CN103903506A - 一种冲床教学仪器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冲床教学仪器，包括冲压机构、送料机构及清扫机构。本发明教学仪器主要是演示冲床的冲压运动和料带的直线运动。各主要机构的结构简单明了、原理清晰、易于理解，学生可以直观的接触到冲床加工的整个过程以及自动化检测的相关内容；该装置的使用可以最大程度的减小冲床教学的危险性，即使没有任何操作经验的人，也能上手学习。本教学仪器可以采用单片机控制，使仪器具有智能化和信息化的特点。

Description

一种冲床教学仪器

技术领域

本发明涉及一种冲床教学仪器，属于教学设备技术领域。

背景技术

高等院校的工科专业均开设有《金工实习》、《工程训练》等实践课程，这些课程的教学形式往往较为单一；与此同时，由于机床加工在此类课程中占有较大比重，非机械类专业的学生在实习过程中普遍表现出的基础薄弱、入门慢、潜在危险大的问题。

从成本投入、教学效果以及操作安全性的角度出发，高等学校一般不配备大型冲压设备，但作为机床加工领域的重要分支，如果对冲压成型技术不加以介绍或者仅仅作为理论讲解而没有相关实践，又有悖于教学的目的和要求。这就造成了一个很尴尬的局面，一方面是教学的需要，一方面是出于经济的考虑，引进相关设备，则投入和产出不成正比，很有可能入不敷出。就目前来看，很多高校都没有相关的设备，这就会造成学生能力的短板。

一些高校在机床教学过程中，采用演示模型来辅助教学，起到了一定的效果，但市面上现有的冲床教学模型仿真度不高，并且无法自动运行，与真正的机床相差甚远，也无法体现现代制造技术的发展方向。经检索也未发现有关冲床的教学仪器。

发明内容

本发明的目的在于：克服上述现有技术的缺陷，提出一种冲床教学仪器。

为了达到上述目的，本发明提出的冲床教学仪器，包括冲压机构、送料机构及清扫机构；

所述冲压机构组成包括：机架、第一驱动装置、由第一驱动装置驱动旋转的曲柄、与曲柄中部转动连接的连杆、铰接在连杆下端且安装有上模的滑杆，机架上固定有与该上模相配合的下模，机架还具有开设竖向滑孔的横梁，所述滑杆与该竖向滑孔滑动配合；

所述送料机构组成包括：底座、第二驱动装置、由第二驱动装置驱动旋转的主动轮、位于主动轮上方的从动轮、以及设置于上游侧的一对限位导轮和设置于下游侧的一对纠错导轮，所述限位导轮和纠错导轮的外缘开设有V型凹槽，所述两个分别纠错导轮铰接固定在第一导轮支架、第二导轮支架的内侧，所述第一、第二导轮支架的外侧分别固定有第一圆盘、第二圆盘，所述第一导轮支架与第一圆盘通过第一转动轴铰接在第一固定座上，所述第二导轮支架与第二圆盘通过第二转动轴铰接在第二固定座之上，所述第一圆盘与第二圆盘之间设置有两端分别与其铰接的连接杆，当两个纠错导轮对中时，所述连接杆与纠错导轮轮轴的连线呈现20-30°的夹角；

所述清扫机构组成包括：第三驱动装置、由第三驱动装置驱使而移动的舵机，所述舵机的输出头连接有可伸入上下模之间的清扫杆。

本发明进一步的改进在于：

1、机架上部固定有与曲柄连接的转轴，所述第一驱动装置输出头固定有第一齿轮，转轴上固定有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合。

2、所述下模周围设置有导向杆，所述上模开设有与该导向杆配合的导向孔，所述导向杆与导向孔滑动配合。

3、限位导轮铰接在第三固定座上。

4、所述第三驱动装置与舵机固定连接，所述机架上固定有齿条，第三驱动装置的输出端连接有与该齿条啮合的第三齿轮，所述齿条两端固定有滑块，所述滑块与机架底部的边梁滑动配合。

5、本发明冲床教学仪器，还包括有单片机，所述单片机与第一、第二、第三驱动装置以及舵机连接。

6、本发明冲床教学仪器，还包括有与单片机连接的红外计数传感器、料带卷曲检测开关、及状态显示器，所述红外计数传感器设置于下模的上方。

本发明教学仪器主要是演示冲床的冲压运动和料带的直线运动。各主要机构的结构简单明了、原理清晰、易于理解，学生可以直观的接触到冲床加工的整个过程以及自动化检测的相关内容；该装置的使用可以最大程度的减小冲床教学的危险性，即使没有任何操作经验的人，也能上手学习。本教学仪器可以采用单片机控制，使仪器具有智能化和信息化的特点。

上游侧的限位导轮可以防止进料跑偏，如果下游侧料带跑偏，则可以通过手动拨动连接杆，带动第一、第二圆盘旋转，或者通过电机带动第一圆盘转动，通过连接杆带动第二圆盘转动，使纠错导轮慢慢地归中，从而能够纠正跑偏的物料，确保冲压的正常进行。如果下游侧料带发生卷曲变形时，则可以停止冲床的冲压运动和送料运动，并启动清扫机构对模具内的残余物料进行清理，提高了产品的合格率和原材料的利用率。当增设控制机构后，上述动作均可自动执行。

本发明冲床教学仪器的冲压成型原理与现实冲床相同，但制造成本较低，符合工程训练实际情况且适用于课堂实践的冲床教学用具。教师可以结合不同学生的专业背景，在该演示系统上开展有针对性的教学实践。有条件的高校还可以在此基础上带领学生到真正的机床上实际操作，既可以提高教学质量，又能在最大限度上减少危险发生的可能性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明实施例冲床教学仪器主视图。

图2是本发明实施例冲床教学仪器立体图。

图3是本发明实施例冲床教学仪器的送料机构立体图。

图中标号示意如下：

1-第一电机，2-第二齿轮，3-转轴，4-曲柄，5-横梁，6-连杆，7-滑杆，8-机架，9-上模，10-导向杆，11-齿条，12-第三电机，13-第三齿轮，14-舵机，15-清扫杆，16-下模，17-滑块，18-导向孔，19-第一齿轮，20-主动轮，21-从动轮，22-限位导轮，23-第一纠错导轮，24-第二纠错导轮，25-第一导轮支架，26-第一圆盘，27-第一固定座，28-第二导轮支架，29-第二圆盘，30-第二固定座，31-连接杆，32-第三固定座，33-底座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明实施例冲床教学仪器，包括冲压机构、送料机构及清扫机构。

如图1、图2所示，冲压机构组成包括：机架8、第一电机1（第一驱动装置），机架8上部固定有转轴3，转轴3与曲柄4连接，曲柄4中部转动连接有连杆6，连杆6下端铰接有滑杆7，滑杆7下方安装有上模9，机架8上还固定有与上模9配合的下模16。为了确保上模9在竖直方向上移动，如图1、图2所示的本实施例中，机架上设置有开设竖向滑孔的横梁5，滑杆7与该竖向滑孔滑动配合。此外，下模16周围设置有导向杆10，上模9开设有与该导向杆10配合的导向孔18，导向杆10与导向孔18滑动配合。

第一电机1（第一驱动装置）的输出头通过啮合的第一齿轮19和第二齿轮2，驱动转轴3带动曲柄4旋转，从而通过连杆带动滑杆上下运动，完成冲压动作。由于滑杆7与竖向滑孔之间的配合，以及导向孔18与导向杆10之间的配合，保证上模能够竖直的下压并且每次下压位置都精准无误。

如图3所示，送料机构组成包括：底座33、第二电机（第二驱动装置）、由第二电机（第二驱动装置）驱动旋转的主动轮20、位于主动轮20上方的从动轮21、以及设置于上游侧的一对限位导轮22和设置于下游侧的一对纠错导轮（第一纠错导轮23、第二纠错导轮24），限位导轮22和纠错导轮的外缘开设有V型凹槽，限位导轮22铰接在第三固定座32上，第一纠错导轮23、第二纠错导轮24分别铰接固定在第一导轮支架25、第二导轮支架28的内侧，第一导轮支架25、第二导轮支架28的外侧分别固定有第一圆盘26、第二圆盘29，第一导轮支架25与第一圆盘26通过第一转动轴铰接在第一固定座27上，第二导轮支架28与第二圆盘29通过第二转动轴铰接在第二固定座30之上，第一圆盘26与第二圆盘29之间设置有两端分别与其铰接的连接杆31，当两个第一纠错导轮23、第二纠错导轮24对中时，连接杆31与纠错导轮轮轴的连线呈现25°的夹角。经实验该夹角位于20-30°比较合适。

料带从主动轮20和从动轮21之间穿过，主动轮在第二电机的驱动下旋转，带动料带前进，从动轮受到料带的摩擦力而跟转。上游侧的限位导轮能够保证料带以正确的位置进入送料机构。下游侧的纠错导轮则是在料带跑偏的情况下能够手动或自动进行纠正。第一第二圆盘通过连接杆实现联动，从而保证两个限位导轮能够同步归中，实现料带的纠偏。

如图1、图2所示，本实施例的清扫机构组成包括：第三电机12（第三驱动装置）、与第三电机12固定的舵机14、安装在机架8上的齿条11，第三电机12输出端连接有与该齿条11啮合的第三齿轮13，电机通过驱动第三齿轮旋转带动舵机14沿齿条方向移动，舵机14的输出头连接有可伸入上模9与下模16之间的清扫杆15。为了使舵机14能够实现二维方向的位置调整，本例中，齿条11两端固定有滑块17，滑块17与机架8底部的边梁滑动配合。

为了让本实施例冲床教学仪器实现自动化，可以增设控制电路，控制电路建议选用单片机（型号推荐STC89C52），单片机与第一、第二、第三电机以及舵机连接，实现对四者的控制。为了实现自动控制，下模16的上方可增设与单片机连接的红外计数传感器。此外，增设与单片机连接料带卷曲检测开关、及状态显示器，能够实现对料带卷曲的检测和状态的显示。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种冲床教学仪器，包括冲压机构、送料机构及清扫机构；

所述冲压机构组成包括：机架、第一驱动装置、由第一驱动装置驱动旋转的曲柄、与曲柄中部转动连接的连杆、铰接在连杆下端且安装有上模的滑杆，机架上固定有与该上模相配合的下模，机架还具有开设竖向滑孔的横梁，所述滑杆与该竖向滑孔滑动配合；

所述送料机构组成包括：底座、第二驱动装置、由第二驱动装置驱动旋转的主动轮、位于主动轮上方的从动轮、以及设置于上游侧的一对限位导轮和设置于下游侧的一对纠错导轮，所述限位导轮和纠错导轮的外缘开设有V型凹槽，所述两个分别纠错导轮铰接固定在第一导轮支架、第二导轮支架的内侧，所述第一、第二导轮支架的外侧分别固定有第一圆盘、第二圆盘，所述第一导轮支架与第一圆盘通过第一转动轴铰接在第一固定座上，所述第二导轮支架与第二圆盘通过第二转动轴铰接在第二固定座之上，所述第一圆盘与第二圆盘之间设置有两端分别与其铰接的连接杆，当两个纠错导轮对中时，所述连接杆与纠错导轮轮轴的连线呈现20-30°的夹角；

所述清扫机构组成包括：第三驱动装置、由第三驱动装置驱使而移动的舵机，所述舵机的输出头连接有可伸入上下模之间的清扫杆。

2.根据权利要求1所述的冲床教学仪器，其特征在于：机架上部固定有与曲柄连接的转轴，所述第一驱动装置输出头固定有第一齿轮，转轴上固定有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述的冲床教学仪器，其特征在于：所述下模周围设置有导向杆，所述上模开设有与该导向杆配合的导向孔，所述导向杆与导向孔滑动配合。

4.根据权利要求1所述的冲床教学仪器，其特征在于：限位导轮铰接在第三固定座上。

5.根据权利要求1所述的冲床教学仪器，其特征在于：所述第三驱动装置与舵机固定连接，所述机架上固定有齿条，第三驱动装置的输出端连接有与该齿条啮合的第三齿轮，所述齿条两端固定有滑块，所述滑块与机架底部的边梁滑动配合。

6.根据权利要求1所述的冲床教学仪器，其特征在于：还包括有单片机，所述单片机与第一、第二、第三驱动装置以及舵机连接。

7.根据权利要求1所述的冲床教学仪器，其特征在于：还包括有与单片机连接的红外计数传感器、料带卷曲检测开关、及状态显示器。