CN115570826A - 闭式大吨位伺服肘杆冲压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，其将作为主要传力部件的第四传动杆和第五传动杆的端部以相邻布置的方式分别铆接于第二传动杆，同时，在第四传动杆和第五传动杆相邻的两端均设有圆弧面，并使二者的圆弧面相切，使得第四传动杆和第五传动杆之间可完全或者主要通过二者具有圆弧面的端部直接相抵传递压力，以大幅度降低或者消除二者铆接点在冲压过程中所承受的冲压压力，并避免二者铆接点弯曲变形或者断裂的情况发生，从而提高冲压行程精度并降低压力损失，更可避免工作失效的情况发生。另外，第四传动杆和第五传动杆相邻分布无重叠区域，第四传动杆和第五传动杆不变的情况下，增加冲压行程，方便自动上料结构进行上料动作。

Description

闭式大吨位伺服肘杆冲压装置

技术领域

本发明涉及冲压成型加工领域，特别涉及闭式大吨位伺服肘杆冲压装置。

背景技术

大吨位冲压机床是多种加工零件的加工设备，用途广泛，目前需要满足较大吨位的冲压机床，通常是通过液压实现，也较为成熟，但是液压相对于伺服冲床而言，存在着驱动精准度不足、动力损失，能量损耗大等缺点。

目前针对大吨位的伺服冲床，国内较少实现，在实现的伺服冲床中，存在着如下问题：1）冲压行程较小，较小的冲压行程，对于上下料而言十分不便，并且局促的空间无法通过设置自动化设备来实现自动上下料；2）冲压压力的消减较大，目前大吨位的伺服冲床，在一定行程之后，冲压压力消减较快。

基于上述问题 ，中国专利公布号为CN 104647789 A的发明专利申请公开的一种多连杆机械压力传动机构，能有效增加冲压行程并在一定程度上降低冲压压力的消减。但由于其下拉杆7、曲柄连杆14和滑块连动杆13通一根第三销轴8共同铰接在一起，三者均绕第三销轴转动并均通过第三销轴8传动压力，存在如下问题：1、作为主要传力部件的下拉杆7和曲柄连杆14之间的压力完全通过第三销轴8来传递，巨大的冲压压力（特别是当滑块12运行至下死点时产生的巨大压力）容易导致第三销轴8发生弯曲并影响行程精度以及加大压力损失，甚至导致第三销轴8断裂而导致无法工作的情况。2、曲柄连杆14和滑块连动杆13通一根第三销轴8共同铰接于下拉杆7上，使曲柄连杆14和滑块连动杆13的端部重叠，在曲柄连杆14和滑块连动杆13长度不变的情况下，降低了冲压行程。

发明内容

本发明的目的是提供一种行程较长，且结构稳定、压力稳定的闭式大吨位伺服肘杆冲压装置。

为实现上述目的，本发明提出一种闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，包括机架，所述机架上设有冲压工位，所述冲压工位上方设有由冲压传动结构驱动上下运动的冲压台，所述冲压传动结构包括：固定安装于机架的伺服电机、与伺服电机传动配合的传动齿轮组、与传动齿轮组传动配合的四组肘杆结构，四组所述肘杆结构与冲压台传动连接；所述肘杆结构包括与机架铆接的第一传动杆，所述第一传动杆两端分别铆接有第二传动杆和第三传动杆，所述第三传动杆远离第一传动杆一端铆接有第四传动杆，所述第二传动杆远离第一传动杆一端分别铆接有第四传动杆和第五传动杆，所述第四传动杆和第五传动杆相邻的两端具有圆弧面，且圆弧面相切，所述第五传动杆远离第二传动杆一端与冲压台铆接，所述第三传动杆与第四传动杆铆接点与传动齿轮组传动连接；四根所述第五传动杆与冲压台的铆接点呈矩形分布，当冲压台运行至下死点时，所述第四传动杆和第五传动杆共线，且二者通过圆弧面相抵。

本申请闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，将作为主要传力部件的第四传动杆和第五传动杆的端部以相邻布置的方式分别铆接于第二传动杆，同时，在第四传动杆和第五传动杆相邻的两端均设有圆弧面，并使二者的圆弧面相切，使得本发明闭式大吨位伺服肘杆冲压装置在冲压工作过程中，第四传动杆和第五传动杆之间完全或者主要通过二者具有圆弧面的端部直接相抵传递压力，可大幅度降低或者消除二者铆接点在冲压过程中所承受的冲压压力并避免二者铆接点（如铆钉）弯曲变形或者断裂的情况发生，从而提高冲压行程精度并降低压力损失，可在10mm~20mm的出力行程中，保证压力消减不大于10%，更可避免工作失效的情况发生。另外，第四传动杆和第五传动杆相邻分布无重叠区域，第四传动杆和第五传动杆不变的情况下，增加冲压行程，方便自动上料结构进行上料动作。

在一些实施方式中，传动齿轮组包括与伺服电机传动连接的电机传动齿轮、与电机传动齿轮啮合的第一肘杆齿轮以及与第一肘杆齿轮啮合的第二肘杆齿轮，两组肘杆结构以第一肘杆齿轮为面镜像设置，另两组肘杆结构以第二肘杆齿轮为面镜像设置，第三传动杆与第四传动杆铆接点与第一肘杆齿轮或第二肘杆齿轮偏心连接。

在一些实施方式中，冲压台两侧设有冲压导轨，所述冲压导轨固定安装于机架，所述冲压导轨与冲压台滑动配合。

在一些实施方式中，冲压台设有传动活动槽，第五传动杆铆接在传动活动槽内，第五传动杆与传动活动槽限位转动。

在一些实施方式中，第三传动杆与第四传动杆铆接点与第一肘杆齿轮或第二肘杆齿轮的偏心距离为80~100mm，冲压台行程距离为320~400mm。

在一些实施方式中，第一肘杆齿轮与第二肘杆齿轮直径和齿数相等，电机传动齿轮与第一肘杆齿轮的直径比为1:3~3:5。

在一些实施方式中，第一传动杆为角度杆，第一传动杆角位与机架铆接，第一传动杆角度为钝角。

在一些实施方式中，还包括回程气杆，回程气杆一端与机架固定连接，另一端与冲压台连接。

在一些实施方式中，冲压台底部设有用于安装模具的模具安装槽。

在一些实施方式中，机架固定安装有面板，传动齿轮组设于面板与机架之间。

在一些实施方式中，所述第二传动杆远离第一传动杆的一端向两侧延伸出第一枢接部和第二枢接部，第四传动杆铆接于第一枢接部，第五传动杆铆接于第二枢接部。

在一些实施方式中，所述第四传动杆和第五传动杆相邻两端为圆弧面，且二者的铆接中心的直线距离为二者半径之和。

在一些实施方式中，所述第四传动杆和第五传动杆相邻两端的圆弧面的直径相同。

附图说明

图1为本发明闭式大吨位伺服肘杆冲压装置的结构示意图；

图2为图1基础上添加面板且冲压台下降的结构示意图；

图3为图2的背面结构示意图；

图4为图2的正面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外、垂向、横向、纵向，逆时针、顺时针、周向、径向、轴向……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”或者“第二”等的描述，则该“第一”或者“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明公开了一种闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，如图1至4所示，该闭式大吨位伺服肘杆冲压装置包括机架1，机架1上设有冲压工位11，冲压工位11上方设有由冲压传动结构驱动上下运动的冲压台2，冲压传动结构包括固定安装于机架1的伺服电机3、与伺服电机3传动配合的传动齿轮组4、与传动齿轮组4传动配合的四组肘杆结构5，四组肘杆结构5与冲压台2传动连接；肘杆结构5包括与机架1铆接的第一传动杆51，第一传动杆51两端分别铆接有第二传动杆52和第三传动杆53，第三传动杆53远离第一传动杆51一端铆接有第四传动杆54，第二传动杆52远离第一传动杆51一端分别铆接有第四传动杆54和第五传动杆55，所述第四传动杆54和第五传动杆55相邻的两端具有圆弧面，且圆弧面相切，以使第四传动杆54和第五传动杆55之间可完全或者主要通过二者具有圆弧面的两端直接相抵传递压力，第五传动杆55远离第二传动杆52一端与冲压台2铆接，第三传动杆53与第四传动杆54铆接点与传动齿轮组4传动连接；四根第五传动杆55与冲压台2的铆接点呈矩形四点分布，当冲压台运行至下死点时，所述第四传动杆（54）和第五传动杆（55）共线，且二者通过圆弧面相抵，保证在10mm~20mm的出力行程中（或者说在距离下死点10mm~20mm的高度范围内），压力消减不大于10%。

传动齿轮组4包括与伺服电机3传动连接的电机传动齿轮41、与电机传动齿轮41啮合的第一肘杆齿轮42以及与第一肘杆齿轮42啮合的第二肘杆齿轮43，两组肘杆结构5以第一肘杆齿轮42为面镜像设置，另两组肘杆结构5以第二肘杆齿轮43为面镜像设置，第三传动杆53与第四传动杆54铆接点与第一肘杆齿轮42或第二肘杆齿轮43偏心连接。采用传动齿轮组进行传动，可精准稳定地实现伺服电机到肘杆结构的力传动。

在本发明实施例中，第一传动杆51为角度杆，第一传动杆51角位与机架1铆接，第一传动杆51角度为钝角，钝角角度为120°。第一传动杆51采用角度杆的结构形式，可优化肘杆传动。

可选地，各传动杆之间的铆接，采用在任意一条肘杆设置铆接活动槽，另一与之铆接的肘杆的一端置入铆接活动槽，通过铆钉贯穿两根传动杆以实现铆接。

进一步地，机架1固定安装有面板13，所述传动齿轮组4设于在面板13与机架1之间，可防止污物粉尘对传动齿轮组的干扰，确保传动齿轮组的精度。

在本发明实施例中，第三传动杆53与第四传动杆54铆接点与第一肘杆齿轮42或第二肘杆齿轮43的偏心距离如图标记为A，A为80~100mm，对应的冲压台2的行程为320~400mm。其中，A优选为100mm，对应的冲压台2的行程距离为400mm。通过偏心距离的设置，并通过几何设计和力学设计实现冲压台的行程控制。以保证冲压台2上升后可留出位置让自动上料机械手进行自动上料操作。

进一步地，冲压台2两侧设有冲压导轨21，冲压导轨21固定安装于机架1，冲压导轨21与冲压台2滑动配合，以对冲压台2的移动进行导向，确保冲压轨迹。

具体地，冲压台2设有传动活动槽22，第五传动杆55铆接在传动活动槽22内，第五传动杆55与传动活动槽22限位转动，使第五传动杆可顺利驱使冲压台2运动。

具体地，第一肘杆齿轮42与第二肘杆齿轮43直径和齿数相等，电机传动齿轮41与第一肘杆齿轮42的直径比为1:3~3:5，以实现压力和行程的精准控制。

进一步地，还包括回程气杆12，回程气杆12一端与机架1固定连接，另一端与冲压台2连接，以进行压力缓冲以及辅助实现冲压台上升。

进一步地，冲压台2底部设有用于安装模具的模具安装槽23，模具安装槽23采用通用的T型槽，方便匹配不同模具。

可选地，本实施例伺服电机采用64kw规格，经测试能产生600吨冲压力，满足大吨位的需求，本发明的出力行程达到10~20mm，下死点（此时，冲压台2与冲压工位11相抵）压力衰减小。

在本发明实施例中，所述第四传动杆54和第五传动杆55分别与第二传动杆52的铆接方式有多种 ，在一较佳实施中，所述第二传动杆52远离第一传动杆51的一端向两侧（当冲压台2的运动方向为上下时，这里的两侧指上下两侧）延伸出第一枢接部（未标记）和第二枢接部（未标记），第四传动杆54铆接于第一枢接部，第五传动杆55铆接于第二枢接部，此设置方式，能较好地提高冲压行程。

具体地，第四传动杆54和第五传动杆55相邻两端的圆弧面可以占据相应端的局部区域（如中间区域）。也可以占据整个端面，也即所述第四传动杆54和第五传动杆55相邻两端为圆弧面，且二者的铆接中心的直线距离为二者半径之和，以保证在冲压运动过程中，第四传动杆和第五传动杆之间始终完全或者主要通过二者的圆弧面直接相抵传递压力。

优选地，所述第四传动杆54和第五传动杆55相邻两端的圆弧面的直径相同，以使第四传动杆54和第五传动杆55相邻两端受力更为均匀。

本发明工作原理如下：

如图1所示，为冲压台2处于最高位状态，此时可通过模具安装槽23进行模具安装和更换，同时工作循环状态下，冲压台2离冲压工位11在本实施例中有400mm距离，足以方便各类自动上料装置进行自动上料。在该状态下，回程气缸12也为冲压台2提供支撑力。需要进行加冲压时，伺服电机3驱动电机传动齿轮41转动，电机传动齿轮41与第一肘杆齿轮42啮合传动，第二肘杆齿轮43与第一肘杆齿轮42啮合传动，实现同步转动；同时，由于四组肘杆结构5分别与第一肘杆齿轮42和第二肘杆齿轮43偏心连接，第一肘杆齿轮42和第二肘杆齿轮43带动四组肘杆结构5运动；其中肘杆结构5的第三传动杆53和第四传动杆54由于直接与第一肘杆齿轮42或第二肘杆齿轮43偏心连接，因此直接被带动，第三传动杆53和第四传动杆54的运动连带驱使传动第一传动杆51、第二传动杆52和第五传动杆55的联动，最终由第五传动杆55驱使冲压台2下压，直至到达如图2所示的冲压台2位置（即下死点位置），即为最大冲压行程状态，对待冲压物料进行冲压加工；需要上升时，伺服电机3继续转动，由于肘杆结构5与传动齿轮组4为偏心设置，因此可以使得肘杆结构5带动冲压台2回升，回升冲压台2过程中，回程气杆12辅助冲压台2上升，即完成一个冲压动作轮回。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (13)

1.闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，包括机架（1），所述机架（1）上设有冲压工位（11），所述冲压工位（11）上方设有由冲压传动结构驱动上下运动的冲压台（2），所述冲压传动结构包括固定安装于机架（1）的伺服电机（3）、与伺服电机（3）传动配合的传动齿轮组（4）、与传动齿轮组（4）传动配合的四组肘杆结构（5），四组所述肘杆结构（5）与冲压台（2）传动连接；其特征在于：所述肘杆结构（5）包括与机架（1）铆接的第一传动杆（51），所述第一传动杆（51）两端分别铆接有第二传动杆（52）和第三传动杆（53），所述第三传动杆（53）远离第一传动杆（51）一端铆接有第四传动杆（54），所述第二传动杆（52）远离第一传动杆（51）一端分别铆接有第四传动杆（54）和第五传动杆（55），所述第四传动杆（54）和第五传动杆（55）相邻的两端具有圆弧面，且圆弧面相切，所述第五传动杆（55）远离第二传动杆（52）一端与冲压台（2）铆接，所述第三传动杆（53）与第四传动杆（54）铆接点与传动齿轮组（4）传动连接；四根所述第五传动杆（55）与冲压台（2）的铆接点呈矩形分布，当冲压台（2）运行至下死点时，所述第四传动杆（54）和第五传动杆（55）共线，且二者通过圆弧面相抵。

2.根据权利要求1所述的闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，其特征在于，所述传动齿轮组（4）包括与伺服电机（3）传动连接的电机传动齿轮（41）、与电机传动齿轮（41）啮合的第一肘杆齿轮（42）以及与第一肘杆齿轮（42）啮合的第二肘杆齿轮（43），两组所述肘杆结构（5）以第一肘杆齿轮（42）为面镜像设置，另两组所述肘杆结构（5）以第二肘杆齿轮（43）为面镜像设置，所述第三传动杆（53）与第四传动杆（54）铆接点与第一肘杆齿轮（42）或第二肘杆齿轮（43）偏心连接。

3.根据权利要求1所述的闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，其特征在于，所述冲压台（2）两侧设有冲压导轨（21），所述冲压导轨（21）固定安装于机架（1），所述冲压导轨（21）与冲压台（2）滑动配合。

4.根据权利要求1所述的闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，其特征在于，所述冲压台（2）设有传动活动槽（22），所述第五传动杆（55）铆接在传动活动槽（22）内，所述第五传动杆（55）与传动活动槽（22）限位转动。

5.根据权利要求2所述的闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，其特征在于，所述第三传动杆（53）与第四传动杆（54）铆接点与第一肘杆齿轮（42）或第二肘杆齿轮（43）的偏心距离为80~100mm，所述冲压台（2）行程距离为320~400mm。

6.根据权利要求5所述的闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，其特征在于，所述第一肘杆齿轮（42）与第二肘杆齿轮（43）直径和齿数相等，所述电机传动齿轮（41）与第一肘杆齿轮（42）的直径比为1:3~3:5。

7.根据权利要求1所述的闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，其特征在于，所述第一传动杆（51）为角度杆，所述第一传动杆（51）角位与机架（1）铆接，所述第一传动杆（51）角度为钝角。

8.根据权利要求1所述的闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，其特征在于，还包括回程气杆（12），所述回程气杆（12）一端与机架（1）固定连接，另一端与冲压台（2）连接。

9.根据权利要求1所述的闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，其特征在于，所述冲压台（2）底部设有用于安装模具的模具安装槽（23）。

10.根据权利要求1所述的闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，其特征在于，所述机架（1）固定安装有面板（13），所述传动齿轮组（4）设于面板（13）与机架（1）之间。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，其特征在于，所述第二传动杆（52）远离第一传动杆（51）的一端向两侧延伸出第一枢接部和第二枢接部，第四传动杆（54）铆接于第一枢接部，第五传动杆（55）铆接于第二枢接部。

12.根据权利要求11所述的闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，其特征在于，所述第四传动杆（54）和第五传动杆（55）相邻两端为圆弧面，且二者的铆接中心的直线距离为二者半径之和。

13.根据权利要求12所述的闭式大吨位伺服肘杆冲压装置，其特征在于，所述第四传动杆（54）和第五传动杆（55）相邻两端的圆弧面的直径相同。

Images