CN107443783A - 一种高速精密压力机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速精密压力机，包括工作机构、传动系统、伺服电机、支承部件，所述工作机构包括曲柄、连杆、滑块，所述曲柄通过连杆与滑块连接；所述传动系统包括非圆齿轮传动及皮带传动，所述非圆齿轮传动包括非圆主动齿轮、非圆从动齿轮，所述非圆主动齿轮通过所述伺服电机皮带带轮带动转动，继而带动非圆从动齿轮运转；所述非圆从动齿轮与曲柄相连接，所述非圆从动齿轮运转从而带动曲柄运动，所述与曲柄连接的连杆推动滑块完成冲压工作。本压力机采用向非圆齿轮传动的高速精密压力机通过对下死点精度的控制对材料进行加工，不仅制造精度高和工作效率高，还使得加工质量得到保证。

Description

一种高速精密压力机

技术领域

本发明涉及一种压力机设备，尤其是一种高速精密压力机。

背景技术

引线框架是集成电路的芯片载体，借助于键合材料实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，是形成电气回路的关键结构件。引线框架应用于绝大部分的半导体集成块中，是半导体分立器件和集成电路封装的主要材料之一，属于电子信息产业中重要的基础材料。引线框架作为微电子行业的基础零件，我国仅能满足50％的市场需求，主要是由于冲制引线框架所需的高速精密冲压线生产水平不足，很大程度上依赖进口，已经成为制约我国微电子行业发展的重要因素。精密引线框架冲压的难点在于引脚之间的间距较小以及焊垫处的压印工序，对下死点要求精度极高(水平及垂直方向)。由于生产的发展，传统的机械压力机已不能满足生产工艺和使用要求。

高速精密压力机，不仅具有高速、高精的特点，而且还改善了其工艺适应性差、工作模式固定等问题。高速压力机在引线框架生产上的应用，将会提高我国的引线框架的生产水平，带来巨大的经济效益和社会效益。

高速精密压力机与普通压力机相比，其滑块行程次数很高，随之技术含量更高，制造难度更大。压力机在高速下运转会产生一系列的问题：热膨胀对封闭高度、模具精度和整机误差的影响，压力机的动态特性和高速工作时振动的控制。高速压力机冲制引线框架时对精度的要求很高。高速精密压力机有静态精度和动态精度两部分，压力机制造精度决定了静态精度。国外高速精密压力机的静态精度值一般为普通压力机的1/3-1/5。动态精度则是指在冲压过程中，滑块相对工作台面在横向、纵向及垂直方向的位移。国外高速压力机在横向、纵向的位移一般小于0.02mm，而垂直位移量大小与机床温度变化和滑块行程次数等因素有关。动态精度保证及其控制是压力机的技术难点。压力机滑块行程次数的提高，使得下死点位置精度变动量随之增大。压力机自身的精度不仅影响冲压工件的精度，而且还影响模具的使用寿命，其在高速压力机中表现更为明显。冲压工艺的事实是冲压速度越高，惯性力会导致滑块下死点的位置偏移量越大。下死点精度是高速精密压力机的重要技术指标，是其制造水平体现，也制约着模具的使用寿命。由于冲压引线框架属于高精密件，对精度的要求特别高，所以需要更高的下死点精度。

在引线框架的冲压过程中，下死点精度对叠铆力有着直接影响：如果滑块下死点向上偏移过多，那么叠铆紧密度不够，需要后续处理，影响效率；相反，如果滑块下死点向上偏移过多，则会破坏叠铆结构，无法实现叠铆。如果高速精密压力机下死点精度差，则比较容易出废品。因此，高速压力机下死点的控制极其重要。

发明内容

为了克服现有技术中压力机高数精密冲压过程中工作效率低、制造精度低、震动等缺陷，本发明提供一种采用伺服电动机驱动，伺服电机通过带轮带动主动齿轮运动，主动齿轮带动从动齿轮运转，从而带动曲柄运动，与曲柄连接的连杆推动滑块完成冲压工作；通过设计非圆齿轮曲柄滑块机构，使压力机获得好的运动特性，从而完成了压力机的高速精密冲压。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高速精密压力机，包括工作机构、传动系统、伺服电机、机身，所述机身包括平衡块、立柱、底座、螺杆、电机支架、工作台，所述立柱通过螺杆与底座连接在一起；所述传动系统设于立柱一侧，所述立柱设有电机支架，所述传动系统与伺服电机和曲柄连接；所述工作机构包括曲柄、连杆、滑块，所述曲柄通过连杆与滑块连接；所述传动系统包括非圆齿轮传动及皮带传动，所述非圆齿轮传动包括非圆主动齿轮、非圆从动齿轮，所述非圆主动齿轮和非圆从动齿轮设于非圆齿轮箱中，所述非圆主动齿轮通过所述伺服电机皮带带轮带动转动，继而带动非圆从动齿轮运转；所述非圆从动齿轮与曲柄相连接，所述非圆从动齿轮运转从而带动曲柄运动，所述与曲柄连接的连杆推动滑块完成冲压工作。

上述的一种高速精密压力机，所述机身采用封闭式机身设计。

上述的一种高速精密压力机，所述螺杆设有4根，所述4根螺杆实时液压拉紧，预紧力达公称力的两倍以上。

上述的一种高速精密压力机，所述底座采用四个地脚螺钉固定，可以通过调节以保持水平；所述工作台板设于底座上。

上述的一种高速精密压力机，所述平衡块、滑块、曲柄安装在立柱垂直方向，所述传动系统安装在立柱一侧，所述伺服电机安装在立柱一侧电机支架上。

上述的一种高速精密压力机，所述偏心轴是微量偏心轴，其偏心量小于2mm，所述偏心轴与压力机滑块及连杆的连接方式为铰连接。

上述的一种高速精密压力机，所述传动装置设有下死点调整装置，所述下死点调整装置中所述偏心轴与油缸之间有齿轮齿条机构；所述偏心轴轴承座安装在滑块上，所述偏心轴设于滑块和偏心轴轴承座之间，所述偏心轴主轴颈处加轴瓦，偏心轴在偏心轴连杆颈与连杆相连接，使滑块与连杆之间能传递运动，所述偏心轴连杆颈处加轴瓦。

上述的一种高速精密压力机，所述偏心轴靠近油缸一侧装有齿轮，所述齿轮通过齿轮压盖压紧固定与偏心轴上，所述齿条与齿轮相啮合，所述齿条安装在滑块垫块上，所述齿条和滑块垫块之间安装有垫片，可以调节齿条的高度，实现齿轮与齿条中心距离的调整。

上述的一种高速精密压力机，所述滑块垫块安装在滚动导轨滑块上，所述滚动导轨滑块安装在滚动导轨条上，所述滚动导轨滑块和滚动导轨条能够相互做直线运动，其中滚动导轨条固定在滑块上。

上述的一种高速精密压力机，所述油缸安装在固定于滑块上的支架上，油缸作为动力来源驱动滚动导轨滑块做直线运动。

上述的一种高速精密压力机，所述编码器设于偏心轴远离油缸的一侧，所述编码器能实时检测到偏心轴的转动的角度。

本发明的有益效果是，本发明压力机采用伺服电动机驱动，伺服电机通过带轮带动主动齿轮运动，主动齿轮带动从动齿轮运转，从而带动曲柄运动，与曲柄连接的连杆推动滑块完成冲压工作，通过设计非圆齿轮曲柄滑块机构，获得压力机滑块好的运动特性，有效地消除了传统压力机在冲压过程中所存在的工作效率低、制造精度低、震动的缺陷。将加工材料置于上下模板之间时，可方便地根据所需材料的形状及尺寸通过非圆齿轮传动装置对下死点精度控制，从而完成对加工材料的高速精密加工，使其加工质量得到保证。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明示意图；

图2为沿着图1中A-A线的示意图；

图3为下死点调整装置原理图；

图4为图3的结构示意图；

图5为下死点动态补偿机构示意图。

图中1.平衡块，2.立柱，3.底座，4.螺杆，5.从动齿轮，6.主动齿轮，7.非圆齿轮箱，8.电机支架，9.副连杆，10.曲柄，11.连杆，12.偏心轴，13.导正轴，14.工作平台，15.齿条，16.齿轮，17.滑块，18.齿轮齿条机构，19.油缸，20.偏心轴轴承座，21.偏心轴主轴颈轴瓦，22.偏心轴连杆颈轴瓦，23.齿轮压盖，24.垫片，25.滚动导轨滑块，26.滑块垫块，27.编码器。

具体实施方式

【实施例1】

一种高速精密压力机，包括工作机构、传动系统、伺服电机、机身，所述机身包括平衡块1、立柱2、底座3、螺杆4、电机支架8、工作台14，所述立柱2通过螺杆4与底座3连接在一起；所述传动系统设于立柱2一侧，所述立柱2设有电机支架8，所述传动系统与伺服电机和曲柄10连接；所述工作机构包括曲柄10、连杆11、滑块17，所述曲柄10通过连杆11与滑块17连接；所述传动系统包括非圆齿轮传动及皮带传动，所述非圆齿轮传动包括非圆主动齿轮6、非圆从动齿轮5，所述非圆主动齿轮6和非圆从动齿轮5设于非圆齿轮箱7中，所述非圆主动齿轮6通过所述伺服电机皮带带轮带动转动，继而带动非圆从动齿轮5运转；所述非圆从动齿轮5与曲柄10相连接，所述非圆从动齿轮5运转从而带动曲柄10运动，所述与曲柄10连接的连杆11推动滑块17完成冲压工作。

工作原理为：在加工前或在加工过程中，偏心轴12由油缸19经齿轮齿条机构驱动，压力机的曲柄10驱动连杆11，进而带动滑块17上下往复运动，当偏心轴12处于不同转角时，即可获得滑块下死点的精确位置。然后，油缸19对偏心轴12的转角位置进行精确控制及锁定，完成下死点调整。伺服电机带动小带轮旋转，通过传动带带动大带轮旋转，大带轮带动非圆主动齿轮6旋转，非圆主动齿轮6带动非圆从动齿轮5运动，非圆从动齿轮5通过离合器带动曲柄10运动，进而带动滑块17做往复运动。当离合器松开时，非圆从动齿轮5与曲柄10断开连接，制动器控制曲柄10，使曲柄滑块机构快速停止。

所述机身采用封闭式机身设计；所述螺杆4设有4根，所述4根螺杆实时液压拉紧，预紧力达公称力的两倍以上。所述底座3采用四个地脚螺钉固定，可以通过调节以保持水平；所述工作台14板设于底座3上。

所述平衡块1、滑块17、曲柄10安装在立柱2垂直方向，所述传动系统安装在立柱2一侧，所述伺服电机安装在立柱一侧电机支架8上。

所述偏心轴12是微量偏心轴，其偏心量小于2mm，所述偏心轴12与压力机滑块17及连杆11的连接方式为铰连接。

所述传动装置设有下死点调整装置，所述下死点调整装置中所述偏心轴12与油缸19之间有齿轮齿条机构；所述偏心轴轴承座20安装在滑块17上，所述偏心轴12设于滑块17和偏心轴轴承座20之间，所述偏心轴主轴颈处加轴瓦，偏心轴12在偏心轴连杆颈与连杆11相连接，使滑块17与连杆11之间能传递运动，所述偏心轴连杆颈处加轴瓦。

所述偏心轴12靠近油缸19一侧装有齿轮16，所述齿轮16通过齿轮压盖23压紧固定与偏心轴12上，所述齿条15与齿轮16相啮合，所述齿条15安装在滑块垫块26上，所述齿条15和滑块垫块16之间安装有垫片24，可以调节齿条15的高度，实现齿轮16与齿条15中心距离的调整。

所述滑块垫块26安装在滚动导轨滑块25上，所述滚动导轨滑块25安装在滚动导轨条上，所述滚动导轨滑块25和滚动导轨条能够相互做直线运动，其中滚动导轨条固定在滑块17上。

所述油缸19安装在固定于滑块17上的支架上，油缸19作为动力来源驱动滚动导轨滑块25做直线运动。

所述编码器27设于偏心轴12远离油缸19的一侧，所述编码器27能实时检测到偏心轴12的转动的角度；所述非圆齿轮可以采用卵形齿轮。

Claims (12)

1.一种高速精密压力机，包括工作机构、传动系统、伺服电机、机身，所述机身包括平衡块(1)、立柱(2)、底座(3)、螺杆(4)、电机支架(8)、工作台(14)，所述立柱(2)通过螺杆(4)与底座(3)连接在一起；所述传动系统设于立柱(2)一侧，所述立柱(2)设有电机支架(8)，所述传动系统与伺服电机和曲柄(10)连接；所述工作机构包括曲柄(10)、连杆(11)、滑块(17)，所述曲柄(10)通过连杆(11)与滑块(17)连接；所述传动系统包括非圆齿轮传动及皮带传动，所述非圆齿轮传动包括非圆主动齿轮(6)、非圆从动齿轮(5)，所述非圆主动齿轮(6)和非圆从动齿轮(5)设于非圆齿轮箱(7)中，所述非圆主动齿轮(6)通过所述伺服电机皮带带轮带动转动，继而带动非圆从动齿轮(5)运转；所述非圆从动齿轮(5)与曲柄(10)相连接，所述非圆从动齿轮(5)运转从而带动曲柄(10)运动，所述与曲柄(10)连接的连杆(11)推动滑块(17)完成冲压工作。

2.根据权利要求1所述的一种高速精密压力机，其特征在于，所述机身采用封闭式机身设计。

3.根据权利要求1所述的一种高速精密压力机，其特征在于，所述螺杆(4)设有4根，所述4根螺杆实时液压拉紧，预紧力达公称力的两倍以上。

4.根据权利要求1所述的一种高速精密压力机，其特征在于，所述底座(3)采用四个地脚螺钉固定，可以通过调节以保持水平；所述工作台(14)板设于底座(3)上。

5.根据权利要求1所述的一种高速精密压力机，其特征在于，所述平衡块(1)、滑块(17)、曲柄(10)安装在立柱(2)垂直方向，所述传动系统安装在立柱(2)一侧，所述伺服电机安装在立柱一侧电机支架(8)上。

6.根据权利要求1所述的一种高速精密压力机，其特征在于，所述偏心轴(12)是微量偏心轴，其偏心量小于2mm，所述偏心轴(12)与压力机滑块(17)及连杆(11)的连接方式为铰连接。

7.根据权利要求1所述的一种高速精密压力机，其特征在于，所述传动装置设有下死点调整装置，所述下死点调整装置中所述偏心轴(12)与油缸(19)之间有齿轮齿条机构；所述偏心轴轴承座(20)安装在滑块(17)上，所述偏心轴(12)设于滑块(17)和偏心轴轴承座(20)之间，所述偏心轴主轴颈处加轴瓦，偏心轴(12)在偏心轴连杆颈与连杆(11)相连接，使滑块(17)与连杆(11)之间能传递运动，所述偏心轴连杆颈处加轴瓦。

8.根据权利要求7所述的一种高速精密压力机，其特征在于，所述偏心轴(12)靠近油缸(19)一侧装有齿轮(16)，所述齿轮(16)通过齿轮压盖(23)压紧固定与偏心轴(12)上，所述齿条(15)与齿轮(16)相啮合，所述齿条(15)安装在滑块垫块(26)上，所述齿条(15)和滑块垫块(16)之间安装有垫片(24)，可以调节齿条(15)的高度，实现齿轮(16)与齿条(15)中心距离的调整。

9.根据权利要求8所述的一种高速精密压力机，其特征在于，所述滑块垫块(26)安装在滚动导轨滑块(25)上，所述滚动导轨滑块(25)安装在滚动导轨条上，所述滚动导轨滑块(25)和滚动导轨条能够相互做直线运动，其中滚动导轨条固定在滑块(17)上。

10.根据权利要求8所述的一种高速精密压力机，其特征在于，所述油缸(19)安装在固定于滑块(17)上的支架上，油缸(19)作为动力来源驱动滚动导轨滑块(25)做直线运动。

11.根据权利要求7所述的一种高速精密压力机，其特征在于，所述编码器(27)设于偏心轴(12)远离油缸(19)的一侧，所述编码器(27)能实时检测到偏心轴(12)的转动的角度。

12.根据权利要求1所述的一种高速精密压力机，其特征在于，所述非圆齿轮可以采用椭圆齿轮和卵形齿轮。