CN103639271A - 一种数控转塔冲床的伺服冲压主传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数控转塔冲床的伺服冲压主传动装置。包括曲轴、连杆、冲头和伺服电机，所述曲轴一端通过两个调心滚子轴承安装在底板下方的支撑板上，连杆上端通过圆柱滚子轴承与曲轴连接，连杆下端通过销轴与冲头连接，曲轴另一端通过胀套与伺服电机的转子连接，冲头位于支撑板下方的导向座内。本发明结构简单紧凑，传动效率高，拆装方便，噪声小，损耗小且节能。

Description

一种数控转塔冲床的伺服冲压主传动装置
技术领域
本发明涉及一种数控转塔冲床的伺服冲压主传动装置，属于数控转塔冲床设备技术领域。
背景技术
数控转塔冲床是一种自动化程度较高的金属冲压及成型加工设备。主要用于在板材上进行冲孔加工及浅拉伸成型。不同于普通的压力机，数控转塔冲床的特点是冲头与工作台之间，有一对可以储存几十套模具的转盘，板材通过一次装夹，可以冲完多个不同形状和不同尺寸的孔。数控转塔冲床经过近些年来的应用及发展，已广泛应用于机械、电子、汽车、军工、航空航天等多个重要的领域。
作为冲压动力源的主传动装置，一直是衡量数控转塔冲床性能的重要标志，近五十年的发展历程，主传动部分也演变了多种结构形式。
    机械式曲柄滑块机构是最传统的机械冲压压力机的传动形式，由电机、V带、飞轮、离合器、曲轴、连杆和冲头组成。主电动机通过V带带动飞轮转动，且存储一定的能量，通过飞轮驱动曲轴连杆机构，带动冲头作上下往复运动，离合器控制其分离与结合，进而完成所需要的冲压。离合器的性能直接影响主传动部件的工作效率和使用寿命。其行程曲线固定不变，运动特性单一，无法实现分段变速运动，且噪声和振动均比较大。
    上世纪九十年代以来，液压式主传动装置已逐渐成为数控转塔冲床的主流配置。与机械式主传动相比，油缸取代了曲轴连杆等机械结构，液压站提供动力，两者由主液压阀块连接，通过专门的电子卡程序化控制整个系统的动作，并由连接于油缸活塞杆上的电子传感器适时测量和反馈，最终实现对冲头位置、行程及速度的精确控制。液压主传动可以通过参数化设置提高其冲压频率，也可以通过降低冲头与冲压板料接触时的速度来减轻冲击和振动。但液压主传动装置存在着油污染、高能耗、维护困难等缺点。    近年来，随着大扭矩伺服电机及驱动系统的改良与推广，伺服电机驱动式主传动已经被成功应用于国外领先企业的数控转塔冲床产品中，国内也有厂家着手研制和推出该类产品。伺服电机驱动式主传动是在传统机械式主传动的基础上，将伺服电机的输出轴通过联轴器与曲轴相连，省去了飞轮、离合器及制动器。其不仅保留了机械式主传动结构成熟可靠的优点，而且具备了液压主传动的诸多特性，而且由于其无减速机、飞轮、V型带等传动环节，噪声低，效率高、更节能。
   目前传统的机械冲压结构已经逐步淡出历史的舞台，液压式主传动已经成为市场的主流配置，伺服电机驱动式为主传动的数控转塔冲床，以其高效、节能、环保等优势，具备了广阔的发展空间和应用前景，已成为数控转塔冲床发展的新趋势。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种结构简单紧凑，传动效率高，拆装方便，噪声小，损耗小且节能的一种数控转塔冲床的伺服冲压主传动装置。
为此本发明所采用的技术方案是：
包括曲轴、连杆、冲头和伺服电机，所述曲轴一端通过两个调心滚子轴承安装在底板下方的支撑板上，连杆上端通过圆柱滚子轴承与曲轴连接，连杆下端通过销轴与冲头连接，曲轴另一端通过胀套与伺服电机的转子连接，冲头位于支撑板下方的导向座内。
所述冲头呈倒置的凸字形，导向座底面设有中孔，冲头上端与导向座的内径气密封配合，冲头下端与导向座的中孔气密封配合，导向座的下端侧壁上设有气孔，气孔连通有气源。
所述胀套为高扭矩直柱型胀套。
本发明的优点是：
本发明的曲轴通过胀套与伺服电机的转子直接连接，省却了伺服电机内部轴承和联轴器，连接单元减少了，结构更为紧凑，传动效率更高。胀套是一种靠摩擦连接的工具，它将螺栓连接的紧固力通过锥面转换为对内径侧面的表面张力，只需要紧固螺栓，就可以简单的将曲轴与电机转子进行连接，使用时不会发生松动问题，胀套采用高扭矩直柱型，因为它具有两对相配合的锥面，所以能够承受较高的扭矩。另外，使用胀套连接拆卸也较为方便。
导向座内径与冲头气密封配合，形成类活塞结构，高压气源通过气孔会给冲头提供一向上的力，冲头向上运动消除其与销轴下侧以及销轴与连杆上侧的间隙。同理，连杆与圆柱滚子轴承以及圆柱滚子轴承和曲轴的间隙也始终偏向一侧，另一侧贴合。高压气源能够保证在整个冲压过程中，销轴与连杆及冲头，圆柱滚子轴承与连杆及曲轴紧紧贴合，进而消除在冲压过程中，由于间隙变换而产生的振动及噪声。
高速旋转部件均采用圆柱滚子轴承联接，摩擦力小，噪声低，损耗少，更节能。能够满足高速化发展的需求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中1是曲轴、2是连杆、3是冲头、4是伺服电机、5是调心滚子轴承、6是底板、7是支撑板、8是圆柱滚子轴承、9是销轴、10是胀套、11是转子、12是导向座、13是气孔。
具体实施方式
一种数控转塔冲床的伺服冲压主传动装置，包括曲轴1、连杆2、冲头3和伺服电机4，所述曲轴1一端通过两个调心滚子轴承5安装在底板6下方的支撑板7上，连杆2上端通过圆柱滚子轴承8与曲轴1连接，连杆2下端通过销轴9与冲头3连接，曲轴1另一端通过胀套10与伺服电机4的转子11连接，冲头3位于支撑板7下方的导向座12内。
本发明所述的冲头3呈倒置的凸字形，导向座12底面设有中孔，冲头3上端与导向座12的内径气密封配合，冲头3下端与导向座12的中孔气密封配合，导向座12的下端侧壁上设有气孔13，气孔13连通有气源。
本发明所述的胀套10为高扭矩直柱型胀套。
本发明的曲轴1通过胀套10与伺服电机4的转子11直接连接，省却了伺服电机4内部轴承和联轴器，连接单元减少了，结构更为紧凑，传动效率更高。胀套10是一种靠摩擦连接的工具，它将螺栓连接的紧固力通过锥面转换为对内径侧面的表面张力，只需要紧固螺栓，就可以简单的将曲轴1与转子11进行连接，使用时不会发生松动问题，胀套10采用高扭矩直柱型，因为它具有两对相配合的锥面，所以能够承受较高的扭矩。另外，使用胀套10连接拆卸也较为方便。
导向座12内径与冲头3气密封配合，形成类活塞结构，高压气源通过气孔13会给冲头3提供一向上的力，冲头3向上运动消除其与销轴9下侧以及销轴9与连杆2上侧的间隙。同理，连杆2与圆柱滚子轴承8以及圆柱滚子轴承8和曲轴1的间隙也始终偏向一侧，另一侧贴合。高压气源能够保证在整个冲压过程中，销轴9与连杆2及冲头3，圆柱滚子轴承8与连杆2及曲轴1紧紧贴合，进而消除在冲压过程中，由于间隙变换而产生的振动及噪声。
高速旋转部件均采用圆柱滚子轴承8联接，摩擦力小，噪声低，损耗少，更节能。能够满足高速化发展的需求。

Claims (3)

1.一种数控转塔冲床的伺服冲压主传动装置，其特征在于，包括曲轴、连杆、冲头和伺服电机，所述曲轴一端通过两个调心滚子轴承安装在底板下方的支撑板上，连杆上端通过圆柱滚子轴承与曲轴连接，连杆下端通过销轴与冲头连接，曲轴另一端通过胀套与伺服电机的转子连接，冲头位于支撑板下方的导向座内。
2.根据权利要求1所述的一种数控转塔冲床的伺服冲压主传动装置，其特征在于，所述冲头呈倒置的凸字形，导向座底面设有中孔，冲头上端与导向座的内径气密封配合，冲头下端与导向座的中孔气密封配合，导向座的下端侧壁上设有气孔，气孔连通有气源。
3.根据权利要求1所述的一种数控转塔冲床的伺服冲压主传动装置，其特征在于，所述胀套为高扭矩直柱型胀套。
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