CN102975386A

CN102975386A - 能实现下死点动态精度补偿的高速精密数控冲床机构

Info

Publication number: CN102975386A
Application number: CN2012104887918A
Authority: CN
Inventors: 彭斌彬; 陈浩远; 封金徽; 孙宇; 王栓虎
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-11-27
Also published as: CN102975386B

Abstract

本发明公开了一种能实现下死点动态精度补偿的高速精密数控冲床机构，由曲柄滑块机构、两根推杆、两组多杆机构、两根下连杆和一个冲压滑块构成，所述曲柄滑块机构沿垂直方向布置在冲床机身上，垂直方向运动的冲压滑块布置在曲柄滑块机构的正下方，两根推杆、两组多杆机构和两根下连杆分别在曲柄滑块机构两侧对称布置，两根推杆分别将曲柄滑块机构与第一、二组多杆机构相连接在一起，两根下连杆分别将冲压滑块与第一、二组多杆机构相连接在一起。本发明冲压加工的冲击载荷对进行动态精度调节的水平运动滑块影响小，有利于提高补偿精度及调节系统的使用寿命。

Description

能实现下死点动态精度补偿的高速精密数控冲床机构

技术领域

本发明属于机械压力加工技术领域，特别是一种能实现下死点动态精度补偿的高速精密数控冲床机构。

背景技术

随着模具技术的进步和产品质量要求的提高，对高速精密数控冲床精度的要求也越来越高，尤其是冲床的下死点动态精度，要求能克服速度和温度的变化影响，使得生产出的产品尺寸稳定。一般而言，零件成形的精度越高，对下死点精度的要求也就越高。下死点动态精度关系到加工件的精度和模具寿命，也是评定冲压件技术水平、制造水平的一项重要指标。由于下死点动态精度会随转速的变化而变化，模具闭模高度的调整就很困难，只能不断地靠经验来调试，对调试人员的要求比较高。另外，在调试阶段、启动到正常运转阶段和正常运转阶段到停止阶段将不可避免产生废品，造成很大的浪费。因此，具有下死点动态精度补偿功能是目前高速精密数控冲床发展的一个技术制高点。

目前，高速精密数控冲床的原理结构绝大多数都是反方向上配置平衡滑块式曲柄滑块结构，不好施加精度补偿系统，也就没有下死点进行精确的自动补偿功能。因此这类高速精密数控冲床加工精度不高，不能加工有压印工艺要求的高精密零件(如引线框架)。具有下死点动态精度补偿功能的主要有瑞士BRUDERER的BSTA系列和日本AIDA的HMX系列高速精密数控冲床。瑞士BRUDERER的BSTA系列高速压力机（punching press, PCT: WO 2009/000100 A1, 2008.12. 31），通过调节机床两侧的螺杆高度，可对主滑块的下死点动态精度进行精确补偿，使得该公司的高速压力机在行程次数达到2000次/min以上时下死点动态精度还能保持在±0.005mm。日本AIDA的HMX系列高速精密数控冲床除了一个配置了副滑块的动平衡装置外，也设置了一个行程调节装置来改变主滑块的下死点位置(赵升吨, 张学来, 高长宇, 柳伟, 张永. 高速压力机惯性力平衡装置及其特性研究(二). 装备, 2005, 5:14-20)，因此也具备在运行过程中对主滑块的下死点动态精度进行精确补偿。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能对下死点动态精度进行补偿的高速精密数控冲床机构。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种能实现下死点动态精度补偿的高速精密数控冲床机构，由曲柄滑块机构、两根推杆、两组多杆机构、两根下连杆和一个冲压滑块构成，所述曲柄滑块机构沿垂直方向布置在冲床机身上，垂直方向运动的冲压滑块布置在曲柄滑块机构的正下方，两根推杆、两组多杆机构和两根下连杆分别在曲柄滑块机构两侧对称布置，两根推杆分别将曲柄滑块机构与第一、二组多杆机构相连接在一起，两根下连杆分别将冲压滑块与第一、二组多杆机构相连接在一起。

本发明与现有技术相比，其显著优点：本发明中对下死点动态精度调节的水平运动滑块是沿水平方向运动，而冲压加工是垂直方向，冲压加工的冲击载荷对进行动态精度调节的水平运动滑块影响小，有利于提高补偿精度及调节系统的使用寿命。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例1的高速精密数控冲床机构总结构示意图。

图2为本发明实施例2的高速精密数控冲床机构总结构示意图。

具体实施方式

结合图1和图2，本发明能实现下死点动态精度补偿的高速精密数控冲床机构，由曲柄滑块机构、两根推杆、两组多杆机构、两根下连杆和一个冲压滑块10构成，所述曲柄滑块机构沿垂直方向布置在冲床机身上，垂直方向运动的冲压滑块10布置在曲柄滑块机构的正下方，两根推杆、两组多杆机构和两根下连杆分别在曲柄滑块机构两侧对称布置，两根推杆分别将曲柄滑块机构与第一、二组多杆机构（两组多杆机构用第一、二组多杆机构来具体表述）相连接在一起，两根下连杆分别将冲压滑块10与第一、二组多杆机构相连接在一起。

能实现下死点动态精度补偿的高速精密数控冲床机构的具体构成为：曲柄滑块机构由曲柄1、连杆2和副滑块3组成，曲柄1通过连杆2与副滑块3相连，曲柄1和副滑块3沿垂直方向布置在冲床的机身上，曲柄1带动副滑块3在机身上作垂直方向的上下往复运动；

两组多杆机构沿曲柄滑块机构中的曲柄1和副滑块3中心构成的对称中心线两侧对称设置，其中第一组多杆机构由第一上连杆51、第一中连杆61、第一水平连杆71和第一水平运动滑块81组成，上述各运动构件之间通过转动副依次串联连接，第一上连杆51的另一端通过转动副与机身相连，第一水平运动滑块81水平布置在机身上；第二组多杆机构由第二上连杆52、第二中连杆62、第二水平连杆72和第二水平运动滑块82组成，上述各运动构件之间通过转动副依次串联连接，第二上连杆52的另一端通过转动副与机身相连，第二水平运动滑块82水平布置在机身上；

两根推杆为相同长度的第一推杆41和第二推杆42，其中第一推杆41的一端通过转动副同时与第一上连杆51、第一中连杆61连接，该第一推杆41的另一端通过转动副与副滑块3连接，第二推杆42的一端通过转动副同时与第二上连杆52、第二中连杆62连接，该第二推杆42的另一端通过转动副与副滑块3连接；

两根下连杆为相同长度的第一下连杆91、第二下连杆92，其中第一下连杆91的一端通过转动副同时与第一中连杆61、第一水平连杆71连接，该第一下连杆91的另一端通过转动副与冲压滑块10连接，第二下连杆92的一端通过转动副同时与第二中连杆62、第二水平连杆72连接，该第二下连杆92的另一端通过转动副与冲压滑块10连接；第一下连杆91和第二下连杆92也是沿曲柄滑块机构中的曲柄1和副滑块3中心构成的对称线两侧对称设置。

本发明的第一、二水平运动滑块81、82可同时沿相向或相反方向调整相同位移，分别改变连接在第一、二水平运动滑块81、82上的第一、二水平连杆71、72的往复摆动中心，进而改变冲压滑块10的下死点位置，实现对下死点精度的动态补偿。副滑块3往上死点位置运动时，第一、二上连杆51、52分别由内或外往中间（中间是指“第一上连杆51与第一中连杆61成一条直线”以及 “第二上连杆52第二中连杆62成一条直线”时的状态，一般情况下，第一、二上连杆51、52都是偏离这条直线）摆动并与第一、二中连杆61、62形成肘杆结构，带动冲压滑块10向下运动完成冲压加工，副滑块3与冲压滑块10的运动方向相反。

本发明中，高速精密数控冲床机构在进行冲压加工时，由驱动电机带动曲柄1旋转，曲柄1通过连杆2带动副滑块3作垂直方向的往复运动，经第一推杆41和第二推杆42分别带动第一、二组多杆机构的第一水平连杆71和第二水平连杆72作上下往复摆动，而第一水平连杆71和第二水平连杆72的上下运动又分别通过第一下连杆91和第二下连杆92进一步驱动冲压滑块10作垂直方向的上下运动，从而完成冲压加工。通过对高速精密数控冲床机构的运动，可以使得冲压滑块的运动方向与副滑块的运动方向相反，实现对垂直方向惯性力的平衡。

高速精密数控冲床机构在进行冲压加工时，受速度和温度的变化冲压滑块10的下死点位置也会跟着产生微小变化。为减少或消除这种变化，可同时沿相向或相反方向微调第一水平运动滑块81和第二水平运动滑块82相同位移，对称改变第一水平连杆71和第二水平连杆72的往复摆动中心，进而带动冲压滑块10下死点位置的微调，实现对下死点动态精度的补偿。

实施例1

本发明能实现下死点动态精度补偿的高速精密数控冲床机构的总结构如图1所示，除了具有上述结构特点外，曲柄滑块机构中的副滑块3往上死点位置运动时，两组多杆机构中的第一上连杆51和第二上连杆52分别同时由外往内摆动，并带动冲压滑块10向下运动，副滑块3与冲压滑块10的运动方向相反，可以平衡其垂直方向的惯性力。另外，第一推杆41和第二推杆42在冲压加工时主要承受拉应力。

实施例2

本发明能实现下死点动态精度补偿的高速精密数控冲床机构的总结构如图2所示，除了具有上述结构特点外，曲柄滑块机构中的副滑块3往上死点位置运动时，两组多杆机构中的第一上连杆51和第二上连杆52分别同时由内往外摆动，并带动冲压滑块10向下运动，副滑块3与冲压滑块10的运动方向相反，可以平衡其垂直方向的惯性力。另外，第一推杆41和第二推杆42在冲压加工时主要承受压应力。

Claims

1.一种能实现下死点动态精度补偿的高速精密数控冲床机构，其特征在于由曲柄滑块机构、两根推杆、两组多杆机构、两根下连杆和一个冲压滑块（10）构成，所述曲柄滑块机构沿垂直方向布置在冲床机身上，垂直方向运动的冲压滑块（10）布置在曲柄滑块机构的正下方，两根推杆、两组多杆机构和两根下连杆分别在曲柄滑块机构两侧对称布置，两根推杆分别将曲柄滑块机构与第一、二组多杆机构相连接在一起，两根下连杆分别将冲压滑块（10）与第一、二组多杆机构相连接在一起。

2.根据权利要求1所述的能实现下死点动态精度补偿的高速精密数控冲床机构，其特征在于：

曲柄滑块机构由曲柄（1）、连杆（2）和副滑块（3）组成，曲柄（1）通过连杆（2）与副滑块（3）相连，曲柄（1）和副滑块（3）沿垂直方向布置在冲床的机身上，曲柄（1）带动副滑块（3）在机身上作垂直方向的上下往复运动；

两组多杆机构沿曲柄滑块机构中的曲柄（1）和副滑块（3）中心构成的对称中心线两侧对称设置，其中第一组多杆机构由第一上连杆（51）、第一中连杆（61）、第一水平连杆（71）和第一水平运动滑块（81）组成，上述各运动构件之间通过转动副依次串联连接，第一上连杆（51）的另一端通过转动副与机身相连，第一水平运动滑块（81）水平布置在机身上；第二组多杆机构由第二上连杆（52）、第二中连杆（62）、第二水平连杆（72）和第二水平运动滑块（82）组成，上述各运动构件之间通过转动副依次串联连接，第二上连杆（52）的另一端通过转动副与机身相连，第二水平运动滑块（82）水平布置在机身上；

两根推杆为相同长度的第一推杆（41）和第二推杆（42），其中第一推杆（41）的一端通过转动副同时与第一上连杆（51）、第一中连杆（61）连接，该第一推杆（41）的另一端通过转动副与副滑块（3）连接，第二推杆（42）的一端通过转动副同时与第二上连杆（52）、第二中连杆（62）连接，该第二推杆（42）的另一端通过转动副与副滑块（3）连接；

两根下连杆为相同长度的第一下连杆（91）、第二下连杆（92），其中第一下连杆（91）的一端通过转动副同时与第一中连杆（61）、第一水平连杆（71）连接，该第一下连杆（91）的另一端通过转动副与冲压滑块（10）连接，第二下连杆（92）的一端通过转动副同时与第二中连杆（62）、第二水平连杆（72）连接，该第二下连杆（92）的另一端通过转动副与冲压滑块（10）连接。

3.根据权利要求2所述的能实现下死点动态精度补偿的高速精密数控冲床机构，其特征在于：第一、二水平运动滑块（81、82）可同时沿相向或相反方向调整相同位移，分别改变连接在第一、二水平运动滑块（81、82）上的第一、二水平连杆（71、72）的往复摆动中心，进而改变冲压滑块（10）的下死点位置，实现对下死点精度的动态补偿。

4.根据权利要求2所述的能实现下死点动态精度补偿的高速精密数控冲床机构，其特征在于：副滑块（3）往上死点位置运动时，第一、二上连杆（51、52）分别由内或外往中间摆动并与第一、二中连杆（61、62）形成肘杆结构，带动冲压滑块（10）向下运动完成冲压加工，副滑块（3）与冲压滑块（10）的运动方向相反。