[发明专利]新型磁力冲床

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲床，尤其是一种永磁与直线驱动机构复合冲床。 

背景技术

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。但是现有电磁冲床的线圈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。为此，本人发明了一种磁力冲床，并获得了中国专利，专利号是200720148604.6，现摘要说明如下(详细说明见原申请文件)。 

如图1示，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，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的外圆与它们的内圆之间间隔较小的间隙，非磁性冲头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的端面或冲床的床身其它部位，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1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的内圆为N极面。 

其工作原理：如图2示，给下线圈21通电，产生的电磁通回路为II和III，与永磁通回路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圆出发，穿过永磁环15的内圆与动铁心22外圆之间隙，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的外圆，即绝大多数永磁力线回路与图2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3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4所示，电磁通的回路为V和VI，方向与永磁通回路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，线圈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1或图2磁通回路为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上行起到缓冲作用，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。 

由此可见，动铁心22要始动，必须在间隙L1建立强磁场，建立电磁场，需要较大的电磁势即安匝值，安匝值为所述线圈所通电流强度与线圈匝数之积。空气的磁阻很大，所述间隙越大，在所述间隙建立电磁场需要的电磁势越大，需要的电功率就越高；增加所述线圈匝数，能减小所需电流强度，但不能降低需要的电功率，而且增加所述线圈匝数，必然使所述线圈体积增大，造成散热不良和整个机构体积成倍增大。电池或直流电源通过电力电子装置给所述线圈供电，需要的电功率越高，对电力电子装置的元器件技术指标和性能要求就越苛刻，这将使包括所述的电池或直流电源及电力电子装置在内的控制系统成本以几何级数增高。所以上述磁力冲床，适用做小冲程的，而不适用做大冲程的。 

发明内容

本发明克服现有电磁冲床和磁力冲床的缺陷，设计一种永磁与直线驱动机构复合冲床，冲程大、成本小、功率需求低、效率高。

本发明按下述技术方案实现。