本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)塔沖床，具體涉及一種用于轉(zhuǎn)塔沖床的高速伺服打擊頭，屬于沖壓機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)塔沖床廣泛用于機(jī)械、電器、儀表、篩網(wǎng)、五金、各類金屬盤(pán)、箱、柜等行業(yè)的沖壓加工，其利用單次沖裁方式和步?jīng)_沖裁方式?jīng)_出各種形狀、尺寸的孔和零件，特別適用于多品種的中、小批量或單件的板材沖壓。數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床由電腦控制系統(tǒng)、機(jī)械或液壓動(dòng)力系統(tǒng)、伺服送料機(jī)構(gòu)、模具庫(kù)、模具選擇系統(tǒng)、外圍編程系統(tǒng)等組成，可以按照加工的形狀及位置，自動(dòng)更換模具、自動(dòng)精確送料并完成加工，主要特點(diǎn)是可進(jìn)行復(fù)雜的成形加工，更適用于對(duì)板材成形要求較高的企業(yè)，如電子設(shè)備行業(yè)、機(jī)床護(hù)罩鈑金行業(yè)、門(mén)業(yè)等。

沖擊部件是數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床上的核心部件，其中的打擊頭使用頻繁，且其結(jié)構(gòu)會(huì)影響沖床的打擊精度以及工作效率?，F(xiàn)有的打擊頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有液壓驅(qū)動(dòng)或者伺服電機(jī)與曲柄連桿相結(jié)合兩種方式。

液壓驅(qū)動(dòng)沖擊頭的原理是輸出高壓油源儲(chǔ)存于蓄能器內(nèi)，透過(guò)蓄能器快速充放液壓能經(jīng)由伺服閥精密控制流量輸入液壓缸，由伺服閥改變伺服缸內(nèi)活塞兩側(cè)壓力變化，進(jìn)而控制沖頭進(jìn)行沖壓、收回或定位動(dòng)作，這種方式的缺點(diǎn)在于：1、對(duì)于尺寸精度要求高的零部件不能滿足要求；2、液壓元件制造精度要求高，成本高，液壓元件容易損壞，維修不便。

伺服電機(jī)與曲柄連桿相結(jié)合的原理是通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)，隨著曲柄角度的變化，由于曲柄半徑、連桿的長(zhǎng)度固定不變，因而使與連桿相連的沖擊頭往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。缺點(diǎn)在于：1、為了滿足噸位和行程要求，轉(zhuǎn)塔沖床打擊頭伺服電機(jī)以及其控制器的選取匹配成為制約數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床降低成本、提高效率的最大因素；2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，尺寸鏈多，且連桿長(zhǎng)度長(zhǎng)，從而使機(jī)構(gòu)沖壓精度變低，傳遞穩(wěn)定性變差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于轉(zhuǎn)塔沖床的高速伺服打擊頭，在滿足高精度零部件加工的前提下，減少動(dòng)力傳動(dòng)過(guò)程中的配合部分，提高整個(gè)機(jī)構(gòu)的傳遞精度，降低伺服電機(jī)的選型要求，提升沖頭的工作效率，同時(shí)易于拆卸安裝，維修方便，降低設(shè)備成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案，一種用于轉(zhuǎn)塔沖床的高速伺服打擊頭，包括伺服電機(jī)、主體承載裝置以及連桿滑塊裝置，所述伺服電機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子、電氣插頭、編碼器和曲軸，曲軸主軸頸的后段固定在轉(zhuǎn)子的中心，編碼器安裝在曲軸的后端，定子的后端安裝有后端蓋，定子的前端安裝有法蘭，法蘭的另一端與主體承載裝置相連，法蘭內(nèi)設(shè)有安裝曲軸的軸承組；

主體承載裝置包括箱體和軸套，所述箱體連接在轉(zhuǎn)塔沖床的機(jī)架上，箱體上開(kāi)有允許曲軸主軸頸前段穿過(guò)的通孔，軸套安裝在遠(yuǎn)離伺服電機(jī)一側(cè)的箱體的通孔內(nèi)，曲軸主軸頸的前端通過(guò)軸承組件安裝在軸套內(nèi)，連桿滑塊裝置套裝在曲軸的連桿軸頸上。

電壓信號(hào)通過(guò)電氣插頭接入，編碼器輸出伺服電機(jī)控制所需要的角度參數(shù)從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸與連桿滑塊裝置之間形成曲柄連桿機(jī)構(gòu)使曲軸在主體承載裝置內(nèi)做上下直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)打擊頭的沖壓擊打動(dòng)作；后端蓋內(nèi)開(kāi)槽安裝限位編碼器，起到密封防塵作用；本發(fā)明采用曲軸式伺服電機(jī)代替原有伺服電機(jī)加聯(lián)軸器傳動(dòng)方式，原有結(jié)構(gòu)曲柄偏心高達(dá)15-20mm，本發(fā)明曲柄偏心只有3mm，在同樣的沖壓噸位下，扭矩降低30％-50％，可顯著提高工作效率，降低能耗和制造成本；且中間動(dòng)力傳遞部件減少，動(dòng)力提供更加直接，穩(wěn)定性顯著提高，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，易于安裝拆卸和維修。

進(jìn)一步的，所述連桿滑塊裝置包括連桿與液壓提升缸，連桿與液壓提升缸通過(guò)連桿銷(xiāo)鉸接在一起，液壓提升缸的活塞桿下端安裝打擊頭；箱體上開(kāi)有進(jìn)油口和出油口。

液壓提升缸加連桿的結(jié)構(gòu)取代原有的曲柄連桿機(jī)構(gòu)上的滑塊部分，當(dāng)需要換模時(shí)，通過(guò)液壓提升缸提升至最上端至換模所需高度，換模完成后，液壓提升缸下降至最下端繼續(xù)擊打作業(yè)；箱體上的進(jìn)出油口與液壓泵站相連；本發(fā)明將以往需要通過(guò)偏心機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)高度的調(diào)整轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^(guò)液壓提升缸來(lái)實(shí)現(xiàn)，減小曲柄偏心距，增強(qiáng)曲柄連桿力的傳遞性能，降低了伺服電機(jī)以及其配套驅(qū)動(dòng)器等的選型難度，有效降低成本，為大噸位伺服轉(zhuǎn)塔沖的開(kāi)發(fā)提供了有效的方案方法。

進(jìn)一步的，還包括液壓控制回路，所述回路包括液壓泵站、蓄能器、液控單向閥和兩位四通閥液壓油經(jīng)由液壓泵站儲(chǔ)存在蓄能器中，蓄能器的另一端經(jīng)由兩位四通閥和液控單向閥與液壓提升缸的進(jìn)油口和出油相連。

通過(guò)蓄能器快速充放液壓能可以保證換模時(shí)打擊頭的快速提升，同時(shí)最大限度降低液壓站的裝機(jī)容量和功耗，降低設(shè)備成本；液控單向閥提供保壓作用。

曲軸的前端裝有平衡端蓋。

帶平衡端蓋的短行程一體式曲柄可降低高速條件下的慣性力，平衡曲軸的偏心力矩，減小工作震動(dòng)，提高設(shè)備平穩(wěn)性；

進(jìn)一步的，箱體的下端安裝有導(dǎo)向套，導(dǎo)向套的底部設(shè)有與箱體相連的壓板；導(dǎo)向套內(nèi)側(cè)開(kāi)有導(dǎo)向槽，側(cè)壁上開(kāi)有潤(rùn)滑油槽。

導(dǎo)向套起到導(dǎo)向潤(rùn)滑的作用，減小連桿滑塊裝置擊打作業(yè)時(shí)與箱體之間的摩擦力，壓板與箱體通過(guò)螺釘連接，密封潤(rùn)滑油。

進(jìn)一步的，箱體上端設(shè)有蓋板，蓋板內(nèi)安裝過(guò)濾器。

進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)子和曲軸熱裝成一體。轉(zhuǎn)子和曲軸熱裝成一體避免了中間環(huán)節(jié)造成的誤差累計(jì)，節(jié)省安裝空間。

進(jìn)一步的，軸承組的一側(cè)通過(guò)與法蘭相連的擋板限位。擋板用于限制軸承組的軸向移動(dòng)

進(jìn)一步的，連桿與曲軸之間采用成組的軸承連接，軸承前后用擋板限位。

進(jìn)一步的，液壓提升缸與連桿之間的安裝孔內(nèi)設(shè)有軸瓦，軸瓦內(nèi)側(cè)開(kāi)有導(dǎo)油槽。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中液壓提升缸和連桿可以通過(guò)連桿銷(xiāo)和軸瓦進(jìn)行可靠高效的小摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)將伺服電機(jī)軸使用偏心曲柄軸代替，減少動(dòng)力傳動(dòng)過(guò)程中的配合部分，提高了傳遞精度；通過(guò)使用液壓提升缸和連桿相結(jié)合的結(jié)構(gòu)替代原有實(shí)心打擊頭部分，將換模所需的提升高度有效轉(zhuǎn)移到液壓提升缸部分，使得本裝置可以既滿足完成換模工作需要的空間高度要求，同時(shí)減小了曲柄的長(zhǎng)度，有效降低伺服電機(jī)扭矩的選取，降低伺服電機(jī)的選型要求，在同樣的沖壓噸位下，扭矩可降低30％-50％，大大降低了能耗和制造成本，提升了工作效率。帶平衡塊的短行程一體式曲柄可降低高速條件下的慣性力，提高平穩(wěn)性；帶蓄能器的快速提升缸液壓控制回路在保證換模時(shí)的快速提升，同時(shí)最大限度降低液壓站的裝機(jī)容量和功耗。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是主體承載裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是連桿滑塊裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是液壓提升缸液壓回路示意圖。

圖中：1、伺服電機(jī)；1-1、定子；1-2、轉(zhuǎn)子；1-3、后端蓋；1-4、編碼器；1-5、曲軸；1-6、法蘭；1-7、擋板；1-8、平衡端蓋；1-9、電氣插頭；1-10、軸承組；2、主體承載裝置；2-1、箱體；2-2、蓋板；2-3、軸套；2-4、導(dǎo)向套；2-5、壓板；2-6、過(guò)濾器；2-7、軸承組件；3、連桿滑塊裝置；3-1、連桿；3-2、連桿銷(xiāo)；3-3、軸瓦；3-4、液壓提升缸；3-5、打擊頭；4-1、液壓泵站；4-2、蓄能器；4-3、液控單向閥；4-4、兩位四通閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1至圖3所示，一種用于轉(zhuǎn)塔沖床的高速伺服打擊頭，包括伺服電機(jī)1、主體承載裝置2以及連桿滑塊裝置3，所述伺服電機(jī)1包括定子1-1、轉(zhuǎn)子1-2、電氣插頭1-9、編碼器1-4和曲軸1-5，曲軸1-5主軸頸的后段固定在轉(zhuǎn)子1-2的中心，編碼器1-4安裝在曲軸1-5的后端，定子1-1的后端安裝有后端蓋1-3，定子1-1的前端安裝有法蘭1-6，法蘭的另一端與主體承載裝置2相連，法蘭1-6內(nèi)設(shè)有安裝曲軸1-5的軸承組1-10，曲軸1-5的前端連接有平衡端蓋1-8；

主體承載裝置2包括箱體2-1和軸套2-3，所述箱體2-1連接在轉(zhuǎn)塔沖床的機(jī)架上，箱體上開(kāi)有允許曲軸1-5主軸頸前段穿過(guò)的通孔，軸套2-3安裝在遠(yuǎn)離伺服電機(jī)一側(cè)的箱體2-1的通孔內(nèi)，曲軸1-5主軸頸的前端通過(guò)軸承組件2-7安裝在軸套2-3內(nèi)，連桿滑塊裝置3套裝在曲軸1-5的連桿軸頸上。

電壓信號(hào)通過(guò)電氣插頭1-9接入，編碼器1-4輸出伺服電機(jī)控制所需要的角度參數(shù)從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子1-2帶動(dòng)曲軸1-5轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸1-5與連桿滑塊裝置3之間形成曲柄連桿機(jī)構(gòu)在主體承載裝置2內(nèi)做上下直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)打擊頭的沖壓擊打動(dòng)作；后端蓋1-3內(nèi)開(kāi)槽安裝限位編碼器，起到密封防塵作用。本發(fā)明采用曲軸式伺服電機(jī)代替原有伺服電機(jī)加聯(lián)軸器傳動(dòng)方式，原有結(jié)構(gòu)曲柄偏心高達(dá)15-20mm，本發(fā)明曲軸偏心只有3mm，在同樣的沖壓噸位下，扭矩降低30％-50％，可顯著提高工作效率，降低能耗和制造成本；且中間動(dòng)力傳遞部件減少，動(dòng)力提供更加直接，穩(wěn)定性顯著提高，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，易于安裝拆卸和維修。

如圖1、圖4所示，所述連桿滑塊裝置3包括連桿3-1與液壓提升缸3-4，連桿3-1與液壓提升缸3-4通過(guò)連桿銷(xiāo)3-2鉸接在一起，液壓提升缸3-4的活塞桿下端安裝打擊頭3-5；箱體2-1上開(kāi)有進(jìn)油口和出油口。

液壓提升缸3-4加連桿3-1的結(jié)構(gòu)取代原有的曲柄連桿機(jī)構(gòu)上的滑塊部分，當(dāng)需要換模時(shí)，通過(guò)液壓提升缸提升至最上端至換模所需高度，換模完成后，液壓提升缸下降至最下端繼續(xù)擊打作業(yè)。箱體上的進(jìn)出油口與液壓泵站相連；本發(fā)明將以往需要通過(guò)偏心機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)高度的調(diào)整轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^(guò)液壓提升缸來(lái)實(shí)現(xiàn)，減小曲柄偏心距，增強(qiáng)曲柄連桿力的傳遞性能，降低了伺服電機(jī)以及其配套驅(qū)動(dòng)器等的選型難度，有效降低成本，為大噸位伺服轉(zhuǎn)塔沖的開(kāi)發(fā)提供了有效的方案方法。

如圖5所示，本發(fā)明還包括液壓控制回路，所述回路包括液壓泵站4-1、蓄能器4-2、液控單向閥4-3和兩位四通閥4-4，液壓油經(jīng)由液壓泵站4-1儲(chǔ)存在蓄能器4-2中，蓄能器4-2的另一端經(jīng)由兩位四通閥4-4和液控單向閥4-3與液壓提升缸3-4的進(jìn)油口和出油口相連。

通過(guò)蓄能器快速充放液壓能可以保證換模時(shí)打擊頭的快速提升，同時(shí)最大限度降低液壓站的裝機(jī)容量和功耗，降低設(shè)備成本。

如圖1、圖2所示，曲軸1-5的前端裝有平衡端蓋1-8。

帶平衡端蓋的短行程一體式曲柄可降低高速條件下的慣性力，平衡曲軸的偏心力矩，減小工作震動(dòng)，提高設(shè)備平穩(wěn)性；

如圖1、圖3所示，箱體2-1的下端安裝有導(dǎo)向套2-4，導(dǎo)向套2-4的底部設(shè)有與箱體2-1相連的壓板2-5；導(dǎo)向套內(nèi)側(cè)開(kāi)有導(dǎo)向槽，側(cè)壁上開(kāi)有潤(rùn)滑油槽。

導(dǎo)向套2-4起到導(dǎo)向潤(rùn)滑的作用，減小連桿滑塊裝置擊打作業(yè)時(shí)與箱體之間的摩擦力，壓板2-5與箱體通過(guò)螺釘連接，密封潤(rùn)滑油。

進(jìn)一步的，箱體2-1上端設(shè)有蓋板2-2，蓋板內(nèi)安裝過(guò)濾器2-6。

如圖1、圖2所示，轉(zhuǎn)子1-2和曲軸1-5熱裝成一體。轉(zhuǎn)子和曲軸熱裝成一體避免了中間環(huán)節(jié)造成的誤差累計(jì)，節(jié)省安裝空間。

進(jìn)一步的，軸承組1-10的一側(cè)通過(guò)與法蘭1-6相連的擋板1-7限位。擋板用于限制軸承組的軸向移動(dòng)

如圖4所示，連桿3-1與曲軸1-5之間采用成組的軸承連接，軸承前后用擋板限位。

進(jìn)一步的，液壓提升缸3-4與連桿3-1之間的安裝孔內(nèi)設(shè)有軸瓦3-3，軸瓦內(nèi)側(cè)開(kāi)有導(dǎo)油槽。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中液壓提升缸3-4和連桿3-1可以通過(guò)連桿銷(xiāo)3-2和軸瓦3-2進(jìn)行可靠高效的小摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

具體工作原理如下：

首先，液壓泵站4-1加壓對(duì)蓄能器4-2充能，液壓提升缸3-4的活塞桿位于最下端，伺服電機(jī)1在控制器控制下位于初始位置；然后，伺服電機(jī)1在控制信號(hào)下開(kāi)始工作，曲軸1-5帶動(dòng)連桿滑塊裝置3在主體承載裝置2中上下運(yùn)動(dòng)，從而使打擊頭3-5按照規(guī)定速度頻率進(jìn)行打擊工作；換模時(shí)，連接在液壓泵上兩位四通閥4-4，蓄能器4-2內(nèi)的高壓油對(duì)液壓提升缸3-4快速進(jìn)油，液壓提升缸3-4的活塞桿運(yùn)動(dòng)到最上端，以提供換模所需的高度；換模完成后，兩位四通閥4-4再次換向，液壓提升缸3-4的活塞桿運(yùn)動(dòng)到最下端，繼續(xù)打擊作業(yè)，在此過(guò)程中，液控單向閥4-3提供保壓作用，兩位四通閥4-4在需要的范圍控制液壓油泵的工作對(duì)蓄能器4-2蓄能。