曲杠杆力放大直线驱动冲压机

摘要

本发明公开了一种曲杠杆力放大直线驱动冲压机，包括中空底座，设于中空底座内部并沿水平方向做直线往复运动的驱动部件，一端通过铰接件一与驱动部件输出端的输出冲头连接的曲杠杆，以及通过铰接件二与曲杠杆另一端连接的冲压冲头，在驱动部件正上方设有曲杠杆支点，且在中空底座的上表面设有供曲杠杆上下摆动的通孔，同时在冲压冲头一侧、曲杠杆支点下方设有供冲压冲头沿竖直方向做直线往复运动的纵向导向机构；其优点在于，在整个冲压过程中机体的重心降低，避免了现有技术中需要特别增加底座的重量以保持机床的稳定性，节约制造成本；并解决了现有技术上方水平机架部容易左右晃动，易造成冲压精确度低、稳定性差的缺点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲压机，尤其是涉及一种曲杠杆力放大直线驱动冲压 机。

背景技术

目前冲压机广泛应用于电子、通讯、电脑、家用电器、家具、交通工具、 （汽车、摩托车、自行车）五金零部件等冲压及成型，同时随着经济的快速 发展及人们生活水平的提高，对冲压机提出了更多的要求。传统的冲压机主 要包括手动式冲压机、机械式冲压机、液压式冲压机以及气动式冲压机，然 而手动式冲压机的工作效率低，压力小，适合小孔，纸张皮革等手工加工； 机械式冲压机，通过机械传动，高速、效率高且吨位大，但是噪声大、频率 较低，且一般重心较高，不容易固定；液压式冲压机，通过液压传动，速度 比机械式冲压机慢，吨位大，且价格比机械式冲压机便宜，但是其污染大； 气动式冲压机的稳定性差。

现有技术中公开了一种机械式冲压机，发明名称为冲压机械，授权公告 号为CN101722665B，该冲压机械具有装载冲压驱动机构的冲压机架，所 述冲压机架由以下部件构成：沿着地板在水平方向上延伸的下方水平机架 部；位于该下方水平机架部的上方且在与下方水平机架部相同的方向上延伸 的上方水平机架部；以及将这些下方水平机架部和上方水平机架部的至少一 端之间上下连结的柱部，所述冲压驱动机构装载在上方水平机架部上，该冲 压驱动机构具有：曲柄部件，该曲柄部件以能够绕着作为水平的转动轴心的 支点自由转动的方式支承在所述上方水平机架部上，且具有分别作为水平的 转动轴心的力点和作用点；进退部件，该进退部件借助进退驱动机构而在水 平方向上进退，并与所述力点转动自由地连结，所述进退部件与所述支点相 比配置在下方，能够将机体的重心抑制得较低，但是由于该发明是将冲压驱 动机构装载在所述上方水平机架部上，所以整个机体的重心仍然偏高，且由 于上方水平机架部通过柱部与下方水平机架部连接，在机械冲压过程中，随 着曲柄部件的转动，上方水平机架部容易左右晃动，从而造成冲压精确度低、 稳定性差；同时在整个机械冲压过程中，由于压头始终低于进退部件，同样 也造成了上方水平机架部在竖直方向的稳定性差，从而影响冲压的精确度， 通常采用增加下方水平机架部的重量来维持冲压精确度及稳定性，但是此种 方法易造成冲压机制造成本的增加。

直线电机具有反应速度快、灵敏度高、运动噪声低等优点，它是一种将 电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置， 直线电机与旋转电机相比，主要有如下几个特点：一是结构简单，由于直线 电机不需要把旋转运动变成直线运动的附加装置，因而使得系统本身的结构 大为简化，重量和体积大大地下降；二是定位精度高，在需要直线运动的地 方，直线电机可以实现直接传动，因而可以消除中间环节所带来的各种定位 误差，故定位精度高，如采用微机控制，则还可以大大地提高整个系统的定 位精度；三是反应速度快、灵敏度高，随动性好。直线电机容易做到其动子 用磁悬浮支撑，因而使得动子和定子之间始终保持一定的空气隙而不接触， 这就消除了定、动子间的接触摩擦阻力，因而大大地提高了系统的灵敏度、 快速性和随动性；四是工作安全可靠、寿命长。直线电机可以实现无接触传 递力，机械摩擦损耗几乎为零，所以故障少，免维修，因而工作安全可靠、 寿命长，显然直线电机在直线运动领域具有更广阔的应用和发展前景。

发明内容

本发明目的是：提供一种不仅结构简单，重心低、稳定性好且节约制造 成本的曲杠杆力放大直线驱动冲压机。

本发明的技术方案是：一种曲杠杆力放大直线驱动冲压机，包括中空底 座，设于所述中空底座内部并沿水平方向做直线往复运动的驱动部件，一端 通过铰接件一与所述驱动部件输出端的输出冲头连接的曲杠杆，以及通过铰 接件二与所述曲杠杆另一端连接的冲压冲头，在所述驱动部件正上方设有曲 杠杆支点，且在所述中空底座的上表面设有供所述曲杠杆上下摆动的通孔， 同时在所述冲压冲头一侧、所述曲杠杆支点下方设有供所述冲压冲头沿竖直 方向做直线往复运动的纵向导向机构。

优选地，在整个冲压过程中，所述冲压冲头位于所述曲杠杆支点和所述 驱动部件之间，解决了现有技术中竖直方向的稳定性差的缺点，从而进一步 提高冲压过程的稳定性。

优选地，在所述中空底座上表面上设有支点圆柱，且所述曲杠杆支点设 于该支点圆柱顶端。

优选地，所述纵向导向机构包括横梁，以及设于所述横梁上并供所述冲 压冲头沿竖直方向做直线往复运动的导向孔，所述横梁设于所述支点圆柱 上、并与所述支点圆柱垂直连接。

优选地，所述中空底座主要由左端盖和右端盖拼接而成，且所述通孔设 于所述左端盖的上端面和所述右端盖的上端面的连接处。

优选地，所述左端盖的上端面为冲压工作台面，且该冲压工作台面的厚 度高于所述左端盖的下端面及所述右端盖的厚度，所述冲压工作台面和所述 中空底座一体设计，进一步节约了曲杠杆力放大直线驱动冲压机的制造成 本。

优选地，所述驱动部件为直线电机，且在所述直线电机的两端引出正向 行程开关和反向行程开关，正向开关控制直线电机带动输出冲头向右运动， 反向开关控制直线电机带动输出冲头向左运动。

优选地，在初始位置时，所述曲杠杆的动力臂是阻力臂的3倍，在冲压 过程中，动力臂与阻力臂的比会发生微小变动，此处近似认为冲压冲头的冲 击力是输出冲头冲击力的3倍。

本发明的冲压过程及受力分析如下：

（1）本发明在非运行状态时，直线电机不通电，输出冲头处于左端的 极限位置，冲压冲头处于最高点；

（2）当正向开关按下时，直线电机对输出冲头的作用力为F₁，输出冲 头将以较大的加速度向右运动，从而推动铰杆一向右，通过曲杠杆把力放大 传动到冲压冲头，冲压冲头向下运动速度越来越大，产生冲击力，以整体动 能转化为对工件的冲量，完成冲压冲头对工件的加工，且该过程中，冲压冲 头冲力F_冲力=3*直线电机驱动力F₁。

（3）当反向开关按下时，直线电机对输出冲头的作用力为F₂，输出冲 头将以较大的加速度向左运动，从而拉动铰杆一向左，通过曲杠杆把力放大 传动到冲压冲头，冲压冲头向上加速运动，运动停止后，切断电源，直线电 机处于行程最左端，在该过程中，冲压冲头回复力F_回复力=3*直线电机驱动力 F₂。

本发明的优点是：

1.本发明的曲杠杆力放大直线驱动冲压机，将沿水平方向做直线往复 运动的驱动部件直接放置于中空底座内部，不仅结构简单，而且保证了在整 个冲压过程中机体的重心降低，并解决了现有技术中上方水平机架部容易左 右晃动，易造成冲压精确度低、稳定性差的缺点，同时不需要通过加重底座 来降低重心以保证冲压稳定，节约了曲杠杆力放大直线驱动冲压机的制造成 本；

2.本发明的曲杠杆力放大直线驱动冲压机，在整个冲压过程中，所述 冲压冲头在所述曲杠杆支点和所述驱动部件之间沿竖直方向做直线往复运 动，解决了现有技术中竖直方向的稳定性差的缺点，从而进一步提高冲压过 程的稳定性；

3.本发明的曲杠杆力放大直线驱动冲压机将直线电机作为驱动元件， 并与曲杠杆组合，克服了机械式冲压机噪声大、液压式冲压机易污染的缺点， 同时性能更加稳定，且具有明显的力放大效果，并且可以通过修改曲杠杆动 力臂和阻力臂的比值以满足不同加工的需求。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明非运行状态时的结构剖视图；

图2为本发明正向开关按下时的结构剖视图；

图3为本发明反向开关按下时的结构剖视图；

其中：1中空底座，1a左端盖，1a1冲压工作台面，1b右端盖，2直线 电机，3铰接件一，4输出冲头，5曲杠杆，6铰接件二，7冲压冲头，8曲 杠杆支点，9支点圆柱，10通孔，11横梁，12导向孔。

具体实施方式

实施例：参照图1、2、3所示，一种曲杠杆力放大直线驱动冲压机，包 括中空底座1，设于中空底座1内部并沿水平方向做直线往复运动的直线电 机2，一端通过铰接件一3与直线电机2输出端的输出冲头4连接的曲杠杆 5，以及通过铰接件二6与曲杠杆5另一端连接的冲压冲头7，在直线电机2 正上方设有曲杠杆支点8，在中空底座1上表面上设有支点圆柱9，该曲杠 杆支点8设于该支点圆柱9顶端，且在中空底座1的上表面设有供曲杠杆5 上下摆动的通孔10，同时在冲压冲头7一侧、曲杠杆支点8下方设有供冲压 冲头7沿竖直方向做直线往复运动的纵向导向机构，在整个冲压过程中，冲 压冲头7位于曲杠杆支点8和直线电机2之间，且发明铰接件一3和铰接件 二6均采用铰接杆。

本发明的纵向导向机构包括横梁11，以及设于横梁11上并供冲压冲头 7沿竖直方向做直线往复运动的导向孔12，横梁11设于支点圆柱9上、并 与支点圆柱9垂直连接。

本发明的中空底座1主要由左端盖1a和右端盖1b拼接而成，且通孔 10设于左端盖1a的上端面和右端盖1b的上端面的连接处，左端盖1a的上 端面为冲压工作台面1a1，且该冲压工作台面1a1的厚度高于左端盖1a的下 端面及右端盖1b的厚度。

本发明在直线电机2的两端引出正向行程开关（图上未画出）和反向行 程开关（图上未画出），正向开关控制直线电机2带动输出冲头4向右运动， 反向开关控制直线电机2带动输出冲头4向左运动，在初始位置时，曲杠杆 5的动力臂是阻力臂的3倍，在冲压过程中，动力臂与阻力臂的比会发生微 小变动，此处近似认为冲压冲头7的冲击力是输出冲头4冲击力的3倍。

本发明的冲压过程及受力分析如下：

（1）本发明在非运行状态时，直线电机2不通电，输出冲头4处于左 端的极限位置，冲压冲头7处于最高点；

（2）当正向开关按下时，直线电机2对输出冲头4的作用力为F₁，输 出冲头4将以较大的加速度向右运动，从而推动铰杆一3向右，通过曲杠杆 5把力放大传动到冲压冲头7，冲压冲头7向下运动速度越来越大，产生冲 击力，以整体动能转化为对工件的冲量，完成冲压冲头7对工件的加工，且 该过程中，冲压冲头7冲力F_冲力=3*直线电机2驱动力F₁。

（3）当反向开关按下时，直线电机2对输出冲头4的作用力为F₂，输 出冲头4将以较大的加速度向左运动，从而拉动铰杆一3向左，通过曲杠杆 5把力放大传动到冲压冲头7，冲压冲头7向上加速运动，运动停止后，切 断电源，直线电机2处于行程最左端，在该过程中，冲压冲头7回复力 F_回复力=3*直线电机2驱动力F₂。

当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉 此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的 保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在 本发明的保护范围之内。