CN1052067A - 锻造机械的往复驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种锻造机械的往复驱动机构，该机构包括由传 动机构带动的齿条驱动一转轴上的齿轮，以使该转轴 另端所设的凸轮盘转动，并以该凸轮周缘推抵一在两 端设有第一、三枢接部而其间设有第二枢接部的共轭 杆而产生往复直线运动；并在第三枢接部枢接一个一 端定位的摇杆，在第一枢接部则枢接一个中段形成支 点的臂体；当受驱动的凸轮盘促成共轭杆往复运动 时，可使臂体和欲受传动的机件的相枢设的一端输出 往复运动的动力。是一种简单而传动精确的驱动机 构。

Description

本发明涉及一种锻造机械的往复驱动机构，尤指一种利用共轭方式来传达往复性运动的驱动机构。

一般锻造机械，由于应用于各种不同的加工场合，在操作的方式和机构的设置关系上具有许多不同之处，较简单的机构，如单冲头配合单一模具作冲压作业的冲床，而较复杂的机构，如具有多冲头配合多模具的锻造成型机，此种机械典型的代表即如螺帽成型机、螺丝成型机或一些需在胚料上作数次不同锻打冲压操作的复合成型机;由于此类机械的操作是每一冲头及模具分别担任一成品中数个锻打工序中的某一工序，故需配合一组由多个夹具组成的夹具机构，使各夹具分别运转于前后工序的模具间，作为胚料由前工序移至后工序的夹传输送;然而，因机械中各机构必需在一定规律的动作关系下运行，才能使生产的效率获得有效的提高并能控制，所以在夹具机构中各夹具均互相并列邻设的情况下，从整体机构上考虑则需使各夹具均在同一时间作同一操作，例如均作向右摆或均作向左摆，故在机构的设计上通常设有一拉板，使各夹具均能被枢设于拉板上，利用拉板的往复拉动而使各夹具能同步向右摆或同步向左摆地操作;但是提供拉板运动的往复驱动力，基本上要考虑机器整体各机构间的相对关系，最好此驱动力的最原始来源对于其它各机构相同才行，使各机构的运行具有良好的配合关系，以获得各机件在操作执行时的统一性和准确性，而和机构最能取得一致的动力源就是该操作冲压机构中冲头对模具进行冲压的曲柄轴，但是以往在这方面的利用并不十分容易，因为：

（1）曲柄轴是作旋转运动，而在夹具机构中操作夹具同步摆动的拉板是作直接线往复运动，必须加以转换;

（2）该曲柄轴的轴线和拉板往复运动的动作线路往往是相互平行不易转换衔接;

（3）驱动冲头的曲柄轴和设于模具处的操作夹具的拉板相距甚远，在传动上亦有不便;

（4）需确保拉板往复运动位移的准确性，否则因拉板操纵数组夹具在各模具间运行，一旦误差太大，即易造成胚料在受夹持的瞬间产生偏差，而失去准确性，不能顺利进行各工序的加工。

本发明鉴于上述操纵夹具移动的拉板在往复动作上的实际需要，深入研究并考虑与一般锻造机械构件配合而提出本发明。

本发明的主要目的在于提供一种可在锻造机械中用以传达往复运动的驱动机构，该机构能操作锻造机械夹具机构中的拉板，以达到具有良好准确性的往复运动的功效。

本发明的技术方案是：所述锻造机械的往复驱动机构包含：一共轭杆，在该共轭杆两端设有第一、三枢接部，而其间设有第二枢接部;一凸轮盘，该凸轮盘设于共轭杆的第一、二枢接部之间，可驱动共轭杆作往复直线运动;一摇杆，其一端枢设于一固定支体上，另一端则与共轭的第三枢接部枢设;一臂体，该臂体枢设于一固定支体上，而以该固定支体的支点将其分隔为与共轭杆上第一枢接部枢设的第一杆体，和与欲操作使之作往复运动的第二杆体;一转轴，该转轴一端固设上述凸轮盘，一端则设有一齿轮，该齿轮与在固定滑道中作往复运动的齿条相啮合;

利用上述构造，当齿条受驱动作往复运动时，将啮合而驱动转轴上的齿轮，使其上的凸轮盘产生转动，推抵共轭杆上第一、二枢接部，使共轭杆产生往复直线运动，并连动和共轭杆第一枢接部枢设的臂体上的第一杆体，而以臂体所枢设的固定支体为支点，使臂体的第二杆体一端操作欲被驱动的机件作往复运动。

也就是说本发明提出一种锻造机械的往复驱动机构，其特征在于，该机杆包含有：

一共轭杆，该共轭杆设有三个枢接部，其中第一、三枢接部分设于杆体的两侧端，而第二个枢接部则位于第一、三枢接部之间，各枢接部各具有一转动轴心;

一臂体，该臂体枢设在一具有转动轴心的固定支体上，而以此支点将臂体分隔为两个不位于同一直线上的第一、第二杆体，第一杆体的一端和共轭杆上的第一枢接部枢设，第二杆体的一端则可和欲操作使之作往复运动的机件以枢接方式连结;

一摇杆，该摇杆一端枢设于一个有转动轴心的固定支体上，另一端则和共轭杆上第三枢接部枢设;

一凸轮盘，设于共轭杆第一、二枢接部之间，是可受动力源的驱动产生转动的;

当凸轮盘受驱动而转动时，以其周缘驱动共轭杆上的第一、二枢接部作往复运动，因而连动该臂体上的第一杆体是可以以所枢设的固定支体为支点使第二杆体作摇摆运动的，并且，是可以第二杆体的一端对其它机件作往复性动力的输出的;

所述凸轮盘驱动共轭杆上第一、二枢接部，是以凸轮盘的外周缘抵推第一、二枢接部处所分别设置的滚轮的;

所述凸轮盘周缘上任意两个通过凸轮盘转动中心的对应点，其间的距离皆相等;

所述臂体枢设的固定支体上的转动轴心与摇杆枢设的固定支体上的转动轴心间的距离是和共轭杆上第一、三枢接部转动轴心间的距离相等，同时该臂体枢设的固定支体上的转动轴心与共轭杆上第一枢接部转动轴心间的距离和摇杆枢设的固定支体上的转动轴心与共轭杆上第三枢接部转动轴心间的距离相等，而形成一平行四边形连杆机构;

所述臂体上的第一杆体是形成弯曲的形状;

所述枢设臂体的固定支体上的转动轴心至共轭杆上第一枢接部轴心间的距离，恰为该枢设臂体的固定支体上的转动轴心至臂体上第二杆体与受操作使之产生往复动作的元件间枢接部轴心间距离的二分之一;

所述凸轮盘是安装在一转轴上，利用转轴上另一端所设的齿轮与在一定滑道中受传动机构驱动作往复滑移的齿条啮合传动，从而提供凸轮盘转动的动力的。

关于本发明为达到上述目的所采用的技术手段及其功效，现例举一较佳可行实施例并配合附图说明于下：

图1是本发明实施例中所需操作部件使之作往复运动的机构示意图;

图2是本发明实施例的机构配置图;

图3是本发明实施例中驱动凸轮盘的机构示意图;

图4是本发明实施例的机构动作分析示意图。

首先请参阅图1所示，该图是表示一般锻造机械中拉板对于夹具机构的操作关系的示意，一般而言，各夹具A都作同一直线排列而连续装设在上、下两拉板B、C上，而两拉板B、C之间则以轴销D将其整体固接连结，同时带动拉板移动的是一前端以一接头E与该轴销D衔接连动的拉杆F，而本发明所指的锻造机械中驱动拉板B、C是作往复运动的，并通过该拉杆F来完成;由图中同时可发现，各夹具A下方都附设有两对应爪体A1、A2的夹头A3，在操作中，模具G1中的胚料H伸出时需恰为两爪体A1、A2所承接并夹持，而当第一模具G1前的夹头受驱动转移到第二模具G2前时，它同样必须达到胚料伸出时恰被两爪体A1、A2所承接并夹持的功能，否则将造成偏差，使胚料无法顺利地受夹持传送以供加工，而此夹具移动上的准确性是靠拉板受往复拉动的准确性来维持;另外夹具A因为应在某些工序中需使夹爪A1、A2所夹持的胚料作翻转操作，这时则须利用各夹具A上方的扇形齿轮A4来达到（请见图2）。

有关本发明在整体机器中各机构的配置关系，则请参阅图2及图3，该图是自安装有本发明机构的锻造机械上方向下俯视的俯视图和侧视图示意，主要是在传动冲压机构中各冲头1的驱动曲柄轴J的一端部J1上，设有一呈偏心设置的枢轴J2，其上枢设一连杆1，该连杆1（请参阅图3）带动一以轴销11与其衔接的拉条2，该拉条2可在由靠板21、22、23、24所形成的水平滑道中滑行位移，且拉条2上设有齿条25，另有一和该齿条25垂直的转轴3上亦设有齿轮31并且两者互相啮合，而转轴3除受轴承32、33所枢设定位外，并且在上方以一覆板34压贴锁扣一凸轮盘4，另有一共轭杆5，（请同时配合参阅图2和图3）设有三个枢接部51、52、53，其中枢接部53是以一轴销531和固定于机座K上的一轴部K1上的摇杆6一端相枢接，枢接部51则和固定于机座K上一另轴部K2上的曲臂7一端相枢接;其中该曲臂7是由一直杆部71及一曲杆部72所构成为一体（曲杆部72之所以形成弯曲，是为避免在操作中被凸轮盘4所撞及而特别加以弯设的），同时直杆部71一端和欲拉动作往复运动的拉杆F上一接头F1相枢接，曲杆部72一端和共轭杆5枢接部51枢接处同时设有滚轮（可由轴承替代）511和共轭杆5枢接部52下方的滚轮（亦可由轴承替代）521相对应，并钳夹贴抵在凸轮盘4的轮盘周缘。

当动作时，由于连杆1枢设于曲柄轴J一端呈偏心设置的枢轴J2上，故曲柄轴J的转动将带动连杆1并传至拉条2作往复直线运动，使拉条2上的齿条25啮合转动转轴3上的齿轮31，进而带动转轴3上方所固设的凸轮盘4产生转动;当凸轮盘4产生转动时，各相关联部件的运动情况请参阅图4，其中假想线所构成的圆41即为凸轮盘4在作旋转时所能获得凸轮盘4外周缘运动位置，以转轴3的轴心（亦为凸轮盘4实际转动时的中心）a作基准而言，自该轴心a至凸轮盘4外周的各点距离虽有不同，但在设计上，是利用电脑精密计算，而使凸轮盘4周缘上任意两个通过轴心a的对应点距离都相等;所以当凸轮盘4作往复转动时，虽然凸轮盘4周缘任一点与其中心的距离不一样，但任一转动瞬间凸轮盘4周缘上任意两个通轴心a的对应点间距离并不会改变，因此，原本在设计上已使枢接部51、52处的滚轮511、521间距离等于凸轮盘4周缘上两通过轴心a对应点间的距离，该凸轮盘4无论转至何种程度，两滚轮511、521在每一瞬间都能和其外周缘切实贴抵，而保有一相当准确的联动关系。

而当凸轮盘4作转动时，由于凸轮盘4外周缘的任何一点至轴心的距离皆不相等，故在转动中将会随时改变轴心a至轴心b和轴心a至轴心c的距离，同时因凸轮盘4周缘上两通过轴心a对应点间距离均相等且等于滚轮511到521间距离，所以当轴心a至轴心b的距离变小时，轴心a至轴心c的距离将会对应变大，所以凸轮盘4往复转动造成的现象，将使得共轭杆5作前后往复移动;在该机构的设计上，本发明可使该轴部K2的轴心e到枢接部511轴心b的距离等于轴部K1轴心f到枢接部521轴心d的距离，而轴部K2的轴心e到轴部K1轴心f的距离等于枢接部511轴心b到枢接部521轴心d距离，故整体可将其视为在机械原理中的平行四边形连杆机构，且轴部K2的轴心e和轴部K1轴心f均为固定的支点，曲臂7的直杆部71和曲杆部72是一体枢设在轴部K2，故共轭杆5前后移动将会促使曲臂7的直杆部71作摆动，且在摆动中，轴心d会移到d'所形成相对于轴心f的假想角d1，该假想角d1等于轴心c移到c'时相对于轴心e和轴心f间轴线上一点的假想角c1;

也等于轴心b移动到b'时相对于轴心e的假想象b1;

也等于曲臂7上直杆部71一端轴心g移动g'相对于轴心e的假象角g1;

同时为求设计算上的便利，可使轴心e到轴心g的距离等于轴心e到轴心b距离的两倍（即如图4中之比例），则当共轭杆5被凸轮盘4推动而移动一个单位位移时（即轴心b到b'的距离），曲臂7的直杆部71上轴心g移动的距离（即轴心g到g'的距离）恰好等于两个单位位移;相同的效果将同时反应在对拉杆F拉动拉板B的效果上。且在设计上可如本发明图4中所示，在共轭杆5处于受凸轮盘4操作在一极向上或极向下位置时，由轴心a、b、c、d、e、f所构成的平行四边形，在轴心a、e、f均为固定支体下，是具有适当的歪斜，而非一直角平形四边形;且以直角平形四边形为基准，上述任一轴心自该基准向上移动到极限的距离等于自该基准向下移动到极限的距离，对这种位移作动的特别考虑，可使各轴心移动的线路线段bb'线段、cc'线段、dd'线段、可与共轭杆5上轴心b、c、d构成的轴线重叠;同样的道理，可使得最终输出的曲臂7直杆部71上轴心g移动到g'的线段和拉杆F的轴线重叠，故能使拉板F所拉动的拉板B在作动上较为顺畅。

由上述说明中可以发现，利用本发明的构件构造不仅可将传动冲压机构的曲柄轴动力用来传动操作夹具机构的拉板B作往复运动，而且一般虽在拉条2上的齿条25和转轴3上的齿轮31的啮合运动中有会因齿隙问题所造成的传动性误差，但是此种误差的产生只会在动力未经凸轮盘4转换前发生，一旦动动力传达到凸轮盘4时，因凸轮盘4在设计本身已使两滚轮511、521无论凸轮盘4转至何种程度皆可紧抵在凸轮盘4周缘上，故动力在由凸轮盘4所配合共轭方式及平行四边形连杆机构转换出的往复驱动力，已排除动力在凸轮盘4前的齿隙误差，使输出的往复驱动运具有相当高的准确性，能确保拉板B在驱动夹具机构上所需的无误差传动功能。

Claims (7)

1、一种锻造机械的往复驱动机构，其特征在于，该机杆包含有：

一共轭杆，该共轭杆设有三个枢接部，其中第一、三枢接部分设于杆体的两侧端，而第二个枢接部则位于第一、三枢接部之间，各枢接部各具有一转动轴心；

一臂体，该臂体枢设在一具有转动轴心的固定支体上，而以此支点将臂体分隔为两个不位于同一直线上的第一、第二杆体，第一杆体的一端和共轭杆上的第一枢接部枢设，第二杆体的一端则可和欲操作使之往复运动的机件以枢接方式连结；

一摇杆，该摇杆一端枢设于一个有转动轴心的固定支体上，另一端则和共轭杆上第三枢接部枢设；

一凸轮盘，设于共轭杆第一、二枢接部之间，是可受动力源的驱动产生转动的；

当凸轮盘受驱动而转动时，以其周缘驱动共轭杆上的第一、二枢接部作往复运动，因而连动该臂体上的第一杆体是可以以所枢设的固定支体为支点使第二杆体作摇摆运动的，并且，是可以第二杆体的一端对其它机件作往复性动力的输出的。

2、如权利要求1所述锻造机械的往复驱动机构，其特征在于，所述凸轮盘驱动共轭杆上第一、二枢接部，是以凸轮盘的外周缘抵推第一、二枢接部处所分别设置的滚轮的。

3、如权利要求1所述锻造机械的往复驱动机构，其特征在于，所述凸轮盘周缘上任意两个通过凸轮盘转动中心的对应点，其间的距离皆相等。

4、如权利要求1所述锻造机械的往复驱动机构，其特征在于，所述臂体枢设的固定支体上的转动轴心与摇杆枢设的固定支体上的转动轴心间的距离是和共轭杆上第一、三枢接部转动轴心间的距离相等，同时该臂体枢设的固定支体上的转动轴心与共轭杆上第一枢接部转动轴心间的距离和摇杆枢设的固定支体上的转动轴心与共轭杆上第三枢接部转动轴心间的距离相等，而形成一平行四边形连杆机构。

5、如权利要求1所述锻造机械的往复驱动机构，其特征在于，所述臂体上的第一杆体是形成弯曲的形状。

6、如权利要求1所述锻造机械的往复驱动机构，其特征在于，所述枢设臂体的固定支体上的转动轴心至共轭杆上第一枢接部轴心间的距离，恰为该枢设臂体的固定支体上的转动轴心至臂体上第二杆体与受操作使之产生往复动作的元件间枢接部轴心间距离的二分之一。

7、如权利要求1所述锻造机械的往复驱动机构，其特征在于，所述凸轮盘是安装在一转轴上，利用转轴上另一端所设的齿轮与在一定滑道中受传动机构驱动作往复滑移的齿条啮合传动，从而提供凸轮盘转动的动力的。

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