作状态的换向阀。
2.根据权利要求1所述的双工位气动冲压机，其特征在于：所述滑动件为浮动滚子。
3.根据权利要求1所述的双工位气动冲压机，其特征在于：所述弹性件为弹簧，所述弹簧的轴心线沿竖直方向延伸。
4.根据权利要求1所述的双工位气动冲压机，其特征在于：所述第一冲压头、所述第二冲压头对称地设置在所述杠杆的左右两侧，对应地，所述第三滚轮、第四滚轮对称地设置在所述杠杆上。
5.根据权利要求1所述的双工位气动冲压机，其特征在于：所述换向阀为二位四通换向阀。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120718 |