雙工位氣動衝壓的製造方法
2023-10-06 00:05:09
雙工位氣動衝壓的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種雙工位氣動衝壓機，由氣泵、二位四通閥、單軸向伸縮氣缸、兩套推桿機構和兩個衝頭組成，其中單軸向伸縮氣缸具有活塞杆和由活塞杆劃分的上腔室和下腔室，氣泵連接二位四通閥且二位四通閥的進氣口和抽氣口分別對應連接下腔室和上腔室，任一套所述推桿機構包括各自一端相鉸接的肘杆和恆增力槓桿，該肘杆的另一端鉸接於活塞杆，該恆増力槓桿的另一端固定且恆增力槓桿的中段處外接衝頭；活塞杆的力輸出方向與衝壓方向一致。應用本發明的衝壓機，利用肘杆和恆増力槓桿的角度和長度力放大效應，滿足了衝壓機對氣缸結構緊湊性的要求，同時增大了衝壓力，顯著提升了衝壓效果。
【專利說明】 雙工位氣動衝壓機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氣動驅動的雙工位衝壓機，尤其涉及一種衝頭輸出行程短且輸出力較大的雙工位衝壓機。
【背景技術】
[0002]衝壓技術是目前被廣泛應用的金屬壓力加工方法之一，它具有效率高、質量好、能量省、成本低的特點，廣泛適用於各種小型零部件的壓裝和裝配。出於環境保護的理念，現在氣動衝壓機克服液壓裝置汙染嚴重的不足而使用越來越廣泛。
[0003]一般情況下，衝壓機垂直輸出，實現對單個零件的衝壓。但實際生產中，很多零件需要進行批量生產，這種情況下如果能同時衝壓多個工件勢必會提高生產效率。常見雙工位衝壓機原理如圖1所示:壓縮氣體從二位四通閥2的左工位21進入氣缸中部13，推動兩個氣缸活塞11、12同時向左右移動，利用裝接在氣缸活塞外端的衝頭3同時對兩工位上的零件進行衝壓；此後壓縮空氣再由二位四通閥2的右工位22進入氣缸兩端部14，拉動兩個氣缸活塞並帶動衝頭3返回。
[0004]上述衝壓機雖然能夠實現對兩個零件同時加工，但是衝壓機常用於小型零件(板材)的壓裝過程，所以需要衝頭輸出的行程較短而力較大，而為了實現這個要求必然要以犧牲氣缸的體積為代價，造成衝壓設備整體佔空的龐大。
【發明內容】
[0005]鑑於上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提出一種雙工位氣壓衝壓機，解決衝壓壓力與氣缸體積的矛盾。
[0006]本發明的上述目的，其得以實現的技術解決方案是:雙工位氣動衝壓機，其特徵在於所述衝壓機由氣泵、二位四通閥、單軸向伸縮氣缸、兩套推桿機構和兩個衝頭組成，其中所述單軸向伸縮氣缸具有活塞杆和由活塞杆劃分的上腔室和下腔室，所述氣泵連接二位四通閥且二位四通閥的進氣口和抽氣口分別對應連接下腔室和上腔室，任一套所述推桿機構包括各自一端相鉸接的肘杆和恆増力槓桿，所述肘杆的另一端鉸接於活塞杆，所述恆増力槓桿的另一端固定且恆增力槓桿的中段處外接衝頭；活塞杆的力輸出方向與衝壓方向一致。
[0007]進一步地，所述恆増力槓桿自固定端至鉸接端的三分之一處外接衝頭。
[0008]進一步地，所述恆増力槓桿自固定端至鉸接端的二分之一處外接衝頭。
[0009]進一步地，所述單軸向伸縮氣缸的徑向形狀為圓形。
[0010]應用本發明的衝壓機，利用肘杆和恆増力槓桿的角度和長度力放大效應，滿足了衝壓機對氣缸結構緊湊性的要求，同時增大了衝壓力，顯著提升了衝壓效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是現有常見雙工位衝壓機的原理結構示意圖。
[0012]圖2是本發明雙工位氣動衝壓機的原理結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]本發明創新提出了一種雙工位氣壓衝壓機，解決氣動衝壓機衝壓壓力與氣缸體積的矛盾與難題。
[0014]如圖2所示,該雙工位氣動衝壓機，由氣泵(未圖示)、二位四通閥2、單軸向伸縮氣缸4、兩套推桿機構和兩個衝頭3組成，其中該單軸向伸縮氣缸具有活塞杆41和由活塞杆劃分的上腔室43和下腔室42。該氣泵連接二位四通閥2且二位四通閥的進氣口 21和抽氣口 22分別對應連接下腔室42和上腔室43。通過在下腔室42中充入或外排壓縮空氣使氣缸做功輸出工作力。為滿足雙工位作業的要求，該氣動衝壓機設有與活塞杆分別相連的兩套推桿機構及其相連接的衝頭，該任一套推桿機構包括各自一端通過鉸鏈副62相鉸接的肘杆51和恆増力槓桿52，肘杆51的另一端通過鉸鏈副61鉸接於活塞杆，而恆増力槓桿52的另一端可以固定於地面或其它設備支架上。並且上述衝頭3外接於該恆增力槓桿的中段處，活塞杆的力輸出方向與衝壓方向一致。
[0015]作為可選的實施方案，上述單軸向伸縮氣缸的徑向形狀為圓形。當然本發明在實際應用中不限於此，可以是任何徑向形狀，只需滿足氣缸的上、下腔室能相隔、密封。
[0016]圖2所示實施例的氣動衝壓機在實際工作時，氣泵中的壓縮空氣從二位四通閥的左工位進入氣缸的下腔室，推動活塞杆向上運動，活塞杆同時推動兩邊肘杆運動，隨著活塞杆的逐步上升，活塞杆的力輸出方向與肘杆的夾角Ct逐漸減小且恆増力槓桿與肘杆相鉸接的一端向衝壓方向位移頂出，利用角度效應將兩個恆增力(以下簡稱槓桿)槓桿轉動的力放大，並在連杆的作用下進一步帶動衝頭對兩個工位上的零件進行衝壓。
[0017]以下便通過建立力學模型的方式，來進一步分析圖1和圖2所示兩種雙工位衝壓機的衝壓性能。
[0018]首先，圖1所示的常用雙工位衝壓機的理論輸出力和實際輸出力的計算公式分別
7T D ~ ?TC D _ π
為:K.F10式中，Flt為衝頭理論衝壓力；F1為衝
4⑴、4(2)。
頭實際衝壓力；D為活塞直徑；p為壓縮空氣壓力；H1為活塞杆傳遞效率，常取0.97。
[0019]其次，圖2所示的本發明雙工位衝壓機優選實施例的理論輸出力和實際輸出力的計算公式分別為:
? π D1P / 丨π?1 P / 丨
[0020]Flt =~F2o - Q , , / , ,Wh式中，
8 I2 tan a(3)8 I2 tan(a + i/?)(4)
F2t為衝頭理論衝壓力；F2。為衝頭實際衝壓力；I1為槓桿主動臂長度；I2為槓桿被動臂長度；
9 」 f'
α為活塞杆力輸出方向與肘杆間夾角；φ為鉸鏈副的當量摩擦角；P = arcsin^^ (I為兩鉸鏈間中心距；1"為鉸鏈軸的半徑；f為鉸鏈軸與孔間的摩擦係數)；H2為槓桿效率，常取
0.97 ； η 3為肘杆效率，常取0.9。
[0021]通過計算比較，在相同的空氣壓力下，如取槓桿主動臂長度與被動臂長度的比為I1Zl2 = 3:1, α = 6° ;則圖2所示衝壓機的理論衝壓力為圖1所示衝壓機的14倍多，而即使實際增力效果也有10倍之多。當然I1Zl2 = 2:1或其它比例也是可以的，可見本創作的該氣動衝壓機具有較大範圍的輸出力可調節性。
[0022]由此可見，本發明的衝壓機利用肘杆和恆増力槓桿的角度和長度力放大效應，滿足了衝壓機對氣缸結構緊湊性的要求，僅使用一個氣缸作為力輸入源，在不增加氣缸尺寸的條件下，在一定的行程中，能夠顯著提升輸出的衝壓力幅度，更有利於工件的衝壓效果。
[0023]除上述實施例外，本發明還可以有其它實施方式，凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明所要求保護的範圍之內。
【權利要求】
1.雙工位氣動衝壓機，其特徵在於所述衝壓機由氣泵、二位四通閥、單軸向伸縮氣缸、兩套推桿機構和兩個衝頭組成，其中所述單軸向伸縮氣缸具有活塞杆和由活塞杆劃分的上腔室和下腔室，所述氣泵連接二位四通閥且二位四通閥的進氣口和抽氣口分別對應連接下腔室和上腔室，任一套所述推桿機構包括各自一端相鉸接的肘杆和恆増力槓桿，所述肘杆的另一端鉸接於活塞杆，所述恆増力槓桿的另一端固定且恆增力槓桿的中段處外接衝頭；活塞杆的力輸出方向與衝壓方向一致。
2.根據權利要求1所述雙工位氣動衝壓機，其特徵在於:所述恆増力槓桿自固定端至鉸接端的三分之一處外接衝頭。
3.根據權利要求1所述雙工位氣動衝壓機，其特徵在於:所述恆増力槓桿自固定端至鉸接端的二分之一處外接衝頭。
4.根據權利要求1所述雙工位氣動衝壓機，其特徵在於:所述單軸向伸縮氣缸的徑向形狀為圓形。
【文檔編號】B30B1/16GK104163000SQ201410207106
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】鹿霖, 溫貽芳, 鍾康民, 陳歆 申請人:蘇州工業職業技術學院