CN108273873B - 一种校直机施压机构 - Google Patents
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Abstract
本专利涉及一种校直机施压机构，主要由上基板、导轨、丝杠螺母、伺服电机、左滑板、右滑板、导向滑板、左连板、右连板、导向柱、动平台及压头组成。左、右连板分别以转动副连接于左、右滑板和动平台之间。两个伺服电机分别驱动两根丝杠，带动左右滑板沿导轨移动，通过左右连板带动动平台及压头上下、左右运动。在导向柱与导向滑板组成的移动副约束下，动平台始终保持水平状态。压头向下运动施压时，左、右连板间夹角小于45度，压头向下施加的压力大于两根丝杠轴向力之和，左、右连板间夹角越小，施压力越大，机构具有力放大作用，同时减小位置误差。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造加工机床机构，特别是一种校直机施压机构。
背景技术
校直是轴类零件半精加工及热处理后的重要工序，轴类零件在热处理后会发生较大弯曲变形，这种弯曲变形较难通过切削方式去除。轴校直加工过程就是通过对轴施加一定的径向压力使轴弯曲部位发生一定的反向塑性变形，从而将轴压直，属于无屑加工的一种制造加工方式。校直过程中径向施加压力大，对压头定位精度要求高。传统的校直机采用液压缸推动压头施压，这种方式可提供较大施压压力，但效率低、定位精度差。近年来，一些校直设备采用伺服电机带动滚珠丝杠直接推动压头施压，压下精度和速度均有所提高，但采用的伺服电机功率大、丝杠精度要求高，整机成本高。此外，为了实现轴向多点校直，除压头的压下运动外，还需配合工作台带动被加工轴沿轴向移动。因工作台质量大，难以实现快速运动，辅助加工时间较长，整体生产率较低。针对上述不足，本发明提出了一种新型校直施压机构，发挥机构的结构特长，用较小功率电机驱动压头施压，既可以带动压头有效施压，又可带动压头实现轴向快速运动。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供了一种新型校直机施压机构。
本发明采用如下技术方案：
一种施压机构，包括：上基板、两根导轨、6个滑块、左滑板、右滑板、导向滑板、两个螺母、两根丝杠、两个支撑座、两个伺服电机、左连板、右连板、压头座、导向柱、压头。
所述施压机构：两根导轨水平且相互平行前后分布固接在上基板下方，每根导轨上各有3个滑块与导轨滑动连接，可沿导轨自由滑动。所述导轨上的每个滑块各与另一导轨上的一个滑块用一个滑板固接，三个连接滑板分别为左滑板、导向滑板及右滑板，左滑板和右滑板上各固接一个轴线与导轨平行的螺母。两根丝杠各通过左右支撑座安装在基板上，与所述的两根导轨平行安装。每根丝杠各由一个伺服电机驱动，并分别与左滑板、右滑板的螺母通过螺纹副连接。
左连板上端通过左上转动副与左滑板连接，下端通过左下转动副与压头座连接，左上转动副和左下回转轴均水平分布且与所述的两根导轨垂直；右连板上端通过右上转动副与右滑板连接，下端通过右下转动副与压头座连接，右上转动副和右下转动副回转轴均水平分布且与所述的两根导轨垂直。左上转动副、左下转动副轴间距与右上转动副、右下转动副轴间距相等。导向柱下端与压头座固接，通过垂直移动副与导向滑板连接，可垂直上下运动。压头固接于压头座下部。所述左上转动副、右上转动副轴间距大于左下转动副、右下转动副轴间距。从正面看去，左上转动副、右上转动副、左下转动副、右下转动副中心之间连线构成了一个上底边大于下底边的等腰梯形，其中下底边和两腰长度不变，上底边长随左右滑板的间距变化而变化，压头施压时等腰梯形两腰之间夹角小于45度。
施压机构上的两个伺服电机各驱动一根丝杠旋转，通过丝杠螺母副带动左、右滑板沿导轨移动，滑板经连板带动压头座和压头运动。由于导向柱移动副的约束，压头只能做上下、左右移动，而不会发生转动。当左滑板与右滑板同速向左运动时，压头同步向左运动；当左滑板与右滑板同速向右运动时，压头同步向右运动；当左滑板向左、右滑板向右运动时，压头向上运动；当左滑板向右、右滑板向左运动时，压头向下运动。
压头向下运动施压时，伺服电机输出转矩转换为丝杠对滑板的推拉力，进而通过连板转换为压头向下的压力；在伺服电机输出转矩一定的情况下，左滑板与右滑板越靠近，两个连板之间的夹角越小，压头向下的作用力越大。在左连板与右连板夹角大于45度时，压头向下的作用力大于两个丝杠推压力之和，机构具有力放大作用。
附图说明
图1 本发明的正面结构示意图
图2 本发明隐藏基板后的机构立体示意图
下面结合附图及实施例详述本发明：
参见附图1至附图2，一种校直机施压机构，包括：上基板29、前导轨8、后导轨3、滑块5、滑块9、滑块12、滑块7、滑块11、滑块15、左滑板4、右滑板13、导向滑板10、左滑板螺母6、右滑板螺母14、前丝杠17、后丝杠16、支承座2、支承座18、左伺服电机1、右伺服电机19、左连板27、右连板21、压头座23、转动副20、转动副22、转动副25、转动副28、导向柱26、压头24。
所述施压机构：前导轨8与后导轨3水平且相互平行固接在上基板29下方，滑块5、滑块9、滑块12与前导轨8滑动连接，可沿前导轨8自由滑动；滑块7、滑块11、滑块15与后导轨3滑动连接，可沿后导轨3自由滑动。滑块5、滑块7 与左滑板4固接，滑块9、滑块11与导向滑板10固接，滑块12、滑块15与右滑板13固接，左滑板4上固接左滑板螺母6，右滑板13上固接有右滑板螺母14。前丝杠17 和后丝杠16通过支撑座2和支撑座18安装在基板上，与前导轨8和后导轨3平行安装。前丝杠17与左伺服电机1同轴连接，同时与右滑板螺母14通过螺纹副连接；后丝杠16与右伺服电机19同轴连接，同时与右滑板螺母14通过螺纹副连接。
左连板27上端通过转动副25与左滑板4连接，下端通过转动副28与压头座23连接，转动副25和转动副28的回转中心水平分布且与前导轨8、后导轨3垂直；右连板21上端通过转动副20与右滑板13连接，下端通过转动副22与压头座23连接，转动副20和转动副22的回转中心水平分布且与前导轨8、后导轨3垂直。转动副25、转动副28间的轴间距与转动副20、转动副22间的轴间距相等。导向柱26下端与压头座23固接，通过移动副与导向滑板10连接，可垂直上下运动。压头24固接于压头座23下部。
转动副25与转动副20轴间距大于转动副28与转动副22的轴间距。从正面看去，转动副25的回转中心A、转动副20的回转中心B、转动副22的回转中心C、转动副28的回转中心D之间连线构成了一个上底边AB大于下底边CD的等腰梯形ABCD，其中下底边CD和两腰AD、BC长度不变，上底边AB长度随左滑板4与右滑板13的间距变化而变化，压头24向下施压时AD与BC之间夹角小于45度。
右伺服电机19驱动后丝杠16旋转，经左滑板螺母6带动左滑板4沿前导轨8和后导轨3移动；左伺服电机1驱动前丝杠17旋转，经右滑板螺母14带动右滑板13沿前导轨8和后导轨3移动；左滑板4的运动经转动副25、左连板27、转动副28，右滑板13的运动经转动副20、右连板21、转动副22，共同带动压头座23及压头24运动。由于导向柱26的限制，压头24只能做上下、左右移动，而不会发生转动。当右伺服电机19驱动左滑板4、左伺服电机1驱动右滑板13同速向左运动时，压头24同步向左运动；当右伺服电机19驱动左滑板4、左伺服电机1驱动右滑板13同速向右运动时，压头24同步向右运动；当右伺服电机19驱动左滑板4向左、左伺服电机1驱动右滑板13向右运动时，压头24向上运动；当右服电机19驱动左滑板4向右、左伺服电机1驱动右滑板13向左运动时，压头24向下运动。
压头24向下运动施压时，右伺服电机19的输出转矩转换为后丝杠16对左滑板4方向向右的拉力，该拉力通过左连板27转换为对压头座23沿AD方向的力FAD；左伺服电机1的输出转矩转换为前丝杠17对右滑板13方向向左的拉力，该拉力通过右连板21转换为对压头座23沿BC方向的力FBC；压头向下的施压力为FAD与FBC的合力。在右伺服电机19和左伺服电机1输出转矩一定的情况下，左滑板4与右滑板13越靠近，左连板27与右连板21之间的夹角越小，压头24向下的施压力越大。当AD与BC之间夹角小于45度时，机构具有力放大的作用。
本发明有益效果：
1.采用上底边长可变的等腰梯形机构进行施压，具有力的放大作用，与现有校直机构相比，在达到同等下压力的情况下，可选用较小输出转矩的伺服电机；
2.压头既可上下移动、又可左右移动，可替代传统的工作台带动工件轴向运动，可高速改变校直位置，提高整体校直效率。
以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及其附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。
Claims (1)
1.一种校直施压机构，其特征在于：包括上基板、两根导轨、6个滑块、左滑板、右滑板、导向滑板、两个螺母、两根丝杠、两个支撑座、两个伺服电机、左连板、右连板、压头座、导向柱、压头；其特征在于：两根导轨水平且相互平行前后分布固接在上基板下方，每根导轨上各有3个滑块与导轨滑动连接，沿导轨自由滑动；所述导轨上的每个滑块各与另一导轨上的一个滑块用一个滑板固接，三个连接滑板分别为左滑板、导向滑板及右滑板，左滑板和右滑板上各固接一个轴线与导轨平行的螺母；两根丝杠各通过左右支撑座安装在基板上，与所述的两根导轨平行安装；每根丝杠各由一个伺服电机驱动，并分别与左滑板、右滑板的螺母通过螺纹副连接；左连板上端通过左上转动副与左滑板连接，下端通过左下转动副与压头座连接，左上转动副和左下回转轴均水平分布且与所述的两根导轨垂直；右连板上端通过右上转动副与右滑板连接，下端通过右下转动副与压头座连接，右上转动副和右下转动副回转轴均水平分布且与所述的两根导轨垂直；左上转动副、左下转动副轴间距与右上转动副、右下转动副轴间距相等；导向柱下端与压头座固接，通过垂直移动副与导向滑板连接，垂直上下运动；压头固接于压头座下部；左上转动副、右上转动副轴间距大于左下转动副、右下转动副轴间距；左上转动副、右上转动副、左下转动副、右下转动副中心之间连线构成了一个上底边大于下底边的等腰梯形，其中下底边和两腰长度不变，上底边长随左右滑板的间距变化而变化，压头施压时等腰梯形两腰之间夹角小于45度。
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