CN110666086A - 一种过约束六自由度并联机构锻造机 - Google Patents

一种过约束六自由度并联机构锻造机 Download PDF

Info

Publication number
CN110666086A
CN110666086A CN201910968824.0A CN201910968824A CN110666086A CN 110666086 A CN110666086 A CN 110666086A CN 201910968824 A CN201910968824 A CN 201910968824A CN 110666086 A CN110666086 A CN 110666086A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hole
vertical
degree
constrained
transverse shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910968824.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110666086B (zh
Inventor
路懿
路扬
郭连超
叶妮佳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanshan University
Original Assignee
Yanshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanshan University filed Critical Yanshan University
Priority to CN201910968824.0A priority Critical patent/CN110666086B/zh
Publication of CN110666086A publication Critical patent/CN110666086A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110666086B publication Critical patent/CN110666086B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00—Forging presses
    • B21J9/02—Special design or construction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00—Forging presses
    • B21J9/10—Drives for forging presses
    • B21J9/12—Drives for forging presses operated by hydraulic or liquid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00—Forging presses
    • B21J9/10—Drives for forging presses
    • B21J9/18—Drives for forging presses operated by making use of gearing mechanisms, e.g. levers, spindles, crankshafts, eccentrics, toggle-levers, rack bars

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

本发明涉及一种过约束六自由度并联机构锻造机，属于锻造机技术领域。包括机座、动台组和3个结构相同的双驱动平面分支；机座包括下底盘和3个圆周均布且一体固定在下底盘的下端面的Π形支架，Π形支架包括水平板以及一体设置在水平板两端的立板；动台组包括上顶盘和3个连接块，连接块与上顶盘转动副联接；3个双驱动平面分支在机座与动台之间圆周均布，双驱动平面分支包括2个直线液压驱动缸、上横轴和下横轴；下横轴两端与Π形支架的立板转动副联接；下横轴中部设有2个正交轴线的突出轴和2个垂直突出轴的长圆通孔，下横轴的2个突出轴分别与2个液压缸上端的通孔转动副联接，上横轴两端与2个直线驱动液压缸的活塞杆上端转动副联接。

Description

一种过约束六自由度并联机构锻造机
技术领域
本发明涉及一种过约束六自由度并联机构锻造机，属于锻造机技术领域。
背景技术
传统锻压机通常由2个或4个压柱装置带动压板相对机座板实现一维压下运动，对位于机座板与压板之间工件进行锻造加工。随着工业锻造产品形状复杂化，压力加工制造业提出与之相适应的三维锻造工艺：即要求压板相对机座板作多自由度锻造运动，实现对复杂锻件的多方位锻造。近年来，在并联锻压机方面，授权发明专利CN1745932B公开了滑块式双压力机并联组合锻压机，利用两台小型压力机的运动和输出力作为运动和力输入，得到大吨位锻压力和锻压运动，实现了大型锻件制造。授权发明专利CN1745935B公开了悬梁式双压力机并联组合锻压机，利用两台小型压力机活动横梁的运动和输出力作为运动和力输入，通过双滑块输入的两自由度平面并联锻压机构型进行运动和力合成，得到大吨位锻压力和锻压运动，形成悬梁式双压力机并联组合锻压机。授权发明专利CN1745933公开了滑块式四压力机并联组合锻压机，利用四台小型压力机活动横梁的运动和输出力作为运动和力输入，得到大吨位锻压力和锻压运动，形成悬梁式四压力机并联组合锻压机。发明专利200510030460.X 公开了六维并联型锻压机，利用六套直线驱动系统的运动和输出力作为运动和力输入，通过六滑块输入六维并联型锻压机构型进行运动和力合成, 得到大吨位锻压力和锻压运动，实现了复杂锻件多方位锻造。
虽然上述并联锻压机能实现对复杂锻件的多方位锻造，但锻压机结构较复杂，控制难度较大。如何同一大型锻压机上完成大工件的拉、压、弯、扭多自由度操作，以期对复杂锻件进行多方位锻造，以满足锻造产品形状复杂化的要求，一直是锻造设备研究的难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种过约束六自由度并联机构锻造机，来实现复杂锻件拉压弯扭多自由度锻造。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种过约束六自由度并联机构锻造机，包括机座、动台组和3个结构相同的双驱动平面分支；所述机座包括下底盘和3个圆周均布且一体固定在下底盘的下端面的Π形支架，所述Π形支架包括水平板以及一体设置在水平板两端的立板；所述动台组包括上顶盘和3个连接块，连接块与上顶盘转动副联接；
3个双驱动平面分支在机座与动台之间圆周均布，双驱动平面分支包括2个直线液压驱动缸、上横轴和下横轴；直线液压驱动缸包括活塞杆和液压缸；下横轴两端与Π形支架的立板转动副联接；下横轴中部设有2个正交于轴线的突出轴和2个垂直于突出轴的长圆通孔，下横轴的2个突出轴分别与2个液压缸上端的通孔转动副联接，活塞杆向上分别穿过下横轴的长圆通孔和Π形支架；所述上横轴两端与2个活塞杆上端转动副联接。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述连接块设有相互正交的垂直通孔和水平通孔，上顶盘设有3个圆周均布的垂直通孔，连接块的垂直通孔与上顶盘的垂直通孔用销轴转动副联接。
本发明技术方案的进一步改进在于：活塞杆上端设置正交圆柱通孔，下端设置活塞；液压缸上端设置对称于轴线的开槽以及正交于开槽和轴线的通孔，下端设有同轴小开孔和大孔腔；活塞杆的圆柱和活塞分别与液压缸的小开孔和大孔腔圆柱副联接。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述上横轴两端设有垂直轴线的2个相互平行的偏心孔，2个偏心孔分别与2个活塞杆上端的正交圆柱通孔用销轴转动副联接。
本发明技术方案的进一步改进在于：Π形支架的水平板顶面与下底盘底面共面，并且在顶面设有2个相互平行的垂直通孔，Π形支架的立板设有正交垂直通孔的水平通孔。
本发明技术方案的进一步改进在于：下横轴两端与Π形支架立板通过水平通孔转动副联接；活塞杆向上分别穿过下横轴的长圆通孔和Π形支架的垂直通孔与上横轴转动副联接。
本发明技术方案的进一步改进在于：上顶盘和下底盘为圆形；连接块为矩形块。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：
本发明通过设置三个结构相同的双驱动平面分支，从而具有六个直线驱动液压缸。三个结构相同的双驱动平面分支圆周均布，六个直线驱动液压缸的活塞杆与动台组部分分别转动副联接，通过分别控制六个直线驱动液压缸的油压能够控制动台组部分的上顶盘在空间内形成不同的位置形态，上顶盘与下底盘配合实现对于工件的实施拉、压、弯、扭运动，从而实现对于工件的六自由锻造。
本发明具有结构简单、轻质、液压驱动缸杆受拉力和适合复杂锻件的六自由锻造工艺要求的优势。本发明具有结构简单、轻质、受力好和适合对复杂锻件的多方位锻造工艺要求的优势。
附图说明
图1是本发明主视图；
图2是本发明下横轴和直线液压驱动缸部分示意图；
图3是本发明直线驱动液压缸部分示意图；
其中，1、下底盘，2、Π形支架，3、上顶盘，4、连接块，5、上横轴，6、下横轴，7、活塞杆，8、液压缸， 9、工件，10、突出轴。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明：
本发明公开了一种过约束六自由度并联机构锻造机，主要用于复杂工件的锻造，能够实施拉、压、弯、扭运动，实现六自由锻造。
如图1、图2所示，该锻造机包括机座、动台组和3个结构相同的双驱动平面分支。其中，机座包括下底盘1和一体固定在下底盘1的下端面的Π形支架2，Π形支架2设置3个并且成圆周均布。Π形支架2包括水平板以及一体设置在水平板两端的两个立板。Π形支架2的结构优先设置如下，Π形支架2水平板顶面与下底盘1底面共面，并且在顶面设有2个相互平行的垂直通孔，Π形支架2的立板设有正交垂直通孔的水平通孔。
该锻造机的动台组包括上顶盘3和3个连接块4，这3个连接块4与上顶盘3为转动副联接的形式。上顶盘3设有3个圆周均布的垂直通孔。连接块4主要起到连接的作用，优先地，连接块4设置有相互正交的垂直通孔和水平通孔，连接块4的垂直通孔与上顶盘3的垂直通孔用销轴转动副联接。动台组在工作过程中是处于运动的状态。
该锻造机设置了3个双驱动平面分支，从而实现六自由度的运动。3个双驱动平面分支在机座与动台之间圆周均布，并且与3个Π形支架2对应设置。双驱动平面分支包括2个直线液压驱动缸、上横轴5和下横轴6。其中，直线液压驱动缸为动力源，直线液压驱动缸包括活塞杆7和液压缸8。下横轴6位于下底盘1的下方，下横轴6的两端与Π形支架2的立板转动副联接，在下横轴6中部设置有2个正交于轴线的突出轴10和2个垂直于突出轴10的长圆通孔。下横轴6上的2个突出轴10分别与2个液压缸8上端的通孔转动副联接。活塞杆7向上分别穿过下横轴6的长圆通孔和Π形支架2的水平板上的垂直通孔后与上横轴5转动副联接，即上横轴5两端与2个活塞杆7上端转动副联接。下横轴6上的长圆通孔能够使活塞杆7穿过，并且为活塞杆7的动作提供足够的空间。具体结构如图3所示。突出轴和下横轴的配合实现了直线驱动液压缸同Π形支架的相互作用，能够使直线驱动液压缸动作灵活。
所述上横轴5两端设有垂直轴线的2个相互平行的偏心孔，2个偏心孔分别与2个活塞杆7上端的正交圆柱通孔用销轴转动副联接。
该锻压机的活塞杆7上端同上横轴5转动副联接，相应的在活塞杆7的上端设置正交圆柱通孔。在活塞杆7的下端设置活塞，活塞位于液压缸8内。液压缸8上端设置对称于轴线的开槽以及正交于开槽和轴线的通孔，液压缸8的下端设有同轴小开孔和大孔腔；活塞杆7的圆柱和活塞分别与液压缸8的小开孔和大孔腔圆柱副联接，活塞位于大孔腔内。
该锻压机的下横轴6两端与Π形支架2立板为转动副联接的形式，通常是在Π形支架2立板上设置水平通孔，下横轴6两端通过水平通孔与Π形支架2转动副联接。
该锻压机的活塞杆7上端与上横轴转动副联接，活塞杆7向上依次穿过下横轴6的长圆通孔和Π形支架2的垂直通孔，然后通过活塞杆上端的正交圆柱通孔与上横轴5两端的偏心孔使用销轴形成转动副联接。
该锻压机中的上顶盘3和下底盘1是与工件9直接接触进行锻压的部件，如图1所示，工件位于上顶盘3和下底盘1之间。在具体的实施中，上顶盘3和下底盘1通常是设置为圆形。连接块4通常设置为矩形块。
在进行锻压工作时，工件位于机座与动台之间并直接与上顶盘3和下底盘1接触。在工作过程中双驱动平面分支为动力源，三个双驱动平面分支共有六个液压缸能够分别进行控制，通过控制液压缸的油压，能够驱动动态组在空间内进行六自由度的移动，从而能实现动台相对机座上的工件的实施拉、压、弯、扭运动。
本发明中活塞杆与动台组部分为转动副联接，在六个活塞杆的驱动下能够确保动台组的移动变化。本发明中直线液压驱动缸的上端和下端均为转动副联接的形式，在工作过程中能够具有更加灵活的进行动作。
本发明具有结构简单、轻质、液压驱动缸杆受拉力和适合复杂锻件的六自由锻造工艺要求的优势。本发明具有结构简单、轻质、受力好和适合对复杂锻件的多方位锻造工艺要求的优势。

Claims (7)

1.一种过约束六自由度并联机构锻造机，其特征在于：包括机座、动台组和3个结构相同的双驱动平面分支；所述机座包括下底盘（1）和3个圆周均布且一体固定在下底盘（1）的下端面的Π形支架（2），所述Π形支架（2）包括水平板以及一体设置在水平板两端的立板；所述动台组包括上顶盘（3）和3个连接块（4），连接块（4）与上顶盘（3）转动副联接；
3个双驱动平面分支在机座与动台之间圆周均布，双驱动平面分支包括2个直线液压驱动缸、上横轴（5）和下横轴（6）；直线液压驱动缸包括活塞杆（7）和液压缸（8）；下横轴（6）两端与Π形支架（2）的立板转动副联接；下横轴（6）中部设有2个正交于轴线的突出轴（10）和2个垂直于突出轴（10）的长圆通孔，下横轴（6）的2个突出轴（10）分别与2个液压缸（8）上端的通孔转动副联接，活塞杆（7）向上分别穿过下横轴（6）的长圆通孔和Π形支架（2）；所述上横轴（5）两端与2个活塞杆（7）上端转动副联接。
2.根据权利要求1所述的一种过约束六自由度并联机构锻造机，其特征在于：所述连接块（4）设有相互正交的垂直通孔和水平通孔，上顶盘（3）设有3个圆周均布的垂直通孔，连接块（4）的垂直通孔与上顶盘（3）的垂直通孔用销轴转动副联接。
3.根据权利要求1所述的一种过约束六自由度并联机构锻造机，其特征在于：活塞杆（7）上端设置正交圆柱通孔，下端设置活塞；液压缸（8）上端设置对称于轴线的开槽以及正交于开槽和轴线的通孔，下端设有同轴小开孔和大孔腔；活塞杆（7）的圆柱和活塞分别与液压缸（8）的小开孔和大孔腔圆柱副联接。
4.根据权利要求1所述的一种过约束六自由度并联机构锻造机，其特征在于：所述上横轴（5）两端设有垂直轴线的2个相互平行的偏心孔，2个偏心孔分别与2个活塞杆（7）上端的正交圆柱通孔用销轴转动副联接。
5.根据权利要求1所述的一种过约束六自由度并联机构锻造机，其特征在于：Π形支架（2）的水平板顶面与下底盘（1）底面共面，并且在顶面设有2个相互平行的垂直通孔，Π形支架（2）的立板设有正交垂直通孔的水平通孔。
6.根据权利要求5所述的一种过约束六自由度并联机构锻造机，其特征在于：下横轴（6）两端与Π形支架（2）立板通过水平通孔转动副联接；活塞杆（7）向上分别穿过下横轴的长圆通孔和Π形支架（2）的垂直通孔与上横轴（5）转动副联接。
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种过约束六自由度并联机构锻造机，其特征在于：上顶盘（3）和下底盘（1）为圆形；连接块（4）为矩形块。
CN201910968824.0A 2019-10-12 2019-10-12 一种过约束六自由度并联机构锻造机 Active CN110666086B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910968824.0A CN110666086B (zh) 2019-10-12 2019-10-12 一种过约束六自由度并联机构锻造机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910968824.0A CN110666086B (zh) 2019-10-12 2019-10-12 一种过约束六自由度并联机构锻造机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110666086A true CN110666086A (zh) 2020-01-10
CN110666086B CN110666086B (zh) 2020-08-21

Family

ID=69081919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910968824.0A Active CN110666086B (zh) 2019-10-12 2019-10-12 一种过约束六自由度并联机构锻造机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110666086B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0947836A (ja) * 1995-08-07 1997-02-18 Aida Eng Ltd 揺動鍛圧プレス機械
DE19753949A1 (de) * 1997-12-05 1999-09-02 Doege Flexible Umformpresse mit steuerbarer nichtlinearer Stößelbewegung
CN1827312A (zh) * 2006-04-18 2006-09-06 燕山大学 三自由度6－ups三移动并联机器人
CN105666471A (zh) * 2016-03-29 2016-06-15 燕山大学 一种sps+upu+(2rps+r)型四自由度并联机器人
CN106391964A (zh) * 2016-10-17 2017-02-15 燕山大学 一种三自由度并联锻压机
CN106424503A (zh) * 2016-10-17 2017-02-22 燕山大学 一种四自由度并联锻压机

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0947836A (ja) * 1995-08-07 1997-02-18 Aida Eng Ltd 揺動鍛圧プレス機械
DE19753949A1 (de) * 1997-12-05 1999-09-02 Doege Flexible Umformpresse mit steuerbarer nichtlinearer Stößelbewegung
CN1827312A (zh) * 2006-04-18 2006-09-06 燕山大学 三自由度6－ups三移动并联机器人
CN105666471A (zh) * 2016-03-29 2016-06-15 燕山大学 一种sps+upu+(2rps+r)型四自由度并联机器人
CN106391964A (zh) * 2016-10-17 2017-02-15 燕山大学 一种三自由度并联锻压机
CN106424503A (zh) * 2016-10-17 2017-02-22 燕山大学 一种四自由度并联锻压机

Also Published As

Publication number Publication date
CN110666086B (zh) 2020-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110666086B (zh) 一种过约束六自由度并联机构锻造机
CN101691069B (zh) 大台面双缸双框架板框式液压机
RU195037U1 (ru) Гидравлический горизонтальный пресс
CN210080631U (zh) 一种锻造压机用多工位上砧装置
CN114505997B (zh) 一种便于均匀施压的汽车内饰件用液压机
CN206811066U (zh) 组合式压铆工装
CN212495144U (zh) 一种具有顶出机构的锻造装置
CN209363531U (zh) 一种锻压机两工位压头更换装置
CN102303084B (zh) 双肘杆式四锤头锻造装置
CN212190768U (zh) 一种机械制造冲压装置
CN209969252U (zh) 一种双缸折弯机
CN210059667U (zh) 一种快锻压机对压装置
CN113828699A (zh) 基于机器人柔性传输的大型多工位压力机
CN107662127B (zh) 四杆机构定位装置
CN104841770A (zh) 一种背板弯曲模具
JP4995031B2 (ja) 鍛造機
CN203316523U (zh) 一种行走式校直机
CN108906959B (zh) 一种柔性冲压装置
CN111482548A (zh) 一种双工作台多工位压机
CN204074911U (zh) 一种加工气门摇臂销孔的复合模
CN217315486U (zh) 一种电缆模担冲压装置
CN110434372A (zh) 一种薄板钻孔工装夹具及其装夹方法
CN107717296B (zh) 齿轮机构定位装置
CN203438231U (zh) 三轴冲压机械手
CN216708464U (zh) 一种双电机驱动的伺服压机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant