CN216460974U - 一种闭式结构的重载纯电动折弯机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种闭式结构的重载纯电动折弯机，包括机架、折弯模具、上横梁和上横梁升降驱动装置；上横梁能在两组上横梁升降驱动装置的驱动作用下，沿立板的升降孔进行高度升降；两组上横梁升降驱动装置对称布设在机架两侧，每组上横梁升降驱动装置均包括电机和曲柄连杆机构；曲柄连杆机构包括相互铰接的曲柄和连杆，曲柄的一端通过主铰接轴铰接在立柱上，且主铰接轴与电机相连接；连杆的另一端与上横梁的对应底部穿出端相铰接；曲柄和连杆所在的运动中心面与上横梁的中心面，共面设置。本申请能实现80吨及以上重负荷的上横梁的升降驱动，且刚度好，机架重量低，制造成本低，占地面积小，力学特性好。

Description

一种闭式结构的重载纯电动折弯机

技术领域

本发明涉及一种折弯机，特别是一种闭式结构的重载纯电动折弯机。

背景技术

折弯机具有开式结构折弯机和闭式结构折弯机两种。其中，开式结构折弯机，如图1所示，开放性好，上下料操作方便。而闭式结构折弯机的刚度好，机架重量低，制造成本低，占地面积小，因而得到广泛应用。无论是开式结构折弯机，还是闭式结构折弯机，均包括上横梁和上横梁升降驱动装置。

目前，针对80吨以上数控折弯设备的上横梁升降驱动装置，国内、国外市场主要是以液压驱动为主。受限于制造成本，传动技术，数控***，整机结构等等方面因素的影响，机械式全电伺服目前还是空白。上述液压驱动的优点是，能适用于80吨以上的大吨位，易于实现大幅面、厚板的折弯加工。然而，也存在着，如下不足： 1、噪声大、能耗高、液压油渗漏和污染环境。

2、成本较高，因为液压油缸、阀组、液压泵等高精密零件成本较高，其中阀组，液压泵部件中高端市场几乎完全依赖于进口，成本高。

3、精度不高，液压***位置精度控制存在先天的劣势，位置可控性差。

4、寿命低，元器件磨损，液压油路污染，都容易对液压***稳定性产生不良影响。

5、滑块动作冲击大，不平缓。

6、受环境的温度、湿度、灰尘等因素影响较大。

7、运动控制复杂。

8、控制***依赖进口。

9、加工效率低。

为解决上述液压驱动方式的不足，近几年而发展起来的技术，主要是在小吨位折弯机（主流的30~40吨），一般不超过50吨，尤其在深圳，广东等地区的电子，通讯行业应用较多，也较为成熟。而目前小吨位的机械全电伺服折弯机大多采用重载滚珠丝杠（直接驱动，无连杆机构）驱动方式。这种驱动方式的有点为：结构简单、机械传动效率高、速度快、精度高、同时完美的克服了液压传动的诸多问题。然而，也存在着如下方面的不足：

1、对机床的加工制造精度高。

2、无连杆机构进行增力，因此仅适合50吨以下的小吨位折弯机。

3、功率利用率低，所需驱动电机功率大，也增加了成本。

4、由于丝杠和上横梁、机架都是刚性连接，两侧驱动不能进行同步调整。因而，滚珠丝杠两侧平行度调整因不同步，会导致丝杠弯曲，损坏丝杠。

5、噪声大。

然而，目前80吨及以上市场占有率达到80%以上市场份额。然而，由于如下原因，使得机械式全电伺服成为取替传统液压传动的瓶颈：

1、由于整机属于板材焊接的框架结构，由于重载，机架等结构件几乎用到材料的强度极限，因此合理的机械式全电伺服对整机刚度和可靠性都有决定性的影响。传动机构不同，相应的机架结构也不一样。传动机构的设计，需要综合考虑整机机架得到力性能，机构的运动学逆解，运动轨迹规划，机构的传动特性，制造成本，制造的难易程度，空间布局，传动误差累计，传动机构的弹性变形，机构热变形的影响，左右平行度的调整等多方面因素的综合考虑，由于结构特点的，其他领域的传动机构以及本领域的现有技术，一般不适合数控折弯设备。

2、机构自身的运动学特性和力学特性。折弯机属于典型的非线性工况，以常规的机型为例，一般上模的总行程为200mm（速度要求150-200mm/s），而其中只有20mm(考虑操作安全性，速度为20mm/s）的工进行程有载荷输出，其余的180mm行程均为无载荷输出的空行程。因此，要求机械式全电伺服机构具有非线性特性，即在空行程的时候快速低负载运动，在工进行程慢速大负载输出。以上述的小吨位滚珠丝杠直驱的传动方式，其速度，输出力都为固定值，驱动电机的功率没有被充分利用，因此无法实现大吨位折弯。

因而，如何使机械式全电伺服取替传统液压传动，实现节能环保且重载高精的传动机构，成为金属板材加工行业发展的新方向。其中，重载是指80吨及以上，高精是指板材折弯的成型角度精度，精度在0.5度以内，且相应的上模定位精度达到0.025mm（比如板料折弯的角度误差0.5度，对应的上模，即上横梁的定位精度0.025mm）。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种闭式结构的重载纯电动折弯机，该闭式结构的重载纯电动折弯机能实现80吨及以上重负荷的上横梁的升降驱动，且刚度好，机架重量低，制造成本低，占地面积小，力学特性好。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种闭式结构的重载纯电动折弯机，包括机架、折弯模具、上横梁和上横梁升降驱动装置。

机架包括上梁、下梁和两块立板。

上梁和下梁水平平行布设，上梁和下梁的两端分别与两块立板相连接；每块立板上均设置有竖直的升降孔。

折弯模具包括上模和下模；上模设置在上横梁底部，下模设置在下梁顶部。

上横梁竖直布设，上横梁的顶部竖直滑动插设在上横梁中心，上横梁的底部两侧分别从两块立板的升降孔中穿出，形成底部穿出端。

上横梁能在两组上横梁升降驱动装置的驱动作用下，沿立板的升降孔进行高度升降。

两组上横梁升降驱动装置对称布设在机架两侧，每组上横梁升降驱动装置均包括电机和曲柄连杆机构。

曲柄连杆机构包括相互铰接的曲柄和连杆，曲柄的一端通过主铰接轴铰接在立柱上，且主铰接轴与电机相连接；连杆的另一端与上横梁的对应底部穿出端相铰接。

曲柄和连杆所在的运动中心面与上横梁的中心面，共面设置。

每块立板的外侧顶部均设置有铰接支座，曲柄的顶端通过主铰接轴铰接在铰接支座上，且主铰接轴与电机直接或间接相连接，电机安装在机架顶部。

每块立板的外侧底部均设置有铰接支座，曲柄的底端通过主铰接轴铰接在铰接支座上，且主铰接轴与电机直接或间接相连接，电机安装在机架底部。

铰接支座包括竖直平行布设的第一铰支板和第二铰支板；主铰接轴水平布设，且两端分别铰接在第一铰支板和第二铰支板上，曲柄的顶端或底端铰接在第一铰支板和第二铰支板之间的主铰接轴上。

电机通过减速机和联轴器与主铰接轴相连接。

两块立板的内侧均设置有导向板，用于对上横梁的升降位移进行导向。

还包括滑动轴承和两根销子。

还包括滑动轴承和两根销子；两个销子分别设置在邻近对应导向板的上横梁上，且对称布设；每根销子的两端各铰接一个滑动轴承，且滑动轴承的侧壁与对应导向板之间形成平面滑动副配合。

每个升降孔的底部均设置有贯通的模具安装孔。

本发明具有如下有益效果：

1、上述曲柄和连杆所在的运动中心面与上横梁的中心面两者共面的设置，另外由于机架为对称结构，在工作折弯载荷的作用下，机架的应力为竖直方向的拉伸应力，变形也是竖直方向的拉伸变形。无弯曲载荷，因此应力分布更加均匀合理，具有较好的力学特性。相同吨位的机床，比开式结构能够降低重量，减小材料的使用成本。在电机驱动下，能实现80吨及以上重负荷的上横梁的升降驱动。

2、机架采用闭式结构，刚度好，机架重量低，制造成本低，占地面积小。

3、两组上横梁升降驱动装置的设置，通过单独驱动，可以微量不同步，进而实现对折弯平行度的微调。

4、滑动轴承的设置，当上横梁升降过程中出现偏载时，通过滑动轴承能够产生水平平衡载荷，使上横梁保持平衡。

附图说明

图1显示了现有技术中开式结构折弯机的结构示意图。

图2显示了本申请实施例1中一种闭式结构的重载纯电动折弯机的立体图一。

图3显示了本申请实施例1中一种闭式结构的重载纯电动折弯机的立体图二。

图4显示了本申请实施例1中机架的结构示意图。

图5显示了本申请实施例1中滑动轴承与上横梁铰接的立体图。

图6显示了图5中圆圈区域的放大示意图。

图7显示了本申请实施例1中滑动轴承与上横梁铰接的截面图。

图8显示了本申请实施例1中滑动轴承位于立板外侧时平衡上横梁偏载的原理图。

图9显示了本申请实施例1中滑动轴承位于立板内侧时平衡上横梁偏载的原理图。

图10显示了本申请实施例1中两组上横梁升降驱动装置微量不同步调整上横梁平行度的原理图。

图11显示了本申请实施例2中一种闭式结构的重载纯电动折弯机的立体图一。

图12显示了本申请实施例2中一种闭式结构的重载纯电动折弯机的立体图二。

其中有：

10.机架；

11.上梁；111.第一上梁板；112.第二上梁板；

12.下梁；

13.立板；131.铰接支座；131a.第一铰支板；131b.第二铰支板；132.导向板；133.升降孔；134.模具安装孔；

20.折弯模具；21.上模；22.下模；

30.上横梁；31.销子

40.上横梁升降驱动装置；

41.电机；411.减速机；412.联轴器；

42.曲轴；

43.连杆；

44.滑动轴承。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。

实施例1

如图2、图3和图6所示，一种闭式结构的重载纯电动折弯机，包括机架10、折弯模具20、上横梁30、上横梁升降驱动装置40和滑动轴承44。

如图4所示，机架包括上梁11、下梁12和两块立板13。

上梁和下梁水平平行布设，上梁和下梁的两端分别与两块立板相连接。

进一步，上梁优选包括前后竖直平行布设在上横梁两侧的第一上梁板111和第二上梁板112，第一上梁板111和第二上梁板112的两端分别与两块立板相连接。

每块立板的外侧顶部均设置有铰接支座131，铰接支座优选包括竖直平行布设的第一铰支板131a和第二铰支板131b。

每块立板的中部均设置有竖直的升降孔133，每个升降孔的底部均设置有贯通的模具安装孔134。其中，升降孔133用于对上横梁的升降进行导向和限位，模具安装孔便于上模的下模的安装。

两块立板的内侧均优选设置有导向板132，用于对上横梁的升降位移进行导向。作为替换，导向板132也可设置在两块立板的外侧。

导向板可以为两块竖直板，两块竖直板之间具有导向槽，也可为具有导向槽的整板。作为替换，导向板与上横梁之间也可形成平面滑动副，进而对上横梁升降起导向作用。

折弯模具包括上模21和下模22；上模设置在上横梁底部，下模设置在下梁顶部。金属板材放置在下模上，上横梁带动上模的高度升降，进而实现对金属板材的折弯。

上横梁竖直布设，其中部外侧壁优选插设在两侧导向板的导向槽内；上横梁的底部两侧分别从两块立板的升降孔中穿出，形成底部穿出端。

上述的导向方式仅仅为一个优选实施例，基于本案的整体方案，采取其他已知的的导向方式，也在本案保护范围之内，视为等效替换。

如图5至图7所示，邻近两块导向板的上横梁上还优选对称设置有两根销子31，每根销子均水平贯穿式设置；每根销子的两端各铰接一个滑动轴承，且滑动轴承的侧壁与对应导向板之间形成平面滑动副配合。

进一步，采用滚动轴承等其他已知的导向方式视为等同，均在本申请的保护范围之内。

上横梁能在两组上横梁升降驱动装置的驱动作用下，沿立板的升降孔进行高度升降。

两组上横梁升降驱动装置对称布设在机架两侧，每组上横梁升降驱动装置均包括电机41和曲柄连杆机构。

曲柄连杆机构包括相互铰接的曲柄42和连杆43，曲柄的顶端通过主铰接轴铰接在立柱上，且主铰接轴与电机相连接；连杆的另一端与上横梁的对应底部穿出端相铰接。

上述主铰接轴优选水平布设，且两端分别铰接在第一铰支板和第二铰支板上，曲柄的顶端铰接在第一铰支板和第二铰支板之间的主铰接轴上。

上述电机安装在机架顶部，且优选通过减速机411和联轴器412与主铰接轴相连接。

上述曲柄和连杆所在的运动中心面与上横梁的中心面，共面设置。

进一步，上述曲柄也可采用偏心轮或曲轴等具有相同传动原理的不同结构细节的零件，视为等同替换，均在保护范围之内。

两组上横梁升降驱动装置的同步驱动，能实现上横梁的高度升降。

两组上横梁升降驱动装置也能微量不同步，如图10所示，通过单独驱动，可以微量不同步，进而实现对折弯平行度的微调。

实施例2

如图11和图12所示，与实施例1基本相同，不同点在于电机设置在机架底部。具体设置方法为：每块立板的外侧底部均设置有铰接支座，曲柄的底端通过主铰接轴铰接在铰接支座上，且主铰接轴与电机相连接，电机通过电机支架安装在机架底部。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种闭式结构的重载纯电动折弯机，其特征在于：包括机架、折弯模具、上横梁和上横梁升降驱动装置；

机架包括上梁、下梁和两块立板；

上梁和下梁水平平行布设，上梁和下梁的两端分别与两块立板相连接；每块立板上均设置有竖直的升降孔；

折弯模具包括上模和下模；上模设置在上横梁底部，下模设置在下梁顶部；

上横梁竖直布设，上横梁的底部两侧分别从两块立板的升降孔中穿出，形成底部穿出端；

上横梁能在两组上横梁升降驱动装置的驱动作用下，沿立板的升降孔进行高度升降；

两组上横梁升降驱动装置对称布设在机架两侧，每组上横梁升降驱动装置均包括电机和曲柄连杆机构；

曲柄连杆机构包括相互铰接的曲柄和连杆，曲柄的一端通过主铰接轴铰接在立柱上，且主铰接轴直接或间接与电机相连接；连杆的另一端与上横梁的对应底部穿出端相铰接；

曲柄和连杆所在的运动中心面与上横梁的中心面，共面设置。

2.根据权利要求1所述的闭式结构的重载纯电动折弯机，其特征在于：每块立板的外侧顶部均设置有铰接支座，曲柄的顶端通过主铰接轴铰接在铰接支座上，且主铰接轴与电机直接或间接相连接，电机安装在机架顶部。

3.根据权利要求1所述的闭式结构的重载纯电动折弯机，其特征在于：每块立板的外侧底部均设置有铰接支座，曲柄的底端通过主铰接轴铰接在铰接支座上，且主铰接轴与电机直接或间接相连接，电机安装在机架底部。

4.根据权利要求2或3所述的闭式结构的重载纯电动折弯机，其特征在于：铰接支座包括竖直平行布设的第一铰支板和第二铰支板；主铰接轴水平布设，且两端分别铰接在第一铰支板和第二铰支板上，曲柄的顶端或底端铰接在第一铰支板和第二铰支板之间的主铰接轴上。

5.根据权利要求2或3所述的闭式结构的重载纯电动折弯机，其特征在于：电机通过减速机和联轴器与主铰接轴相连接。

6.根据权利要求1所述的闭式结构的重载纯电动折弯机，其特征在于：两块立板的内侧或外侧均设置有导向板，用于对上横梁的升降位移进行导向。

7.根据权利要求6所述的闭式结构的重载纯电动折弯机，其特征在于：还包括滑动轴承和两根销子；两个销子分别设置在邻近对应导向板的上横梁上，且对称布设；每根销子的两端各铰接一个滑动轴承，且滑动轴承的侧壁与对应导向板之间形成平面滑动副配合。

8.根据权利要求1所述的闭式结构的重载纯电动折弯机，其特征在于：每个升降孔的底部均设置有贯通的模具安装孔。

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