專利名稱：伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖床主傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種伺服電機(jī)作為動(dòng)力的新型“曲柄連桿機(jī)構(gòu)”的數(shù)控沖床主傳動(dòng)裝置，屬于沖壓設(shè)備設(shè)計(jì)制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
沖床是金屬板材沖壓加工的重要設(shè)備，作為沖壓動(dòng)力的主傳動(dòng)部件，最初，“機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)”由電機(jī)、離合器、制動(dòng)器、飛輪、曲軸、連桿和滑塊等組成。在工作中，電機(jī)借助飛輪儲(chǔ)存和釋放能量完成沖壓工作；“起動(dòng)”和“停止”是采用離合器制動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。其致命缺點(diǎn)是工作效率低下(當(dāng)連續(xù)沖壓400次/分時(shí)，使用離合器-制動(dòng)器后的單次沖壓只能達(dá)到120次/分)；工作中消耗能量大(每小時(shí)沖相同尺寸形狀、相同數(shù)量的零件)時(shí)電測(cè)的數(shù)據(jù)得知機(jī)械主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)耗電量12度；伺服式主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)耗電量2. 5度。);同時(shí)沖壓過(guò)程中大于85分貝的噪聲嚴(yán)重污染了工作環(huán)境。采用“液壓主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)”時(shí)液壓油對(duì)環(huán)境的污染是必然的油溫升高后氣化擴(kuò)散以及系統(tǒng)滲漏等；在每一次工作完成瞬間，應(yīng)用“伯努利”方程式就會(huì)發(fā)現(xiàn)工作腔內(nèi)液壓油具有的“高壓力能”經(jīng)排油口轉(zhuǎn)變?yōu)椤案咚俣饶堋?動(dòng)能)，該動(dòng)能大多在液壓油的回程管道中經(jīng)油分子間的碰撞以及與管壁的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)橛泻Φ臒崃?。通過(guò)實(shí)沖板材(每小時(shí)沖相同尺寸形狀、相同數(shù)量的零件)時(shí)電測(cè)的數(shù)據(jù)得知液壓主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)耗電量9度；伺服式主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)耗電量2. 5度。鑒于上述兩種主傳動(dòng)部件存在的不足即①高能耗、②高環(huán)境污染、③高沖擊噪聲等，所以不能被與時(shí)俱進(jìn)的用戶們的認(rèn)可；更不能稱其為節(jié)能型綠色環(huán)保產(chǎn)品。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)已有技術(shù)存在的不足，提供一種性能穩(wěn)定、調(diào)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(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的數(shù)控沖床主傳動(dòng)裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)特征是一種伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖床主傳動(dòng)裝置，它包括伺服電機(jī)，其特征是在伺服電機(jī)和曲柄軸之間設(shè)有兩級(jí)小慣量齒輪減速機(jī)構(gòu)，還有固定在曲柄軸上的連桿以及連桿下端的滑柱，在滑柱下端的打擊頭。本方案的具體特點(diǎn)還有，在伺服電機(jī)和兩級(jí)小慣量齒輪減速機(jī)構(gòu)之間采用Z型脹緊套連接；當(dāng)阻力矩大于電機(jī)額定值的3倍時(shí)起保護(hù)作用。所述兩級(jí)小慣量齒輪減速機(jī)構(gòu)包括通過(guò)傳動(dòng)軸連接在一起的兩級(jí)減速齒輪組。打擊頭具有單刃剪切面，沖壓力超過(guò)公稱值的50%時(shí)起保護(hù)作用。用新型伺服動(dòng)力頭取代原有成本較為昂貴的動(dòng)力頭①、減少了摩擦副數(shù)量，高速部位全部采用滾動(dòng)摩擦副，降低了無(wú)效能耗、減少伺服電機(jī)至打擊頭之間的傳動(dòng)構(gòu)件，減少高速副零件的徑向尺寸及質(zhì)量一通過(guò)減小運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的被動(dòng)慣量，從而減少了無(wú)效能耗、伺服式主傳動(dòng)部分的零件一包括從電機(jī)至打擊頭所有零件設(shè)計(jì)成“封閉式部件總成”，以便于部件裝配和總成裝配；創(chuàng)造出高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)副得以充分集中潤(rùn)滑的環(huán)境；同時(shí)具有降低噪音和防止?jié)櫥托孤段廴镜淖饔谩＝Y(jié)構(gòu)特征主要體現(xiàn)在①、對(duì)沖床的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面優(yōu)化設(shè)計(jì)，把開式床身改為高剛性的閉式床身，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，即減少用料，又提高了剛度。②、為了避免沖壓力超載造成事故，把“打擊頭”這一零件設(shè)計(jì)成壓塌塊式，使其具有超載保護(hù)功能。③、為了避免扭矩超載造成事故，伺服電機(jī)與小齒輪采用脹緊套連接。該產(chǎn)品不僅具有速度快、精度高、噪音低、不污染環(huán)境、節(jié)約能源的特點(diǎn)，還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷、使用方便，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，可完全替代市場(chǎng)上現(xiàn)有的機(jī)械式或液壓式數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床，能滿足我國(guó)鈑金行業(yè)對(duì)新一代數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的需求。 本實(shí)用新型提供了一種伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)小慣量減速機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的數(shù)控沖床主傳動(dòng)裝置，省去了機(jī)械式主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的飛輪及離合器與制動(dòng)器。具有低能耗、低噪聲、無(wú)污染的綜合良好性能，節(jié)省能源；提高沖壓頻率一倍?？梢杂糜谕盗袥_壓設(shè)備中。它不僅保留了機(jī)械式主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)成熟可靠的優(yōu)點(diǎn)，且具有以下特征I、通過(guò)適時(shí)控制伺服電機(jī)，僅在啟動(dòng)和沖壓時(shí)提供所需能量，沖壓完成后，不需要如機(jī)械式主傳動(dòng)電機(jī)那樣帶動(dòng)飛輪一直旋轉(zhuǎn)，積聚沖壓能量，比一般機(jī)械式和液壓式?jīng)_床節(jié)省能源65%以上。2、小慣量減速機(jī)構(gòu)具有高強(qiáng)度、高剛度、體積小重量輕的特點(diǎn)，為伺服電機(jī)的起動(dòng)和停止提供了 “敏捷”的前提條件及節(jié)省能源的前提條件。3、按照沖壓工藝和模具類型，優(yōu)化程序來(lái)控制滑塊以適應(yīng)各種沖壓模式，如①壓印、②沖孔(包括連續(xù)步?jīng)_)、③成型等。4、工藝優(yōu)化。通過(guò)精確設(shè)定滑塊停止位置，能夠提高成型模具的加工精度。5、在傳動(dòng)系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，使被動(dòng)部分的慣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于主動(dòng)部分的慣量，具備“敏捷”的起、停條件，曲柄軸可以在下死點(diǎn)前后擺動(dòng)，使滑塊實(shí)現(xiàn)連續(xù)沖壓，可有效地提高沖壓頻率一倍。6、在沖壓行程中對(duì)滑塊的速度適時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，減輕沖頭進(jìn)入板料時(shí)的沖擊，可延長(zhǎng)模具的使用壽命，并可降低噪音15分貝左右。

圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中I部放大圖；圖中I-伺服電機(jī)；2_兩級(jí)小慣量齒輪減速機(jī)構(gòu)；3_曲柄軸；4_連桿；5_滑柱；6_打擊頭(壓塌塊)；7_Z型脹緊套。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，一種伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖床主傳動(dòng)裝置，它包括伺服電機(jī)，在伺服電機(jī)I和曲柄軸3之間設(shè)有兩級(jí)小慣量齒輪減速機(jī)構(gòu)2，還有固定在曲柄軸3上的連桿4以及連桿4下端的滑柱5，在滑柱5下端的打擊頭6。伺服電機(jī)I通過(guò)Z型脹緊套7驅(qū)動(dòng)兩級(jí)小慣量齒輪減速機(jī)構(gòu)2(包括兩對(duì)齒輪和連接兩對(duì)齒輪的傳動(dòng)軸)，帶動(dòng)曲柄軸3旋轉(zhuǎn)；安裝在曲柄軸3上的連桿4帶動(dòng)處于其下端的滑柱5和打擊頭6作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在沖壓工作中，當(dāng)扭矩超載時(shí)Z型脹緊套7起保護(hù)作用；如圖2所示，當(dāng)沖壓力超載時(shí)打擊頭6上的單刃剪切面起保護(hù)作用 。
權(quán)利要求1.一種伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖床主傳動(dòng)裝置，它包括伺服電機(jī)，其特征是在伺服電機(jī)輸出軸和曲柄軸之間設(shè)置有傳遞扭矩的小慣量齒輪減速機(jī)構(gòu)，還有固定在曲柄軸上的連桿以及設(shè)置于連桿下端的滑柱，在滑柱下端設(shè)置有打擊頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖床主傳動(dòng)裝置，其特征是在伺服電機(jī)和兩級(jí)小慣量齒輪減速機(jī)構(gòu)之間采用Z型脹緊套連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖床主傳動(dòng)裝置，其特征是所述兩級(jí)小慣量齒輪減速機(jī)構(gòu)包括通過(guò)傳動(dòng)軸連接在一起的兩級(jí)減速齒輪組。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖床主傳動(dòng)裝置，其特征是打擊頭具有單刃剪切面。
專利摘要一種伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖床主傳動(dòng)裝置，它包括伺服電機(jī)，其特征是在伺服電機(jī)輸出軸和曲柄軸之間設(shè)置有傳遞扭矩的小慣量齒輪減速機(jī)構(gòu)，還有固定在曲柄軸上的連桿以及設(shè)置于連桿下端的滑柱，在滑柱下端設(shè)置有打擊頭。該使用新型主傳動(dòng)裝置具有低能耗、低噪聲、無(wú)污染的良好性能，節(jié)省能源；提高沖壓頻率一倍?？梢杂糜诟鞣N沖壓設(shè)備中，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，數(shù)控高效的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21D22/02GK202781865SQ20122015593
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者趙剛, 王玉沉 申請(qǐng)人:濟(jì)南天翊匯力機(jī)器有限公司