一种多连杆高速冲床的制作方法

1.本发明涉及冲床技术领域，特别涉及一种可以调节行程的多连杆高速冲床。


背景技术：

2.多连杆高速冲床相比普通高速冲床，可以通过改变连杆长度和倾斜角来得到不同的主滑块特性曲线，多连杆高速冲床在下死点位移比较平缓的特性曲线，有利于拉深、压印等工序，比较急促的特性曲线有利于冲裁、剪切等工序，在申请号为201620099731.0的中国发明专利上公开了一种多连杆式冲床机构，主要由曲轴、连杆、连接组件、固定轴、活动套、传动杆、压力块和压力块上的连接孔组成，所述曲轴上间隙设置有多个连杆，所述连杆的一端对称连接有连接组件，所述固定轴穿设在连接组件上，所述传动杆的一端通过活动套套设在固定轴上，所述传动杆的另一端通过连接孔活动连接在压力块上；所述连接组件主要是由对称设置的连接片和设置在连接片两端的销钉孔组成。曲轴受力均匀，冲压速度快，冲压精度高，在提高生产效率的同时，降低了生产成本，提高经济效益。
3.这类多连杆式冲床机构无法调节行程，都是需要通过更换曲轴或连杆来实现，不能很好的满足客户多套模具、多种冲压工艺的需求。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术的不足，本发明提供一种多连杆高速冲床，调整块通过蜗轮蜗杆机构可以上下移动，从而改变高速冲床的行程。
5.为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种多连杆高速冲床，包括滑块、调整块、连杆机构、平衡机构，所述滑块通过连杆机构与曲轴传动连接，所述调整块与连杆机构连接，所述调整块只有上下移动的自由度，所述调整块与冲床机架之间设置有调节调整块位置的蜗轮蜗杆机构，通过调节调整块的上下位置来改变滑块的行程。
6.其中，所述连杆机构包括杠杆组件和两组对称设置在杠杆组件两侧的连杆组件，所述连杆组件包括依次首尾相接的第一连杆、第二连杆、第三连杆，所述第一连杆的首端与冲床机架枢接，所述第三连杆与滑块连接且只有上下移动的自由度。
7.其中，所述杠杆组件包括主连杆、第一杠杆、第二杠杆、第一支撑杆和第二支撑杆，所述主连杆的中部与曲轴传动连接，所述第一杠杆和第二杠杆对称设置在调整块下方，所述第一杠杆、第二杠杆各自的一端共同枢接在调整块上以形成杠杆组件的支点，所述第一杠杆、第二杠杆各自的另一端分别与两组连杆组件中第一连杆和第二连杆的连接节点枢接，所述第一支撑杆、第二支撑杆各自的一端分别与第一杠杆中部、第二杠杆中部枢接，所述第一支撑杆、第二支撑杆各自的另一端分别枢接在主连杆的两端，所述曲轴带动主连杆上下移动，所述主连杆通过第一支撑杆、第二支撑杆分别带动第一杠杆、第二杠杆各自的下端摆动，以带动连杆组件动作。
8.其中，所述平衡机构与连杆组件的第二连杆、第三连杆之间的连接节点连接，以平衡滑块、调整块及连杆机构工作时的惯性力。
9.在上述技术方案中，所述平衡机构包括两组对称设置在连杆机构两侧的平衡组件，所述平衡组件包括平衡块、平衡杠杆、平衡支杆，所述平衡杠杆的一端与其中一个连接组件中的第二连杆、第二连杆之间的节点枢接，所述平衡杠杆的另一端与平衡块枢接；所述平衡支杆位于平衡杠杆的下方，所述平衡支杆的一端与平衡杠杆中部的枢接，所述平衡支杆的另一端与冲床机架枢接。
10.在上述技术方案中，所述平衡块斜上方依次连接有第一限位连杆和第二限位连杆，所述第一限位连杆与冲床机架枢接，所述第二限位连杆与平衡块枢接；所述第二限位连杆、平衡杠杆枢接在平衡块同一侧，所述平衡块通过第一限位连杆和第二限位连杆的牵引位于平衡杠杆斜上方。
11.在上述技术方案中，所述第一杠杆和第二杠杆的长度相同，所述第一杠杆的长度大于调整块与第一连杆之间的最短距离。
12.在上述技术方案中，所述第三连杆垂直设置在滑块上端，所述第三连杆尾端与滑块固定连接。
13.在上述技术方案中，所述第一支撑杆、第二支撑杆和主连杆的长度相同，所述第一支撑杆的长度为第一杠杆的一半，所述第一支撑杆、第二支撑杆各自的一端分别与第一杠杆的几何中心、第二杠杆的几何中心枢接，所述主连杆、第一支撑杆、第一杠杆的一部分、第二杠杆的一部分、第二支撑杆依次围设成一个等边的五边形。
14.在上述技术方案中，所述蜗轮蜗杆机构包括涡轮、蜗杆和调整螺杆，所述调整螺杆可转动的设置在冲床机架与调整块之间，所述调整螺杆设置有球头部和螺杆部，所述球头部的球头通过球碗与球臼装配在冲床机架的安装孔内，所述球臼通过螺母锁紧在安装孔处；所述蜗轮蜗杆机构的涡轮套设在调整螺杆的螺杆部上，所述蜗轮蜗杆机构的涡轮可带动调整螺杆相对调整块自转。
15.在上述技术方案中，所述球臼通过螺纹安装在冲床机架的安装孔内，所述螺母通过螺纹安装在球臼下部，所述螺母上端面抵靠于安装孔孔缘，所述球臼通过螺母紧固在机架上。
16.在上述技术方案中，所述球臼的轴心处设置有贯穿球臼的避位孔，所述避位孔通向臼面，所述球头部下端从避位孔内穿过。
17.在上述技术方案中，所述涡轮与螺杆部之间设置有滑键，所述螺杆部外壁沿轴向设置有键槽，所述滑键嵌设在键槽内，所述涡轮内壁设置有滑槽，所述滑键位于滑槽内并可以沿滑槽移动，所述涡轮通过滑键带动调整螺杆自转。
18.本发明有益效果在于，本发明结构合理、设计新颖、实用性强，调整块通过蜗轮蜗杆机构可以上下移动，从而改变高速冲床的行程，不需要更换曲轴和连杆，满足客户多套磨具、多种冲压工艺的需求；两个平衡块左右对称布置形成全过程压力式动平衡机构，可以实现较好的动平衡效果，平衡机构及连杆机构左右对称，所有连杆的惯性力在左右方向可以抵消，使得冲床在高速运转中对冲抵消，实现理想的动平衡状态；滑块的运动特性曲线在下死点附近更为平滑，滑块在下死点附近的惯性力更小，实现精密的高速冲压。
附图说明
19.图1是本发明的结构简图。
20.图2是调整块与涡轮蜗杆机构的结构示意图。
21.图中：1、滑块； 2、调整块；3、平衡块；31、平衡杠杆；32、平衡支杆；33、第一限位连杆；34、第二限位连杆；41、第一连杆；42、第二连杆；43、第三连杆；51、第一杠杆；52、第二杠杆；53、第一支撑杆；54、第二支撑杆；55、主连杆；6、调整螺杆；61、螺杆部；611、键槽；612、滑键；62、球头部；63、球头；81、球碗；82、半球面；83、球臼；84、臼面；85、避位孔；86、螺母；9、蜗轮蜗杆机构；91、蜗杆；92、涡轮；93、滑槽；100、曲轴；101、机架；102、安装孔。
具体实施方式
22.参照附图介绍本发明的具体实施方式。
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本发明揭露的技术内容的基础上进行的一些设计、制造或者生产等改动只是常规的技术手段，不应当理解为本发明公开的内容不充分。
24.在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本发明所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
25.除非另作定义，本发明所涉及的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明所涉及的“一”、“一个”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本发明所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本发明所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本发明所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。本发明所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
26.如图1所示，图中为多连杆高速冲床的结构简图，调整块2位于滑块1的正上方，连杆机构和平衡机构对称设置在调整块2两侧。
27.如图1-2所示，一种多连杆高速冲床，包括滑块1、调整块2、连杆机构、平衡机构，滑块1通过连杆机构与曲轴100传动连接，调整块2与连杆机构连接，调整块2只有上下移动的自由度，调整块2与冲床机架101之间设置有调节调整块2位置的蜗轮蜗杆机构，通过调节调整块2的上下位置来改变滑块1的行程。
28.连杆机构包括杠杆组件和两组对称设置在杠杆组件两侧的连杆组件，连杆组件包
括依次首尾相接的第一连杆41、第二连杆42、第三连杆43，第一连杆41的首端与冲床机架枢接，第三连杆43垂直设置在滑块1上端，第三连杆43尾端与滑块1固定连接。第三连杆43与滑块1连接且只有上下移动的自由度，机架设置供第三连杆43穿设的滑套，在滑套的限制下，第三连杆43只能沿竖直方向上下移动，第一连杆41和第二连杆42可以左右摆动，第一连杆41和第二连杆42之间的节点往远离调整块2的外侧方向移动时，第一连杆41和第二连杆42会拉动第三连杆43上移；第一连杆41和第二连杆42之间的节点往靠近调整块2的内侧方向移动时，第一连杆41和第二连杆42会推动第三连杆43下移；从而实现滑块1的上、下移动。
29.杠杆组件包括第一杠杆51、第二杠杆52、第一支撑杆53、第二支撑杆54和主连杆55，所连杆55的中部与曲轴100传动连接，曲轴100作偏心设计，主连杆55的中部可以通过连接杆直接安装在曲轴100的偏心处，通过曲轴100带动连接杆上下移动，从而带动主连杆55上下移动，第一杠杆51和第二杠杆52对称设置在调整块2下方，第一杠杆51、第二杠杆52各自的一端共同枢接在调整块2上以形成杠杆组件的支点，第一杠杆51、第二杠杆52各自的另一端分别与两组连杆组件中第一连杆41和第二连杆42的连接节点枢接，第一支撑杆53、第二支撑杆54各自的一端分别与第一杠杆51中部、第二杠杆52中部枢接，第一支撑杆53、第二支撑杆54各自的另一端分别枢接在主连杆55的两端，曲轴100带动主连杆55上下移动，主连杆55通过第一支撑杆53、第二支撑杆54分别带动第一杠杆51、第二杠杆52各自的下端摆动，以带动连杆组件动作。
30.在冲床调模时，通过涡轮蜗杆机构带动调整块2上移时，带动第一杠杆51的上端点、第二杠杆52的上端点共同上移，使得第一杠杆51和第二杠杆52之间的夹角变小，第一杠杆51的下端点、第二杠杆52的下端点往主连杆55靠近，从而带动第一连杆41和第二连杆42之间的节点往靠近调整块2的内侧方向移动时，第一连杆41和第二连杆42之间的夹角变大，从而使第三连杆43、滑块1下移，使得滑块1行程的最高点下移，使得滑块1的行程变短。通过涡轮蜗杆机构带动调整块2下移时，第一杠杆51和第二杠杆52之间的夹角变大，第一连杆41和第二连杆42之间的节点往远离调整块2的外侧方向移动时，第一连杆41和第二连杆42之间的夹角变小，从而拉动第三连杆43、滑块1上移，使得滑块1行程的最高点上移，使得滑块1的行程变长，实现滑块1行程的调节。
31.曲轴100带动主连杆55下压时，第一杠杆51上端点、第二杠杆52上端点作为支点，主连杆55通过第一支撑杆53、第二支撑杆54分别拉动第一杠杆51、第二杠杆52，使得第一杠杆51下端点、第二杠杆52下端点会斜向下移动，从而带动第一连杆41和第二连杆42之间的节点往靠近调整块2的内侧方向移动，从而通过第三连杆43推动滑块1下移。曲轴100带动主连杆55上移时，第一杠杆51上端点、第二杠杆52上端点作为支点，第一杠杆51下端点、第二杠杆52下端点会斜向上移动，从而带动第一连杆41和第二连杆42之间的节点往远离调整块2的外侧方向移动，从而通过第三连杆43拉动滑块1上移。曲轴100带动主连杆55上下往复移动，从而带动滑块1上下往复移动。
32.冲床机架101上会设置限制调整块2沿竖直方向移动的轨道，使得调整块2通过涡轮蜗杆机构只能上下移动，调节作为支点的第一杠杆51上端点、第二杠杆52上端点的高度，从而调节第一杠杆51、第二杠杆52摆动的角度和倾斜角度，从而改变滑块的行程。
33.平衡机构与连杆组件的第二连杆42、第三连杆43之间的连接节点连接，以平衡滑块1、调整块2以及连杆机构工作时的惯性力。平衡块3左右布置，为全过程压力式动平衡机
构，可以实现更完美的动平衡效果，由于平衡块3的重力原因可以将运动副的间隙最小化，可以在消除滑块1惯性力的同时做到平稳可靠，同时平衡机构及连杆机构左右对称，所有连杆的惯性力在左右方向可以抵消，使得冲床在高速运转中对冲抵消，实现理想的动平衡状态。
34.平衡机构包括两组对称设置在连杆机构两侧的平衡组件，平衡组件包括平衡块3、平衡杠杆31、平衡支杆32，平衡杠杆31的一端与其中一个连接组件中的第二连杆42、第二连杆42之间的节点枢接，平衡杠杆31的另一端与平衡块3枢接；平衡支杆32位于平衡杠杆31的下方，平衡支杆32的一端与平衡杠杆31中部的枢接，平衡支杆32的另一端与冲床机架枢接。平衡杠杆31左右两端随着滑块1的上下移动而上下摆动。
35.平衡块3斜上方依次连接有第一限位连杆33和第二限位连杆34，第一限位连杆33与冲床机架枢接，第二限位连杆34与平衡块3枢接；第二限位连杆34、平衡杠杆31枢接在平衡块3同一侧，平衡块3通过第一限位连杆33和第二限位连杆34的牵引位于平衡杠杆31斜上方。
36.第一杠杆51和第二杠杆52的长度相同，第一杠杆51的长度大于调整块2与第一连杆41之间的最短距离。从而将第一连杆41、第二连杆42之间的连接节点顶向外侧，将第一连杆41、第二连杆42的连接节点优化在较好的位置，避免出现第一连杆41、第二连杆42、第三连杆43呈直线分布在竖直方向上。
37.第一支撑杆53、第二支撑杆54和主连杆55的长度相同，第一支撑杆53的长度为第一杠杆51的一半，第一支撑杆53、第二支撑杆54各自的一端分别与第一杠杆51的几何中心、第二杠杆52的几何中心枢接，主连杆55、第一支撑杆53、第一杠杆51的一部分、第二杠杆52的一部分、第二支撑杆54依次围设成一个等边的五边形。通过第一支撑杆53和第二支撑杆54使得主连杆55的作用力可以同时通过第一杠杆51和第二杠杆52分别作用在两组连杆组件上。
38.如图2所示，本实施方式提供其中一种蜗轮蜗杆机构的方案，本领域的技术人员可以联想到其他替代的方案来实现调整块2上下位置的调节，蜗轮蜗杆机构包括涡轮92、蜗杆91和调整螺杆6，调整螺杆6可转动的设置在机架101与调整块2之间，调整螺杆6一体设置有球头部62和螺杆部61，球头部62的球头63通过球碗81与球臼83装配在机架101的安装孔102内，球碗安装在安装孔内，球臼83通过螺母86锁紧在机架101上；蜗轮蜗杆机构9的涡轮92套设在调整螺杆6的螺杆部61上，蜗轮蜗杆机构9的涡轮92可带动调整螺杆6相对调整块2自转，以实现调模的功能。机架101通过球碗81、球臼83与调整螺杆6活动连接，球头部62的球头63设置在球碗81的半球面82与球臼83的臼面84之间。
39.安装孔102为圆孔，安装孔102内壁设置有内螺纹，球臼83设置有外螺纹，球臼83通过螺纹安装在机架101的安装孔102内，螺母86通过螺纹安装在球臼83下部，螺母86上端面抵靠于机架101安装孔102的孔缘处，球臼83通过螺母86紧固在机架101上，通过螺母86起到防松的作用。需要调整球头63与球碗81、球臼83之间距离时，松开螺母86，旋进球臼83调整到合理间隙，再锁紧螺母86即可，整个调整过程在冲床上即可完成，可以很便利的恢复球头63与球碗81之间的间隙。
40.球臼83的轴心处设置有贯穿球臼83的避位孔85，避位孔85通向臼面84，球头部62下端从避位孔85内穿过。避位孔85上小下大呈喇叭状，避位孔85的孔径大球头63下端的外
径很多，从而使得调整螺杆6以球头63的球心为中心摆动一定的角度，方便调节调整块2。
41.涡轮92与螺杆部61之间设置有滑键612，螺杆部61外壁沿轴向设置有键槽611，滑键612嵌设在键槽611内，涡轮92内壁设置有滑槽93，滑键612位于滑槽93内并可以沿滑槽93移动，涡轮92通过滑键612带动调整螺杆6自转。在调节调整块2的位置时，调整螺杆6相对调整块2转动，滑键612在滑槽93内向上或向下滑动。
42.调模时，冲床的电机带动蜗杆91，蜗杆91带动涡轮92转动，涡轮92通过滑键612带动调整螺杆6相对转动，使得调整螺杆6旋进或旋出调整块2，从而调节调整块2的高度。调整块2通过蜗轮蜗杆机构9可以上下移动，从而改变高速冲床的行程，不需要更换曲轴100和连杆，满足客户多套磨具、多种冲压工艺的需求。
43.传统的动平衡为上下对称的惯性力消除式，传统的动平衡机构需要通过连杆与曲轴100之间的运动副传递力，然后统一在曲轴100上消除由于滑块1惯性力而引起的不平衡力。本发明平衡块3左右布置，为全过程压力式动平衡机构，可以实现更完美的动平衡效果，由于平衡块3的重力原因可以将运动副的间隙最小化，可以在消除滑块1惯性力的同时做到平稳可靠，同时平衡机构及连杆机构左右对称，所有连杆的惯性力在左右方向可以抵消，使得冲床在高速运转中对冲抵消，实现理想的动平衡状态。
44.本发明结构合理、设计新颖、实用性强，调整块2通过蜗轮蜗杆机构9可以上下移动，从而改变高速冲床的行程，不需要更换曲轴100和连杆，满足客户多套磨具、多种冲压工艺的需求；两个平衡块3左右布置形成全过程压力式动平衡机构，可以实现较好的动平衡效果，平衡机构及连杆机构左右对称，所有连杆的惯性力在左右方向可以抵消，使得冲床在高速运转中对冲抵消，实现理想的动平衡状态；滑块1的运动特性曲线在下死点附近更为平滑，滑块1在下死点附近的惯性力更小，实现精密的高速冲压。
45.以上并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质，对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。