專利名稱：壓床的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種例如用于金屬板加工的壓床，更具體地說，本發(fā)明涉及一種結構簡單并能進行要求精確位置控制的固定行程壓制操作的壓床。
圖6幫助解釋普通的“杜氏(Do-zuki)壓制操作”。在圖6中，附圖標記31代表工作臺，在所述工作臺上方，壓床的滑塊32在液壓缸的驅動下垂直地壓制工件33。
在這種配置下，為了準確地將工件33壓到厚度t，厚度等于t的突起35從工作面34向下被設置在滑塊32的下端。
當具有上述結構的滑塊32向下操作時，工作表面34可以對工件33執(zhí)行所希望的操作，由于滑塊32的突起35和工作臺31接觸，工件33的厚度t可以被精確地保持，導致沒有出現尺寸波動的壓制操作。因此改善了工作精度。
雖然采用固定行程壓制操作，壓制工作的精度可以被改善，如圖6所示的壓制操作具有下述問題。也就是不僅滑塊32猛烈地撞擊工件33，而且滑塊32的突起35也猛烈的撞擊工作臺31，產生沖擊噪音。在涉及滑塊高頻往復運動的高速壓制操作期間，產生巨大的噪音。
以前一直通常使用電動壓床進行固定行程操作，由于它能有效地阻止使用液壓壓床時的所謂的杜氏(Do-zuki)壓制操作中所產生的噪音，這種壓床被廣泛地使用。
圖7是普通類型的電動壓床的縱向斷面圖， 日本專利申請平成6(1994)-218591介紹了這種電動壓床。
在圖7中，附圖標記41代表位于頂部機架44內的壓力生成裝置，所述頂部機架被設置在通常和工作臺42為一體的立柱43上。
附圖標記45代表被設置在頂部機架44內的圓柱體，在其上端具有一軸承46。附圖標記47代表以懸掛形式形成的螺旋軸，其頂端被所述軸承46支撐。
附圖標記48代表中空圓柱體形狀的滑塊軸，和螺旋軸47嚙合的螺母49被設置在所述滑塊軸的上端，所述滑塊軸可以在所述圓柱體45內垂直地移動。附圖標記50代表可拆卸地設置在滑塊軸48下端的推擠元件。螺旋軸47和螺母49形成一種滾珠螺旋嚙合。
附圖標記51代表一種抗震動設備，它包括一設置在頂部機架44內的導向物52、在所述導向物52內可以垂直運動的抗震桿53和被設置在滑塊軸48和抗震桿53下端的連接板54。附圖標記55代表被設置在頂部機架44內的驅動電動機，通過被設置在螺旋軸47上端的皮帶輪56和皮帶57，驅動螺旋軸47向前和向后運動。
此外，設置測量裝置、控制處理裝置(未示出)等，從而控制推擠元件50的初始位置和固定停止位置的設定，并設定驅動電動機55的轉動速度和向前/向后轉動。
對于上述結構，當操縱驅動電動機55并通過皮帶輪56和皮帶57導致螺旋軸47轉動時，上端具有螺母49的滑塊軸48被降低，使推擠元件50以預定大小的推擠力在圖中雙點劃線所示的預定位置和工件W接觸，進行預定的壓制操作。
一旦完成壓制操作，驅動電動機55沿相反方向轉動，使滑塊軸48和推擠元件50升高并返回初始位置。通過重復上述操作，可以先后對多個工件W進行預定固定行程的壓制操作。
對于具有上述結構的電動壓床，在不產生巨大噪音的前提下，能夠完成固定行程的壓制操作。然而普通類型的電動壓床具有下述問題。也就是在圖7中，根據固定行程的壓制操作的需要，推擠元件50下端表面距工作臺42的高度h被控制的在任何時間都保持恒定，因此在該位置通過推擠元件50，預定大小的推擠力被施加到工件W。換句話說，和上述推擠力大小相同的反作用力被施加到總是處于相同的相對位置的螺旋軸47和螺母49上。
螺旋軸47和螺母49，換句話說構成滾珠螺旋嚙合，確?；瑝K軸48和推擠元件50的高度精確的位置控制，其中彼此構成滾珠螺旋嚙合的滾珠和滾珠槽是線接觸或點接觸。為此原因，當上述反作用力多次在相同的相對位置作用在所述滾珠和滾珠槽上時，所述滾珠和/或滾珠槽可能會局部磨損，導致降低工作精度并減少服務壽命。即是當上述螺旋軸47和螺母49構成正常的螺旋嚙合時，上述局部磨損也可能存在。
為了解決上述問題，本申請人已經提出了專利申請(日本專利申請?zhí)柺瞧匠?1(1999)-23483)，在該專利申請中，包括一平板形狀的機座；被設置在所述機座上的導向桿，所述導向桿的端部和所述機座正交；被設置的和所述導向桿另一端正交的平板形狀支撐板；被所述導向桿支撐的支撐軸，所述支撐軸和所述導向桿平行，因而能夠在向前和向后的方向轉動；和所述導向桿軸向可運動地結合的活動體；被可轉動的形成在活動體上的中空圓柱形狀的螺母元件，在其外表面上具有用于和差動陰螺紋嚙合的差動陽螺紋；一固定地裝配在用于和蝸輪嚙合的差動元件上的蝸輪。
圖4是顯示了一種典型的被改進的發(fā)明的基本元件的縱向前視斷面圖，圖5是沿圖4中A-A線所做的平面橫截面視圖。
在圖4和5中，附圖標記1代表矩形平板形機座，例如在其四個角部，設置豎立的柱形導向桿2。例如利用緊固元件4，將例如矩形平板形支撐板3固定地裝配在所述導向桿2的上端。
附圖標記5代表通過軸承元件6以此方式被支撐在所述支撐板3中部并穿過所述支撐板3的螺旋軸，即能夠在向前和向后方向轉動。附圖標記7代表用此方式和導向桿結合的活動體，即它能夠沿所述導向桿的軸向運動。附圖標記8代表螺母元件，所述螺母元件由具有法蘭9和中空圓柱體形狀的圓筒元件的螺母10形成。該螺母10和螺旋軸5通過滾珠螺旋嚙合而嚙合，在所述圓筒元件11的外圓周表面上具有差動陽螺紋13。
附圖標記14代表中空圓柱體形狀的差動元件，在其內圓周表面上具有和上述差動陽螺紋13嚙合的差動陰螺紋。附圖標記16代表被固定地裝配在所述差動元件14上的渦輪，用于和蝸桿17嚙合。附圖標記18和19分別代表被設置在所述活動體7內用于支撐所述差動元件14和渦輪16的徑向軸承和推力軸承。
附圖標記20代表穿過并被固定地裝配在所述蝸桿中心的蝸桿軸，其兩端分別被設置在所述活動體7內的軸承21和21支撐。附圖標記22和23代表用于驅動螺旋軸5和蝸桿軸20的脈沖電動機。附圖標記24代表可拆卸地設置在所述活動體7下表面中心的推擠元件。所述脈沖電動機22和23具有這樣的結構，隨著通過控制裝置(未示出)施加預定的脈沖，脈沖電動機的操作可以被控制。
對于上述結構，當脈沖電動機22在預定數量的脈沖的作用下進行操作時，螺旋軸5轉動，并使具有螺母元件8的活動體下降。推擠元件24從初始高度H0下降到和工件W接觸的固定行程壓制高度H。因而，通過推擠元件24，利用預定推擠力，執(zhí)行工件W上的固定行程壓制操作。
一旦完成壓制操作，脈沖電動機反向轉動，使活動體7和推擠元件24升高并返回初始高度H0的位置。利用測量裝置(未示出)可以測量上述H0和H值，并可以利用脈沖電動機控制這些值。
當上述固定行程壓制操作達到預定的操作次數，脈沖電動機的操作被停止在圖4所示的位置，也就是推擠元件24的初始高度H0位置，預定數量的脈沖被施加到脈沖電動機23。因此脈沖電動機23轉動預定數量的圈數，通過蝸桿軸20、蝸桿17和渦輪16，導致差動元件14轉動預定的圓心角。利用差動元件14的轉動，差動陰螺紋15相對于差動陽螺紋13轉動，因此活動體7從螺母元件8已經被停止和鎖緊的狀態(tài)運動。
隨著活動體7的運動，推擠元件24的初始高度H0變化，如果螺旋軸5這樣轉動，預定的固定行程壓制操作不能被完成。為此原因，通過向脈沖電動機22施加一定數量受控的脈沖，螺旋軸5細微地轉動，補償活動體7和推擠元件24的運動，以保持推擠元件24的初始高度H0恒定。
隨著螺旋軸5的轉動，螺旋軸5和螺母10的相對位置改變。也就是形成滾珠螺桿嚙合的螺旋軸5和螺母10的相對位置可以被改變，因此在保持固定行程壓制操作的同時，可以阻止?jié)L珠和/或滾珠槽的局部磨損，進行上述矯正操作之后，可以恢復上述固定行程的壓制操作。
雖然，該改進的發(fā)明可以保持固定行程壓制操作，同時可以阻止構成滾珠螺桿嚙合的滾珠和/或滾珠槽的局部磨損，發(fā)現該改進的發(fā)明具有若干問題。
也就是在改進的發(fā)明中，設置在活動體7內的差動元件14必須細微地轉動，以便矯正活動體7的運動并保持推擠元件24的初始高度H0在非操作狀態(tài)下保持恒定。為了實現此目的，必須制造作為使差動元件14轉動的裝置的蝸桿17和渦輪16。導致制造過程中的麻煩和成本上升。此外，制造差動陽螺紋13和差動陰螺紋15很麻煩并且成本很高。整個系統(tǒng)的結構可能復雜而且體積也很大。
本發(fā)明的致力于解決現有技術中固有的問題。本發(fā)明的目的是提供一種用于固定行程壓制操作的壓床，其結構簡單并且容易制造。
發(fā)明概述為了解決這些問題，符合本發(fā)明的壓床包括一機座，一個的導向元件，設成其一端和所述機座正交，一個支撐板，設成所述導向元件的另一端和該支撐板正交，被所述支撐板支撐的并和所述導向元件平行的螺旋軸，和所述螺旋軸嚙合的螺母元件和一活動體；由彼此面對的第一活動體和第二活動體所組成的活動體，通過在和所述活動體運動方向相交的平面內劃分所述活動體，獲得上述第一和第二活動體；通過一差動元件，第一和第二活動體彼此相連，所述差動元件可滑動地和第一和第二活動體結合；在和所述活動體運動方向垂直相交的方向上可以運動的差動元件；伴隨著所述差動元件的運動，第一和第二活動體能夠沿所述活動體的運動方向相對運動。
在符合本發(fā)明的壓床中，在所述第一和第二活動體的側面設置一對導板，設成所述導板與第一和第二活動體滑動地嚙合，從而第一和第二活動體沿和第一和第二活動體相對運動方向正交的方向的運動可以被約束。
在符合本發(fā)明的壓床中，所述機座和支撐板被設置的平行于水平面，所述導向元件的軸線被垂直地設置。
在符合本發(fā)明的壓床中，所述螺旋軸和螺母元件可以被形成為滾珠螺旋嚙合。
對于這種結構，可以使活動體的運動平穩(wěn)，可以改善位置精度。
在符合本發(fā)明的壓床中，所述螺旋軸和/或差動元件可以被如此設置，從而它們能夠被脈沖電動機驅動。
在符合本發(fā)明的壓床中，通過螺旋軸和螺母元件的相對運動，伴隨差動元件運動的活動體的移動可以被補償，從而在活動體非操作期間，機座和活動體之間的距離可以保持恒定。
在符合本發(fā)明的具有上述結構的壓床中，當通過施加預定數量的脈沖使脈沖電動機操作時，螺旋軸轉動，包括第一、第二活動體和連接上述第一、第二活動體的差動元件的活動體降低，活動體的推擠元件從初始高度H0降低到固定行程的壓制操作高度H，然后在工件W上執(zhí)行固定行程的壓制操作。一旦完成壓制操作，通過反方向操縱脈沖電動機22，該活動體被升高，活動體的推擠元件返回初始高度H0。
當上述固定行程壓制操作達到一預定數量或每次進行所述固定行程壓制操作時，通過在推擠元件初始高度H0位置，使脈沖電動機停止操作，導致差動元件被細微地水平地移動，第一和第二活動體71和72被垂直地相對地運動，活動體7的位置被改變。補償活動體這種移動的矯正操作被執(zhí)行，保持推擠元件的初始高度H0恒定。
利用和上述矯正操作相關的螺旋軸的轉動，螺旋軸和螺母元件的相對位置被改變。也就是構成滾珠螺旋嚙合的滾珠和/或滾珠槽相對位置也被改變。因而在保持固定行程壓制操作的同時，阻止?jié)L珠和/或滾珠槽的局部磨損。


圖1是符合本發(fā)明實施例的基本元件的縱向前視圖；圖2是放大的前視圖，顯示了圖1內的差動元件和其附近；圖3是沿圖2中B-B線所做的橫截面視圖；圖4是顯示了對發(fā)明的改進的縱向前視圖；圖5是沿圖4中A-A線所做的平面橫截面視圖；圖6是幫助說明普通的杜氏(Do-zuki)壓制操作的視圖；圖7是顯示普通類型的電動壓床的縱向斷面圖。
優(yōu)選實施的方式圖1是符合本發(fā)明實施例的基本元件的縱向前視圖，在圖1中，相同的元件用上述圖4和5中相同的附圖標記表示。
在圖1中，附圖標記25代表一和導向體(也被稱作導向桿)滑動接觸并被垂直地可運動地設置的滑動板。推擠元件24被固定地裝配在所述滑動板的下部。附圖標記26代表被設置在機座1上用于支撐工件W的工作臺。
活動體7在和所述活動體7的運動方向(圖1中的垂直方向)相交的平面或水平平面上被劃分，例如包括彼此面對的第一活動體71和第二活動體72。第一活動體71被固定地裝配在螺母元件8上，第二活動體72被裝配在滑動板25上。附圖標記27代表將在下文介紹的楔形差動元件，該差動元件連接第一和第二元件，其功能將在下文介紹。
附圖標記28代表通過支撐元件29而被設置在滑動板25上的脈沖電動機，用于在和活動體7運動方向(圖1中的縱向)相交的方向上驅動所述差動元件。也就是，螺旋軸30和脈沖電動機28的主軸相連，螺旋軸30和被設置在差動元件27上的螺母元件(未示出)嚙合。附圖標記36代表導向板；一對導向板36被設置在第一和第二活動體71和72的側表面上，例如下端被固定地裝配在第二活動體72上，其上端被如此形成，因而可滑動地和第一活動體71結合。
圖2是放大的前視圖，顯示了圖1內的差動元件和其附近。圖3是沿圖2中B-B線所做的橫截面視圖，相同的元件使用圖1中的相同附圖標記表示。
在圖2和3中，差動元件27的橫截面是I形的，在其縱向具有傾斜的表面37。
整體形成在所述差動元件27側表面上的突起脊38被這樣形成，因而能夠和設置在第一和第二活動體71和72上的槽39滑動地嚙合。構成差動元件27頂表面的傾斜表面37和形成在第一活動體71上的傾斜表面40嚙合，上述兩個傾斜表面的傾斜角相同。該差動元件的底表面58可滑動地和設置在第二活動體72上的水平支撐面59嚙合。通過安裝元件60被設置在第二活動體72上的導板36的上半部分滑動地和設置在第一活動體71側面上的導向槽61嚙合。
在上述結構中，當通過向脈沖電動機施加預定數量的脈沖，電動機22被操作時，螺旋軸5轉動，降低包括第一和第二活動體71和72的活動體7以及將所述第一和第二活動體71和72連接在一起的差動元件27。隨后類似于上述圖4所示，推擠元件24從初始高度H0降低到固定行程的壓制操作高度H，在工件W上執(zhí)行固定行程的壓制操作。一旦完成壓制操作，通過反方向操縱脈沖電動機22，活動體7被升高，推擠元件24返回初始高度H0。H值的測量和脈沖電動機的控制類似于圖4所示的那些裝置。
當上述固定行程壓制操作達到一預定數量或每次進行所述固定行程壓制操作時，在推擠元件24初始高度H0位置，脈沖電動機停止操作，向脈沖電動機28施加預定數量的脈沖。導致脈沖電動機28轉動預定數量的圈數，通過螺旋軸30，差動元件27被細微地水平地移動。利用差動元件27的運動，第一和第二活動體71和72被垂直地相對地運動，活動體7被移動。補償這種移動的矯正操作被執(zhí)行，如圖1所示情況，通過向脈沖電動機22施加一定數量的脈沖，推擠元件24的初始高度H0保持恒定。
由于通過沿上述轉動螺旋軸5，構成滾珠螺旋嚙合的滾珠和滾珠槽的相對位置可以被改變，以改變螺旋軸5和螺母元件8的相對位置，在保持固定行程壓制操作的同時，可以阻止?jié)L珠和/或滾珠槽的局部磨損，因此固定行程壓制操作可以在隨后的操作中被重復。
在本發(fā)明上述實施例中，介紹了所謂的垂直類型，其中機座1和支撐板3被設置地平行于水平面，連接上述兩個元件的導向桿2被垂直地設置。本發(fā)明也適用于所謂的水平類型，其中機座1和支撐板3被設置地平行于垂直面，導向桿2被水平地設置。
雖然本發(fā)明對包括螺旋軸5和螺母元件8的滾珠螺旋嚙合特別有效，本發(fā)明也可被用于正常的螺旋嚙合。本發(fā)明可以實現阻止局部磨損和延長服務壽命的類似效果，通過僅向螺桿某一具體部位施加對應于壓制期間的推擠力的反作用力而導致所述局部磨損。無須說明的是，可以使用多螺紋螺桿用于螺旋嚙合或本發(fā)明的滾珠螺旋嚙合。
雖然用于驅動螺旋軸5和差動元件27的最普通類型的脈沖電動機22和28直接和這些軸同軸連接，可以使用齒輪、同步皮帶和其它傳輸裝置傳送驅動能。此外，螺旋軸30可以具有這樣的結構，即它可以被人工轉動，或通過將螺旋軸30的轉動信息轉換成用于矯正操作所需的脈沖電動機22的脈沖數量，可以實現控制。
對于要求剛度的大型、重載壓床，最好使用多個用于對活動體7的運動進行導向的導向桿2。然而單獨一個導向桿當然可以為這種壓床服務，在某些情況下，可以使用活動體7能夠在其上滑動的柱形或梁形導向桿。
此外，符合本發(fā)明的壓床不僅可以適用于單柱式壓床，也適用于多個一前一后設置的用于對轉盤進給的長工件進行壓制操作的壓床。符合本發(fā)明的壓床不僅適用于金屬板的加工，而且適用于多個零件的組裝、壓配、鉚接等，適用于塑料注射成型機、壓鑄機、粉末冶金等的合模。
工業(yè)上的實用性如上所述，本發(fā)明能夠1)制造結構簡單的壓床，所述壓床容易制造，并減少設備的尺寸；2)由于用于施加壓力的螺旋軸和螺母元件的相對位置可以被適當地改變，即使重復固定行程壓制操作之后，也能夠阻止設備零件的局部磨損，延長設備的服務壽命。
3)由于可以輕易地執(zhí)行上述改變元件的相對位置的操作，在很短時間內，實現高比值的實際壓制作業(yè)時間，能夠實現高效生產。
4)由于可以精確地控制活動體下端的停止位置，改善了加工精度。
5)由于可以消除液壓驅動設備所具有的噪音，確保安靜的工作環(huán)境。
權利要求
1.一種壓床，它包括機座，一個導向元件，導向元件設成其一端和所述機座正交，一支撐板，支撐板設成使所述導向元件的另一端和該支撐板正交，被所述支撐板支撐的并和所述導向元件平行的螺旋軸，和所述螺旋軸嚙合的螺母元件和一活動體；由彼此面對的第一活動體和第二活動體所組成的活動體，通過在和所述活動體運動方向相交的平面內劃分所述活動體，獲得上述第一和第二活動體；通過一差動元件，第一和第二活動體彼此相連，所述差動元件可滑動地和第一和第二活動體結合；在和所述活動體運動方向垂直相交的方向上可以運動的差動元件；伴隨著所述差動元件的運動，第一和第二活動體能夠沿所述活動體的運動方向相對運動。
2.一種根據權利要求1所述壓床，其特征在于在所述第一和第二活動體的側面設置一對導板，設成所述導板與第一和第二活動體滑動地嚙合，從而第一和第二活動體沿和第一和第二活動體相對運動方向正交的方向的運動可以被約束。
3.一種根據權利要求1所述壓床，其特征在于所述機座和支撐板被設置的平行于水平面，所述導向元件的軸線被垂直地設置。
4.一種根據權利要求1所述壓床，其特征在于所述螺旋軸和螺母元件構成滾珠螺旋嚙合。
5.一種根據權利要求1所述壓床，其特征在于所述螺旋軸和/或差動元件被脈沖電動機驅動。
6.一種根據權利要求1所述壓床，其特征在于作為差動元件運動結果的活動體的運動被螺旋軸和螺母元件的相對運動補償，在活動體非操作期間，保持機座和活動體之間的距離恒定。
全文摘要
一種壓床，它包括機座，用此方式設置的導向元件，即其一端和所述機座正交，用此方式設置的支撐板，即所述導向元件的另一端和該支撐板正交，被所述支撐板支撐的并和所述導向元件平行的螺旋軸，和所述螺旋軸嚙合的螺母元件和一活動體；所述活動體由彼此面對的第一活動體和第二活動體組成，通過在和所述活動體運動方向相交的平面內劃分所述活動體，獲得上述第一和第二活動體；通過一差動元件，第一和第二活動體彼此相連，所述差動元件可滑動地和第一和第二活動體結合；在和所述活動體運動方向垂直相交的方向上可以運動的差動元件；伴隨著所述差動元件的運動，第一和第二活動體能夠沿所述活動體的運動方向相對運動。
文檔編號B30B15/00GK1394166SQ01803210
公開日2003年1月29日 申請日期2001年10月16日 優(yōu)先權日2000年11月7日
發(fā)明者二村昭二, 金子廣光 申請人:株式會社放電精密加工研究所