CN218503237U - 多向锻冲伺服压力机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多向锻冲伺服压力机，其包括主机机架以及水平机架，主机机架为竖直设置的框架结构，水平机架为水平设置的框架结构；水平机架设置在主机机架的侧部并与主机机架能拆卸连接；主机机架包括主机上横梁、立柱、主机伺服电机、曲轴肘杆机构、主机滑块以及主机下横梁。水平机架包括水平压机侧梁、水平压机伺服电机、曲柄连杆机构以及水平滑块。本实用新型以伺服电机为动力源、通过曲轴肘杆伺服压力机和多个曲柄连杆水平伺服压力机组合一种多向锻冲伺服压力设备，适用于生产小型复杂锻冲件。

Description

多向锻冲伺服压力机

技术领域

本实用新型涉及金属材料锻压技术领域，具体地涉及一种多向锻冲伺服压力机。

背景技术

随着小型金属，尤其是有色金属复杂关键件需求量的不断提升，高效的多向锻冲成形设备亟待研发。

目前，常用液压系统驱动的多向液压机来生产大中型复杂关键件，多向锻冲液压机优点是压力大，可全工作行程满载，但因液压系统的反应延迟，不易用在自动化生产线上，且液压密封、导向等零件易损，漏液污染等缺陷。从设备的加工效率、自动化精确控制、制造安装、节能环保、使用寿命和成本等方面不及机械压力机有优势。

以普通电机为动力源和曲柄连杆形式构建传统机械压力机虽然自动化程度高，但存在不能较长行程满载工作，不适合加工复杂锻件或板类深拉深件，同时因其传动系统中飞轮、离合器和制动器等部件导致设备结构复杂，使用中可能会出现各种故障，影响生产效率，不满足时代发展的需求。

实用新型内容

为了解决上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种多向锻冲伺服压力机，其以伺服电机作为动力源，以满足锻冲工艺要求的多连杆机构作为传动系统，采用曲轴肘杆伺服压力机和曲轴连杆水平伺服压力机组合成一种多向锻冲伺服压力设备，其能够用于生产小型复杂锻冲件，尤其适合加工小型精锻件。

具体地，本实用新型提供一种多向锻冲伺服压力机，其包括主机机架以及水平机架，所述主机机架为竖直设置的框架结构，所述水平机架为水平设置的框架结构；所述水平机架设置在所述主机机架的侧部并与所述主机机架能拆卸连接；

所述主机机架包括主机上横梁、立柱、主机伺服电机、曲轴肘杆机构、主机滑块以及主机下横梁，所述立柱的上部和下部分别固定连接所述主机上横梁和所述主机下横梁，所述主机上横梁的两侧设置有主机伺服电机，所述主机立柱的中间位置设置有主机滑块，所述主机滑块能够在所述曲轴肘杆机构的驱动下上下移动，所述主机上横梁与所述主机滑块之间设置有平衡缸，所述平衡缸用于使所述主机滑块保持水平；

所述曲轴肘杆机构包括第一曲轴、肘杆、上摆杆以及下摆杆，所述主机伺服电机借助于同步带连接所述第一曲轴支撑颈上的齿轮，所述上摆杆的第一端与所述主机上横梁铰接，所述上摆杆的第二端与所述肘杆的第一端铰接，所述下摆杆的第一端与所述肘杆的第二端铰接，所述下摆杆的第二端与所述主机滑块铰接，所述肘杆的第三端与所述第一曲轴的曲柄颈铰接；

所述水平机架包括水平压机侧梁、水平压机伺服电机、第二曲轴、连杆以及水平滑块，所述水平压机伺服电机和减速器的输出轴通过联轴节连接所述第二曲轴的支撑颈一端，所述第二曲轴的曲柄颈铰接所述连杆的第一端，所述连杆的第二端铰接水平滑块。

优选地，所述主机下横梁底部设置有顶出装置。

优选地，所述主机平衡缸设置在所述主机滑块的四个角部，所述主机滑块的四个角部同时设置有位置传感器。

优选地，所述主机平衡缸以及顶出缸均为气缸。

优选地，所述立柱设置有四根，所述立柱的上部和下部均设置有台阶凸台，所述主机上横梁和所述主机下横梁借助于所述台阶凸台以及防松螺母进行固定。

优选地，所述上摆杆的第一端与所述主机上横梁之间以及所述下摆杆的第二端与所述主机滑块之间分别采用铰轴座连接。

优选地，所述主机伺服电机和所述水平压机伺服电机分别采用电机座进行固定，所述主机伺服电机和所述水平压机伺服电机均配置有减速器。

优选地，所述水平压机侧梁与所述主机下横梁之间采用多根预紧拉杆连接；

所述主机下横梁和所述水平压机侧梁上的对应位置处分别开设有预紧拉杆安装孔。

优选地，所述主机滑块的内部设置有装模高度调节机构，所述主机滑块的下方能够安装上模具，所述主机下横梁上部能够安装下模具。

优选地，所述水平机架设置在所述主机机架的两侧或四周。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型以伺服电机作为动力源，以满足锻冲工艺要求的多连杆机构作为传动系统，采用曲轴肘杆伺服压力机和曲轴连杆水平伺服压力机组合成一种多向锻冲伺服压力设备，其能够用于生产小型复杂锻冲件，尤其适合加工小型闭式成形精锻件，整体结构成本较低，但是工作效率高，使用寿命长，适合在中小型企业中推广使用。

(2)本实用新型的主机滑块的四个边角处分别设置一个平衡缸，如因加工、安装或运行等一些原因导致主机滑块微小倾斜时，可利用平衡缸进行调整。同时，为更好监测主机滑块位置是否水平，在主机滑块四个边角处分别设置一个位置传感器，对主机滑块的位置实现闭环控制，从而使主机滑块始终保持平稳工作状态。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的横向剖面结构示意图；

图3为本实用新型的纵向剖面结构示意图；

图4为本实用新型的主机曲轴肘杆系统中曲轴示意图；

图5为本实用新型的水平压机的曲柄连杆系统中曲轴示意图；

图6为本实用新型的主机一个行程周期下主机滑块位移曲线示意图；

图7为本实用新型的主机一个行程周期下主机滑块速度曲线示意图；

图8为本实用新型的水平压机一个行程周期下水平滑块位移曲线示意图；

图9为本实用新型的水平压机一个行程周期下水平滑块速度曲线示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。

本实用新型提供一种多向锻冲伺服压力机，如图1至图5所示，其包括主机机架100以及水平机架200，主机机架100为竖直设置的框架结构，水平机架200为水平设置的框架结构；水平机架200设置在主机机架100的侧部并与主机机架100能拆卸连接。主机机架100设置为封闭式框架结构，水平机架 200设置为C型开式框架结构。使用时，水平机架200设置在主机机架100的下横梁四周，可以根据需要选择设置一对水平机架200或两对水平机架200。

实际应用中，主机机架100和水平机架200的底部均设置有底座，保证设备安装平稳。

主机机架100包括主机上横梁2、立柱5、连接有减速器的主机伺服电机 1、曲轴肘杆机构(由第一曲轴14、上摆杆81、肘杆82以及下摆杆83组成)、主机滑块6以及主机下横梁11，立柱5的上部及下部分别固定连接主机上横梁2和主机下横梁11。立柱5设置有四根，立柱5的上部和下部均设置有台阶凸台，主机上横梁和主机下横梁借助于立柱台阶凸台和放松大螺母进行预紧固定。

主机上横梁2的两侧各安装一台主机伺服电机1(电机连接有减速器)，主机伺服电机1借助于同步带3连接曲轴肘杆机构中第一曲轴14的支撑颈141 上的齿轮，立柱5的中间位置设置有主机滑块6，主机滑块6在曲轴肘杆机构的驱动下和四根立柱导向下竖直平移。

主机曲轴肘杆机构包括第一曲轴14、上摆杆81、肘杆82以及下摆杆83，上摆杆81的第一端与主机上横梁2铰接，上摆杆81的第二端与肘杆82的第一端以及肘杆82的第二端与下摆杆83的第一端依次铰接，下摆杆83的第二端与主机滑块6铰接，肘杆82的第三端与第一曲轴14的曲柄颈142铰接。肘杆82为类三角体的结构。

上摆杆81的第一端与主机上横梁2之间以及下摆杆83的第二端与主机滑块6之间分别借助于铰轴座连接。铰轴座固定在主机上横梁2及主机滑块6 上。

为了使主机滑块6在上下移动时，能够保持平稳状态，在主机滑块6的四个边角处分别设置4个平衡缸4，如因加工、安装或运行等一些原因导致主机滑块6微小倾斜时，可利用4个平衡缸4进行调整。同时，为更好监测主机滑块位置是否水平，在主机滑块四个边角处分别设置一个位置传感器，对主机滑块的位置实现闭环控制。

主机下横梁11底部设置有顶出装置12，顶出装置12用于顶出下模中的零件。

在本实用新型的实施例中，平衡缸4和顶出缸12均可以采用气缸。

水平机架200包括水平压机侧梁7、水平压机伺服电机13、曲柄连杆机构，曲柄连杆机构包括第二曲轴15、连杆9以及水平滑块16。水平压机伺服电机 13和减速器的输出轴通过联轴节连接第二曲轴15的支撑颈151一端，第二曲轴15的曲柄颈152铰接连杆9的第一端，连杆9的第二端铰接水平滑块16。

在本专利的具体实施例中，主机伺服电机1和水平压机伺服电机13分别借助于电机座进行固定。主机伺服电机1和水平压机伺服电机13均配置有各自的减速器。

在本专利的具体实施例中，水平压机侧梁7与主机下横梁11之间借助于预紧拉杆连接。主机下横梁11和水平压机侧梁7上的对应位置处分别开设有预紧拉杆安装孔，同时在两个零件体上的相应位置处设置键槽，保证两者装配时精确定位和防止工作中发生错位现象。

在本专利的具体实施例中，主机滑块6的内部设置适应安装不同高度模具的装模高度调节机构，主机滑块6的下方可安装上模具，主机下横梁上部可安装下模具。

下面结合具体实施例对本实用新型的工作原理做进一步解释：

工作时，通过控制器控制主机伺服电机1动作，同步带3带动第一曲轴14转动，第一曲轴14驱动肘杆82进行平面曲线运动。由肘杆82与上摆杆81、下摆杆83组合的多杆系统产生的特定动作，兼顾立柱的导向作用，实现主机滑块6上下往复平动。

水平压机伺服电机13借助于第二曲轴15驱动连杆9进行平面曲线运动。连杆9的另一端铰接水平滑块16，在连杆9带动和导向块约束下水平滑块16 可实现水平往复平动。

主机滑块6和水平滑块16上均可以安装模(工)具。

以主机额定压力100t、水平压机额定压力10t、主机滑块6和水平滑块16 行程均为100mm，行程次数均为120次/min技术参数为例说明本实用新型力学特征。经设计计算选择主机伺服电机单台功率3kW，水平压机伺服电机单台功率为1.5kW；选择减速比为25的行星减速器将扭矩分别输给曲轴。

如图6所示，为一个行程周期下主机滑块6位移曲线，曲线呈现平底盆状，在0～0.9s期间位移较大，0.9s～1.1s期间接近水平线，1.1s～2s期间位移又变大；如图7所示，为一个行程周期下主机滑块6速度曲线，在0～0.9期间速度变化较大，0.9s～1.1s期间速度变化平缓，1.1s～2s期间速度变化再次增大；又经力学分析可知，在0.9s～1.1s期间，主机滑块压力达到100t，此阶段可作为合模阶段。

如图8所示为一个行程周期下水平滑块位移曲线，如图9所示为一个行程周期下水平滑块速度曲线，分别为余弦和正弦曲线特征，在0.9s～1.1s期间速度变化较快；又力学分析可知，在1s附近压力达到峰值，超过额定压力10t，满足设备的技术参数要求。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多向锻冲伺服压力机，其特征在于：其包括主机机架以及水平机架，所述主机机架为竖直设置的框架结构，所述水平机架为水平设置的框架结构；所述水平机架设置在所述主机机架的侧部并与所述主机机架能拆卸连接；

所述主机机架包括主机上横梁、立柱、主机伺服电机、曲轴肘杆机构、主机滑块以及主机下横梁，所述立柱的上部和下部分别固定连接所述主机上横梁和所述主机下横梁，所述主机上横梁的两侧设置有主机伺服电机，所述立柱的中间位置设有主机滑块，所述主机滑块能够在所述曲轴肘杆机构的驱动下上下移动，所述主机上横梁与所述主机滑块之间设置有平衡缸，所述平衡缸用于使所述主机滑块保持水平；

所述曲轴肘杆机构包括第一曲轴、肘杆、上摆杆以及下摆杆，所述主机伺服电机借助于同步带连接所述第一曲轴支撑颈上的齿轮，所述上摆杆的第一端与所述主机上横梁铰接，所述上摆杆的第二端与所述肘杆的第一端铰接，所述下摆杆的第一端与所述肘杆的第二端铰接，所述下摆杆的第二端与所述主机滑块铰接，所述肘杆的第三端与所述第一曲轴的曲柄颈铰接；

所述水平机架包括水平压机侧梁、水平压机伺服电机、第二曲轴、连杆以及水平滑块，所述水平压机伺服电机和减速器的输出轴通过联轴节连接所述第二曲轴的支撑颈一端，所述第二曲轴的曲柄颈铰接所述连杆的第一端，所述连杆的第二端铰接水平滑块。

2.根据权利要求1所述的多向锻冲伺服压力机，其特征在于：所述主机下横梁底部设置有顶出装置。

3.根据权利要求2所述的多向锻冲伺服压力机，其特征在于：所述平衡缸设置在所述主机滑块的四个角部，所述主机滑块的四个角部同时设置有位置传感器。

4.根据权利要求3所述的多向锻冲伺服压力机，其特征在于：所述平衡缸以及顶出缸均为气缸。

5.根据权利要求1所述的多向锻冲伺服压力机，其特征在于：所述立柱设置有四根，所述立柱的上部和下部均设置有台阶凸台，所述主机上横梁和所述主机下横梁借助于所述台阶凸台以及防松螺母进行固定。

6.根据权利要求1所述的多向锻冲伺服压力机，其特征在于：所述上摆杆的第一端与所述主机上横梁之间以及所述下摆杆的第二端与所述主机滑块之间分别采用铰轴座连接。

7.根据权利要求1所述的多向锻冲伺服压力机，其特征在于：所述主机伺服电机和所述水平压机伺服电机分别借助于电机座进行固定，所述主机伺服电机和所述水平压机伺服电机均配置有减速器。

8.根据权利要求1所述的多向锻冲伺服压力机，其特征在于：所述水平压机侧梁与所述主机下横梁之间采用多根预紧拉杆连接；

所述主机下横梁和所述水平压机侧梁上的对应位置处分别开设有预紧拉杆安装孔。

9.根据权利要求1所述的多向锻冲伺服压力机，其特征在于：所述主机滑块的内部设置有装模高度调节机构，所述主机滑块的下方能够安装上模具，所述主机下横梁上部能够安装下模具。

10.根据权利要求1所述的多向锻冲伺服压力机，其特征在于：所述水平机架设置在所述主机机架的两侧或四周。

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