專利名稱：一種伺服壓力機(jī)的增力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍛壓機(jī)械技術(shù)，具體是一種具有增力作用的伺服壓力機(jī)的增力裝置。
背景技術(shù)：
壓力機(jī)是金屬成形加工領(lǐng)域中廣泛使用的鍛壓設(shè)備，品種和數(shù)量繁多，其中以機(jī)械壓力機(jī)應(yīng)用最為廣泛?，F(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展要求壓力機(jī)不僅能夠高速度、高精度、大負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)，而且應(yīng)具有更大的柔性，能迅速、方便地改變輸出運(yùn)動(dòng)規(guī)律。傳統(tǒng)的機(jī)械壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)特性單一、工藝適用性差。近年來隨著交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)成形裝備技術(shù)的逐步發(fā)展，出現(xiàn)了滑塊運(yùn)動(dòng)曲線可調(diào)的各種交流伺服驅(qū)動(dòng)壓力機(jī)，使得壓力機(jī)的工作性能和工藝適用性大大提高，設(shè)備朝著柔性化、智能化的方向發(fā)展。普通機(jī)械壓力機(jī)一般采用各種不同的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)獲得工藝所需的滑塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以滿足不同的工藝要求。傳統(tǒng)的機(jī)械壓力機(jī)通過選擇適當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)及其構(gòu)件的尺寸， 得到一些滿足沖壓工藝要求的典型運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但一種結(jié)構(gòu)方案無法滿足多種典型運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求。雖然采用偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、多連桿機(jī)構(gòu)、非圓齒輪機(jī)構(gòu)等可以部分改變某種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但當(dāng)各桿件的尺寸參數(shù)確定后，滑塊的運(yùn)動(dòng)特性也隨之確定，因而不具有柔性，難以用于不同的沖壓工藝。將交流伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)用于機(jī)械壓力機(jī)的研究始于上世紀(jì)90年代美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)工程研究中心，該中心S. ^ssifon and R. Siivpuri提出了由交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠或曲柄，通過多桿機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊所需的運(yùn)動(dòng)， 它能極方便地改變滑塊的運(yùn)動(dòng)曲線，獲得不同的工件變形速度，適用于不同的沖壓工藝，保證沖壓件的質(zhì)量。之后，交流伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)用于機(jī)械壓力機(jī)的研究迅速發(fā)展，日本、加拿大等國(guó)均進(jìn)行了深入的研究，日本小松和會(huì)田等公司分別開發(fā)了各自的交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型壓力機(jī)。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，komatsu公司的HCP3000伺服電動(dòng)機(jī)通過皮帶等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，通過螺母直接帶動(dòng)沖壓滑塊，其公稱壓力僅達(dá)到800kN，由兩臺(tái)12kW 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。komatsu公司的H1F200，伺服電動(dòng)機(jī)通過皮帶或齒輪等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)曲柄，再通過多連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)沖壓滑塊，其公稱壓力達(dá)到2000kN，由一臺(tái)52kW伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 komatsu公司的H2F300，伺服電動(dòng)機(jī)通過皮帶或齒輪等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，再通過多連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)沖壓滑塊，其公稱壓力達(dá)到3000kN，由兩臺(tái)IOOkW伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于受滾珠絲杠承載能力和伺服電機(jī)功率和輸出扭矩較小的限制，構(gòu)建大噸位的壓力機(jī)仍是一個(gè)有待解決的難題。由于交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓力機(jī)沒有飛輪儲(chǔ)蓄能量克服鍛壓工件時(shí)需要的成形壓力，為達(dá)到所需的公稱壓力值，往往需要一定的增力裝置。考察現(xiàn)有的伺服壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)滾珠絲桿具有一定的增力作用，但其在整個(gè)壓力機(jī)沖程中的增力比不變，無法在指定范圍內(nèi)提供很大的增力效果；通過多連桿機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)一定的增力作用，由于是單自由度的機(jī)構(gòu)，是一種單點(diǎn)輸入單點(diǎn)輸出的工作方式，無法實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)輸出。如沖壓滑塊需要四點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，則需要四套多連桿機(jī)構(gòu)同步工作驅(qū)動(dòng)，這無疑增加了壓力機(jī)的控制難度和成本。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種伺服壓力機(jī)的增力裝置，通過一個(gè)導(dǎo)桿輸入，可以得到四個(gè)支鏈在滑動(dòng)平臺(tái)的四點(diǎn)輸出。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種伺服壓力機(jī)的增力裝置，包括機(jī)架、四支結(jié)構(gòu)相同的運(yùn)動(dòng)支鏈、滑動(dòng)平臺(tái)、導(dǎo)桿、連桿E和連桿J，其中第一運(yùn)動(dòng)支鏈和第二運(yùn)動(dòng)支鏈具有相同的安裝姿態(tài)并共同連接于連桿E，第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈具有相同的安裝姿態(tài)并共同連接于連桿J ；每支運(yùn)動(dòng)支鏈中各連桿均采用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，所有轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線均互相平行；四支結(jié)構(gòu)相同的運(yùn)動(dòng)支鏈分別與機(jī)架、滑動(dòng)平臺(tái)和導(dǎo)桿連接，構(gòu)成一個(gè)對(duì)稱機(jī)構(gòu)。所述的每支運(yùn)動(dòng)支鏈包括四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和三個(gè)連桿，所述的四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線互相平行；三個(gè)連桿的一端分別與機(jī)架、滑動(dòng)平臺(tái)和導(dǎo)桿通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，三個(gè)連桿的另一端則通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與連桿E或連桿J連接。本發(fā)明所述的第一運(yùn)動(dòng)支鏈中與導(dǎo)桿連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和第二運(yùn)動(dòng)支鏈與導(dǎo)桿連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線重合。本發(fā)明所述的第一運(yùn)動(dòng)支鏈中與滑動(dòng)平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和第二運(yùn)動(dòng)支鏈與滑動(dòng)平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線重合。本發(fā)明所述的第一運(yùn)動(dòng)支鏈中與機(jī)架連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和第二運(yùn)動(dòng)支鏈與機(jī)架連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線重合。本發(fā)明所述的第三運(yùn)動(dòng)支鏈中與導(dǎo)桿連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和第四運(yùn)動(dòng)支鏈與導(dǎo)桿連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線重合。本發(fā)明所述的第三運(yùn)動(dòng)支鏈中與滑動(dòng)平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和第四運(yùn)動(dòng)支鏈與滑動(dòng)平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線重合。本發(fā)明所述的第三運(yùn)動(dòng)支鏈中與機(jī)架連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和第四運(yùn)動(dòng)支鏈與機(jī)架連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線重合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種應(yīng)用于壓力機(jī)的單點(diǎn)輸入四點(diǎn)輸出的增力裝置。采用四個(gè)相同的多連桿支鏈對(duì)稱布置，其中兩個(gè)支鏈共同連接于一個(gè)連桿，構(gòu)成對(duì)稱機(jī)構(gòu)的左側(cè)機(jī)構(gòu)；另兩個(gè)支鏈共同連接于一個(gè)連桿，構(gòu)成對(duì)稱機(jī)構(gòu)的右側(cè)機(jī)構(gòu)；每個(gè)支鏈都由三個(gè)連桿組成，其中一個(gè)連桿連接于一個(gè)導(dǎo)桿，一個(gè)連桿連接于一個(gè)滑動(dòng)平臺(tái)， 一個(gè)連桿連接于機(jī)架。通過一個(gè)導(dǎo)桿輸入，可以得到四個(gè)支鏈在滑動(dòng)平臺(tái)的四點(diǎn)輸出。同時(shí)該裝置在滑動(dòng)平臺(tái)的某些位置有很大的增力效果，即在導(dǎo)桿施加一個(gè)較小的輸入力，在滑動(dòng)平臺(tái)處可以得到很大的輸出力。2、本發(fā)明采用的連桿機(jī)構(gòu)具有大的增力比，同時(shí)采用對(duì)稱布置可提高抗偏載能力，減少滑動(dòng)平臺(tái)對(duì)導(dǎo)軌的橫向載荷，可以長(zhǎng)期維持壓力機(jī)的精度。同時(shí)，對(duì)稱連桿機(jī)構(gòu)可以抵消導(dǎo)桿輸入端和滑動(dòng)平臺(tái)輸出端所受的水平側(cè)向力，減少導(dǎo)軌的磨損和機(jī)架的變形。 因此，本發(fā)明的增力裝置將來自于導(dǎo)桿的驅(qū)動(dòng)力傳遞于滑動(dòng)平臺(tái)上，可獲得更大的成形壓力，并且可通過控制導(dǎo)桿的運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)不同的滑動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，完成不同的鍛壓工藝。
3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，能夠很好解決現(xiàn)有伺服壓力機(jī)中無法實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)輸入四點(diǎn)輸出的問題，并能實(shí)現(xiàn)很大的增力效果，解決伺服電機(jī)功率及輸出扭矩較小的限制而無法構(gòu)建大噸位伺服壓力機(jī)的問題。目前國(guó)內(nèi)外尚未見到類似于本發(fā)明的文獻(xiàn)報(bào)道。


本發(fā)明僅有附圖1張，其中圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、導(dǎo)桿，2、導(dǎo)軌，3、連桿A，4、機(jī)架，5、連桿B，6、連桿C，7、連桿D，8、連桿E， 9、連桿F，10、連桿G，11、滑動(dòng)平臺(tái)，12、平臺(tái)導(dǎo)軌，13、連桿H，14、連桿I，15、連桿J，16、連桿 K，17、連桿L，18、連桿M，19、連桿N。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，一種伺服壓力機(jī)的增力裝置包括導(dǎo)桿1、導(dǎo)軌2、連桿A3、機(jī)架4、連桿B5、連桿C6、連桿D7、連桿E8、連桿F9、連桿GlO、滑動(dòng)平臺(tái)11、導(dǎo)軌12、連桿Hl3、連桿 114、連桿J15、連桿K16、連桿L17、連桿M18、連桿N19。如圖1所示，第一運(yùn)動(dòng)支鏈包括連桿A3、連桿B5、連桿F9，其中連桿A3的一端與機(jī)架4用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，連桿B5的一端與導(dǎo)桿1用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，連桿F9的一端與滑動(dòng)平臺(tái) 11用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。連桿A3、連桿B5和連桿F9的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與連桿E8連接。如圖1所示，第二運(yùn)動(dòng)支鏈包括連桿C6、連桿D7、連桿G10，其中連桿C6的一端與機(jī)架4用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，連桿D7的一端與導(dǎo)桿1用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，連桿GlO的一端與滑動(dòng)平臺(tái)11用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。連桿C6、連桿D7、連桿GlO的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與連桿E8連接。如圖1所示，第三運(yùn)動(dòng)支鏈包括連桿K16、連桿L17、連桿H13，其中連桿K16的一端與機(jī)架4用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，連桿L17的一端與導(dǎo)桿1用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，連桿H13的一端與滑動(dòng)平臺(tái)11用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。連桿K16、連桿L17、連桿H13的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與連桿J15連接。如圖1所示，第四運(yùn)動(dòng)支鏈包括連桿附9、連桿M18、連桿114，其中連桿附9的一端與機(jī)架4用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，連桿M18的一端與導(dǎo)桿1用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，連桿114的一端與滑動(dòng)平臺(tái)11用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。連桿附9、連桿M18、連桿114的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與連桿J15連接。本實(shí)施例的工作原理如下導(dǎo)桿1按設(shè)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律沿導(dǎo)軌2上下運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)第一運(yùn)動(dòng)支鏈的連桿B5、第二運(yùn)動(dòng)支鏈的連桿D7、第三運(yùn)動(dòng)支鏈的連桿L17、第四運(yùn)動(dòng)支鏈的連桿 M18運(yùn)動(dòng)，其中連桿B5和連桿D7通過連桿E8驅(qū)動(dòng)第一運(yùn)動(dòng)支鏈的連桿F9和第二運(yùn)動(dòng)支鏈的連桿G10，共同推動(dòng)滑動(dòng)平臺(tái)11 ；連桿L17和連桿M18通過連桿J15分別驅(qū)動(dòng)第三運(yùn)動(dòng)支鏈的連桿H13和第四運(yùn)動(dòng)支鏈的連桿114共同推動(dòng)滑動(dòng)平臺(tái)11。從而實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)平臺(tái)11 沿平臺(tái)導(dǎo)軌12進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)。由此，來自于一個(gè)導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)和力被分成四點(diǎn)傳遞于沖壓滑塊上，完成鍛壓工作。
權(quán)利要求
1.一種伺服壓力機(jī)的增力裝置，其特征在于包括機(jī)架G)、四支結(jié)構(gòu)相同的運(yùn)動(dòng)支鏈、滑動(dòng)平臺(tái)(11)、導(dǎo)桿(1)、連桿E(8)和連桿J(15)，其中第一運(yùn)動(dòng)支鏈和第二運(yùn)動(dòng)支鏈具有相同的安裝姿態(tài)并共同連接于連桿E (8)，第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈具有相同的安裝姿態(tài)并共同連接于連桿J(K)；每支運(yùn)動(dòng)支鏈中各連桿均采用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，所有轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線均互相平行；四支結(jié)構(gòu)相同的運(yùn)動(dòng)支鏈分別與機(jī)架G)、滑動(dòng)平臺(tái)(11)和導(dǎo)桿(1) 連接，構(gòu)成一個(gè)對(duì)稱機(jī)構(gòu)；所述的每支運(yùn)動(dòng)支鏈包括四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和三個(gè)連桿，所述的四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線互相平行；三個(gè)連桿的一端分別與機(jī)架G)、滑動(dòng)平臺(tái)(11)和導(dǎo)桿(1)通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，三個(gè)連桿的另一端則通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與連桿E(8)或連桿J(15)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服壓力機(jī)的增力裝置，其特征在于所述的第一運(yùn)動(dòng)支鏈中與導(dǎo)桿(1)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和第二運(yùn)動(dòng)支鏈與導(dǎo)桿(1)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線重合 O
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服壓力機(jī)的增力裝置，其特征在于所述的第一運(yùn)動(dòng)支鏈中與滑動(dòng)平臺(tái)(11)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和第二運(yùn)動(dòng)支鏈與滑動(dòng)平臺(tái)(11)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服壓力機(jī)的增力裝置，其特征在于所述的第一運(yùn)動(dòng)支鏈中與機(jī)架(4)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和第二運(yùn)動(dòng)支鏈與機(jī)架(4)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線重合 O
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服壓力機(jī)的增力裝置，其特征在于所述的第三運(yùn)動(dòng)支鏈中與導(dǎo)桿(1)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和第四運(yùn)動(dòng)支鏈與導(dǎo)桿(1)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線重合O
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服壓力機(jī)的增力裝置，其特征在于所述的第三運(yùn)動(dòng)支鏈中與滑動(dòng)平臺(tái)(11)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和第四運(yùn)動(dòng)支鏈與滑動(dòng)平臺(tái)(11)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服壓力機(jī)的增力裝置，其特征在于所述的第三運(yùn)動(dòng)支鏈中與機(jī)架(4)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和第四運(yùn)動(dòng)支鏈與機(jī)架(4)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線重合 ο
全文摘要
本發(fā)明公開了一種伺服壓力機(jī)的增力裝置，包括機(jī)架、四支結(jié)構(gòu)相同的運(yùn)動(dòng)支鏈、滑動(dòng)平臺(tái)、導(dǎo)桿和兩個(gè)連桿。該裝置采用四個(gè)相同的運(yùn)動(dòng)支鏈對(duì)稱布置，其中兩個(gè)支鏈共同連接于一個(gè)連桿，構(gòu)成對(duì)稱機(jī)構(gòu)的左側(cè)機(jī)構(gòu)；另兩個(gè)支鏈共同連接于一個(gè)連桿，構(gòu)成對(duì)稱機(jī)構(gòu)的右側(cè)機(jī)構(gòu)；每個(gè)支鏈都由三個(gè)連桿組成，其中一個(gè)連桿連接于導(dǎo)桿，一個(gè)連桿連接于滑動(dòng)平臺(tái)，一個(gè)連桿連接于機(jī)架。通過一個(gè)導(dǎo)桿輸入，可以得到四個(gè)支鏈在滑動(dòng)平臺(tái)的四點(diǎn)輸出。同時(shí)該裝置在滑動(dòng)平臺(tái)的某些位置有很大的增力效果，即在導(dǎo)桿施加一個(gè)較小的輸入力，在滑動(dòng)平臺(tái)處可以得到很大的輸出力。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，能夠很好解決現(xiàn)有伺服壓力機(jī)中無法實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)輸入四點(diǎn)輸出的問題。
文檔編號(hào)B21J9/18GK102513491SQ20111045158
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者吳生富, 喻寶林, 李建, 王建新, 高峰 申請(qǐng)人:一重集團(tuán)大連設(shè)計(jì)研究院有限公司, 中國(guó)第一重型機(jī)械股份公司