CN213137896U - 一种新型伺服成型压力机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型伺服成型压力机，属于机械压力机技术领域。所述低速大扭矩伺服电机的输出轴上安装有小齿轮，且小齿轮与偏心齿轮啮合，所述偏心齿轮经机身瓦安装在机身上，所述偏心齿轮与销轴经销轴瓦转动连接，所述销轴与摆杆固定连接，所述摆杆与芯轴经芯轴瓦转动连接，所述芯轴与连杆固定连接，所述滑块与连杆固定连接。该新型伺服成型压力机采用双边齿轮传动结构，对称布置，更利于多工位加工或大件成型时抗偏载，从而保证加工精度；采用双伺服电机结构，在滑块承受非均布载荷时，可通过两个伺服电机的输出扭矩的不同而确保滑块运行的垂直精度，保证加工件质量。

Description

一种新型伺服成型压力机

技术领域

本实用新型涉及一种新型伺服成型压力机，属于机械压力机技术领域。

背景技术

由于高强钢板具有同强度轻量化的优点，目前在汽车及家电行业的应用越来越广泛，但高强钢板变形抗力较大，在拉伸、成型时，容易在下死点成型结束后发生回弹变形，导致成型件变形不充分，这样就需要压机滑块在下死点冲压结束后停留保压一段时间，以便抑制回弹使其在模内释放回弹势能，成型充分；还有一些成型工艺需要滑块在下死点做微动的重复加压工艺，才能使工件变形充分；还有一些工件成型需要滑块在适当的位置停留一段时间进行模内加热后才好继续成型；另外由于成型件生产效率在所有冲压工艺中是最低的瓶颈工序，所以提高成型工艺的生产效率直接决定了整线的生产效率，为此需要压机在尽量短的行程内完成冲压，配合自动化送料，这就需要滑块在中间位置停留送料，而常规的压机必须加大行程损失行程次数来满足送料时间需求。

现有技术中，为满足以上特殊工艺需求，就只有将压力机设计成伺服压力机来实现，因为伺服压力机的工艺曲线可以随意编程，可以满足中间停留送料，下死点保压，下死点重复加压，冲压过程模内停留加热等各种特殊工艺模式。

而现有机械成型伺服压力机结构主要有三种常见结构来实现：第一种是最常见的曲轴或偏心齿轮传动结构，去掉飞轮，用低速大扭矩伺服电机直接驱动传动部分，伺服压力机的发力和位置控制全靠电机扭矩控制实现；第二种是利用大螺杆螺母驱动滑块上下运动，伺服电机直接控制螺母旋转来控制滑块的运动轨迹，滑块的发力然全靠电机通过螺母螺杆传动比放大输出；第三种是采用肘杆或八连杆增力机构，并配合常规的曲柄或偏心齿轮结构，通过去掉飞轮由伺服电机直接驱动控制滑块的运动模式。

以上三种结构针对上述工艺需求均有它们的劣势。第一种曲柄连杆结构的伺服压力机由于滑块运动曲线为等速正余弦曲线，要实现缓速冲压和下死点保压成型以及下死点重复加压的工艺，就需要伺服电机强制克服原有的滑块运行曲线，即纠偏滑块的运行轨迹达到想要的运动模式，缓速加压虽然容易实现，但是下死点保压成型工艺就需要伺服电机靠堵转扭矩来强制停留保压，这样无形中对伺服电机做功时的性能要求就很高，伺服电机的扭矩和功率也不得不加大，使得其制造成本进一步提高，经济性变差，更主要的缺点是，在电机经常用堵转扭矩保压时，电机很容易发热导致退磁现象，从而使伺服电机的寿命大大降低，使其电机的维修率很高，且维修成本也很高，因此此类伺服压机针对这类特殊工艺适应性较差。第二种是螺杆螺母伺服压力机，其主要特点是滑块运动没有固定的曲线，类似油压机，所以滑块的运动曲线完全取决于伺服电机的编程控制，不需要伺服电机进行纠偏，这对于伺服电机控制滑块运动模式是有利的，但是在下死点保压同第一种一样，也是需要通过伺服电机的堵转扭矩强制实现保压成型工艺，因此同样存在伺服电机在此类冲压工艺时工况较差的缺点，而且螺母螺杆机械传递效率较低，能耗较高，能量利用率低，在工程实践应用中发现大吨位的螺杆螺母伺服压力机由于螺母摩擦发热现象较严重，导致故障率很高，因此这类伺服压力机一般机床吨位设计在1000吨以内的压力机上应用相对合理，不适宜1000吨以上大型压机，且大型铜螺母及螺杆制造成本较高，经济性较差。第三种在曲轴或偏心齿轮压力机上增加肘杆或八连杆机构的伺服压力机，由于其滑块的运动曲线得到了优化，所以使伺服电机的使用工况大大改善，且可以降低伺服电机的功率，从而降低成本。比如肘杆伺服压力机滑块在下死点开始冲压时滑块本身固有的运动曲线就具备缓速冲压的特性，所以伺服电机在此时需要降低滑块线速度时并不需要太大负担，而优化较好的八连杆机构滑块在下死点附近不仅有缓速冲压特性，而且下死点具有保压特性，所以在伺服电机需要控制滑块缓速冲压及保压时，由于其滑块本身固有的特性，则不需要伺服电机做更多的纠偏，因此对于伺服电机的冲压工况是非常有利的。但是此类压力机有一个共同的特点或缺陷，滑块的缓速冲压及保压特性是单方向的，如果伺服电机反转则这些有益特性全部变成不利特性，因此对于滑块在下死点往复级进冲压工艺、重复加压工艺以及钟摆冲压工艺来讲，这类肘杆或多连杆伺服压力机是不适用的。另外由于肘杆和八连杆机构在设计、制造过程中难度较大，且制造和装配的精度和质量保持性不是太好，因此这类伺服压力机在实际生产中的可推广性较差。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型伺服成型压力机。

本实用新型的伺服成型压力机，它包含机身、传动机构和滑块，所述机身上对称设置有两组传动机构，且传动机构与滑块连接；

所述传动机构包含偏心齿轮、机身瓦、销轴瓦、芯轴瓦、摆杆、小齿轮、低速大扭矩伺服电机、销轴、芯轴和连杆，所述低速大扭矩伺服电机的输出轴上安装有小齿轮，且小齿轮与偏心齿轮啮合，所述偏心齿轮经机身瓦安装在机身上，所述偏心齿轮与销轴经销轴瓦转动连接，所述销轴与摆杆固定连接，所述摆杆与芯轴经芯轴瓦转动连接，所述芯轴与连杆固定连接，所述滑块与连杆固定连接。

优选的，所述偏心齿轮包含偏心轮部分和齿轮部分，且偏心轮部分安装在机身的机身瓦内，齿轮部分与小齿轮啮合。

优选的，所述连杆与滑块之间采用固定连接，且连接部分采用液压过载保护结构设计。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该新型伺服成型压力机采用双边齿轮传动结构，对称布置，更利于多工位加工或大件成型时抗偏载，从而保证加工精度；采用双伺服电机结构，在滑块承受非均布载荷时，可通过两个伺服电机的输出扭矩的不同而确保滑块运行的垂直精度，保证加工件质量，相比常规曲柄连杆伺服压力机和螺杆式伺服压机的优势是对于伺服电机在冲压过程中的工况大幅改善，提高了伺服电机的使用寿命和机床可靠性；相比多连杆伺服压力机的优势是设计、制造难度低，精度容易保证，制造成本低，经济性好，且可双向控制使用滑块的运动曲线，比如重复加压和钟摆冲压模式等，作为成型伺服压力机，本实用新型更适合实际推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记：机身1、传动机构2、偏心齿轮201、机身瓦202、销轴瓦203、芯轴瓦204、摆杆205、小齿轮206、低速大扭矩伺服电机207、销轴208、芯轴209、连杆210、滑块3。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含机身1、传动机构2和滑块3，所述机身1上对称设置有两组传动机构2，且传动机构2与滑块3连接；

所述传动机构2包含偏心齿轮201、机身瓦202、销轴瓦203、芯轴瓦204、摆杆205、小齿轮206、低速大扭矩伺服电机207、销轴208、芯轴209和连杆210，所述低速大扭矩伺服电机207的输出轴上固定安装有小齿轮206，且小齿轮206与偏心齿轮201啮合，所述偏心齿轮201经机身瓦202安装在机身1上，所述偏心齿轮201与销轴208经销轴瓦203转动连接，所述销轴208与摆杆205固定连接，所述摆杆205与芯轴209经芯轴瓦204转动连接，所述芯轴209与连杆210固定连接，所述滑块3与连杆210固定连接，偏心齿轮201包含偏心轮部分和齿轮部分，且偏心轮部分安装在机身1的机身瓦202内，齿轮部分与小齿轮206啮合，连杆210与滑块3之间采用固定连接，且连接部分采用液压过载保护结构设计。

工作时，低速大扭矩伺服电机207带动小齿轮206转动，小齿轮206带动偏心齿轮201转动，所述偏心齿轮201经销轴208带动摆杆205绕芯轴瓦204中心摆动且上下往复运动，芯轴209经芯轴瓦204跟随摆杆205做上下往复运动，所述固定在芯轴209上的连杆210跟随芯轴209做上下往复运动，所述与连杆210固定的滑块3在机身1的限位下做上下往复运动。偏心齿轮201的偏心为e，连杆210的长度为L，压力机行程量为H＝2e，其中必须满足e＜L。在满足杆长关系的前提下，可根据L不同长度的设计得到不同的滑块3运动曲线，即不同的滑块运动特性，随着连杆210长度L的增加，滑块3运动到最下点附近的曲线平缓幅度有所增加，随着连杆210长度L的增加滑块接近下死点位置时的速度也会减小，且不同连杆210长度会得到不同滑块3运动曲线，这样就可以通过控制连杆210长来得到所需要工艺运动曲线以及更适宜的拉伸速度，且不用降低滑块3的行程次数，即不用降低生产效率。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种新型伺服成型压力机，其特征在于：它包含机身(1)、传动机构(2)和滑块(3)，所述机身(1)上对称设置有两组传动机构(2)，且传动机构(2)与滑块(3)连接；

所述传动机构(2)包含偏心齿轮(201)、机身瓦(202)、销轴瓦(203)、芯轴瓦(204)、摆杆(205)、小齿轮(206)、低速大扭矩伺服电机(207)、销轴(208)、芯轴(209)和连杆(210)，所述低速大扭矩伺服电机(207)的输出轴上固定安装有小齿轮(206)，且小齿轮(206)与偏心齿轮(201)啮合，所述偏心齿轮(201)经机身瓦(202)安装在机身(1)上，所述偏心齿轮(201)与销轴(208)经销轴瓦(203)转动连接，所述销轴(208)与摆杆(205)固定连接，所述摆杆(205)与芯轴(209)经芯轴瓦(204)转动连接，所述芯轴(209)与连杆(210)固定连接，所述滑块(3)与连杆(210)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型伺服成型压力机，其特征在于：所述偏心齿轮(201)包含偏心轮部分和齿轮部分，且偏心轮部分安装在机身(1)的机身瓦内(202)，齿轮部分与小齿轮(206)啮合。

3.根据权利要求1所述的一种新型伺服成型压力机，其特征在于：所述连杆(210)与滑块(3)之间采用固定连接，且连接部分采用液压过载保护结构设计。

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