磁力冲床制造技术

一种磁力冲床，在底座上固定导磁圆筒，导磁圆筒内包着上线圈、径向充磁的永磁环、下线圈，动铁心置于它们之中，非磁性冲头及非磁性导杆均与动铁心固接，压力弹簧套在导杆外；给下线圈通电，产生的电磁通与永磁通及弹簧反力使动铁心加速下冲冲制工件，然后下线圈断电，给上线圈通电，产生的电磁通与永磁通使动铁心加速上冲到上死点，弹簧得到压缩而储能。由于设置永磁环，并设置线圈，使工作电流大大减小，提高了冲制工件频率及工作效率，简化了控制系统，降低了能耗，延长使用寿命。在冲头安接锤头，作为锻造机、破碎机；在冲头或导杆安接振动头或振动盘，作为振动设备。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种冲床，尤其是一种永磁与电磁复合沖床。
技术介绍
传统的电动机拖动的机械冲床，体积庞大、笨重、效率低，不便于实现 自动化，发展的趋势是电磁冲床逐渐淘汰传统的机械冲床。如图1示，为现有的电磁冲床的典型结构示意图。在底座10上固定导磁筒2，导磁筒2内包 着线圏3,线圏3隔间隙包围着动铁心4,沖头1及导杆9均与动铁心4固接； 压力弹簧8的导杆6固定在筒2的端面或床体上，导杆6另一端由联板7联 接，压板5与导杆9固定。给线圈3通正向电流，产生的电磁力，使动铁心 4加速下沖，沖制工件后到达下死点，弹簧8被压缩而储能，线圏3断电后， 弹簧8释放能量，顶起压板5带动导杆9,使动铁心4及冲头1上行到上死 点。这就是现有电磁冲床的工作原理。显然，要使动铁心4下冲，同时使弹 簧8被压缩，所需要的电磁力很大，就得使线圈3的安臣值(NI)足够高， 因而，现有电磁冲床的线圏3的体积较大，工作电流也很大，造成发热严重、 电能浪费较大、控制系统体积较大且复杂、使用成本高。为了大大降低现有电磁冲床的工作电流，申请号为200510011963. 2，名 称为永磁沖床的专利，通过设置永磁环来实现。该专利技术如图2示，在导磁筒 1和12中加一个永》兹环14。线圏3未通电之前，永^磁环14已对动铁心4产 生了不小的下拉力，磁通回路如图中A所示。给线圈3加正向电流，产生的 电磁通与前述M通叠加，作用在动铁心13上的下拉力增大，使动铁心13 加速下冲，冲头1完成沖制工件。要使冲头1回程，给线圈3加反向电流， 使其产生的电磁力与弹簧8的反力一起克服永i兹环14的磁拉力。显然，正是 7JU兹环14的磁力参与，才使冲头1下冲所需电磁力大大减小，即对线圏3 要求的安匝值(NI )大大减小。然而，永磁环14磁导率和空气的磁导率很接 近，磁阻很大，要额外损耗电流。
技术实现思路
本技术设计一种永磁与电磁复合冲床，既能充分有效利用永磁力，又使电磁通避开;^体的磁阻，从而进一步减小工作时线圏所需安臣值(NI )， 提高冲制工件的频率，提高效率。本技术按下述技术方案实现。如图3示，在底座24上固定导磁筒16，导磁筒16内包着上线團20、径 向充磁的7JC磁环15、下线圏21,上线圏20、径向充f兹的7Jc磁环15、下线圏 21的外圓均与导磁筒16的内圓接触，7Ja兹环15的上下端面分别与上线圈20 的下端面及下线團21的上端面相接触，上线圈20的上端面与导磁筒16上部 内端面接触，下线圈21的下端面与导磁筒16下部内端面接触，软磁性动铁 心22置于它们之中，动铁心22的轴向长度尺寸比导磁筒16的短一个冲程(L ) 尺寸，动铁心22的外圆与它们的内圓之间间隔较小的间隙，非磁性沖头23 及非磁性导杆18均与动铁心22固接，以上所述各件均同轴；压力弹簧19 套在导杆18外，压力弹簧19的自由长度为动铁心22冲程(L )的一半，即 L/2,支架17固定在导磁筒16的端面或沖床的床身其它部位，冲头23及导 杆18与导磁筒16端面的中孔配成滑动配合，导杆18上部与支架17的孔配 成间隙配合。图3所示动铁心22处于上死点，压力弹簧19处于受压状态，I 为永磁环15的磁通回路，并设永磁环15的内圓为N极面。本技术的工作原理如图4示，给下线圏21通电，产生的电磁通回 路为n和in，与永J兹通回路I的方向相反，电磁力削弱永磁力，当电磁力值 大于永磁力与压力弹簧19的反力及动铁心22的重力(含导杆18和冲头23 的重力)的差值时，动铁心22将加速下冲，当位移超过L/2冲程(或间隙)， 动铁心22的上端面与导磁筒16上部内端面之间隙值将大于动铁心22的下 端面与导磁筒16下部内端面之间隙值，那么，根据磁力线总是力图沿磁阻 最小的路径闭合的特性，永磁环15的绝大多数磁力线将从其内圓出发，穿过 永磁环15的内圆与动铁心22外圓之间隙，接着穿过动铁心22下半部，接着 穿过动铁心22的下端与导磁筒16下部内端之间隙，接着穿过导磁筒16回到 永磁环15的外圓，即绝大多数71<^兹力线回路与图4中电磁回路II 一样，那么，作用在动铁心22上的电磁力、重力、永磁力及弹簧反力叠加在一起，使 动铁心22以比以前更大的变加速度下冲到下死点，在此过程中冲头23与凹 模(图中未画) 一起完成冲制工件，永磁通回路如图5中IV所示，永磁通使 动铁心22保持在导磁筒16下部内端面。要让动铁心22回程(上行)，给上 线圈20通电，如图6所示，电》兹通的回路为V和VI，方向与永J兹通回路IV的 方向相反，动铁心22向上运动的原理和过程与前述向下运动的相似，不同的 是，动铁心22由静止向上运动到L/2的过程，线圏20所产生的电磁力要克 服永磁力、重力；动铁心22上行越过L/2后，变成向上的电磁力与绝大部分 向上的永磁力一起克服很小的向下的永磁力、重力及压力弹簧19的抗力。动 铁心22上行到上死点，被永磁环15的磁力保持在导磁筒16上部内端面， 如图3示，i兹通回路为I所示，同时，压力弹簧19被压缩而储能，压力弹簧 19还对动铁心22上行起到緩冲作用，至于压力弹簧19的自由长度取为动铁 心22冲程(L)的一半，是为了尽量延迟对动铁心22上行的阻力。本技术设计时，让动铁心22保持在导磁筒16上部内端面上的永磁 环15的磁力，略大于压力弹簧19的最大反力与动铁心22、冲头23及导杆 18总重力之和。这样，若使动铁心22和冲头23下冲，给线圏n通较小的 电流就能使动铁心22和沖头23始动，同时弹簧19释放所储存的能量给动铁 心22以克服向上的永磁力，动铁心22下冲越过L/2后，作用在动铁心22 上的7Jc磁力绝大部分方向向下，永磁力、重力、电磁力一起使动铁心22和冲 头23加速下冲到下死点，要说明的是，动铁心22下冲越过L/2后，在动铁 心22上所加的电磁力要比动铁心22下冲始动所需要的电磁力大，这是为了 沖头23沖制工件。本技术动铁心22和冲头23从下死点上行(回程)到冲程中点L/2， 使动铁心22始动的临界电磁力应满足Fi = f i+g ( 1 )式中R—动铁心22受到的向上的电磁力；f\—动铁心22保持在导磁筒16下部内端面上的7Jc磁力；g—动4失心22、沖头23及导杆18总重力之和。 由前述工作原理知，动铁心22上行始动后，对电磁力的需求值随着f\ 逐渐减小而减小，所以，F!为动铁心22上行所需要的最大电磁力。设沖床的额定冲力为P，现有的电磁冲床P完全由电磁力实现，本实用 新型将P的一部分由向下的永磁力来承担，且取其值等于动铁心22保持在导 磁筒16下部内端面上的永磁力值，以替代需要的部分电》兹力，所需剩余的 部分电磁力设为F2，从而大幅度降低线圈的工作电流或安匝(NI)值。所以 可使F2+f 一g -P ( 2 )因为冲头23要沖制工件，所以F2应大于F"偏于富裕取动铁心下冲所 需要的电磁力值作为动铁心向上所需要的电磁力值，将(1)式中的F用R 代替后，再与(2)式求得F2=P/2 (3)由(2)式立即得f产P/2 -g因为与P相比，g小得多，所以可靠地取f产P/2 (4)动铁心22上行到L/2以后，7la兹环15的绝大多数磁力线将从其内圆出 发，穿过永》兹环15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁力冲床，其特征是：在底座（２４）上固定导磁筒（１６），导磁筒（１６）内包着上线圈（２０）、径向充磁的永磁环（１５）、下线圈（２１），上线圈（２０）、径向充磁的永磁环（１５）、下线圈（２１）的外圆均与导磁筒（１６）的内圆接触，永磁环（１５）的上下端面分别与上线圈（２０）的下端面及下线圈（２１）的上端面相接触，上线圈（２０）的上端面与导磁筒（１６）上部内端面接触，下线圈（２１）的下端面与导磁筒（１６）下部内端面接触，软磁性动铁心（２２）置于它们之中，软磁性动铁心（２２）的轴向长度尺寸比导磁筒（１６）的短一个冲程Ｌ尺寸，软磁性动铁心（２２）的外圆与它们的内圆之间间隔间隙，非磁性冲头（２３）及非磁性导杆（１８）均与软磁性动铁心（２２）固接，以上所述各件均同轴；压力弹簧（１９）套在非磁性导杆（１８）外，压力弹簧（１９）的自由长度比软磁性动铁心（２２）冲程Ｌ短，支架（１７）固定在导磁筒（１６）的端面或冲床的床身其它部位，非磁性冲头（２３）及非磁性导杆（１８）与导磁筒（１６）端面的中孔配成滑动配合，非磁性导杆（１８）上部与支架（１７）的孔配成间隙配合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新广，
申请(专利权)人：刘新广，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]