一种数控转塔冲床的制作方法

本发明属于数控加工设备技术领域，具体涉及一种数控转塔冲床。

背景技术：

数控转塔冲床作为现代企业较为重要的冲裁装备之一，它能够自动更换模具，可以进行柔性化生产，因此具有生产效率高、自动化程度高、生产成本低等优点。随着数控技术以及伺服电机性能的提升，数控转塔冲床的冲裁速度、冲裁精度、冲裁质量有了很大的进步。随着冲裁速度的加快，机架的振动问题成了国内外机床生产厂家以及客户所关注的问题，不但影响冲裁精度，而且其产生的噪声对工作环境也有影响。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种数控转塔冲床，引入阻尼材料，可以对机架的振动进行吸收，能够有效的减小数控转塔冲床冲裁过程中机架振动、减小工作时的噪声以及提高冲裁精度。

为实现上述目的，本发明所提供的数控转塔冲床，其包括机架、转盘、主动驱动装置、冲头和横梁，所述机架设有喉口，所述转盘、所述冲头和所述主动驱动装置设于所述喉口的第一侧端，所述冲头设于所述主动驱动装置的下端，所述转盘设于所述冲头的下方，所述横梁设于所述喉口的第二侧端；所述机架的喉口的左右两侧分别设有高阻尼铸铁块，所述高阻尼铸铁块通过螺栓连接于所述机架上。

本发明所提供的数控转塔冲床，在喉口的两侧分别增加了高阻尼铸铁，由于高阻尼铸铁可通过抑制模态的共振来达到控制振动的效果，其工作原理是将机械振动能转变成热能从而达到振动衰减的效果。由于高阻尼铸铁的焊接性能较差，因此选用螺栓连接的连接方式将其固定于机架的喉口部位，当数控转塔冲床进行冲裁时，高阻尼铸铁耗散床身大量的机械动能，转变成热能，从而很好的控制床身的振动，减小其在工作过程中由于震动所产生的噪声，同时，可提高该数控转塔冲床的冲裁精度。

优选地，所述机架的第二侧端还设有加强板，所述加强板通过螺栓连接于所述机架上。

现在数控转塔冲床床身结构大多为o型结构，该冲床结构设计特点：床身一侧用于安装转盘，用于板料冲压，由于冲头位置靠近这一侧，因此床头一侧刚度较大，另一侧用于横梁驱动送料，远离冲头位置因此刚度较小，这样往往造成床身两端刚度的不对称，这样机床在工作会造成冲头的弯曲，从而大大降低冲头的使用寿命、影响冲裁精度、增加成本。在本发明中，在机架的第二侧端还设有加强板，该加强板的增加了第二侧端的刚度，可实现第一侧端和第二侧端的刚度相同，当数控转塔冲床工作时，床身冲头部位受力后，由于两侧刚度相同，冲头始终位于床身变形的最高点，因此冲头不会发生弯曲，保证垂直冲压在材料上。

优选地，所述主动驱动装置包括伺服电机、转轴、支架、连杆、活塞和冲头；所述转轴包括依次相连的传动段、连接段和旋转段，所述连接段为直径由传动段向旋转段逐渐增大的锥体，所述旋转段的外侧还设有扩展体，所述扩展体的轴线与所述转轴的轴线不共线；所述旋转段、所述连杆、所述活塞和所述冲头由上至下依次设置；所述支架包括连接于所述机架上且平行设置的第一支架和第二支架，所述第一支架设有第一通孔，所述第二支架设有第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔均与转子的连接孔同轴；所述传动段的端部与所述伺服电机的转子通过第一连接件传动连接，所述第一连接件包括由外至内依次设置的第一套筒和第二套筒，所述第一套筒的外侧壁上设有若干个第一凹槽，所述连接孔的内侧壁设有与若干个与所述第一凹槽相适配且一一对应的第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽之间放置有高阻尼铸铁条，所述第二套筒端部设有法兰，所述第二套筒通过法兰与所述转子固定；所述连接段与所述第一支架之间设有第二连接件，所述第二连接件包括由外至内依次设置的呈锥形的第三套筒和第四套筒以及设于所述第四套筒和所述连接段之间的锥形轴承，所述第三套筒的外侧壁设有若干个第三凹槽，所述第一通孔的内侧壁还设有若干个与所述第三凹槽相适配且一一对应的第四凹槽，所述第三凹槽和所述第四凹槽之间放置有高阻尼铸铁条，所述第四套筒为偏心套筒，所述第四套筒的端部设有法兰，所述第四套筒通过法兰与所述第一支架固定；所述旋转段的端部与所述第二通孔之间设有第一轴承。

数控转塔冲床的主动驱动装置中，伺服电机带动转轴旋转，设于转轴的旋转段的扩展体的轴线与转轴的轴线不重合，处于偏心状态，转轴在旋转过程中，偏心的扩展体通过轴承将对连杆进行往复的压缩，使得连杆压缩活塞，活塞推动冲头进行往复的工作，工作原理较为简单。

考虑到转轴在工作中传递的扭矩较大，若只有传动段与伺服电机的转子连接，则该传动段承受的力较大，传动段容易疲劳甚至发生断裂，因此，本发明所提供的主动驱动装置中，包括第一连接件和第二连接件，其中，第一连接件设于传动段和转子之间，第二连接件设于连接段和第一支架之间，第二连接件的设置，为转轴的旋转提供一个支撑的作用，以免其在转动的过程中，由于只有传动段固定，其与旋转段的距离较远，导致旋转段在旋转的过程中由于离心力较大发生晃动。可有效减小该传动段发生疲劳，提高其使用寿命。

由于转轴的传动段与转子的连接为刚性连接，在转动时会产生振动，该振动将对转轴转动的稳定性产生一定的影响，甚至使转轴产生疲劳导致其使用寿命变短，因此，在第一连接件中设有第一凹槽，转子的连接孔对应的设有第二凹槽，设于第一凹槽和第二凹槽内的高阻尼铸铁条，同样的，在第二连接件的第三凹槽和第一支架的第四凹槽之间也设有高阻尼铸铁条，将机械振动能转变成热能，进而减小振动，提高设备的稳定性。

在实际应用过程中，转子的连接孔的轴线第一支架的轴线难免存在一定的偏差，同轴度偏差会引起很大的机构内力，极易导致转轴、轴承等零部件的疲劳破坏，过约束严重时甚至出现机构的卡死等现象。因此，将第二连接件中的第四套筒选为偏心套筒，即该第四套筒的侧壁外缘的中心与内缘的中心并不重合，使用时该第四套筒可对连接段的安装进行一定的调节，即便是第一通孔的中心与转轴的中心稍有偏差，使用该第四套筒不会由于较小的偏差导致安装困难，工艺简单、方便操作。另外，连接段为锥形，且第二连接件中选用了锥形轴承及锥形的第三套筒和第四套筒，使得在该转轴安装的更为稳定。同时，第四套筒通过法兰固定于第一支架上，可将第三套筒、锥形轴承挡住，使整体结构更为简单、稳定。

优选地，所述第一套筒与所述第一支架之间为过盈配合，所述第三套筒与所述第三套筒与所述第二支架之间为过盈配合。

优选地，所述扩展体的外侧壁还设有第二轴承，所述第二轴承的底端与所述连杆固定。

优选地，所述第一支架的下部还设有第一滑槽，所述第二支架的下部还设有第二滑槽，所述第一滑槽和所述第二滑槽相对设置，所述活塞的外侧壁上设有第一滑块和第二滑块，所述第一滑块位于所述第一滑槽内且可沿所述第一滑槽滑动，所述第二滑块位于所述第二滑槽内且可沿所述第二滑槽滑动。

优选地，所述第二支架的外侧壁设有端盖，所述端盖设于所述第二通孔的外侧。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明实施例的具有高阻尼铸铁块数控转塔冲床床身的结构示意图；

图2是本发明实施例的具有加强板的数控转塔冲床床身的结构示意图；

图3是本发明实施例的主动驱动装置的结构示意图；

图4是图3中A的放大图；

图5是图3中B的放大图。

附图中，标记如下：

100-机架，110-高阻尼铸铁块，120-加强板；

200-主动驱动装置，210-转子，211-第二凹槽，221-传动段，222-连接段，223-旋转段，224-扩展体，225-第二轴承，231-第一支架，2311-第四凹槽，232-第二支架，240-连杆，250-活塞，260-冲头，270-第一连接件，271-第一套筒，2711第一凹槽，272-第二套筒，280-第二连接件，281-第三套筒，2811-第三凹槽，282-锥形轴承；283-第四套筒；290-第一轴承，291-端盖。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明实施例提供一种数控转塔冲床，其包括机架100、转盘、主动驱动装置200、冲头260和横梁，机架100设有喉口，转盘、冲头260和主动驱动装置200设于喉口的第一侧端，冲头260设于主动驱动装置200的下端，转盘设于冲头260的下方，横梁设于喉口的第二侧端；机架100的喉口的左右两侧分别设有高阻尼铸铁块110，高阻尼铸铁块110通过螺栓连接于机架100上。

本发明所提供的数控转塔冲床，在喉口的两侧分别增加了高阻尼铸铁，如图1所示，由于高阻尼铸铁可通过抑制模态的共振来达到控制振动的效果，其工作原理是将机械振动能转变成热能从而达到振动衰减的效果。由于高阻尼铸铁的焊接性能较差，因此选用螺栓连接的连接方式将其固定于机架100的喉口部位，当当数控转塔冲床进行冲裁时，高阻尼铸铁耗散床身大量的机械动能，转变成热能，从而很好的控制床身的振动，减小其在工作过程中由于震动所产生的噪声，同时，可提高该数控转塔冲床的冲裁精度。

现在数控转塔冲床床身结构大多为O型结构，该冲床结构设计特点：床身一侧用于安装转盘，用于板料冲压，由于冲头260位置靠近这一侧，因此床头一侧刚度较大，另一侧用于横梁驱动送料，远离冲头260位置因此刚度较小，这样往往造成床身两端刚度的不对称，这样机床在工作会造成冲头260的弯曲如图2所示，从而大大降低冲头260的使用寿命、影响冲裁精度、增加成本。在本发明中，在机架100的第二侧端还设有加强板120，该加强板120的增加了第二侧端的刚度，可实现第一侧端和第二侧端的刚度相同，当数控转塔冲床工作时，床身冲头260部位受力后，由于两侧刚度相同，冲头260始终位于床身变形的最高点，因此冲头260不会发生弯曲，保证垂直冲压在材料上。

在上述实施例中，如图3所示，主动驱动装置200包括伺服电机、转轴、支架、连杆240、活塞250和冲头260；转轴包括依次相连的传动段221、连接段222和旋转段223，连接段222为直径由传动段221向旋转段223逐渐增大的锥体，旋转段223的外设有扩展体224，扩展体224的轴线与转轴的轴线不共线；旋转段223、连杆240、活塞250和冲头260由上至下依次设置；支架包括连接于机架100上且平行设置的第一支架231和第二支架232，第一支架231设有第一通孔，第二支架232设有第二通孔，第一通孔和第二通孔均与转子210的连接孔同轴；传动段221的端部与伺服电机的转子210通过第一连接件270传动连接，如图4所示，第一连接件270包括由外至内依次设置的第一套筒271和第二套筒272，第一套筒271的外侧壁上设有若干个第一凹槽2711，连接孔的内侧壁设有与若干个与第一凹槽2711相适配且一一对应的第二凹槽211，第一凹槽2711和第二凹槽211之间放置有高阻尼铸铁条，第二套筒272端部设有法兰，第二套筒272通过法兰与转子210固定；连接段222与第一支架231之间设有第二连接件280，如图5所示，第二连接件280包括由外至内依次设置的呈锥形的第三套筒281和第四套筒283以及设于第四套筒283和连接段222之间的锥形轴承282，第三套筒281的外侧壁设有若干个第三凹槽2811，第一通孔的内侧壁还设有若干个与第三凹槽2811相适配且一一对应的第四凹槽2311，第三凹槽2811和第四凹槽2311之间放置有高阻尼铸铁条，第四套筒283为偏心套筒，第四套筒283的端部设有法兰，第四套筒283通过法兰与第一支架231固定；旋转段223的端部与第二通孔之间设有第一轴承290。

数控转塔冲床的主动驱动装置200中，伺服电机带动转轴旋转，设于转轴的旋转段223的扩展体224的轴线与转轴的轴线不重合，处于偏心状态，转轴在旋转过程中，偏心的扩展体224通过轴承将对连杆240进行往复的压缩，使得连杆240压缩活塞250，活塞250推动冲头260进行往复的工作，工作原理较为简单。

考虑到转轴在工作中传递的扭矩较大，若只有传动段221与伺服电机的转子210连接，则该传动段221承受的力较大，传动段221容易疲劳甚至发生断裂，因此，本发明所提供的主动驱动装置200中，包括第一连接件270和第二连接件280，其中，第一连接件270设于传动段221和转子210之间，第二连接件280设于连接段222和第一支架231之间，第二连接件280的设置，为转轴的旋转提供一个支撑的作用，以免其在转动的过程中，由于只有传动段221固定，其与旋转段223的距离较远，导致旋转段223在旋转的过程中由于离心力较大发生晃动。可有效减小该传动段221发生疲劳，提高其使用寿命。

由于转轴的传动段221与转子210的连接为刚性连接，在转动时会产生振动，该振动将对转轴转动的稳定性产生一定的影响，甚至使转轴产生疲劳导致其使用寿命变短，因此，在第一连接件270中设有第一凹槽2711，转子210的连接孔对应的设有第二凹槽211，设于第一凹槽2711和第二凹槽211内的高阻尼铸铁条，同样的，在第二连接件280的第三凹槽2811和第一支架231的第四凹槽2311之间也设有高阻尼铸铁条，将机械振动能转变成热能，进而减小振动，提高设备的稳定性。

在实际应用过程中，转子210的连接孔的轴线第一支架231的轴线难免存在一定的偏差，同轴度偏差会引起很大的机构内力，极易导致转轴、轴承等零部件的疲劳破坏，过约束严重时甚至出现机构的卡死等现象。因此，将第二连接件280中的第四套筒283选为偏心套筒，即该第四套筒283的侧壁外缘的中心与内缘的中心并不重合，使用时该第四套筒283可对连接段222的安装进行一定的调节，即便是第一通孔的中心与转轴的中心稍有偏差，使用该第四套筒283不会由于较小的偏差导致安装困难，工艺简单、方便操作。另外，连接段222为锥形，且第二连接件280中选用了锥形轴承282及锥形的第三套筒281和第四套筒283，使得在该转轴安装的更为稳定。同时，第四套筒283通过法兰固定于第一支架231上，可将第三套筒281、锥形轴承282挡住，使整体结构更为简单、稳定。

在上述实施例中，将第一套筒271与第一支架231之间的配合设为过盈配合，第三套筒281与第三套筒281与第二支架232之间的配合设为过盈配合，可进一步提高整体结构的稳定性，便于驱动电机的转子210直接驱动，整体结构简单、性能稳定。

在上述实施例中，在扩展体224使得该旋转段223成为偏心段，因此在旋转过程中往复下压连杆240，为避免直接摩擦所带来的损耗，在扩展体224的外侧壁还设有第二轴承225，该第二轴承225的底端与连杆240固定，通过第二轴承225与连杆240的固定，扩展体224与连杆240之间并不直接接触，也不存在摩擦，工艺简单、使用寿命长。

在上述实施例中，在第一支架231的下部还设有第一滑槽，第二支架232的下部还设有第二滑槽，第一滑槽和第二滑槽相对设置，活塞250的外侧壁上设有第一滑块和第二滑块，第一滑块位于第一滑槽内且可沿第一滑槽滑动，第二滑块位于第二滑槽内且可沿第二滑槽滑动。也就是说，在冲头260向下运动的过程中，第一滑块沿第一滑槽内滑动，第二滑块沿第二滑槽内滑动，限制了该活塞250的运动轨迹，即限制了冲头260的运动轨迹，避免其发生晃动，提高了冲头260的精度。

在上述实施例中，在第二支架232的外侧壁还设有端盖291，该端盖291设于第二通孔的外侧，可避免异物进入影响第一轴承290的工作，同时，还可以保持第一轴承290的清洁。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。