CN101076424A - 具有内置冲击保护的伺服攻丝装置 - Google Patents

Abstract

一种伺服电机，在模具攻丝单元中，通过将冲击板固定于伺服电机而提供用于电机的内置冲击保护，并且浮动地安装冲击板至可连接于压力机中的挤压板的基部架构。相对的弹簧组容许冲击板相对于基板的移动，以减少当压力机运转时的冲击负载，该冲击板在固定于基部架构的接合销上被导引。冲击板、及攻丝装置及基部架构构成机内组件，用于在压力机中共同安装。

Description

具有内置冲击保护的伺服攻丝装置

交叉申请的有关参考

本申请主张于2004年12月10日申请的美国专利申请序列号为NO.11/009,536的优先权。

背景技术

本发明涉及模具攻丝装置，其用于由压力机中安装的模具成型的工件中的攻丝孔。

这种攻丝装置通常由压力机的运动而操作，如美国专利6,547,496中所公开的。由于该攻丝装置取决于正弦曲线的压力机运动，在攻丝速度上显著的限制导致增加该工序的运转时间。

电子伺服电动机驱动器被发展用在模具攻丝装置中，其中伺服电动机安装于攻丝装置，用于驱动攻丝，如在2003年4月15日申请的尚待批准的美国申请序列号NO.10/417,428中所公开的。

通过伺服电机的使用，攻丝驱动器独立于压力机的运转，并且这也容许最大速度驱动攻丝以减少运转时间。

通过安装伺服电机至攻丝装置而产生一个显著的问题，因为当挤压板碰撞到工件及夹具时，伺服电机因此遭受冲击负载，并且突然地使伺服电动机减速，缩短电动机的使用寿命。

典型地，挤压板上的弹簧驱动攻丝装置及依靠挤压板弹簧以减少伺服电机的冲击负载。

在申请中，挤压板包括与攻丝装置分离的供应部件，以及挤压板弹簧，其并不是特定地设计以充分地减少相关的伺服电机的冲击负载。

该装置的使用者必须由此而尝试去设计适当的挤压板弹簧以减少电机的冲击负载至可接受的程度。这个必要性经常被忽视而损害伺服电机的使用寿命。

本发明的目的是为由模具伺服电机驱动的攻丝装置提供有效的冲击保护，其中并不依赖挤压板弹簧减少冲击或者需要挤压板弹簧的特殊的设计以提供冲击保护。

发明内容

在阅读了下述说明书和权利要求，通过与伺服电动机攻丝装置本身相结合的装入，提供冲击保护，上述目的及其他目的将变得显而易见的。在第一具体实施例中，固定于攻丝装置上的冲击板水平地延伸越过连接于相关的挤压板的对准的平行的基部架构之上，通过相对的有弹性可弯曲的元件，冲击板浮动地安装在该基部架构。

一组向上突出定位销的一端固定在基部架构，并且在冲击板中滑动以导引冲击板和攻丝装置相对垂直的移动。

两组相对的压缩弹簧，弹回地定位冲击板靠近地间隔的设置在基板上，设置的弹性系数及冲击板的间隔降低最大的冲击负载至预先设定的可以接受的水平。这种浮动的安装容许当在压力循环工作过程中发生挤压板的撞击时，冲击板和基板之间有限的相对移动。削弱安装在冲击板上的攻丝装置的冲击负载至对于伺服电机的损害可以避免的水平。

在第二个垂直朝向的电机的具体实施例中，伺服电机与冲击板连接。工具箱间隔的位于冲击板下，并且直接与挤压板连接。多个销引导冲击板相对于工具箱移动，其中工具箱安装攻丝驱动器及夹具组件。

第一组压缩弹簧插入到冲击板及凹进到冲击板开口的箱体中，抵抗冲击板向上的移动。

第二组压缩弹簧在冲击板的各自的孔中，并且均被压缩在通过机器螺钉固定于基部架构的垫圈下，接合靠在各自的冲击板孔的底部处的边缘，第二组弹簧抵抗冲击板的向上的移动，当挤压器撞击工件和/或夹具，以及当挤压器颠倒方向时，冲击负载极大地减小。

在第三具体实施例中，包括基部架构的箱体具有沿着伺服电机轴线延伸的部分，传动工具和固定组件与伺服电机轴线有偏移安装。冲击板插入到电机和箱体之间。

在上述所有实施例中，弹性系数、弹簧的数目及冲击板与基板的间隔是为多个具体的攻丝装置而设计，使冲击负载适当地减少至预先确定的最安全的水平。

攻丝装置、冲击板基部架构以及弹簧作为组件安装在挤压板之上，以使使用者的负担最小化，并且确保对伺服电机的正确保护。

附图说明

图1是攻丝装置的第一实施例的示意图，具有内置冲击保护组件安装在挤压板上，并示意压力机压盘和工件；

图2是图1中攻丝装置冲击板组件的放大示意图；

图3是图1和图2中的攻丝装置的侧视图；

图4是图3中的攻丝装置的局部视图，示出了传动攻丝和固定部件的内部结构；

图5是根据本发明攻丝装置的第二个实施例的示意图，也以虚线示出了压力机压盘和挤压板的轮廓；

图6是图5中第二实施例的局部剖面图；

图7是第二实施例的放大示意图，其中冲击板和变速箱体以虚线示出，显示弹簧和定位销将冲击板安装至变速箱体；

图8是图7中部件的正视图；

图9是根据本发明攻丝装置的第三实施例示意图；

图10是图9中攻丝装置下部的纵剖视图；

图11是图9和图10中攻丝装置的冲击板和变速箱体部件的端视图；

图12是图11中剖面12-12剖视图；

图13是图11中剖面13-13剖视图；

图14是图11中剖面14-14剖视图。

具体实施方式

在下列详细的描述中，为了清楚起见，某些明确的术语将被使用，并且根据35USC112的要求，具体实施例被描述，但可以理解的是，这并不是用于限制，并且也不作此解释，由于本发明在附属权利要求的范围内可以采用多种形式及变化。

参照图1-4，压力机的上压盘10及下压盘12与工件14一起示出，例如，与攻丝孔一起形成的延长带延伸穿过在下压盘12上安装的夹具16。

用于对工件14中形成的孔攻丝的攻丝单元18安装在挤压板20上，可移动的悬浮在支撑22上，其中气弹簧24推动板20到支撑22上的低位置。

操作压力机将挤压板20靠在夹具16上的工件14上，向前操作攻丝装置18，并且以众所周知的方式在工件14的孔中旋转丝锥。

如图2所示，攻丝装置18包括水平导向的伺服电机26，变速箱体28连结于伺服电机26一端，其中电机和箱体依次安装在水平延伸的冲击板30，冲击板30位于电机26和箱体28下，采用合适的扣件(未示出)固定在冲击板30。

冲击板30依次浮动地安装在基部架构，其包括板32形成具有内置冲击保护的攻丝装置。当安装在压力机中时，该组件固定于具有螺钉21的挤压板20上。

通过相对的可弹回可弯曲的元件，元件包括相对的两组，每组各有四个弹簧，冲击板30以预设的间隔浮动地安装在基板32之上。

上面一组中的弹簧34在各自的沉孔开口36中，并且在其间通过在基板32中的垫圈38及机器螺钉40而压缩，向下推动冲击板30。

下面一组中相对弹簧42在各自下面的沉孔开口44中，并且与冲击板30的下表面30接合以向上地推动它，反作用弹簧34，冲击板30在基板32之上以冲击板30和基板32之间预设的间隙浮动。

一组四个接合销46被压配合到基板32中，并且垂直地延伸，滑动地容纳于安装在冲击板30的衬套套管46。在压力机运转过程中，由攻丝装置组件的冲击引起冲击板32垂直的动作。

变速箱体28包含伺服电机26输出轴52驱动的锥齿轮48、50。多角形传动轴54通过齿轮50转动，其中齿轮50依次驱动导螺杆60螺旋进入到套管56中，通过键59不可转动地固定在箱体28的孔58中。导螺杆60安装有丝锥刀架62，可释放地固定丝锥62。以众所周知的方式在孔中攻丝，当转动前进并且旋转丝锥64时，导螺杆60轴向地前进。攻丝的孔没有完全成型或者没有发生攻丝情况时，如果垫圈56缩回，保险弹簧66容许丝锥进刀时被阻挡。防护的前端件65封闭凸出部分的顶端64以及刀架62，避免在预先操作中安装到挤压板20时的损伤。

为阻止伺服电机26的额外冲击负载，将其安装至浮动的冲击板30，冲击板30通过弹簧34、42间隔设置在基板32上。弹簧34、42与攻丝装置的数目相等，并且攻丝装置、冲击板以及基板与内置冲击保护一起作为单个部件安装，因此不需要使用者采取任何冲击保护的措施。

下述公式用于确保预设的最大减速度并不会被超过：

$\left(1\right)---\mathrm{\Δx}=\frac{{\mathrm{mV}}^2}{(N_B+N_T)K}$

$\left(2\right)---a=\frac{\frac{V^2}{m{V}^2}}{\frac{(N_B+N_T)K}{4}}$

$\left(3\right)---a=\frac{V^2}{2\left(\mathrm{\Δx}\right)}$

m＝电机数目

V＝压力机速度

N_B＝底部上弹簧的数目

N_T＝顶部上弹簧的数目

K＝弹簧刚度

Δ_X＝冲击板的底部和基部架构之间的间隙

a＝加速度

弹簧的数目及其弹性系数以及冲击板的底部和基部架构之间的间隙变化以确保最大减速度不会超过预设的最大值，通常低于5g′s。

在一个示例中，每组中的四个弹簧具有每英寸143磅的弹性系数、每秒钟12英尺的压力机速度，以及对于伺服电机的使用的产生小于4g′s的加速度的0.06英寸的间隙。

图5至图8示出本发明的第二实施例，其特征是在伺服攻丝装置68中的伺服电机70在受压时是垂直地导向的，安装在如第一实施例中的压力机上压盘10上悬浮的挤压板72上。

基部架构包括箱体74，连接于支撑具有内置冲击板76的伺服电机70的挤压板72。

内置冲击板76在基部箱体74上的间隔位置处由两个相对组，每组四个弹簧支撑。第一组弹簧78中的每一个在冲击板76中的各自的面向上的沉孔80中，在有头螺钉82下压缩，其螺旋进入基部74顶部的孔中，向下地推动冲击板76。

第二组四个弹簧84中的每一个在冲击板76的各自的面向下的沉孔86中，被压缩在基部箱体74的上表面以向上地推动冲击板。

一组销钉88被压配合到基部箱体74的孔中，并且在衬套套管90中可滑动。引导冲击板76通过压力机操作的冲击负载的任意移动，造成工件14和夹具16上挤压板72的冲击。

适当的丝锥刀架和传动部件94安装在基部箱体74中。

这包括多角形传动元件97，其具有方形传动端93，在螺旋入导螺杆套管97中的丝锥刀架栓95的方孔中，其是带键不转动，但如果丝锥64不能前进，能够轴向地前进以抵抗的安全弹簧99的弹力。

防护的前端92安装在挤压板72前封闭凸出的丝锥及刀架部分。

图9至图14示出本发明的第三实施例。

在本实施例中，垂直导向的伺服电机96安装在包括具有浮动的内置的冲击板100的箱体98的基部架构上。

丝锥刀架和传动箱体102安装在箱体部分上，沿伺服电机96的轴线水平地偏移。

与其它实施例一样，冲击板100回弹地浮动安装在箱体98上，具有两个相对的四弹簧组。第一组四个弹簧102在各自面向上的沉孔104中。压缩弹簧102螺旋进入基部箱体98的螺杆106的顶部，在沉孔104的底部处靠于端壁，向下推动冲击板100。间隔套管108限制弹簧102压缩的范围。

第二相对组的四个弹簧110在冲击板100面向下的孔112中，压缩在基部箱体98的上表面，向上推动冲击板100，平衡弹簧102的作用，具有伺服电机96的冲击板100在基部箱体98之上浮动。

一组四个接合销114压入基部箱体98的孔中，在其下端向上凸出，并且在套管116中是可滑动的，被带入到冲击板100中的孔中。如前述第一和第二实施例中描述的，操作压力机时，冲击负载引起冲击板及伺服电机96垂直地移动。

基部箱体98包括通过驱动惰轮122、驱动齿毂(gear hub)124的伺服电机输出轴120驱动的齿轮118。齿毂124转动在盖128中的丝锥刀架组件126和环形部分129，用螺栓131固定环形部分129于基部箱体98上。

外部套管136与罩128的内部螺纹138螺纹啮合。键槽140和键142在轴向移动时与齿毂124转动的连接。

这造成丝锥刀架组件126和丝锥130向下前进，保证在其中具有由内部套管144携带的内置的丝锥刀架132。

安全弹簧134插入到外部套管136和内部套管144之间，即使由于某种原因，内部套管144不前进时，外部套管136可以向下移动。

Claims (12)

1.一种攻丝装置，具有内置的冲击保护，适于安装在成形压力机中的挤压板之上，包括：

伺服电机；

冲击板，连接于所述伺服电机；

基部架构，适于被固定于所述挤压板；

所述冲击板的可弹回的浮动装置，间隔在所述基部架构之上，容许限制朝向或者远离所述基部架构，所述可弹回的浮动装置将所述伺服电机的冲击负载减弱至预设的最大加速度。

2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述浮动装置包括两组弹簧，作用在所述冲击板上，第一组弹簧向所述架构推动所述冲击板，以及第二相对的弹簧组推动所述冲击板离开所述装置架构，所述两组弹簧的作用通常平衡以定位所述冲击板，并且连接所述伺服电机，远离所述装置架构。

3.根据权利要求2所述的组件，进一步包括导引元件，连接于所述基部架构并且可滑动地容纳在所述冲击板中的开口中，以当所述压力机被操作时，导引由其间的冲击负载造成的所述冲击板的移动。

4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述导引元件包括一组接合销，固定于所述基部架构，并且延伸到所述冲击板中的开口中。

5.根据权利要求2所述的组件，其中，所述第一组中的每一个所述弹簧通过带头的螺纹扣件螺旋进入到所述基部架构而被压缩靠于所述冲击板中的孔的边缘。

6.根据权利要求5所述的组件，其中，所述第二组中的每一个所述弹簧被容纳在所述冲击板中的面向下的孔中，并且与所述基部架构的上表面接合。

7.根据权利要求1所述的组件，其中所述伺服电机在所述挤压板上水平地延伸，并且所述冲击板沿着所述伺服电机延伸。

8.根据权利要求1所述的组件，其中，所述伺服电机从所述冲击板垂直地延伸，并且所述冲击板固定于所述伺服电机的下端。

9.一种保护伺服电机，当其安装在压力机中的挤压板上时，避免额外的冲击负载的方法，以驱动用于在所述压力机中的工件中的孔中形成螺纹的工具，所述工件在压力机运转时通过所述挤压板接合，包括：

连接冲击板至所述伺服电机；

连接基部架构至所述挤压板；以及

通过相对的弹回地可弯曲的元件浮动地安装所述冲击板间隔在所述基部架构之上，以容许在其间的相对移动，使得所述冲击板、基部架构及伺服电机构成单个组件。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述冲击板通过相对的弹簧组浮动地安装在所述基部架构之上，容许相对于所述基部架构的相对移动。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述弹簧组被设置，从而所述弹簧组中的一个起作用，以向所述基部架构推动所述冲击板，并且所述弹簧组的所述另一个推动所述冲击板远离所述基部架构。

12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括在固定于所述基部架构，并且在所述冲击板中是可滑动的一组导引元件上，导引所述冲击板。

Images