一种防止过压损伤的冲压机
技术领域
本发明涉及压力机技术领域，具体涉及手动冲压机。
背景技术
手动冲压机是用于对金属片、塑料片等工件进行冲孔、弯折等简单加工的设备，手动冲压机按照动力的传输方式可分为螺杆式、杠杆式、凸轮式、齿轮齿条式等等，其中杠杆式手动冲压机由于结构简单、工作稳定，在业内一直受到广泛使用。然而传统的杠杆式手动冲压机在使用过程中也存在一定的缺陷：1、受到工件自身材料构成以及成型形状等因素的综合影响，工件在进行冲压时需要维持在一定的压力下，压力太大则工件的强度等指标会受到损害，导致最终产品的质量降低；因此，对工件受力进行限压保护，对手动冲压机而言，是非常必要的。同时由于不同工件对压力的需求不同，因此如何提供稳定的限压保护，以及如何能够方便快速的对限压参数进行调节也是非常重要的。2、传统的杠杆式手动冲压机，通常能够施加的压力有限，不能适应有高压需求的工件的加工，例如：厚钢板、高强度钢板等等。若想要增大压力，传统方式是通过延长杠杆力臂，但对于小型化、便携化、灵活化的手动冲压机而言，过长的杠杆力臂必然导致其上述特性受到影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提供有效的限压保护的防止过压损伤的冲压机。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种防止过压损伤的冲压机，包括设置在支撑底脚上的底座，所述底座的上方设置有顶架，所述底座和顶架之间通过连接柱固定连接；所述顶架上设置有杠杆式压力机构和用于安装上模具的冲头，所述底座上设置有下模具；所述冲头能够在杠杆式压力机构的驱动下朝下运动，带动上模具朝下合模构成对工件的冲压；
所述底座的中心设置有竖向的、方形的安装筒，所述安装筒内设置有相配合的方柱，所述方柱的顶面设置有固定盘，所述下模具设置在固定盘上；所述方柱的侧壁与安装筒之间通过限压组件构成连接；
所述安装筒的侧壁内设置有若干个竖向的安装腔，所述安装腔上部朝向方柱的一侧设置有第一横孔，所述第一横孔贯穿安装腔与安装筒的内孔；所述安装腔下部背向方柱的一侧设置有第二横孔；所述方柱上对应第一横孔的位置设置有若干半球形的卡孔；
所述限压组件包括蘑菇头，所述蘑菇头的杆部穿设在第一横孔内并与第一横孔构成滑动配合，蘑菇头的端部呈与卡孔相配合的半球形，并延伸至卡孔内；所述第二横孔内沿远离安装腔的方向依次设置有顶块和支撑弹簧，所述顶块与第二横孔构成滑动配合；所述限压机构还包括摆杆，所述摆杆的上端与设置在安装腔顶部的第二铰接座构成铰接；摆杆与第一横孔和第二横孔相对的位置分别设置有第一凸块和第二凸块，并通过第一凸块和第二凸块分别与蘑菇头和顶块相接触。
优选的，所述第二横孔为贯穿至安装筒外表面的通孔，所述第二横孔朝外的一段为螺纹段，并适配有调节螺栓；所述支撑弹簧位于调节螺栓的端面与顶块之间。
优选的，所述第二横孔为贯穿至安装筒外表面的通孔，所述第二横孔朝外的一段内适配有伸缩销，所述支撑弹簧位于伸缩销的内端面与顶块之间；所述伸缩销的外端面设置有斜向上的坡口；所述安装筒外还套设有调节筒，所述调节筒与安装筒螺纹连接，所述调节筒的下部还设置有喇叭状的裙边，所述裙边的底面为与坡口相配合的斜面，并与坡口相接触。
优选的，所述调节筒的一侧固定设置有沿其径向延伸的调节杆。
优选的，所述第一凸块和第二凸块呈弧形，所述蘑菇头与第一凸块接触的端面、顶块与第二凸块接触的端面均呈内凹的弧面。
优选的，所述方柱上的卡孔设置有多组，且多组卡孔在方柱上由上至下均匀分布。
优选的，所述安装筒由上段和下段构成，且安装筒的上段和下段构成法兰连接。
优选的，所述杠杆式压力机构包括呈矩阵状设置在顶架顶面的四根竖向的安装立柱，以及沿竖向均匀套设在安装立柱上的多层杠杆式压力组件；
所述杠杆式压力组件包括方框状的基板，所述基板的四个角部分别设置有一个与安装立柱相适配的、竖向的套管，并通过套管套设在四根安装立柱上；所述杠杆式压力组件还包括传动横杆和传动立杆，所述基板的前侧边与后侧边之间设置有横梁，所述传动立杆安装在横梁上，且能够沿上下方向运动；所述基板左右两侧边中的一侧边上还设置有第一铰接座，所述传动横杆的一端与第一铰接座构成铰接，传动横杆的中段与传动立杆的上端传动连接；
位于最上层的杠杆式压力组件的传动横杆自由端加长设置有一节握把段；位于最下层的杠杆式压力组件的传动立杆下端与冲头传动连接；相邻两层杠杆式压力组件的传动横杆在基板上的铰接位置相反，且位于上层的杠杆式压力组件的传动立杆下端与位于下层的杠杆式压力组件的传动横杆自由端传动连接。
优选的，所述横梁的中心设置有竖向的导向管，所述传动立杆包括安装在导向管内并与导向管构成滑动配合的导向段，以及设置在导向段上下两端的U形叉，所述U形叉的端部设置有托板；所述传动横杆的两侧对称设置有接触杆，所述接触杆与托板相接触。
优选的，所述横梁的两端设置有滑动卡，所述滑动卡的卡口宽度与基板的厚度相配合，滑动卡上设置有第一紧固螺栓；所述滑动卡卡设在基板的前侧边和后侧边上，并通过第一禁锢螺栓与基板锁紧；
所述传动横杆上设置有滑动套，所述滑动套与传动横杆构成滑动配合，并通过第二紧固螺栓与传动横杆构成锁紧；所述接触杆固定设置在滑动套的两侧。
本发明的有益效果集中体现在：能够有效的对冲压机的压力进行限制，防止压力过大对工件造成损伤。具体来说，本发明在使用过程中，在正常使用状态下，受到支撑弹簧作用力的影响，顶块通过第二凸块抵紧在摆杆的下端上，进而带动摆杆的上端通过第一凸块抵紧蘑菇头，此时蘑菇头的端部伸入卡孔内，就能实现安装筒对方柱的正常承托，由于摆杆对支撑弹簧作用力的放大，本发明能够有效的降低对支撑弹簧弹力的要求，进而提高了在正常工况下的稳定性。当压力过大时，支撑弹簧的弹力不足以形成对蘑菇头位置的限止，此时蘑菇头被压回第一横孔内，方柱能够继续朝下运动，实质上就起到了对压力限止的作用。本发明与传统手动杠杆式冲压机相比，能够有效的防止工件损伤，提高了工件总体的质量。另外，本发明也非常便于对限压上限进行快速的调节。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为杠杆式压力组件的俯视图；
图3为横梁的结构示意图；
图4为托板的结构示意图；
图5为导向管的俯视图；
图6为限压组件的结构示意图；
图7为图6中所示结构一种优选实施方式的结构示意图；
图8为图6中A部放大图。
具体实施方式
结合图1-8所示的手动杠杆式冲压机，与传统手动冲压机相同的地方在于，本发明也包括设置在支撑底脚1上的底座2，所述底座2的上方设置有顶架3，所述底座2和顶架3之间通过连接柱4固定连接。所述顶架3可以呈方形、圆形等形状。所述顶架3上设置有杠杆式压力机构和用于安装上模具6的冲头5，所述底座2上设置有下模具7。通常所述冲头5采用可上下滑动的方式安装在顶架3上，例如：冲头5上设置导向杆，导向杆穿设在顶架3上的导向孔内，形成上下滑动，该结构较为简单，且为常规结构，在本发明中不再对此进行赘述。同样的所述顶架3上通常还设置有用于驱动冲头5朝上复位的弹性组件，亦即是说在冲头5完成一个冲压形成后，被弹性组件驱动，完成向上方移动的复位。所述弹性组件可以就是设置在导向杆上的复位弹簧，或者起到相同作用的结构，此亦为常规技术选择，在本发明中也不再对此进行阐述。本发明所述冲头5能够在杠杆式压力机构的驱动下朝下运动，带动上模具6朝下合模构成对工件的冲压。
本发明与传统的手动冲压机相比，主要存在以下两大方面的技术进步，能够适应更大的压力需求，以及具备限压保护的功能。
从第一大方面来讲，为了能够提供更大的压力上限，本发明所述杠杆式压力机构包括呈矩阵状设置在顶架3顶面的四根竖向的安装立柱8，以及沿竖向均匀套设在安装立柱8上的多层杠杆式压力组件。每一层杠杆式压力组件均具备压力放大作用，通过多层杠杆式压力组件相互组装，进而实现对压力总上限的提升。
所述杠杆式压力组件包括方框状的基板12，所述基板12的四个角部分别设置有一个与安装立柱8相适配的、竖向的套管9，并通过套管9套设在四根安装立柱8上。为了确保套管9安装的稳定性，所述安装立柱8一般可设置为螺纹柱，且上端适配有锁紧螺母25，多层杠杆式压力组件的套管9通过锁紧螺母25锁紧在安装立柱8上。在此基础上，为了进一步提高稳定性，相邻两层所述杠杆式压力组件的套管9之间设置有橡胶垫圈26，橡胶垫圈26的增加也能防止套管9之间相互磨损。多根套管9共同对基板12进行定位，能够确保基板12不发生晃动，稳定性好。
所述杠杆式压力组件还包括传动横杆10和传动立杆11，所述基板12的前侧边与后侧边之间设置有横梁13，所述传动立杆11安装在横梁13上，且能够沿上下方向运动。通过传动横杆10和传动立杆11协同对动力进行传递。如图2中所示，所述基板12左右两侧边中的一侧边上还设置有第一铰接座14，所述传动横杆10的一端与第一铰接座14构成铰接，传动横杆10的中段与传动立杆11的上端传动连接。当然，考虑到传动横杆10的复位，所述第一铰接座14内还可以设置有用于驱动传动横杆10朝上复位的扭簧。
如图1中所示，为了便于操作，位于最上层的杠杆式压力组件的传动横杆10自由端加长设置有一节握把段15。位于最下层的杠杆式压力组件的传动立杆11下端与冲头5传动连接。相邻两层杠杆式压力组件的传动横杆10在基板12上的铰接位置相反，且位于上层的杠杆式压力组件的传动立杆11下端与位于下层的杠杆式压力组件的传动横杆10自由端传动连接。其具体的连接方式可根据传动立杆11的结构来进行设计，此将在下文中进行详细阐述。
本发明在使用过程中，将工件放置在下模具7上，用手下拉握把段15，传动横杆10和传动立杆11依次将动力朝下传送，在动力输送的过程中由于经过多个杠杆式结构的反复增压，能够极大的提升整体的压力，最终带动冲头5及其上的上模具6朝下运动，与下模具7合模，实现工件的加工。本发明与传统的方式相比，能够根据实际情况匹配不同数量的杠杆式压力组件，理论上杠杆式压力组件的数量越多，其能够输出的压力上限越大，非常适合高强度冲压。同时，本发明摒弃了传统的在增加握把段15长度、在握把段15长度上增加加长套筒的形式，使得设备的整体结构更加的紧凑合理。
在实际设计中，最常规的传动立杆11就是一根竖杆，其两端直接与传动横杆10接触，实现传动，为了便于其与传动横杆10的接触，可在其上下两端设置凹槽，这种情况下其与冲头5的传动连接可通过其下端直接与冲头5上端接触即可。当然，为了实现更好的动力传输，本发明更好的做法是，如图3中所示，所述横梁13的中心设置有竖向的导向管16，所述传动立杆11包括安装在导向管16内并与导向管16构成滑动配合的导向段17，以及设置在导向段17上下两端的U形叉18，所述U形叉18的端部设置有托板19。所述传动横杆10的两侧对称设置有接触杆20，所述接触杆20与托板19相接触。采用这种方式后，传动横杆10的力通过接触杆20传递至托板19，再通过托板19传递至U形叉18，再传递至导向段17，最终再经过U形叉18、托板19、接触杆10传递至下层传动横杆10上。这种结构与直杆式的传动立杆11相比，受力更加的稳定，动力传动更加的顺畅。所述托板19通常呈如图4中所示的弧形。
为了确保传动立杆11在上下移动的过程中，U形叉18与导向管16之间不发生相互干扰，如图5中所示，所述导向管16与U形叉18相对的两侧壁上设置有让位孔21，所述让位孔21两侧的导向管16侧壁朝外延伸构成导向部22。
除此之外，为了进一步提高本发明压力适应的灵活性，更好的做法是，本发明的传动立杆11的位置能够在传动横杆10的长度方向投影上进行调节，为此如图2中所示，所述横梁13的两端设置有滑动卡23，所述滑动卡23的卡口宽度与基板12的厚度相配合，滑动卡23上设置有第一紧固螺栓。所述滑动卡23卡设在基板12的前侧边和后侧边上，并通过第一禁锢螺栓与基板12锁紧。通过改变横梁13的位置，实质上就实现了传动立杆11位置的调节，使用十分的方便。当然，在改变传动立杆11位置后，传动横杆10上的接触杆20的位置也应当具备可调节的性能，已对此进行适应。故本发明所述传动横杆10上设置有滑动套24，所述滑动套24与传动横杆10构成滑动配合，并通过第二紧固螺栓与传动横杆10构成锁紧。所述接触杆20固定设置在滑动套24的两侧。
从第二个方面来看，为了实现对工件有效的限压保护，本发明底座2上的下模具7采用特定的结构进行安装。如图6中所示，所述底座2的中心设置有竖向的、方形的安装筒27，所述安装筒27内设置有相配合的方柱28，所述方柱28的顶面设置有固定盘29，所述下模具7设置在固定盘29上。所述方柱28的侧壁与安装筒27之间通过限压组件构成连接。
结合图6和8所示，所述安装筒27的侧壁内设置有若干个竖向的安装腔30，所述安装腔30上部朝向方柱28的一侧设置有第一横孔31，所述第一横孔31贯穿安装腔30与安装筒27的内孔。所述安装腔30下部背向方柱28的一侧设置有第二横孔32。所述方柱28上对应第一横孔31的位置设置有若干半球形的卡孔33。当然，考虑到安装腔30的加工问题，本发明所述安装筒27可以由上段和下段构成，且安装筒27的上段和下段构成法兰连接，当然采用其他方式构成装配式结构也是可行的。
所述限压组件包括蘑菇头34，所述蘑菇头34的杆部穿设在第一横孔31内并与第一横孔31构成滑动配合，蘑菇头34的端部，也就是图8中的右端呈与卡孔33相配合的半球形，并延伸至卡孔33内。所述第二横孔32内沿远离安装腔30的方向依次设置有顶块35和支撑弹簧36，所述顶块35与第二横孔32构成滑动配合。所述限压机构还包括摆杆37，所述摆杆37的上端与设置在安装腔30顶部的第二铰接座38构成铰接。摆杆37与第一横孔31和第二横孔32相对的位置分别设置有第一凸块39和第二凸块40，并通过第一凸块39和第二凸块40分别与蘑菇头34和顶块35相接触。为了确保接触的稳定性，防止出现局部应力过大的情况，所述第一凸块39和第二凸块40可呈弧形，所述蘑菇头34与第一凸块39接触的端面、顶块35与第二凸块40接触的端面均呈内凹的弧面。
本发明在使用过程中，在正常使用状态下，受到支撑弹簧36作用力的影响，顶块通过第二凸块40抵紧在摆杆37的下端上，进而带动摆杆37的上端通过第一凸块39抵紧蘑菇头34，此时蘑菇头34的端部伸入卡孔33内，就能实现安装筒27对方柱28的正常承托，由于摆杆37对支撑弹簧36作用力的放大，本发明能够有效的降低对支撑弹簧36弹力的要求，进而提高了在正常工况下的稳定性。当压力过大时，支撑弹簧36的弹力不足以形成对蘑菇头34位置的限止，此时蘑菇头34被压回第一横孔31内，方柱28能够继续朝下运动，实质上就起到了对压力限止的作用。本发明与传统手动杠杆式冲压机相比，能够有效的防止工件损伤，提高了工件总体的质量。
当然，考虑到不同工件的限压需求不同，本发明最好是限压力可调，为实现上述目的。可采用的方式，可以如图8中所示，所述第二横孔32为贯穿至安装筒27外表面的通孔，所述第二横孔32朝外的一段为螺纹段，并适配有调节螺栓41。所述支撑弹簧36位于调节螺栓41的端面与顶块35之间。通过调节螺栓41改变支撑弹簧36的压缩比，进而实现限压调节，但这种方式由于需要考虑到各调节螺栓41调节的一致性，通常而言，其对工作人员的要求较高。
为此，也可以如图7中所示，所述第二横孔32为贯穿至安装筒27外表面的通孔，所述第二横孔32朝外的一段内适配有伸缩销42，所述支撑弹簧36位于伸缩销42的内端面与顶块35之间。所述伸缩销42的外端面设置有斜向上的坡口。所述安装筒27外还套设有调节筒43，所述调节筒43与安装筒27螺纹连接，所述调节筒43的下部还设置有喇叭状的裙边44，所述裙边44的底面为与坡口相配合的斜面，并与坡口相接触。通过转动调节筒43，可带动其在安装筒27上改变上下位置，进而利用其裙边44挤压伸缩销42，最终通过伸缩销42改变支撑弹簧36的压缩比，这种方式调节更加的同步。为了便于对调节筒43进行转动，所述调节筒43的一侧固定设置有沿其径向延伸的调节杆45，当然，所述调节杆45的数量也可以设置多根。
除此之外，对于不同的工件而言，由于其高度具有一定的差异，为了保证上下模具合模的稳定性，所述下模具7的高度位置最好可调节的功能，为此，本发明更好的做法还可以是，所述方柱28上的卡孔33设置有多组，且多组卡孔33在方柱28上由上至下均匀分布。
