CN104074922A - 数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构，包括上双导程蜗杆、上蜗轮、下双导程蜗杆与下蜗轮，所述上双导程蜗杆的一端连接上传动轴，上双导程蜗杆的另一端与上蜗轮相啮合，上蜗轮连接上自转模，在上自转模上设置有冲头，上自转模安装在上转盘上；所述下双导程蜗杆的一端连接下传动轴，下双导程蜗杆的另一端与下蜗轮相啮合，下蜗轮连接下自转模，在下自转模上设置有与冲头相配合的凹模，下自转模安装在下转盘上；上传动轴与下传动轴通过同步带由第一伺服电机带动运转。由于双导程蜗杆的齿厚是变化的，因此当蜗轮与双导程蜗杆的齿间出现间隙后，可通过调整双导程蜗杆的轴向位置，以使蜗轮与双导程蜗杆再次无间隙啮合，操作简单方便。

Description

数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构

技术领域

本发明属于机床设备技术领域，具体涉及一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构。

背景技术

数控冲床是一种在板材上进行冲孔加工、浅拉深成型的工业加工设备，利用软件编程进行加工程序，透过送料机构将板材送至加工工位，同时，藉由系统在模具库中选择合适的加工模具，再经由动力系统依照编程程序进行冲压以完成对板材的加工。数控转塔冲床中的冲压模具放置在转盘上，转盘通过链轮带动旋转，当转盘转动至相应的冲压工位时，机床冲头打击冲压模具完成冲压动作。

在现阶段，由于客户对加工工艺要求日益复杂，如形状完全一致的冲压图形要求在板材上的冲孔角度不同，因此需要在数控转塔冲床的转盘上设置自转模具，自转模具一方面可随转盘转动至相应的冲压工位，另一方面能够在传动机构的带动下实现自转，以满足板材上形状一致角度不同的冲孔需求，并尽可能减少转盘上的模具数量。目前，自转模的传动机构有链条式、蜗轮蜗杆式或气缸式等。蜗轮蜗杆式传动机构的工作过程如下：电机带动蜗杆转动，蜗杆带动与其相啮合的蜗轮旋转，蜗轮进而带动冲头旋转至所需角度。蜗轮蜗杆式传动机构具有传动精度高等优点，但也存在以下不足：当长时间使用后，蜗轮与蜗杆的啮合齿会不可避免地出现磨损，使齿间产生间隙，进而导致传动出现误差，影响冲孔加工精度，并会损坏冲头。当出现上述情况后，很多厂家不得不重新更换蜗轮与蜗杆机构，即增加了生产成本，又降低了生产效率。

目前，也有些外国公司为了解决上述问题，将数控转塔冲床的蜗轮做成剖分式结构，这样当蜗轮与蜗杆的齿间产生间隙后，可通过调节蜗轮与蜗杆之间的横向距离，以达到消除蜗轮与蜗杆齿间间隙的目的。然而上述结构非常复杂，调节起来也十分不便。另外，上述剖分式蜗轮结构也使得自转模的对中性调节需要进行一系列繁杂的步骤才能够完成。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构，包括上双导程蜗杆、上蜗轮、下双导程蜗杆与下蜗轮，所述上双导程蜗杆的一端连接上传动轴，上双导程蜗杆的另一端与上蜗轮相啮合，上蜗轮连接上自转模，在上自转模上设置有冲头，上自转模安装在上转盘上；所述下双导程蜗杆的一端连接下传动轴，下双导程蜗杆的另一端与下蜗轮相啮合，下蜗轮连接下自转模，在下自转模上设置有与冲头相配合的凹模，下自转模安装在下转盘上；上传动轴与下传动轴通过同步带由第一伺服电机带动运转。

优选的，所述上传动轴与下传动轴均包括传动轴一与传动轴二，上双导程蜗杆或下双导程蜗杆的端部通过万向节连接传动轴一，传动轴一通过联轴器连接传动轴二，传动轴二与第一伺服电机传动连接。

优选的，所述传动轴二与驱动轴活动连接，在传动轴二的端部设置有插接槽，在驱动轴的端部设置有与插接槽相配合的插头，驱动轴通过皮带与第一伺服电机转轴传动连接。

优选的，所述驱动轴包括驱动轴一、驱动轴二与驱动轴三，所述插头设置在驱动轴一端部，驱动轴一通过万向节连接驱动轴二，驱动轴二通过联轴器连接驱动轴三，驱动轴三与第一伺服电机转轴传动连接。

优选的，所述插接槽的中心设置有安装孔，在安装孔内设置有自锁结构，所述自锁结构包括自锁键与弹簧，自锁键与固定块活动连接，弹簧的一端抵住自锁键，弹簧的另一端与传动轴二连接。

优选的，所述自锁键包括一柱销，在柱销的侧面设置有凸起，在固定块上设置有方便凸起卡入的卡口，在卡口的一侧设置有可供凸起周向旋转的环形凹槽。

优选的，所述安装孔包括相互连通的柱形孔一与柱形孔二，柱形孔一的孔径小于柱形孔二，弹簧置于柱形孔一中，自锁键置于柱形孔二中。

优选的，所述上转盘上固定有上基座，在上基座的中心设置有上空腔，上蜗轮置于上空腔中，在上基座的一侧横向设置有与上空腔连通的上轴孔，上双导程蜗杆穿入上轴孔并与上蜗轮啮合；所述下转盘上固定有下基座，在下基座的中心设置有下空腔，下蜗轮置于下空腔中，在下基座的一侧横向设置有与下空腔连通的下轴孔，下双导程蜗杆穿入下轴孔并与下蜗轮啮合。

优选的，所述自转模共设置两个，分别为第一自转模与第二自转模，二者在上转盘与下转盘上呈180度角布置；所述第一自转模的上自转模通过第一上基座固定在上转盘上，第二自转模的上自转模通过第二上基座固定在上转盘上；第一自转模的上自转模与第一上蜗轮连接，第一上蜗轮与第一上双导程蜗杆相配合，第一上双导程蜗杆穿过第一上基座的左侧，并连接左上传动轴一，左上传动轴一连接左上传动轴二，左上传动轴二穿过第二上基座的左侧；第二自转模的上自转模与第二上蜗轮连接，第二上蜗轮与第二上双导程蜗杆相配合，第二上双导层蜗杆穿过第二上基座的右侧，并连接右上传动轴一，右上传动轴一连接右上传动轴二，右上传动轴二穿过第一上基座的右侧；所述第一自转模的下自转模通过第一下基座固定在下转盘上，第二自转模的下自转模通过第二下基座固定在下转盘上；第一自转模的下自转模与第一下蜗轮连接，第一下蜗轮与第一下双导程蜗杆相配合，第一下双导程蜗杆穿过第一下基座的左侧，并连接左下传动轴一，左下传动轴一连接左下传动轴二，左下传动轴二穿过第二下基座的左侧；第二自转模的下自转模与第二下蜗轮连接，第二下蜗轮与第二下双导程蜗杆相配合，第二下双导层蜗杆穿过第二下基座的右侧，并连接右下传动轴一，右下传动轴一连接右下传动轴二，右下传动轴二穿过第一下基座的右侧；在左上传动轴二、左下传动轴二、右上传动轴二与右下传动轴二的自由端均设置有插接槽，在与第一伺服电机转轴相连的相应驱动轴的端部设置有与插接槽相配合的插头，第一自转模与第二自转模随上转盘、下转盘运转至相应工位时，由相同第一伺服电机及驱动轴带动自转。

优选的，所述上转盘与下转盘分别通过上连接轴与下连接轴安装在床身上，并通过第二伺服电机驱动；在上连接轴和下连接轴上都安装有从动链轮，第二伺服电机的主轴连接两个驱动链轮，驱动链轮与对应的从动链轮通过链条连接。

本发明的有益技术效果是：

1、本发明将双导程蜗杆用于数控转塔冲床自转模传动机构中，由于双导程蜗杆的齿厚是变化的，因此当蜗轮与双导程蜗杆的齿间出现间隙后，可通过调整双导程蜗杆的轴向位置，以使蜗轮与双导程蜗杆再次无间隙啮合，避免了频繁更换蜗轮与蜗杆机构，降低了生产成本，提高了生产效率。

2、本发明结构简单，仅通过调节传动轴之间的联轴器即可实现双导程蜗杆的轴向位置调整，如双导程蜗杆前进一个齿或后退一个齿，调节起来简单方便。

3、本发明共设置两个自转模，二者在转盘上呈180度角布置，当自转模随转盘运转至相应工位时，可由同一伺服电机及驱动轴进行驱动，整体结构紧凑，布局合理。

4、本发明在使用双导程蜗杆传动的基础上，可将蜗轮设计成整体式，这样双导程蜗杆与蜗轮可固定在同一基座上，在自转模对中性调节时，可整体移动基座，操作起来简单方便。

5、本发明在插接槽内设置有自锁结构，可在驱动轴的插头脱离插接槽后，实现自转模的自锁，防止驱动自转模旋转的蜗轮与双导程蜗杆在不受驱动轴外力条件时自转，即确保了加工精度，又方便了下次使用时插头与插接槽可以快速准确的插接定位。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1的正视图；

图4为图1的俯视图；

图5为图1的局部结构示意图，主要示出自转模固定位置的外部结构；

图6为图5的正视图；

图7为图5的俯视图；

图8为图5去除基座后的结构示意图；

图9为图8的正视图；

图10为图9的B-B向剖视图；

图11为带动双导程蜗杆运转的传动机构部分的结构示意图；

图12为图11的俯视图。

图中：1-床身，2-上转盘，3-下转盘，4-固定模，5-第一自转模，501-上自转模，502-下自转模，6-第二自转模，7-下双导程蜗杆，8-下蜗轮，9-传动轴一，10-传动轴二，11-万向节，12-联轴器，13-驱动轴一，14-驱动轴二，15-驱动轴三，16-插头，17-插接槽，18-万向节，19-联轴器，20-同步带，21-传动轴一，22-传动轴二，23-万向节，24-联轴器，25-插接槽，26-安装孔，2601-柱形孔一，2602-柱形孔二，27-自锁键，2701-凸起，28-弹簧，29-固定块，2901-卡口，2902-环形凹槽，30-第二自转模的下基座，31-第一自转模的下基座，32-从动链轮，33-定位孔。

具体实施方式

结合附图，一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构，包括床身1，在床身1上设置有上转盘2与下转盘3，在上转盘2与下转盘3上安装有若干个固定模4与两个自转模。为了方便描述，将两个自转模分别定义为第一自转模5与第二自转模6，第一自转模5与第二自转模6在转盘上呈180度角布置。下面先对第一自转模5及带动其运转的传动部分进行描述，第二自转模6的结构及带动其运转的传动部分同第一自转模5。

第一自转模5包括对应设置的上自转模501与下自转模502。如图1-4所示，下自转模502设置在下转盘3上，在下自转模502上设置有与冲头相配合的凹模，所述凹模由下双导程蜗杆7、下蜗轮8带动旋转。下双导程蜗杆7的一端与下蜗轮8相啮合，下蜗轮8连接凹模，下双导程蜗杆7的另一端连接下传动轴，下传动轴包括传动轴一9与传动轴二10，如图11-12所示，下双导程蜗杆7的端部通过万向节11连接传动轴一9，传动轴一9通过联轴器12连接传动轴二10，传动轴二10与驱动轴活动连接。驱动轴包括驱动轴一13、驱动轴二14与驱动轴三15，在驱动轴一13的一端设置有插头16，在传动轴二10的端部设置有插接槽17，插头16与插接槽17配合使用。驱动轴一13的另一端通过万向节18连接驱动轴二14，驱动轴二14通过联轴器19连接驱动轴三15。

上自转模501安装在上转盘2上，具体结构及传动方式同下自转模502。在上自转模501上设置有冲头，所述冲头由上双导程蜗杆、上蜗轮带动旋转。上双导程蜗杆的一端与上蜗轮相啮合，上蜗轮连接冲头，上双导程蜗杆的另一端连接上传动轴，上传动轴包括传动轴一与传动轴二，上双导程蜗杆的端部通过万向节连接传动轴一，传动轴一通过联轴器连接传动轴二，传动轴二与驱动轴活动连接。驱动轴包括驱动轴一、驱动轴二与驱动轴三，在驱动轴一的一端设置有插头，在传动轴二的端部设置有插接槽，插头与插接槽配合使用；驱动轴一的另一端通过万向节连接驱动轴二，驱动轴二通过联轴器连接驱动轴三。上自转模上的驱动轴三与下自转模上的驱动轴三通过同步带20由第一伺服电机带动运转。

第二自转模6的结构同第一自转模5，其也包括对应设置的上自转模与下自转模，下自转模设置在下转盘3上，在下自转模上设置有与冲头相配合的凹模，所述凹模由下双导程蜗杆、下蜗轮带动旋转。下双导程蜗杆的一端与下蜗轮相啮合，下蜗轮连接凹模，下双导程蜗杆的另一端连接下传动轴，下传动轴包括传动轴一21与传动轴二22，下双导程蜗杆的端部通过万向节23连接传动轴一21，传动轴一21通过联轴器24连接传动轴二22，在传动轴二22的端部设置有插接槽25，该插接槽25与第一自转模的下自转模驱动轴一端部设置的插头16相配合。上自转模的具体结构同下自转模。上自转模安装在上转盘2上，在上自转模上设置有冲头，所述冲头由上双导程蜗杆、上蜗轮带动旋转。上双导程蜗杆的一端与上蜗轮相啮合，上蜗轮连接冲头，上双导程蜗杆的另一端连接上传动轴，上传动轴包括传动轴一与传动轴二，上双导程蜗杆的端部通过万向节连接传动轴一，传动轴一通过联轴器连接传动轴二，在传动轴二的端部设置有插接槽，该插接槽与第一自转模的上自转模驱动轴一端部设置的插头相配合。第二自转模与第一自转模共用驱动轴(驱动轴一10、驱动轴二11与驱动轴三12)与第一伺服电机。

作为对本发明的进一步改进，在插接槽的内部设置有自锁结构，以防止自转模在不受驱动轴外力条件时自转。如图8-10所示，在插接槽的中心设置有安装孔26，所述安装孔26包括相互连通的柱形孔一2601与柱形孔二2602，柱形孔一2601的孔径小于柱形孔二2602。在安装孔内设置有自锁结构，所述自锁结构包括自锁键27与弹簧28，弹簧28置于柱形孔一2601中，自锁键27置于柱形孔二2602中。自锁键27与固定块29活动连接，所述自锁键包括一柱销，在柱销的侧面设置有凸起2701，在固定块29上设置有方便凸起卡入的卡口2901，在卡口2901的一侧设置有可供凸起周向旋转的环形凹槽2902，弹簧28的一端抵住自锁键27，弹簧28的另一端与传动轴二连接。上述固定块亦可为用于固定蜗轮与双导程蜗杆的基座。

更进一步的，双导程蜗杆与蜗轮均设置在基座上，以第一自转模的下自转模部分为例，如图5-7所示，下转盘3上固定有下基座30，在下基座30的中心设置有空腔，下蜗轮8置于空腔中，在下基座的左侧横向设置有与空腔连通的轴孔，下双导程蜗杆7穿入轴孔并与下蜗轮8啮合。相应的，所述上转盘上固定有上基座，在上基座的中心设置有空腔，上蜗轮置于空腔中，在上基座的一侧横向设置有与空腔连通的轴孔，上双导程蜗杆穿入轴孔并与上蜗轮啮合。第二自转模的安装同第一自转模。

进一步的，对于第一自转模与第二自转模的下自转模部分，第一自转模的双导程蜗杆连接传动轴一9与传动轴二10，传动轴二10穿过第二自转模的下基座30的左侧。相应的第二自转模的双导程蜗轮连接传动轴一21与传动轴二22，传动轴二22穿过第一自转模的下基座31的右侧。同样，对于第一自转模与第二自转模的上自转模结构也是如此。

更进一步的，上转盘2与下转盘3分别通过上连接轴与下连接轴安装在床身1上，并通过第二伺服电机驱动。在上连接轴2和下连接轴3上都安装有从动链轮32，第二伺服电机的主轴连接两个驱动链轮，驱动链轮与对应的从动链轮通过链条连接。

进一步的，所述上蜗轮连接上固定套，上固定套与上旋转套相配合，冲头与上旋转套通过键连接。所述下蜗轮连接下固定套，下固定套与下旋转套相配合，凹模与下旋转套通过键连接。在上转盘2与下转盘3的周壁上均设置有若干定位孔33。

本发明的工作过程大致如下：

第二伺服电机通过驱动链轮与从动链轮32带动上转盘2与下转盘3同步运转，当旋转到达相应位置后，通过定位气缸伸出定位销插入上转盘2与下转盘3周壁上相应定位孔33内，实现上下转盘旋转角度的卡接定位。当上转盘2与下转盘3同步运转到零点位置时，对应上下自转模的上下两个驱动轴一13端部设置的插头16对应插入上下自转模的上下两个传动轴二22端部设置的插接槽25中，插头顶开插接槽内的自锁键27，使自锁键27上的凸起2701脱离固定块29上的卡口2901，并进入环形凹槽2902中，此时固定块29不会阻挡自锁键转动。第一伺服电机可通过同步带20带动上下驱动轴转动，驱动轴再通过与其连接的传动轴带动上下双导程蜗杆同步运转，进而带动第一自转模的上自转模与下自转模进行同步正反转，完成不同角度冲孔的加工。当加工完成后，插头16从插接槽25中拔出，此时自锁键27在弹簧28的回弹力作用下复位，凸起2701再次置于卡口2901中，固定块对自锁键起到限位作用，可有效防止自转模进行自转。当上下转盘从零点位置转动180度后，第二伺服电机可通过驱动轴带动第二自转模的上下自转模进行同步正反转，具体工作方式同上。当双导程蜗杆与蜗轮的齿间出现间隙后，可通过调节与双导程蜗杆连接的传动轴一与传动轴二之间的联轴器，以使双导程蜗杆前进或后退若干个齿，进而使二者再次无间隙啮合。

上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变型方式，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构，其特征在于：包括上双导程蜗杆、上蜗轮、下双导程蜗杆与下蜗轮，所述上双导程蜗杆的一端连接上传动轴，上双导程蜗杆的另一端与上蜗轮相啮合，上蜗轮连接上自转模，在上自转模上设置有冲头，上自转模安装在上转盘上；所述下双导程蜗杆的一端连接下传动轴，下双导程蜗杆的另一端与下蜗轮相啮合，下蜗轮连接下自转模，在下自转模上设置有与冲头相配合的凹模，下自转模安装在下转盘上；上传动轴与下传动轴通过同步带由第一伺服电机带动运转。

2.根据权利要求1所述的一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构，其特征在于：所述上传动轴与下传动轴均包括传动轴一与传动轴二，上双导程蜗杆或下双导程蜗杆的端部通过万向节连接传动轴一，传动轴一通过联轴器连接传动轴二，传动轴二与第一伺服电机传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构，其特征在于：所述传动轴二与驱动轴活动连接，在传动轴二的端部设置有插接槽，在驱动轴的端部设置有与插接槽相配合的插头，驱动轴通过皮带与第一伺服电机转轴传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构，其特征在于：所述驱动轴包括驱动轴一、驱动轴二与驱动轴三，所述插头设置在驱动轴一端部，驱动轴一通过万向节连接驱动轴二，驱动轴二通过联轴器连接驱动轴三，驱动轴三与第一伺服电机转轴传动连接。

5.根据权利要求3所述的一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构，其特征在于：所述插接槽的中心设置有安装孔，在安装孔内设置有自锁结构，所述自锁结构包括自锁键与弹簧，自锁键与固定块活动连接，弹簧的一端抵住自锁键，弹簧的另一端与传动轴二连接。

6.根据权利要求5所述的一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构，其特征在于：所述自锁键包括一柱销，在柱销的侧面设置有凸起，在固定块上设置有方便凸起卡入的卡口，在卡口的一侧设置有可供凸起周向旋转的环形凹槽。

7.根据权利要求5所述的一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构，其特征在于：所述安装孔包括相互连通的柱形孔一与柱形孔二，柱形孔一的孔径小于柱形孔二，弹簧置于柱形孔一中，自锁键置于柱形孔二中。

8.根据权利要求1所述的一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构，其特征在于：所述上转盘上固定有上基座，在上基座的中心设置有上空腔，上蜗轮置于上空腔中，在上基座的一侧横向设置有与上空腔连通的上轴孔，上双导程蜗杆穿入上轴孔并与上蜗轮啮合；所述下转盘上固定有下基座，在下基座的中心设置有下空腔，下蜗轮置于下空腔中，在下基座的一侧横向设置有与下空腔连通的下轴孔，下双导程蜗杆穿入下轴孔并与下蜗轮啮合。

9.根据权利要求1所述的一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构，其特征在于：所述自转模共设置两个，分别为第一自转模与第二自转模，二者在上转盘与下转盘上呈180度角布置；所述第一自转模的上自转模通过第一上基座固定在上转盘上，第二自转模的上自转模通过第二上基座固定在上转盘上；第一自转模的上自转模与第一上蜗轮连接，第一上蜗轮与第一上双导程蜗杆相配合，第一上双导程蜗杆穿过第一上基座的左侧，并连接左上传动轴一，左上传动轴一连接左上传动轴二，左上传动轴二穿过第二上基座的左侧；第二自转模的上自转模与第二上蜗轮连接，第二上蜗轮与第二上双导程蜗杆相配合，第二上双导层蜗杆穿过第二上基座的右侧，并连接右上传动轴一，右上传动轴一连接右上传动轴二，右上传动轴二穿过第一上基座的右侧；所述第一自转模的下自转模通过第一下基座固定在下转盘上，第二自转模的下自转模通过第二下基座固定在下转盘上；第一自转模的下自转模与第一下蜗轮连接，第一下蜗轮与第一下双导程蜗杆相配合，第一下双导程蜗杆穿过第一下基座的左侧，并连接左下传动轴一，左下传动轴一连接左下传动轴二，左下传动轴二穿过第二下基座的左侧；第二自转模的下自转模与第二下蜗轮连接，第二下蜗轮与第二下双导程蜗杆相配合，第二下双导层蜗杆穿过第二下基座的右侧，并连接右下传动轴一，右下传动轴一连接右下传动轴二，右下传动轴二穿过第一下基座的右侧；在左上传动轴二、左下传动轴二、右上传动轴二与右下传动轴二的自由端均设置有插接槽，在与第一伺服电机转轴相连的相应驱动轴的端部设置有与插接槽相配合的插头，第一自转模与第二自转模随上转盘、下转盘运转至相应工位时，由相同第一伺服电机及驱动轴带动自转。

10.根据权利要求1所述的一种数控转塔冲床自转模双导程蜗杆传动机构，其特征在于：所述上转盘与下转盘分别通过上连接轴与下连接轴安装在床身上，并通过第二伺服电机驱动；在上连接轴和下连接轴上都安装有从动链轮，第二伺服电机的主轴连接两个驱动链轮，驱动链轮与对应的从动链轮通过链条连接。