CN101549365B - 数控分度冲槽卷绕机床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数控分度冲槽卷绕机床，包括有底座，底座上左边安装有工作台，工作台上安装有钢带进料导向与夹紧装置，钢带冲槽装置，底座上右边安装有立柱，所述的立柱与底座之间滑动或滚动配合，所述的工作台侧壁上安装有导尺，所述的立柱上安装有竖直方向的丝杆与导轨，卷绕箱通过丝杆与导轨在立柱上下移动。所述的卷绕箱内安装有钢带卷绕芯轴，以及伺服电机及精密行星齿轮减速器，所述的减速器输出轴与钢带卷绕芯轴传动连接；所述的丝杆由安装于立柱上的另一伺服电机及其精密行星齿轮减速器驱动。立柱上安装有定位板，保证卷绕的工件端面平整。本发明利用定张力放料、定转角卷绕水平方向随机补偿垂直轴伺服补偿的原理，实现冲槽和卷绕，在带料上一边冲槽孔，一边卷绕。
Description
技术领域
本发明涉及一种机床，具体是一种数控分度冲槽卷绕机床。
背景技术
盘式电机以其结构简单、紧凑、轴向尺寸短、节约原材料、下线方便、能实现自身制动等优点，广泛应用与起重机械、机械加工设备及家用电器，而日益得到电机制造行业的重视。但是由于盘式电机定、转子零件结构的特殊性，盘式电机定、转子零件的制造就成了限制盘式电机发展的瓶颈。目前国内常用的盘式电机定、转子零件的加工方法有铣槽法和冲槽后卷绕法。铣槽法是将带料卷绕成符合成形零件尺寸的空心圆柱体，然后在铣床上铣出符合技术要求的下线槽，这种方法破坏了各卷绕层之间的绝缘、生产效率低；冲槽后卷绕法是在带料上按零件技术要求，冲出一系列槽孔然后卷绕成形。因为带料上任两槽之间的距离都是不相等的，且受带厚误差、漆膜厚度和毛刺大小等因素的影响，设计出的冲卷机必须使这些影响减小到最低程度。实际上是很难完美地加工出盘式电机铁芯。
虽然有文献资料报道冲槽卷绕机床，但大多是基于理论研究。公告CN2250825Y中描述曾生产高速冲槽卷绕机床，但其为机械联动，补偿机构是按带料厚度固定补偿，制造出的工件存在较多问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种数控分度冲槽卷绕机床，在带料上一边冲槽孔，一边卷绕，根据卷绕特性将卷绕芯轴的工件定心部分设计成阿基米德螺旋面，冲槽卷绕过程中，采用定张力放带，定转角卷绕与垂直伺服补偿和水平随机补偿。它最大程度的消除因带料厚度偏差、毛刺大小和紧实度等因素带来的影响，而且不会发生误差积累，适用于多种卷绕内径和槽形倾斜角的铁芯制造。
本发明的技术方案如下：
数控分度冲槽卷绕机床，包括有底座，底座上左边安装有工作台，工作台上安装有钢带进料导向与夹紧装置，钢带冲槽装置，其特征在于：底座上右边安装有立柱，所述的立柱与底座之间滑动或滚动配合，所述的工作台侧壁上安装有导尺，工作台下方安装有气缸，所述气缸活塞与立柱活动连接；所述的立柱上安装有竖直方向的丝杆与导轨，丝杆上螺合有丝杆螺母，所述的丝杆螺母与卷绕箱固定连接，所述的卷绕箱与导轨滑动配合，所述的卷绕箱内安装有钢带卷绕芯轴，以及伺服电机及精密行星齿轮减速器，所述的减速器输出轴与钢带卷绕芯轴传动连接；所述的丝杆由安装于立柱上的另一伺服电机及其精密行星齿轮减速器驱动。
所述的数控分度冲槽卷绕机床，其特征在于所述的立柱上安装有定位板，靠近垂直于所述的钢带卷绕主轴。
所述的数控分度冲槽卷绕机床，其特征在于所述的导尺为一平板条。
所述的数控分度冲槽卷绕机床，其特征在于所述的冲槽装置与工作台之间通过丝杆螺母机械滑动配合，可以左右移动。
立柱下方安装有滚动导轨与底座滚动配合，利用一只气缸拉动立柱靠在导尺上，随着卷绕工件半径增大时，导尺挤压卷绕工件，使立柱随卷绕工件向右移动，完成卷绕芯轴的水平方向随机补偿。钢带卷绕主轴，其卷绕工件的位置被加工成阿基米德螺旋面，阿基米德螺线的升程为带料的公称厚度。
本发明工作原理：
卷绕芯轴轴心运动轨迹方程为：
L＝ctg α*R+ΔL (1)
ΔL＝R内*γ (2)
式中α——是卷绕芯轴轴心运动轨迹与L坐标轴的夹角
R——是铁芯零件的瞬时卷绕半径
ΔL——是轨迹方程在L坐标轴上的截距，即冲压中心到轨迹与L坐标轴交点的距离
R内——是初始卷绕半径(盘式电机铁芯的内径)
γ——是槽形倾斜角
从轨迹方程和零件的实际情况分析可知：
①α角的理论取值范围为(0，π/2)，但从结构实现的可能性上分析，α角的取值范围应为(0，π/4)。
②由于α角可在其取值范围内任意选取，轨迹方程的斜率与γ角无关，即α角的改变对γ角的调节不起作用。
③ΔL是调节γ角的唯一因素。γ＝0时，ΔL＝0，卷绕成的铁芯有辐射状直槽；γ>0时，ΔL>0，卷绕成的铁芯有逆时针方向的斜槽；γ<0时，ΔL<0，卷绕成的铁芯有顺时针方向的斜槽。
④根据此冲槽卷绕原理，可明显地看出，只要已冲槽孔和待冲槽孔所在的卷绕三角形OO1O2始终为相似三角形，槽形始终不会偏离理论位置，即加工精度可以很高。
本发明通过一台变频电机驱动偏心曲柄完成冲槽功能；利用一台交流伺服电机通过高精度低背隙行星齿轮减速器和一级高精度无间隙啮合的齿轮传动，驱动卷绕芯轴，从而实现定转角卷绕；利用一台交流伺服电机通过高精度减速器和高精度滚珠丝杠，驱动卷绕芯轴沿丝杠轴线垂直运动，实现伺服补偿，卷绕芯轴上的工件外缘始终紧贴在与丝杠平行的补偿导尺上，随工件半径增大而水平移动，实现随机补偿。
卷绕芯轴的工件定心部分设计成阿基米德螺旋面，阿基米德螺线的升程应和带料的厚度一致。
本发明实现了在带料上一边冲槽孔，一边卷绕的功能。
附图说明
附图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
参见图1。数控分度冲槽卷绕机床，包括有底座1，底座1上左边安装有工作台，工作台上安装有钢带进料导向与夹紧装置2，钢带冲槽装置3，底座1上右边安装有立柱9，立柱9与底座1之间为左、右方向的滑动或滚动配合，工作台侧壁上安装有补偿导尺7，工作台下方安装有气缸14，气缸14活塞与立柱9活动连接；所述的立柱9上安装有竖直方向的丝杆与导轨机构11，丝杆上螺合有丝杆螺母，所述的丝杆螺母与卷绕箱4固定连接，所述的卷绕箱4与导轨滑动配合，所述的卷绕箱4内安装有钢带卷绕芯轴5，以及伺服电机及精密行星齿轮减速器，所述的减速器输出轴与钢带卷绕芯轴传动连接；所述的丝杆由安装于立柱9上的另一伺服电机13及其精密行星齿轮减速器12驱动。
机床工作时，补偿导尺7始终与卷绕工件相接触。
冲槽装置为已知技术，包括支架、支座，支架上安装有下模，支座上安装有偏心曲柄，所述的支座下端设有导槽，导槽内安装有冲压块，冲压块下端安装有上模，所述的偏心曲柄与冲压块之间通过连接块铰接。
Claims (1)
1.数控分度冲槽卷绕机床，包括有底座，底座上左边安装有工作台，工作台上安装有钢带进料导向与夹紧装置，钢带冲槽装置，其特征在于：底座上右边安装有立柱，所述的立柱与底座之间滑动或滚动配合，所述的工作台侧壁上安装有导尺，工作台下方安装有气缸，所述气缸活塞与立柱活动连接；所述的立柱上安装有竖直方向的丝杆与导轨，丝杆上螺合有丝杆螺母，所述的丝杆螺母与卷绕箱固定连接，所述的卷绕箱与导轨滑动配合，所述的卷绕箱内安装有钢带卷绕芯轴，以及伺服电机及精密行星齿轮减速器，所述的减速器输出轴与钢带卷绕芯轴传动连接；所述的丝杆由安装于立柱上的另一伺服电机及其精密行星齿轮减速器驱动。
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