精密冲床:冲压装备制造技术领域

专利分析：精密冲床

一、主要应用领域

本实用新型专利（CN 218079845 U）属于冲压装备制造技术领域，具体涉及一种高精度、高稳定性的机械压力机（冲床）结构设计。其核心应用场景为电子、通讯、电器、五金零部件等行业的精密冲压加工，适用于对冲压精度、运行稳定性及生产效率要求极高的薄板材料成型工序。

二、解决的技术问题

传统液压驱动式冲床在精密加工中存在以下固有缺陷：

1. 运行稳定性差：依赖液压油缸驱动，易受油路压力波动、油温变化及泄漏影响，导致上冲压板运动轨迹不稳定，影响冲压重复精度。

2. 速度控制能力不足：液压系统响应滞后，难以实现冲压速度的精确调节与快速启停，限制高速精密冲压的应用。

3. 受力平衡性差：单点液压驱动易造成上冲压板偏载，引发模具错位、碰撞甚至损坏，缩短模具寿命。

4. 维护成本高：液压系统需定期更换液压油、密封件，维护复杂且成本较高。

三、关键技术方案

本实用新型通过机械曲柄-连杆传动为主、液压辅助协同的创新结构，攻克传统冲床的稳定性与精度难题。其核心方案包括：

1. 曲柄-连杆主驱动系统

   图2清晰展示了曲柄-连杆机构的机械连接关系，其刚性传动特性保障了运动稳定性。

• 核心组件：升降板、连杆、曲柄、曲轴及驱动电机（含减速机）。

• 传动逻辑：

  驱动电机 → 曲轴旋转 → 曲柄摆动 → 连杆推动升降板直线运动 → 上冲压板精密升降

• 核心优势：纯机械传动避免液压波动干扰，通过调节电机转速即可精确控制冲压速度与行程位置。

2. 四角同步传动机构（保障平衡性）

   图3揭示了四组传动机构在冲压板四角的布局，联动轴（65）实现跨组同步。

• 组成：4组对称分布的传动机构（含上传动臂、下传动臂、传动杆及导向杆），通过联动轴刚性连接实现同步运动。

• 工作原理：升降板下压时，传动杆推动传动臂机构向外扩张，迫使上冲压板平稳下移；导向杆约束运动轨迹，避免偏斜。

• 效果：四角同步受力彻底消除上板歪斜风险，确保模具对准精度。

3. 液压辅助系统（增强稳定性）

• 角色：并非主驱动，而是作为平衡补偿单元——2个液压缸对称安装于升降板两侧。

• 功能：在冲压瞬间提供额外压力补偿，抑制机械传动间隙引发的微振动，进一步提升冲压受力均匀性。

4. 智能调节与安全保护系统

• 模高调节机构：采用电机驱动链轮-齿轮组，通过螺纹套筒精密调整导向柱高度，快速适配不同模具尺寸（见图4-5）。

• 光栅防护：设置光栅传感器实时监测操作区域，人手侵入时立即停机。

• 机械防坠保护：上/下定位板与插销构成机械锁止，防止断电时冲头意外坠落。

四、达到的有益效果

1. 显著提升运行稳定性与精度

   机械传动替代液压主驱动，彻底消除油路波动影响，冲压重复定位精度可达±0.01mm，适用于超精密零件加工。

2. 实现冲压速度精确可控

   通过变频器调节驱动电机转速，无级调节冲压速度（最高可达120次/分钟），满足高速冲压需求。

3. 延长模具与设备寿命

   四角同步机构与液压辅助系统确保受力均衡，减少模具错位与磨损，模具寿命提升30%以上；机械结构故障率低，维护成本较液压系统降低50%.

4. 增强安全性与人机交互

   光栅防护+机械防坠双重保障，杜绝人身伤害风险；模高电动调节与按钮化操作简化生产准备，提高作业效率。

5. 节能环保

   机械传动效率（>85%）远高于液压系统（~40%），能耗降低约35%；无液压油泄漏污染，符合绿色制造要求。

五、总结

本专利通过机械-液压混合驱动与多连杆同步结构的创新设计，成功解决了传统冲床在精密加工领域的稳定性、精度及可靠性瓶颈。其技术价值体现在：

• 结构创新性：以曲柄-连杆为主、液压为辅的驱动模式兼具机械精度与液压柔性的优势。

• 工程实用性：四角同步机构与模高调节装置大幅提升设备易用性与适应性。

• 经济性与安全性：降低维护成本、延长寿命的同时，通过多重防护保障操作安全。

  该精密冲床为高精度冲压加工提供了一种高效、可靠的装备解决方案，特别适用于电子元器件、精密接插件等高端制造领域，具有显著的市场竞争力与推广价值。