專利名稱：電磁絲杠驅(qū)動式精沖壓力機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種采用電磁絲桿驅(qū)動沖頭或滑塊的精沖壓 力機，可廣泛應(yīng)用于精密沖裁設(shè)備中。
背景技術(shù)：
精密沖裁(精沖)是一種技術(shù)經(jīng)濟效果較好的先進加工成形工藝，可直接獲得剪 切面粗糙度和尺寸公差較小的成品零件。精沖壓力機為了滿足精沖工藝的要求而具有以 下主要特點快速閉模和回程，沖裁合模速度低且可調(diào)；精沖模間隙小，高導(dǎo)向精度；終點 位置準確，以延長模具壽命。目前精沖壓力機的主傳動形式一般為機械式和液壓式。機械 式壓力機多利用旋轉(zhuǎn)電動機帶動飛輪，再通過肘桿機構(gòu)驅(qū)動滑塊，滑塊上受力有水平分量， 會影響導(dǎo)向精度，行程曲線不能按照工藝要求任意改變，而且傳動結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)過多，積累誤差 大。液壓式使用較為普遍，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，封閉高度的重復(fù)精度不高，不適合尺寸小，厚度薄 的精沖件，液壓式壓力機功率較大，液壓系統(tǒng)維修也較麻煩，行程次數(shù)低。目前也有由直線 電機驅(qū)動的電磁式壓力機，其驅(qū)動電機主要為直線感應(yīng)電機和永磁直線同步電機。采用直 線感應(yīng)電機驅(qū)動的壓力機，效率不高，電流沖擊大，控制精度不高；而采用永磁直線同步電 機驅(qū)動的壓力機，沖壓軸上裝有永磁體，永磁體在工作過程中容易受損，使用壽命不長。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種電磁絲杠驅(qū)動式精沖壓力機，該壓力機速度和沖壓力可調(diào)， 響應(yīng)快速，導(dǎo)向和定位精度高，結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，零部件損耗小，噪聲小，維修方便，使用 壽命長的精沖壓力機。一種電磁絲杠驅(qū)動式精沖壓力機，包括機身、工作平臺、控制器和機架，機身固定 在工作平臺上，機架位于工作平臺上方，通過聯(lián)接板與機身活動連接，所述的機架上安裝有 包括電磁螺母和沖壓軸的電磁絲杠系統(tǒng)；所述的電磁螺母固定在機架上，包括兩個環(huán)形鐵 心，每個環(huán)形鐵心被線圈分割為上下兩個部分，兩個鐵心中間夾有一環(huán)形永磁體；所述的沖 壓軸貫穿機架和電磁螺母，與電磁螺母留有空隙；環(huán)形鐵心的內(nèi)孔側(cè)的和沖壓軸在機架內(nèi) 的部分加工有相同螺距的螺紋(沖壓軸加工有螺紋的部分構(gòu)成絲杠)；所述的控制器控制 線圈中的電流的大小、頻率和相位，從而控制壓力機的沖壓速度和公稱壓力，以滿足不同零 件的加工要求。通過控制器對電流的細分控制，可以提高壓力機的定位精度。所述的工作平臺上設(shè)有T形槽，用于固定夾持凹模的裝置和壓邊系統(tǒng)、反壓系統(tǒng) 等部件。環(huán)形鐵心被線圈分割成的上下兩個部分的間距為N+1/2(N = 0,1,2......)倍螺
距，即η/2倍螺距，η為正奇數(shù)。此時，環(huán)形鐵心上下兩部分的磁導(dǎo)差異最大，在線圈中電流 的作用下，電磁螺母對絲杠產(chǎn)生最大推力。兩環(huán)形鐵心之間的距離為Ν± 1/4 (N = 0，1，2......)倍螺距且距離不為負，即η/4
倍螺距，η為正奇數(shù)。此時兩個環(huán)形鐵心與絲杠的相對位置相差1/4螺距，配合兩個線圈中電流的變化規(guī)律，對絲杠產(chǎn)生連續(xù)推力。所述的沖壓軸頂部呈T形，T形下側(cè)設(shè)有緩沖片，在機械上設(shè)置了最大行程量，防 止特殊情況下的沖擊損壞沖頭和模具。所述的沖壓軸下方帶有模柄座，可用于固定凸模進行直線沖壓。沖壓軸的螺紋的凹槽用環(huán)氧樹脂填充。所述的沖壓軸和機架之間設(shè)有過盈配合的直線滑動軸承，使得電磁螺母和絲杠之 間保持有均勻空隙。所述的沖壓軸的下方與機架連接處設(shè)有導(dǎo)向槽，防止沖壓軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，并且可以 提高精沖壓力機的導(dǎo)向剛度，使壓力機在多工位連續(xù)精沖時具有承受偏心裁荷的能力。本實用新型壓力機的工作原理為電磁螺母線圈內(nèi)通入正向電流時(兩組線圈內(nèi) 電流相位相差90度)，絲杠直接驅(qū)動凸模進行垂直方向的直線運動，向下沖壓，每個線圈通 電周期，絲桿沿直線移動一個螺距；沖壓動作完成后，電磁螺母線圈內(nèi)通入反向電流，絲杠 垂直向上運動，帶動凸?？焖偬嵘筋A(yù)定高度，完成一個工作循環(huán)。通過對電磁螺母線圈內(nèi) 電流大小、頻率和相位的精確控制，可以實現(xiàn)對絲杠亦即凸模的速度、位置控制，從而保證 實現(xiàn)對工件的精密沖裁。斷電后，電磁螺母的永磁體部分對絲杠產(chǎn)生鎖定力，使絲杠亦即凸 模維持在固定位置。這種電磁絲杠驅(qū)動的精沖壓力機具有以下優(yōu)點(1)結(jié)構(gòu)簡單，成本低該壓力機沒有任何中間傳動機構(gòu)，絲桿也直接在沖壓軸上加工而成，結(jié)構(gòu)簡單，零 部件少，維護量小。而且該壓力機零部件加工方便，成本低。此外，沖壓軸上沒有永磁體或 其他結(jié)構(gòu)部件，整體性更好，不易損壞，使用壽命長。(2)無極調(diào)速絲杠的直線運動速度可以通過電磁螺母線圈中電流頻率加以控制，可以方便地實 現(xiàn)無極調(diào)速。保證在沖壓過程中，凸?？焖傧陆?，慢速合模剪切和凸模快速回程，凸模運動 速度曲線可以精確控制，提高了精沖壓力機的生產(chǎn)效率和加工精度，并能夠適應(yīng)不同厚度 和材質(zhì)的零件加工。(3)精確定位每個電流周期，電磁絲杠直線移動一個螺距，通過對電流的細分控制，就可以實現(xiàn) 對絲杠的精確定位，保證工件的加工精度。同時，對沖壓軸位置的精確控制，可以使凸模恰 好停在凹模的圓弧刃口處，延長模具的使用壽命。(4)具有自鎖能力斷電后，電磁螺母中永磁體部分仍然對絲杠產(chǎn)生鎖定力，使絲杠亦即凸模維持在 固定位置。去掉了復(fù)位彈簧，避免了彈簧老化帶來的不可靠性，并解決了以往電磁沖床在斷 電后凸模會掉回最低點的問題，避免了沖床突然斷電引起的滑塊快速下滑可能引起的沖裁 失敗和人身安全問題。(5)行程可調(diào)該壓力機無需對機械結(jié)構(gòu)進行任何調(diào)整，就可方便地改變上死點和下死點位置， 改變封閉高度和行程量，以適應(yīng)不同的精密沖裁件。
圖1為本實用新型精沖壓力機的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示的精沖壓力機主體結(jié)構(gòu)由機身1、工作平臺2、控制器3和機架4組成。 工作平臺2上設(shè)有T形槽，用于固定夾持凹模的裝置和壓邊系統(tǒng)、反壓系統(tǒng)等部件。機架4 通過聯(lián)接板5與機身1相連，其高度可隨封閉高度的要求進行調(diào)整。電磁絲杠系統(tǒng)安裝在機 架4上。電磁螺母6通過螺栓固定在機架4上，電磁螺母6包括兩個環(huán)形鐵心7，每個環(huán)形 鐵心7被線圈8分割為上下兩個部分，兩部分間距為η/2 (η為正奇數(shù))倍螺距。兩個鐵心 7中間夾有一環(huán)形永磁體9，兩鐵心之間的距離為η/4(η為正奇數(shù))倍螺距。沖壓軸11貫 穿機架4和電磁螺母6，沖壓軸11在機架4內(nèi)的部分加工有螺紋，構(gòu)成絲杠10，絲杠10螺 紋的凹槽用環(huán)氧樹脂填充。沖壓軸11下方帶有模柄座12，可用于固定沖模進行直線沖壓。 沖壓軸11頂部呈T形，T形的下側(cè)有緩沖片13，在機械上設(shè)置了最大行程量，防止特殊情況 下的沖擊損壞沖頭和模具。沖壓軸11和機架4之間裝用過盈配合的直線滑動軸承14，使得 電磁螺母和絲杠之間保持有均勻空隙，同時沖壓軸11下方，與機架4的連接處加工有導(dǎo)向 槽15，防止沖壓軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，提高精沖壓力機的導(dǎo)向剛度，使壓力機在多工位連續(xù)精沖時具 有承受偏心裁荷的能力。電磁螺母6的線圈8內(nèi)通入正向電流時(兩組線圈內(nèi)電流相位相差90度)，絲杠 10直接驅(qū)動凸模進行垂直方向的直線運動，向下沖壓，每個線圈8通電周期，絲桿10沿直線 移動一個螺距；沖壓動作完成后，電磁螺母6的線圈8內(nèi)通入反向電流，絲杠10垂直向上運 動，帶動凸?？焖偬嵘筋A(yù)定高度，完成一個工作循環(huán)?？刂破骺刂凭€圈中電流的大小、頻 率和相位，從而控制壓力機的沖壓速度和公稱壓力，以滿足不同零件的加工要求。通過控制 器對電流的細分控制，可以提高壓力機的定位精度。根據(jù)壓力機公稱壓力不同，可以調(diào)整電磁螺母的個數(shù)。
權(quán)利要求一種電磁絲杠驅(qū)動式精沖壓力機，包括機身、工作平臺、控制器和機架，機身固定在工作平臺上，機架位于工作平臺上方，通過聯(lián)接板與機身活動連接，其特征在于所述的機架上安裝有包括電磁螺母和沖壓軸的電磁絲杠系統(tǒng)；所述的電磁螺母固定在機架上，包括兩個環(huán)形鐵心，每個環(huán)形鐵心被線圈分割為上下兩個部分，兩個鐵心中間夾有一環(huán)形永磁體；所述的沖壓軸貫穿機架和電磁螺母，與電磁螺母留有空隙；環(huán)形鐵心的內(nèi)孔側(cè)的和沖壓軸在機架內(nèi)的部分加工有相同螺距的螺紋；所述的控制器控制線圈中電流的大小、頻率和相位。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁絲杠驅(qū)動式精沖壓力機，其特征在于所述的工作平臺上 設(shè)有T形槽。
3.如權(quán)利要求1所述的電磁絲杠驅(qū)動式精沖壓力機，其特征在于環(huán)形鐵心被線圈分 割成的上下兩個部分的間距為η/2倍螺距，η為正奇數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的電磁絲杠驅(qū)動式精沖壓力機，其特征在于兩環(huán)形鐵心之間的 距離為η/4倍螺距，η為正奇數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的電磁絲杠驅(qū)動式精沖壓力機，其特征在于所述的沖壓軸頂部 呈T形，T形下側(cè)設(shè)有緩沖片。
6.如權(quán)利要求1所述的電磁絲杠驅(qū)動式精沖壓力機，其特征在于所述的沖壓軸下方 帶有模柄座。
7.如權(quán)利要求1所述的電磁絲杠驅(qū)動式精沖壓力機，其特征在于沖壓軸的螺紋的凹 槽用環(huán)氧樹脂填充。
8.如權(quán)利要求1所述的電磁絲杠驅(qū)動式精沖壓力機，其特征在于所述的沖壓軸和機 架之間設(shè)有過盈配合的直線滑動軸承。
9.如權(quán)利要求1所述的電磁絲杠驅(qū)動式精沖壓力機，其特征在于所述的沖壓軸的下 方與機架連接處設(shè)有導(dǎo)向槽。
專利摘要本實用新型公開了一種電磁絲杠驅(qū)動式精沖壓力機，包括機身、工作平臺、控制器和機架，機身固定在工作平臺上，機架位于工作平臺上方，通過聯(lián)接板與機身活動連接，所述的機架上安裝有包括電磁螺母和沖壓軸的電磁絲杠系統(tǒng)；所述的電磁螺母固定在機架上，包括兩個環(huán)形鐵心，每個環(huán)形鐵心被線圈分割為上下兩個部分，兩個鐵心中間夾有一環(huán)形永磁體；所述的沖壓軸貫穿機架和電磁螺母，與電磁螺母留有空隙；環(huán)形鐵心的內(nèi)孔側(cè)的和沖壓軸在機架內(nèi)的部分加工有相同螺距的螺紋；控制器控制線圈中電流的大小、頻率和相位。該壓力機速度和沖壓力可調(diào)，響應(yīng)快速，導(dǎo)向和定位精度高，結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，零部件損耗小，噪聲小，維修方便，使用壽命長。
文檔編號B30B1/42GK201619254SQ201020050048
公開日2010年11月3日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者劉曉, 葉云岳, 張玉秋, 黃敏強 申請人:浙江大學(xué)