CN105459426B - 可变滑块式冲压机构及冲压方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变滑块式冲压机构及冲压方法，该冲压机构包括冲压伺服电机、曲轴、连杆、滑块连接头、滑块与打击头，冲压伺服电机与曲轴传动连接，连杆的顶端与曲轴连接，连杆的底端与滑块连接头的顶端铰接，滑块连接头的中下部设置有外螺纹，在滑块的中上部沿其轴向设置有与滑块连接头外螺纹相适配的内螺纹，滑块连接头与滑块螺纹连接，滑块的底端连接打击头；滑块配置有滑块驱动轮，滑块与滑块驱动轮之间采取滑键配合方式，滑块可相对于滑块驱动轮上下移动、滑块驱动轮可带动滑块转动，滑块驱动轮配置有滑块长度调节传动机构。本发明可实现滑块总行程的无级调整，在保证相同的冲压力量和滑块总行程条件下可大大减少曲轴的半径。

Description

可变滑块式冲压机构及冲压方法

技术领域

本发明涉及一种数控冲床中使用的冲压机构，具体地说是涉及一种滑块长度可调节的冲压机构及冲压方法。

背景技术

数控冲床是一种在板材上进行冲孔加工、浅拉深成型的工业加工设备，利用软件编程进行加工程序，透过送料机构将板材送至加工工位，同时，藉由系统在模具库中选择合适的加工模具，再经由冲压机构依照编程程序进行冲压以完成对板材的加工。数控转塔冲床中的冲压模具放置在转盘上，转盘通过链轮带动旋转，当转盘转动至相应的冲压工位时，机床冲头打击冲压模具完成冲压动作。

数控冲床根据主传动方式的不同可以分为机械式、液压式和伺服主传动式。液压式是通过控制油缸活塞杆的行程来带动打击头冲压模具。机械式和伺服主传动式是采用曲柄连杆机构将伺服电机带动曲轴的旋转运动转变为连杆的往复直线运动。目前，数控冲床越来越多的采用机械式和伺服主传动式，然其仍存在伺服电机功率高，行程大、冲压时间长、冲压效率低，操作繁琐等问题。

专利号为201110219184.7的发明专利公开了一种单动式长度可变连杆及曲柄连杆传动机构，该机构通过一个短行程气缸与一个导向气缸配合动作以实现可变连杆的长度在初始位置、中间位置和打击位置三个位置的调整。然而无论传统的曲柄连杆机构，或者专利号为201110219184.7发明专利中描述的通过气缸和垫块实现的可变连杆长度的曲柄连杆结构，在实际冲压中，滑块的总行程是固定不变的。基于目前国内外通用的转塔结构，为了保证有效换模功能，一般设计为滑块的总行程为32毫米上下。总行程设计尺寸过小，容易造成换模时因为打击头与模具距离太小而产生的机械干涉等故障，总行程设计过大，要保证冲压力不变就会造成冲压电机功率过大等弊端。由于滑块总行程是一个固定值，即打击头的下死点是固定的，所以冲头的冲压深度也是固定不动的，当模具使用一段时间产生磨损变短时，就会产生冲孔冲不穿等现象，必须通过调整上模螺栓或增加下模垫片才能有效冲孔。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种可变滑块式冲压机构及冲压方法。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种可变滑块式冲压机构，包括冲压伺服电机、曲轴、连杆、滑块连接头、滑块与打击头，冲压伺服电机与曲轴传动连接，连杆的顶端与曲轴连接，连杆的底端与滑块连接头的顶端铰接，滑块连接头的中下部设置有外螺纹，在滑块的中上部沿其轴向设置有与滑块连接头外螺纹相适配的内螺纹，滑块连接头与滑块螺纹连接，滑块的底端连接打击头；滑块配置有滑块驱动轮，滑块与滑块驱动轮之间采取滑键配合方式，滑块可相对于滑块驱动轮上下移动、滑块驱动轮可带动滑块转动，滑块驱动轮配置有滑块长度调节传动机构。

优选的，所述滑块长度调节传动机构包括滑块长度调节伺服电机、传动组件，滑块长度调节伺服电机通过传动组件传动连接滑块驱动轮。

优选的，所述滑块驱动轮为从动同步带轮，传动件组件包括主动同步带轮和同步带，滑块长度调节伺服电机通过主动同步带轮和同步带连接滑块驱动轮。

优选的，所述滑块驱动轮为从动齿轮，传动组件包括主动齿轮和过渡齿轮，滑块长度调节伺服电机通过主动齿轮和过渡齿轮连接滑块驱动轮。

一种可变滑块式冲压方法，采用上述的冲压机构，步骤如下：

a开启冲压伺服电机，冲压伺服电机带动曲轴运转，曲轴在转动过程中带动连杆上下往复运动，连杆经滑块连接头和滑块带动打击头上下动作；

b当需要调节滑块长度时，开启滑块长度调节伺服电机，滑块长度调节伺服电机通过传动组件带动滑块驱动轮转动，滑块驱动轮驱动滑块转动，在滑块顺时针或逆时针转动过程中，滑块向上或向下移动，实现滑块长度调节。

本发明的有益技术效果是：

本发明将滑块连接头和滑块进行螺纹连接，并通过滑块长度调节传动机构驱动滑块转动，以实现滑块长度的改变，进而实现滑块总行程的无级调整。可达到以下目的：

由于增加了滑块长度调节机构，在保证相同的冲压力量和滑块总行程条件下可大大减少曲轴的半径，进而选用更小功率的冲压伺服电机，达到节能和降低成本的目的。

由于滑块总行程可无级可调，当模具产生磨损时，可很方便的通过软件设定来调整该模具的打击头下死点参数，从而省掉复杂的人工调整模具长度的工作。对于拉伸模具，也可通过软件设定该模具的打击头下死点参数，进而很方便的实现拉伸深度的调整和控制。对于转塔冲床，由于安装了几十套模具，每一套模具都可分别设定打击头下死点参数，实现模具库冲压深度的集中管理。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明可变滑块式冲压机构一种实施方式的结构原理示意图；

图2为图1的截面图。

图中：1-滑块长度调节伺服电机，2-联轴器，3-旋转轴，4-主动同步带轮，5-同步带，6-打击头，7-滑块，8-滑块驱动轮，9-滑块连接头，10-冲压伺服电机，11-联轴器，12-曲轴，13-连杆。

具体实施方式

结合附图，一种可变滑块式冲压机构，包括冲压伺服电机10、曲轴12、连杆13、滑块连接头9、滑块7与打击头6。冲压伺服电机10的转轴通过联轴器11与曲轴12传动连接，连杆13的顶端与曲轴12连接，连杆13的底端与滑块连接头9的顶端铰接，滑块连接头9的中下部设置有外螺纹，在滑块7的中上部沿其轴向设置有与滑块连接头外螺纹相适配的内螺纹，滑块连接头9与滑块7螺纹连接，滑块7的底端连接打击头6。滑块7配置有滑块驱动轮8，滑块7与滑块驱动轮8之间采取滑键配合方式，滑块7可相对于滑块驱动轮8上下移动、滑块驱动轮8可带动滑块7转动，滑块驱动轮8配置有滑块长度调节传动机构。滑块长度调节传动机构包括滑块长度调节伺服电机1、传动组件，滑块长度调节伺服电机1通过传动组件传动连接滑块驱动轮8。所述滑块驱动轮8为从动同步带轮，传动件组件包括主动同步带轮4和同步带5，滑块长度调节伺服电机1通过联轴器2与旋转轴3传动连接，主动同步带轮4套设在旋转轴3上，主动同步带轮4和滑块驱动轮8通过同步带5传动连接。滑块长度调节伺服电机1通过主动同步带轮4和同步带5连接滑块驱动轮8。

本发明的工作过程大致如下：

开启冲压伺服电机10，冲压伺服电机10通过联轴器11带动曲轴12运转，曲轴12在转动过程中带动连杆13上下往复运动，连杆13经滑块连接头9和滑块7带动打击头6上下动作。当需要调节滑块长度时，开启滑块长度调节伺服电机1，滑块长度调节伺服电机1通过主动同步带轮4和同步带5带动滑块驱动轮8转动，滑块驱动轮8驱动滑块7转动，由于滑块连接头9和滑块7螺纹连接，在滑块7顺时针或逆时针转动过程中，滑块向上或向下移动，从而实现滑块长度调节，即滑块7与滑块连接头9的总长度增加或减小。

作为对本发明的进一步设计，上述述滑块驱动轮也可为从动齿轮，传动组件包括主动齿轮和过渡齿轮，滑块长度调节伺服电机通过主动齿轮和过渡齿轮连接滑块驱动轮，驱动滑块转动，实现滑块长度调节。当然，长度调节伺服电机也可通过蜗轮蜗杆传动等其他传动方式带动滑块转动。

更进一步的，所述滑键设置在滑块7上，在滑块驱动轮8的内侧竖向设置有与滑键相配合的滑键槽，采用上述具体结构实现滑块可相对于滑块驱动轮上下移动、滑块驱动轮可带动滑块转动。当然，也可采用其他滑键配合方式。所述连杆13的底端设置有固定转轴，所述滑块连接头9的顶端设置有转环，转环套设在固定转轴上，以实现滑块连接头9与连杆13的转动连接。

上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同代替方式，或是明显变型方式，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可变滑块式冲压机构，其特征在于：包括冲压伺服电机、曲轴、连杆、滑块连接头、滑块与打击头，冲压伺服电机与曲轴传动连接，连杆的顶端与曲轴连接，连杆的底端与滑块连接头的顶端铰接，滑块连接头的中下部设置有外螺纹，在滑块的中上部沿其轴向设置有与滑块连接头外螺纹相适配的内螺纹，滑块连接头与滑块螺纹连接，滑块的底端连接打击头；滑块配置有滑块驱动轮，滑块与滑块驱动轮之间采取滑键配合方式，滑键设置在滑块上，在滑块驱动轮的内侧竖向设置有与滑键相配合的滑键槽，滑块可相对于滑块驱动轮上下移动、滑块驱动轮可带动滑块转动，滑块驱动轮配置有滑块长度调节传动机构。

2.根据权利要求1所述的一种可变滑块式冲压机构，其特征在于：所述滑块长度调节传动机构包括滑块长度调节伺服电机、传动组件，滑块长度调节伺服电机通过传动组件传动连接滑块驱动轮。

3.根据权利要求2所述的一种可变滑块式冲压机构，其特征在于：所述滑块驱动轮为从动同步带轮，传动组件包括主动同步带轮和同步带，滑块长度调节伺服电机通过主动同步带轮和同步带连接滑块驱动轮。

4.根据权利要求2所述的一种可变滑块式冲压机构，其特征在于：所述滑块驱动轮为从动齿轮，传动组件包括主动齿轮和过渡齿轮，滑块长度调节伺服电机通过主动齿轮和过渡齿轮连接滑块驱动轮。

5.一种可变滑块式冲压方法，采用如权利要求1-4所述的冲压机构，其特征在于步骤如下：a开启冲压伺服电机，冲压伺服电机带动曲轴运转，曲轴在转动过程中带动连杆上下往复运动，连杆经滑块连接头和滑块带动打击头上下动作；

b当需要调节滑块长度时，开启滑块长度调节伺服电机，滑块长度调节伺服电机通过传动组件带动滑块驱动轮转动，滑块驱动轮驱动滑块转动，在滑块顺时针或逆时针转动过程中，滑块向上或向下移动，实现滑块长度调节。