本發(fā)明涉及成形裝備領(lǐng)域，尤其是一種可調(diào)式肘桿動力柔性驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)成形機所采用的機構(gòu)是曲柄滑塊機構(gòu)，它是由曲軸、滑塊、連桿和機架等四個構(gòu)件組成的一種簡單的四桿機構(gòu)，如圖1所示。其運動規(guī)律可表示為：

2、s＝(r+l)-(rcosα+lsinβ)

3、該運動規(guī)律繪制成運動曲線如圖2所示。

4、其主要特征是：運動行程是曲柄長度r的2倍；在運動的一個周期內(nèi)，運動接近于終了位置時，速度變慢，當行程為0時速度為0；然后馬上反向運動，速度逐步加快，在行程終了位置沒有停留；當結(jié)構(gòu)參數(shù)確定后，使用中其行程無法改變和調(diào)節(jié)。

5、然而，在機械制造領(lǐng)域，目前對產(chǎn)品的質(zhì)量要求在不斷提高，而批量生產(chǎn)的數(shù)量在減小，大量生產(chǎn)的狀況在改變，生產(chǎn)的品種在增加。

6、對屬于少無切削加工的冷鐓技術(shù)，要求一次冷鐓成形能夠滿足產(chǎn)品的精度需要，不必進行后續(xù)補充加工，在提高生產(chǎn)率的同時，降低生產(chǎn)成本，提升競爭力。冷鐓產(chǎn)品的精度控制往往是由于傳統(tǒng)的成形機在鐓鍛作業(yè)終了時，由于材料變形時的能量積聚，而產(chǎn)生彈性變形影響加工件的最終精度，延長鐓鍛過程中的定型時間，釋放變形能量，是控制彈性變形的恢復(fù)回彈，保證精度的重要措施。

7、滿足同樣規(guī)格、不同長度的零件冷鐓要求，傳統(tǒng)的冷鐓加工只能是選擇不同的成形機來完成，分別選擇標準型、加長型和特長型等機型來加工，需要添置不同的機器，增加設(shè)備投入和占地面積，從而增加了制造成本。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種高質(zhì)量、高精度和高經(jīng)濟性，滿足同規(guī)格不同長度零件加工需要的可調(diào)式肘桿動力柔性驅(qū)動裝置。

2、本發(fā)明提供的一種可調(diào)式肘桿動力柔性驅(qū)動裝置，包括肘桿機構(gòu)，所述肘桿機構(gòu)由曲柄搖桿機構(gòu)和連桿滑塊機構(gòu)組成，所述曲柄搖桿機構(gòu)，包括曲軸、推桿和搖桿，連桿滑塊機構(gòu)包括與推桿、搖桿在同一鉸接點連接的連桿和與連桿連接的滑塊，曲軸和推桿帶動搖桿擺動，然后在同一鉸接點再帶動連桿和滑塊移動，其特征是通過調(diào)整搖桿支點位置或長度實現(xiàn)滑塊行程的速度曲線規(guī)律變化，從而實現(xiàn)滑塊行程的柔性變化。

3、所述搖桿支點位置及長度實現(xiàn)滑塊行程的速度曲線規(guī)律，其曲線規(guī)律符合如下運算公式：

4、出于解析法分析和數(shù)值解法的需要，將搖桿、推桿和連桿的三桿共同的鉸接點位置設(shè)為坐標原點o，滑塊的運動方向為x軸正向，坐標系按右手定則配置，其余各鉸鏈點的坐標在此坐標系下，主動件曲軸相對于負y軸方向的順時針轉(zhuǎn)角為θ，相對于支座o0作旋轉(zhuǎn)運動，則曲柄上的鉸鏈點o1的運動關(guān)系為：

5、x1＝x0-rsinθ???????????????????(1)

6、y1＝y(tǒng)0-rcosθ???????????????????(2)

7、及

8、(x1-x0)2+(y1-y0)2＝r2???????????(3)

9、三桿共用的鉸接點o3相對于搖桿l1的支座o2擺動，在推桿l3的作用下運動，而l3自身作平面運動，則有：

10、

11、鉸鏈點o3牽引連桿帶動滑塊，在x軸上作往復(fù)運動，其運動規(guī)律為：

12、

13、置滑塊在前死點的位置為起點，則運動行程為

14、

15、式中：r為曲柄長度；

16、l1為搖桿長度；

17、l2為連桿長度；

18、l3為推桿長度；

19、s為滑塊行程，距離前死點的位置；

20、x0、y0為曲柄支座o0的坐標；o0設(shè)置在y軸上，y0＝0；

21、x1、y1為曲柄與推桿的鉸鏈點o1的坐標；

22、x2、y2為搖桿l1的支座點o2的坐標；

23、x3、y3為推桿、搖桿和連桿的三桿連接鉸鏈點o3的坐標；

24、x4、y4為連桿與滑塊的鉸鏈點o4的坐標；滑塊有x軸上運動y4＝0；

25、針對此種布置的肘桿成形機的原理定性分析其運動規(guī)律，簡單說明本結(jié)構(gòu)成形機提供的高精度加工及其通過調(diào)節(jié)滿足加工不同長度要求的柔性特點。

26、在一個運動周期內(nèi)，主動件曲軸開始或結(jié)束運動時，曲軸處于下方位置，當曲軸轉(zhuǎn)過一定角度時，在x軸方向和y軸方向產(chǎn)生的位移變化量δx和δy較小，并且變化量δy遠小于δx。曲軸是這個桿系結(jié)構(gòu)中的最短構(gòu)件，此運動經(jīng)推桿傳遞給三桿的鉸鏈點o3。

27、推桿在初始位置是與y軸重合，當曲柄轉(zhuǎn)動時，推桿與曲柄的連接端隨曲軸的運動而變動，而偏離y軸。由于曲軸轉(zhuǎn)動的變化量δy遠小于δx，推桿沿y軸方向的移動很小，可以忽略不計，而δx的變化只是引起推桿下端相對于y軸產(chǎn)生微小偏移，相對轉(zhuǎn)過一個很小的角度。同時推桿的長度也是大于曲柄的長度，推桿的上端受搖桿的約束并推動搖桿轉(zhuǎn)動，δx的變化對搖桿的運動作用非常有限。

28、搖桿在初始位置是處于水平位置，推動搖桿擺動依靠的是支點o3的y方向的移動量，而作用于該點的推桿的δy變化量幾乎沒有變化，而來自δx的變化量又使推桿產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，使o3點在y方向的變化量變得更小。退一步而言，搖桿的擺動是在垂直方向，且其桿長大于曲柄長度，由o1點的δx變化產(chǎn)生o3點的δy變化微乎其微。

29、可見，主動件曲軸在水平方向的轉(zhuǎn)動，通過推桿的傳遞帶動搖桿在垂直方向擺動的作用微乎其微，可以忽略，從而保證曲軸在到達死點位置時產(chǎn)生停留，迫使其鐓鍛力能持續(xù)、高效地作用于制品上，使冷鐓制品得到充分的壓制，減小制品體內(nèi)變形能的積聚而產(chǎn)生的回彈作用，消除回彈，從而提高制品的質(zhì)量和精度。滿足高精度加工要求。

30、由滑塊工作行程關(guān)系式(7)得到，影響滑塊工作行程s的主要因素是x3的絕對值，這是變行程作業(yè)的重點，是本發(fā)明實現(xiàn)的柔性成形機的核心。

31、在不改變構(gòu)成成形機機構(gòu)組成和給定桿子長度的條件下，將搖桿的支承座往下移動，三根桿子(搖桿、推桿和連桿)共同的鉸鏈點位置不變。在曲軸轉(zhuǎn)動時，推桿對o3點的作用效果明顯加強，使搖桿相對于水平線的初始角度由原來的0°隨著下移量的加大而增大，水平位移加快，從而改變滑塊運動到達后死點時的x3值，加大了滑塊的行程。此方法能方便地改變成形機的行程，從而實現(xiàn)變行程加工的要求，達到結(jié)構(gòu)柔性化的目標。

32、有關(guān)在滑塊到達前死點鐓鍛時的停留作業(yè)和改變搖桿鉸鏈支座位置產(chǎn)生的變行程特征的數(shù)值驗證，在實施例中進一步由計算的數(shù)據(jù)和圖表加以具體說明。

33、本發(fā)明提供的可調(diào)式肘桿動力柔性驅(qū)動裝置，由曲柄帶動搖桿和連桿、滑塊運動；連桿和滑塊的運動受到搖桿的限制和調(diào)節(jié)，改變滑塊的運動形式；與現(xiàn)有技術(shù)的曲柄滑塊機構(gòu)相比，增加了2根桿件構(gòu)成新的桿系結(jié)構(gòu)，由此提供了運動規(guī)律設(shè)計的靈活性，為特定的加工要求，通過調(diào)節(jié)桿長和位置，獲得不同要求的運動規(guī)律。

34、本發(fā)明可采取僅改變搖桿支承點位置而不改變搖桿長度，其它所述各桿長度和所處的原始位置不變，滑塊行程隨著搖桿位置的下移而增大；通過滑塊在前死點位置設(shè)置較長停留時間來對零件進行持續(xù)的擠壓。所述的改變搖桿位置增大滑塊行程的規(guī)律是改變滑塊行程的后死點位置，前死點位置保持不變。從而不影響和改變模具的安裝和連接，不影響鐓鍛狀態(tài)，不改變滑塊行程的前死點位置，無需改變和調(diào)整冷鐓機的其它工作機構(gòu)，不影響送料機構(gòu)、剪切機構(gòu)和夾鉗送料機構(gòu)的作用和工作性能。所述改變搖桿位置來改變滑塊運動規(guī)律是滑塊在前死點位置的停留時間隨著搖桿位置下移量的增加而縮短，而在其后運動中的速度加快。

35、本發(fā)明采用肘桿式結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于成形機設(shè)備中，特別是在鐓鍛終了位置時，在強大鐓鍛力的持續(xù)作用，使制品內(nèi)部由鐓鍛產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力得到充分釋放，減小變形回彈，提高制造精度；同時通過調(diào)節(jié)搖桿支點位置或長度，改變滑臺的行程，在同一臺機器上滿足不同長度零件的成形加工要求，該裝置用于成形裝備中特別適用于高精度、多品種、小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的需要，減小裝備的投入，提高設(shè)備的利用率和生產(chǎn)的經(jīng)濟性。