专利名称：伺服电机驱动的数控冲床主传动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种伺服电机作为动力的新型“曲柄连杆机构”的数控冲床主传动装置，属于冲压设备设计制造技术领域。
背景技术：
冲床是金属板材冲压加工的重要设备，作为冲压动力的主传动部件，最初，“机械传动机构”由电机、离合器、制动器、飞轮、曲轴、连杆和滑块等组成。在工作中，电机借助飞轮储存和释放能量完成冲压工作；“起动”和“停止”是采用离合器制动器来实现。其致命缺点是工作效率低下(当连续冲压400次/分时，使用离合器-制动器后的单次冲压只能达到120次/分)；工作中消耗能量大(每小时冲相同尺寸形状、相同数量的零件)时电测的数据得知机械主传动机构耗电量12度；伺服式主传动机构耗电量2. 5度。);同时冲压过程中大于85分贝的噪声严重污染了工作环境。采用“液压主传动机构”时液压油对环境的污染是必然的油温升高后气化扩散以及系统渗漏等；在每一次工作完成瞬间，应用“伯努利”方程式就会发现工作腔内液压油具有的“高压力能”经排油口转变为“高速度能”(动能)，该动能大多在液压油的回程管道中经油分子间的碰撞以及与管壁的摩擦转变为有害的热量。通过实冲板材(每小时冲相同尺寸形状、相同数量的零件)时电测的数据得知液压主传动机构耗电量9度；伺服式主传动机构耗电量2. 5度。鉴于上述两种主传动部件存在的不足即①高能耗、②高环境污染、③高冲击噪声等，所以不能被与时俱进的用户们的认可；更不能称其为节能型绿色环保产品。
发明内容本实用新型针对已有技术存在的不足，提供一种性能稳定、调整与维修方便、而且其工作频率高、效率高、耗能低噪音小用伺服电机驱动减速机构、曲柄连杆机构的数控冲床主传动装置。本实用新型的技术特征是一种伺服电机驱动的数控冲床主传动装置，它包括伺服电机，其特征是在伺服电机和曲柄轴之间设有两级小惯量齿轮减速机构，还有固定在曲柄轴上的连杆以及连杆下端的滑柱，在滑柱下端的打击头。本方案的具体特点还有，在伺服电机和两级小惯量齿轮减速机构之间采用Z型胀紧套连接；当阻力矩大于电机额定值的3倍时起保护作用。所述两级小惯量齿轮减速机构包括通过传动轴连接在一起的两级减速齿轮组。打击头具有单刃剪切面，冲压力超过公称值的50%时起保护作用。用新型伺服动力头取代原有成本较为昂贵的动力头①、减少了摩擦副数量，高速部位全部采用滚动摩擦副，降低了无效能耗、减少伺服电机至打击头之间的传动构件，减少高速副零件的径向尺寸及质量一通过减小运动构件的被动惯量，从而减少了无效能耗、伺服式主传动部分的零件一包括从电机至打击头所有零件设计成“封闭式部件总成”，以便于部件装配和总成装配；创造出高速旋转运动副得以充分集中润滑的环境；同时具有降低噪音和防止润滑油泄露污染的作用。结构特征主要体现在①、对冲床的机械结构进行全面优化设计，把开式床身改为高刚性的闭式床身，同时对结构进行优化，即减少用料，又提高了刚度。②、为了避免冲压力超载造成事故，把“打击头”这一零件设计成压塌块式，使其具有超载保护功能。③、为了避免扭矩超载造成事故，伺服电机与小齿轮采用胀紧套连接。该产品不仅具有速度快、精度高、噪音低、不污染环境、节约能源的特点，还具有结构简捷、使用方便，性价比高等优点，可完全替代市场上现有的机械式或液压式数控转塔冲床，能满足我国钣金行业对新一代数控转塔冲床的需求。 本实用新型提供了一种伺服电机驱动小惯量减速机构、曲柄连杆机构的数控冲床主传动装置，省去了机械式主传动结构的飞轮及离合器与制动器。具有低能耗、低噪声、无污染的综合良好性能，节省能源；提高冲压频率一倍。可以用于同系列冲压设备中。它不仅保留了机械式主传动结构成熟可靠的优点，且具有以下特征I、通过适时控制伺服电机，仅在启动和冲压时提供所需能量，冲压完成后，不需要如机械式主传动电机那样带动飞轮一直旋转，积聚冲压能量，比一般机械式和液压式冲床节省能源65%以上。2、小惯量减速机构具有高强度、高刚度、体积小重量轻的特点，为伺服电机的起动和停止提供了 “敏捷”的前提条件及节省能源的前提条件。3、按照冲压工艺和模具类型，优化程序来控制滑块以适应各种冲压模式，如①压印、②冲孔(包括连续步冲)、③成型等。4、工艺优化。通过精确设定滑块停止位置，能够提高成型模具的加工精度。5、在传动系统中，经过精心设计，使被动部分的惯量远远小于主动部分的惯量，具备“敏捷”的起、停条件，曲柄轴可以在下死点前后摆动，使滑块实现连续冲压，可有效地提高冲压频率一倍。6、在冲压行程中对滑块的速度适时进行调节，减轻冲头进入板料时的冲击，可延长模具的使用寿命，并可降低噪音15分贝左右。
图I为本实用新型结构示意图；图2为图I中I部放大图；图中I-伺服电机；2_两级小惯量齿轮减速机构；3_曲柄轴；4_连杆；5_滑柱；6_打击头(压塌块)；7_Z型胀紧套。
具体实施方式
如图I所示，一种伺服电机驱动的数控冲床主传动装置，它包括伺服电机，在伺服电机I和曲柄轴3之间设有两级小惯量齿轮减速机构2，还有固定在曲柄轴3上的连杆4以及连杆4下端的滑柱5，在滑柱5下端的打击头6。伺服电机I通过Z型胀紧套7驱动两级小惯量齿轮减速机构2(包括两对齿轮和连接两对齿轮的传动轴)，带动曲柄轴3旋转；安装在曲柄轴3上的连杆4带动处于其下端的滑柱5和打击头6作往复运动。在冲压工作中，当扭矩超载时Z型胀紧套7起保护作用；如图2所示，当冲压力超载时打击头6上的单刃剪切面起保护作用 。
权利要求1.一种伺服电机驱动的数控冲床主传动装置，它包括伺服电机，其特征是在伺服电机输出轴和曲柄轴之间设置有传递扭矩的小惯量齿轮减速机构，还有固定在曲柄轴上的连杆以及设置于连杆下端的滑柱，在滑柱下端设置有打击头。
2.根据权利要求I所述的伺服电机驱动的数控冲床主传动装置，其特征是在伺服电机和两级小惯量齿轮减速机构之间采用Z型胀紧套连接。
3.根据权利要求I所述的伺服电机驱动的数控冲床主传动装置，其特征是所述两级小惯量齿轮减速机构包括通过传动轴连接在一起的两级减速齿轮组。
4.根据权利要求I所述的伺服电机驱动的数控冲床主传动装置，其特征是打击头具有单刃剪切面。
专利摘要一种伺服电机驱动的数控冲床主传动装置，它包括伺服电机，其特征是在伺服电机输出轴和曲柄轴之间设置有传递扭矩的小惯量齿轮减速机构，还有固定在曲柄轴上的连杆以及设置于连杆下端的滑柱，在滑柱下端设置有打击头。该使用新型主传动装置具有低能耗、低噪声、无污染的良好性能，节省能源；提高冲压频率一倍。可以用于各种冲压设备中，具有结构简单，造价低，数控高效的优点。
文档编号B21D22/02GK202781865SQ20122015593
公开日2013年3月13日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者赵刚, 王玉沉 申请人:济南天翊汇力机器有限公司