伺服電機驅動的數控衝床主傳動裝置的製作方法
2023-05-13 21:47:41
專利名稱：伺服電機驅動的數控衝床主傳動裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種伺服電機作為動力的新型「曲柄連杆機構」的數控衝床主傳動裝置，屬於衝壓設備設計製造技術領域。
背景技術：
衝床是金屬板材衝壓加工的重要設備，作為衝壓動力的主傳動部件，最初，「機械傳動機構」由電機、離合器、制動器、飛輪、曲軸、連杆和滑塊等組成。在工作中，電機藉助飛輪儲存和釋放能量完成衝壓工作；「起動」和「停止」是採用離合器制動器來實現。其致命缺點是工作效率低下(當連續衝壓400次/分時，使用離合器-制動器後的單次衝壓只能達到120次/分)；工作中消耗能量大(每小時衝相同尺寸形狀、相同數量的零件)時電測的數據得知機械主傳動機構耗電量12度；伺服式主傳動機構耗電量2. 5度。);同時衝壓過程中大於85分貝的噪聲嚴重汙染了工作環境。採用「液壓主傳動機構」時液壓油對環境的汙染是必然的油溫升高後氣化擴散以及系統滲漏等；在每一次工作完成瞬間，應用「伯努利」方程式就會發現工作腔內液壓油具有的「高壓力能」經排油口轉變為「高速度能」(動能)，該動能大多在液壓油的回程管道中經油分子間的碰撞以及與管壁的摩擦轉變為有害的熱量。通過實衝板材(每小時衝相同尺寸形狀、相同數量的零件)時電測的數據得知液壓主傳動機構耗電量9度；伺服式主傳動機構耗電量2. 5度。鑑於上述兩種主傳動部件存在的不足即①高能耗、②高環境汙染、③高衝擊噪聲等，所以不能被與時俱進的用戶們的認可；更不能稱其為節能型綠色環保產品。
發明內容本實用新型針對已有技術存在的不足，提供一種性能穩定、調整與維修方便、而且其工作頻率高、效率高、耗能低噪音小用伺服電機驅動減速機構、曲柄連杆機構的數控衝床主傳動裝置。本實用新型的技術特徵是一種伺服電機驅動的數控衝床主傳動裝置，它包括伺服電機，其特徵是在伺服電機和曲柄軸之間設有兩級小慣量齒輪減速機構，還有固定在曲柄軸上的連杆以及連杆下端的滑柱，在滑柱下端的打擊頭。本方案的具體特點還有，在伺服電機和兩級小慣量齒輪減速機構之間採用Z型脹緊套連接；當阻力矩大於電機額定值的3倍時起保護作用。所述兩級小慣量齒輪減速機構包括通過傳動軸連接在一起的兩級減速齒輪組。打擊頭具有單刃剪切面，衝壓力超過公稱值的50%時起保護作用。用新型伺服動力頭取代原有成本較為昂貴的動力頭①、減少了摩擦副數量，高速部位全部採用滾動摩擦副，降低了無效能耗、減少伺服電機至打擊頭之間的傳動構件，減少高速副零件的徑向尺寸及質量一通過減小運動構件的被動慣量，從而減少了無效能耗、伺服式主傳動部分的零件一包括從電機至打擊頭所有零件設計成「封閉式部件總成」，以便於部件裝配和總成裝配；創造出高速旋轉運動副得以充分集中潤滑的環境；同時具有降低噪音和防止潤滑油洩露汙染的作用。結構特徵主要體現在①、對衝床的機械結構進行全面優化設計，把開式床身改為高剛性的閉式床身，同時對結構進行優化，即減少用料，又提高了剛度。②、為了避免衝壓力超載造成事故，把「打擊頭」這一零件設計成壓塌塊式，使其具有超載保護功能。③、為了避免扭矩超載造成事故，伺服電機與小齒輪採用脹緊套連接。該產品不僅具有速度快、精度高、噪音低、不汙染環境、節約能源的特點，還具有結構簡捷、使用方便，性價比高等優點，可完全替代市場上現有的機械式或液壓式數控轉塔衝床，能滿足我國鈑金行業對新一代數控轉塔衝床的需求。 本實用新型提供了一種伺服電機驅動小慣量減速機構、曲柄連杆機構的數控衝床主傳動裝置，省去了機械式主傳動結構的飛輪及離合器與制動器。具有低能耗、低噪聲、無汙染的綜合良好性能，節省能源；提高衝壓頻率一倍。可以用於同系列衝壓設備中。它不僅保留了機械式主傳動結構成熟可靠的優點，且具有以下特徵I、通過適時控制伺服電機，僅在啟動和衝壓時提供所需能量，衝壓完成後，不需要如機械式主傳動電機那樣帶動飛輪一直旋轉，積聚衝壓能量，比一般機械式和液壓式衝床節省能源65%以上。2、小慣量減速機構具有高強度、高剛度、體積小重量輕的特點，為伺服電機的起動和停止提供了 「敏捷」的前提條件及節省能源的前提條件。3、按照衝壓工藝和模具類型，優化程序來控制滑塊以適應各種衝壓模式，如①壓印、②衝孔(包括連續步衝)、③成型等。4、工藝優化。通過精確設定滑塊停止位置，能夠提高成型模具的加工精度。5、在傳動系統中，經過精心設計，使被動部分的慣量遠遠小於主動部分的慣量，具備「敏捷」的起、停條件，曲柄軸可以在下死點前後擺動，使滑塊實現連續衝壓，可有效地提高衝壓頻率一倍。6、在衝壓行程中對滑塊的速度適時進行調節，減輕衝頭進入板料時的衝擊，可延長模具的使用壽命，並可降低噪音15分貝左右。
圖I為本實用新型結構示意圖；圖2為圖I中I部放大圖；圖中I-伺服電機；2_兩級小慣量齒輪減速機構；3_曲柄軸；4_連杆；5_滑柱；6_打擊頭(壓塌塊)；7_Z型脹緊套。
具體實施方式
如圖I所示，一種伺服電機驅動的數控衝床主傳動裝置，它包括伺服電機，在伺服電機I和曲柄軸3之間設有兩級小慣量齒輪減速機構2，還有固定在曲柄軸3上的連杆4以及連杆4下端的滑柱5，在滑柱5下端的打擊頭6。伺服電機I通過Z型脹緊套7驅動兩級小慣量齒輪減速機構2(包括兩對齒輪和連接兩對齒輪的傳動軸)，帶動曲柄軸3旋轉；安裝在曲柄軸3上的連杆4帶動處於其下端的滑柱5和打擊頭6作往復運動。在衝壓工作中，當扭矩超載時Z型脹緊套7起保護作用；如圖2所示，當衝壓力超載時打擊頭6上的單刃剪切面起保護作用 。
權利要求1.一種伺服電機驅動的數控衝床主傳動裝置，它包括伺服電機，其特徵是在伺服電機輸出軸和曲柄軸之間設置有傳遞扭矩的小慣量齒輪減速機構，還有固定在曲柄軸上的連杆以及設置於連杆下端的滑柱，在滑柱下端設置有打擊頭。
2.根據權利要求I所述的伺服電機驅動的數控衝床主傳動裝置，其特徵是在伺服電機和兩級小慣量齒輪減速機構之間採用Z型脹緊套連接。
3.根據權利要求I所述的伺服電機驅動的數控衝床主傳動裝置，其特徵是所述兩級小慣量齒輪減速機構包括通過傳動軸連接在一起的兩級減速齒輪組。
4.根據權利要求I所述的伺服電機驅動的數控衝床主傳動裝置，其特徵是打擊頭具有單刃剪切面。
專利摘要一種伺服電機驅動的數控衝床主傳動裝置，它包括伺服電機，其特徵是在伺服電機輸出軸和曲柄軸之間設置有傳遞扭矩的小慣量齒輪減速機構，還有固定在曲柄軸上的連杆以及設置於連杆下端的滑柱，在滑柱下端設置有打擊頭。該使用新型主傳動裝置具有低能耗、低噪聲、無汙染的良好性能，節省能源；提高衝壓頻率一倍。可以用於各種衝壓設備中，具有結構簡單，造價低，數控高效的優點。
文檔編號B21D22/02GK202781865SQ20122015593
公開日2013年3月13日 申請日期2012年4月13日 優先權日2012年4月13日
發明者趙剛, 王玉沉 申請人:濟南天翊匯力機器有限公司