CN217289993U - 一种齿轮齿条传动的带能量反馈的伺服拉伸垫 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种齿轮齿条传动的带能量反馈的伺服拉伸垫，包括横梁、滑块、立柱、底座、上模、下模、主驱电机和拉伸垫装置，底座固定在地面上，立柱固定在底座上，横梁装在两立柱顶部，主驱电机装在横梁上，滑块设在横梁下方两立柱间；拉伸垫装置包括顶冠、伺服电机、齿轮齿条、液压缸、位移传感器和压力传感器，伺服电机和液压缸安在底座上，齿轮齿条和顶冠通过缓冲液压缸相连，伺服电机驱动齿轮齿条、带动顶冠上下运动；上模固定在滑块上，下模固定在底座上，主驱电机驱动滑块带着上模上下运动。本实用新型可避免机械结构的刚性冲击；伺服电机发电，将电能反馈，节省电能；球面副连接保证活塞杆受力均匀，提高传动精度。

Description

一种齿轮齿条传动的带能量反馈的伺服拉伸垫

技术领域

本实用新型涉及一种齿轮齿条传动，用于冲压件的拉伸成型，属于机械工程技术模具冲压技术领域。

背景技术

拉伸垫主要用于板料成型，是压力机的重要部件，其主要作用是在成型过程中进行压边力的控制，以防止板料成型时因材料流动而导致起皱。在上行阶段，拉伸垫带动下模压边圈向上运动，拉伸垫进行位置控制，上行到确定位置，放置板料，此时滑块带动上模向下运动，上模和压边圈闭合后进行力的控制，上模和压边圈一起向下运动，从而完成板料的拉伸。

目前拉伸垫的结构形式主要由气动式、电动式、液压式等。纯气动式因为受气体的可压缩特性限制，压力波动较大，造成工件的压边力不稳定，板料成型质量不佳；液压式通过电动机驱动液压元件进行精确控制，但是系统组成比较复杂，而且成本和能耗较高；纯电动式一般通过电机驱动连杆结构或者丝杠机构来实现功能，但是机械结构的刚性强，在冲压过程中对模具和拉伸垫的冲击大，容易损伤。因此，设计一款节能环保、结构简单、成型好的的拉伸垫非常必要。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种电、液组合式的伺服拉伸垫设备。

为解决这一技术问题，本实用新型提供了一种齿轮齿条传动的带能量反馈的伺服拉伸垫，包括横梁、滑块、立柱、底座、上模、下模、主驱电机和拉伸垫装置，所述底座固定在地面上，立柱固定在底座上，横梁安装在两立柱顶部，主驱电机安装在横梁上，滑块设置在横梁下方的两立柱之间；所述拉伸垫装置包括顶冠、伺服电机、齿轮齿条、液压缸、位移传感器和压力传感器，所述伺服电机和液压缸安装在底座上，齿轮齿条和顶冠之间通过缓冲液压缸相连，伺服电机驱动齿轮齿条将旋转运动转换为直线运动、带动顶冠上下运动；在顶冠下行时，带动齿轮齿条驱动伺服电机发电，产生的电能通过电机模块二传递到电网，再通过电机模块一的转化供主驱电机使用；所述上模通过T型螺栓固定在滑块上，下模固定在底座上，主驱电机驱动滑块带着上模上下运动。

所述齿轮齿条的齿轮安装在伺服电机或者减速机的输出轴上，齿条与液压缸的下活塞杆连接，通过齿轮齿条啮合带动液压缸的下活塞杆运动，通过压缩液压缸内的油液带动上活塞杆运动，液压缸的上活塞杆上部通过球面副与顶冠连接在一起。

所述压力传感器和位移传感器设置在液压缸上。

所述伺服电机和主驱电机通过电机模块一、电机模块二、电源模块和电网相连，顶冠向下运动带动伺服电机产生的电能通过电机模块二反馈到电网，再由电机模块一转化输送到主驱电机上。

所述液压缸设有液压缸连接球面，液压缸连接球面由上球块、下球块、上球面夹紧块、下球面夹紧块组成，所述上球块通过上球面夹紧块用螺栓安装在顶冠上，下球块与液压缸的上活塞杆用螺栓连接固定、再由下球面夹紧块连接到上球面夹紧块上；所述下球块的上下止口处和下球面夹紧块留有间隙，保证上下球块贴合的球面副能够转动。

所述导向板固定在底座上，导向板与顶冠上的耐磨板形成移动副。

有益效果：本实用新型拉伸垫传动采用齿轮齿条结构，将电机旋转运动转换为顶冠的直线运动，并在齿轮齿条和顶冠之间增加液压缓冲装置，可以有效避免机械结构的刚性冲击。在上下模合模之后，顶冠向下运动，齿轮齿条带动伺服电机发电，将电能反馈到电网，节省电能。本实用新型在液压缸活塞杆和顶冠之间采用球面副连接，在顶冠受偏载力时，能保证活塞杆受力均匀，不发生偏斜，从而保证齿轮齿条的传动精度和使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的顶起位置示意图；

图3为本实用新型的闭合位置示意图；

图4为本实用新型的液压缸活塞球面连接示意图。

图中：1、横梁；2、滑块；3、立柱；4、上模；5、下模；6、顶冠；7、导向板；8、底座；9、伺服电机；10、齿轮齿条；11、液压缸；12、位移传感器；13、压力传感器；14、主驱电机；15、电机模块一；16、电源模块；17、电机模块二；18、板料；19、下模压边圈；20、顶料杆；22、上球面夹紧块；23、下球面夹紧块；24、上球块；25、下球块。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做具体描述。

如图1-图4所示，本实用新型提供了一种齿轮齿条传动的带能量反馈的伺服拉伸垫，包括横梁1、滑块2、立柱3、底座8、上模4、下模5、主驱电机14和拉伸垫装置，所述底座8固定在地面上，立柱3固定在底座8上，横梁1安装在两立柱3顶部，主驱电机14安装在横梁1上，通过齿轮和杆系传动带动滑块2按照任意曲线上下运动，滑块2设置在横梁1下方的两立柱3之间；所述拉伸垫装置包括顶冠6、伺服电机9、齿轮齿条10、液压缸11、位移传感器12和压力传感器13，所述伺服电机9和液压缸11安装在底座8上，齿轮齿条10和顶冠6之间通过缓冲液压缸11相连，作为顶冠6和齿轮齿条10的连接桥梁，可以有效缓和冲压过程的冲击，避免齿轮齿条传动受刚性冲击损伤；伺服电机9驱动齿轮齿条10将旋转运动转换为直线运动、带动顶冠6按照任意曲线上下运动，进行顶冠的精确运动控制；压机下行阶段，顶冠6承受载荷向下运动，带动齿轮齿条10驱动伺服电机9发电，产生的电能通过电机模块二17传递到电网，在通过电机模块一15的转化供主驱电机14使用，节约电能；所述上模4通过T型螺栓固定在滑块2上，下模5固定在底座8上，主驱电机14驱动滑块2带着上模4上下运动。

所述电机模块一15为主驱电机使用，所述电机模块二17为伺服电机使用。

所述齿轮齿条10的齿轮安装在伺服电机9或者减速机的输出轴上，齿条与液压缸11的下活塞杆连接，通过齿轮齿条10啮合带动液压缸11的下活塞杆运动，通过压缩液压缸11内的油液带动上活塞杆运动，液压缸11的上活塞杆上部通过球面副与顶冠6连接在一起，能保证顶冠6受偏载时，活塞杆受力均匀，不会导致液压缸11偏斜，导致运动卡顿，从而影响运动精度，造成损伤。

所述压力传感器13和位移传感器12设置在液压缸11上，能够保证拉伸垫在上行阶段的位置控制和下行阶段的压力控制，压力传感器13能够保证滑块下型合模后压边力的精确控制，位移传感器12能够保证顶冠上行阶段的位置精度，缓冲液压缸11能够降低合模过程的冲击，从而保证齿轮齿条的传动精度和使用寿命。

所述伺服电机9和电机模块和主驱电机14通过电机模块一15、电机模块二17、电源模块16和电网相连，顶冠6向下运动带动伺服电机9产生的电能通过电机模块二17反馈到电网，再由电机模块一15转化输送到主驱电机14上。

所述液压缸11设有液压缸连接球面，液压缸连接球面由上球块24、下球块25、上球面夹紧块22、下球面夹紧块23组成，所述上球块24通过上球面夹紧块22用螺栓安装在顶冠6上，下球块25与液压缸11的上活塞杆用螺栓连接固定、再由下球面夹紧块23连接到上球面夹紧块22上；所述下球块25的上下止口处和下球面夹紧块23留有适当间隙，保证上下球块贴合的球面副能适当转动。

所述导向板7固定在底座8上，导向板7与顶冠6上的耐磨板形成移动副，保证顶冠6的上下运动和防止偏载造成顶冠6运动不平稳。

本实用新型的工作过程如下：所述顶冠6处于上位时，即液压缸11内的活塞将顶冠顶起，与之相连的顶料杆20将压边圈19顶起，此时将板料18放置在压边圈上，主驱电机14带动滑块2和上模4向下运动，当上模4运动到和压边圈20闭合的时候，通过调节液压缸11的压力，控制压边圈19和上模4的合模力，然后主驱电机14带着滑块2和上模4继续向下运动到合适位置，完成板料18的拉伸成型，拉伸过程完成后，主驱电机14带动滑块2和上模4向上运动到初始位置。在向下冲压过程中，液压缸11内的活塞向下运动，带动带动齿轮齿条10驱动伺服电机9发电，产生的电能通过电机模块二17传递到电网，再通过电机模块一15的转化供主驱电机14使用。

本实用新型拉伸垫传动采用齿轮齿条结构，将电机旋转运动转换为顶冠的直线运动，并在齿轮齿条和顶冠之间增加液压缓冲装置，可以有效避免机械结构的刚性冲击。在上下模合模之后，顶冠向下运动，齿轮齿条带动伺服电机发电，将电能反馈到电网，节省电能。本实用新型在液压缸活塞杆和顶冠之间采用球面副连接，在顶冠受偏载力时，能保证活塞杆受力均匀，不发生偏斜，从而保证齿轮齿条的传动精度和使用寿命。

本实用新型上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本实用新型范围内或等同本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包围。

Claims (6)

1.一种齿轮齿条传动的带能量反馈的伺服拉伸垫，其特征在于：包括横梁(1)、滑块(2)、立柱(3)、底座(8)、上模(4)、下模(5)、主驱电机(14)和拉伸垫装置，所述底座(8)固定在地面上，立柱(3)固定在底座(8)上，横梁(1)安装在两立柱(3)顶部，主驱电机(14)安装在横梁(1)上，滑块(2)设置在横梁(1)下方的两立柱(3)之间；所述拉伸垫装置包括顶冠(6)、伺服电机(9)、齿轮齿条(10)、液压缸(11)、位移传感器(12)和压力传感器(13)，所述伺服电机(9)和液压缸(11)安装在底座(8)上，齿轮齿条(10)和顶冠(6)之间通过缓冲液压缸(11)相连，伺服电机(9)驱动齿轮齿条(10)将旋转运动转换为直线运动、带动顶冠(6)上下运动；在顶冠(6)下行时，带动齿轮齿条(10)驱动伺服电机(9)发电，产生的电能通过电机模块二(17)传递到电网，在通过电机模块一(15)的转化供主驱电机(14)使用；所述上模(4)通过T型螺栓固定在滑块(2)上，下模(5)固定在底座(8)上，主驱电机(14)驱动滑块(2)带着上模(4)上下运动。

2.根据权利要求1所述的齿轮齿条传动的带能量反馈的伺服拉伸垫，其特征在于：所述齿轮齿条(10)的齿轮安装在伺服电机(9)或者减速机的输出轴上，齿条与液压缸(11)的下活塞杆连接，通过齿轮齿条(10)啮合带动液压缸(11)的下活塞杆运动，通过压缩液压缸(11)内的油液带动上活塞杆运动，液压缸(11)的上活塞杆上部通过球面副与顶冠(6)连接在一起。

3.根据权利要求1所述的齿轮齿条传动的带能量反馈的伺服拉伸垫，其特征在于：所述压力传感器(13)和位移传感器(12)设置在液压缸(11)上。

4.根据权利要求1所述的齿轮齿条传动的带能量反馈的伺服拉伸垫，其特征在于：所述伺服电机(9)和主驱电机(14)通过电机模块一(15)、电机模块二(17)、电源模块(16)和电网相连，顶冠(6)向下运动带动伺服电机(9)产生的电能通过电机模块二(17)反馈到电网，再由电机模块一(15)转化输送到主驱电机(14)上。

5.根据权利要求1所述的齿轮齿条传动的带能量反馈的伺服拉伸垫，其特征在于：所述液压缸(11)设有液压缸连接球面，液压缸连接球面由上球块(24)、下球块(25)、上球面夹紧块(22)、下球面夹紧块(23)组成，所述上球块(24)通过上球面夹紧块(22)用螺栓安装在顶冠(6)上，下球块(25)与液压缸(11)的上活塞杆用螺栓连接固定、再由下球面夹紧块(23)连接到上球面夹紧块(22)上；所述下球块(25)的上下止口处和下球面夹紧块(23)留有间隙，保证上下球块(25)贴合的球面副能够转动。

6.根据权利要求1-5任一项所述的齿轮齿条传动的带能量反馈的伺服拉伸垫，其特征在于：导向板(7)固定在所述底座(8)上，所述导向板(7)与顶冠(6)上的耐磨板形成移动副。

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