一种复合丝杆驱动装置

摘要

本发明公开了一种复合丝杆驱动装置，包括上横梁和底板，上横梁和底板通过螺钉连接形成箱体，上横梁中部贯穿有滑动丝杆，滑动丝杆底部与底板相接；以滑动丝杆轴对称设置有两组导柱和滚动丝杆，且两组导柱和滚动丝杆均呈对角设置；滑动丝杆、两组导柱和滚动丝杆均穿过驱动滑块；驱动滑块能够沿着滑动丝杆上下运动；本发明在滑动丝杆中部及滑动丝母外部通冷却油或压缩空气降温，避免摩擦副的过热；在上模接触零件开始冲压时，伺服电机驱动滑动丝杆旋转，带动驱动滑块上下运动，另一套伺服电机驱动的滚动丝杆，由于滚动丝杆不自锁，只需将伺服电机脱开，即可实现在运动上进行跟随，进而完成冲压工作，能够实现滑动丝杆的高承载能力。

说明书

技术领域

本发明属于锻压机械技术领域，特别涉及一种复合丝杆驱动装置。

背景技术

中大型多连杆伺服压力机一般用于汽车覆盖件、汽车配件等冲压件的制造，具备节能、环保以及工艺适应性强等优点。采用丝杆作为驱动单元，可以简化传动、提高增力效果以减少伺服电机扭矩。现有设计多采用滑动丝杆，丝杆运动时采用圆导柱进行导向。由于冲压时承受瞬间峰值负荷，造成丝杆的直径设计较大、导程大，受制于丝杆的材料、热处理水平、加工精度等因素，丝杆的整体传动效率一般在0.5～0.7，高速运转时一般需要采用润滑油进行强制降温，从而限制了其转速的进一步提升，影响伺服压力机速度的进一步提升。采用滚珠丝杆，虽然传动效率可以达到0.9以上，但是承载能力较小，仅能应用在小型伺服压力机中。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种复合丝杆驱动装置，以解决现有技术中的问题。

技术方案：为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合丝杆驱动装置，包括上横梁和底板，所述上横梁和底板通过螺钉连接形成箱体，所述上横梁中部贯穿有滑动丝杆，所述滑动丝杆底部与底板相接；以滑动丝杆为轴对称设置有两组导柱和滚动丝杆，且两组导柱和滚动丝杆均呈对角设置；所述滑动丝杆、两组导柱和滚动丝杆均穿过驱动滑块；所述驱动滑块能够沿着滑动丝杆上下运动。

进一步的，所述滑动丝杆和滚动丝杆分别连接一套相互独立的伺服控制系统，在冲压加工时，由滑动丝杆主动运动，滚动丝杆跟随，在驱动滑块下行及回程时，由滚动丝杆主动运动，滑动丝杆跟随运行。

进一步的，所述滑动丝杆为中空的丝杆。

进一步的，所述滑动丝杆不自锁。

进一步的，所述滑动丝杆与驱动滑块之间设置有滑动丝母。

进一步的，所述滑动丝母的圆台下部设置有环形槽，环形槽下设置有螺旋形沟槽。

进一步的，所述滑动丝杆穿过上横梁处设置有第一轴承座，所述第一轴承座与滑动丝杆之间，由上至下依次设置有第一上压盖，第一螺母、垫圈、第一推力调心滚子轴承、深沟球轴承、第二推力调心滚子轴承和第一下压盖；所述第一螺母通过垫圈压紧第一推力调心滚子轴承的内圈；

所述第一推力调心滚子轴承和第二推力调心滚子轴承以滑动丝杆的横切面为轴互相对称；所述第一推力调心滚子轴承和第二推力调心滚子轴承的内圈均压在滑动丝杆的台阶上；所述第一推力调心滚子轴承和第二推力调心滚子轴承的外圈均通过第一轴承座限位；

所述第一深沟球轴承上安装有轴承压盖，所述第一深沟球轴承的内圈不限位，第一深沟球轴承的外圈通过第一轴承座内的端面及轴承压盖限位；

所述第一轴承座的上下均通过螺钉与第一上压盖和第一下压盖相连接，第一轴承座和滑动丝杆的上下均通过骨架圈将其连成一体。

进一步的，所述滑动丝杆穿过驱动滑块上设置的安装孔，且在安装孔内设置有滑动丝母；所述滑动丝母上端的孔径小于驱动滑块的孔径，滑动丝母下端的孔径等于驱动滑块的孔径；

所述驱动滑块的四个角上安装有输出销，所述输出销外接连杆系统，实现运动的输出。

进一步的，所述驱动滑块和滑动丝母能够在滑动丝杆上一同上下运动。

进一步的，所述滑动丝杆底部与底板相接处设置有第二深沟球轴承，所述第二深沟球轴承上部安装有第一下轴承压盖，第二深沟球轴承通过第一下轴承压盖和底板中设置的台阶限位；所述第一下轴承压盖和滑动丝杆接触处安装有防尘圈，底板的底部安装有底板盖，且底板盖上设置有放油口。

进一步的，所述两组导柱各自穿过安装于驱动滑块中的导柱瓦，导柱上下两端均通过导柱压盖和螺钉与上横梁和底板连接。

进一步的，所述两组滚动丝杆各自穿过安装于驱动滑块中的滚动丝母，所述滚动丝杆上部与上横梁接触处设置有第二轴承座，所述第二轴承座与滑动丝杆之间，由上至下依次设置有第二上压盖、第二螺母、第三推力调心滚子轴承、第三深沟球轴承、第四推力调心滚子轴承和第二下压盖；所述第二螺母安装于第三推力调心滚子轴承的内圈；

所述第三推力调心滚子轴承和第四推力调心滚子轴承以滑动丝杆的横切面为轴互相对称；所述第四推力调心滚子轴承的内圈压在滑动丝杆的台阶上，所述第三深沟球轴承的内圈安装于滚动丝杆的光轴上；所述第三推力调心滚子轴承、第三深沟球轴承和第四推力调心滚子轴承的外圈均通过第二轴承座限位；

进一步的，所述第二轴承座的上下均通过螺钉与第二上压盖和第二下压盖相连接，第二轴承座和滑动丝杆的上下均通过骨架圈将其连成一体；且滚动丝杆不自锁。

进一步的，所述滚动丝杆连同滚动丝母能够一同上下运动。

进一步的，所述滚动丝杆下部安装有双列深沟球轴承，所述双列深沟球轴承的上部安装有第二下轴承压盖，所述双列深沟球轴承的外圈通过第二下轴承压盖和底板中设置的台阶限位，所述第二下轴承压盖和滑动丝杆接触处安装有防尘圈，所述底板的底部安装有堵盖，且堵盖上设置有放油口。

有益效果：本发明在滑动丝杆中部及滑动丝母外部通冷却油或压缩空气进行强制降温，避免摩擦副的过热；同时，在冲压时，伺服电机直接或通过减速机构驱动滑动丝杆旋转，带动驱动滑块上下运动的同时，由另一套伺服电机驱动的滚动丝杆，由于滚动丝杆不自锁，只需将伺服电机脱开，即可实现在运动上进行跟随，进而通过连杆系统驱动主滑动，完成冲压工作，能够实现滑动丝杆的高承载能力；在非冲压过程（滑块下行及回程）时，由伺服电机驱动的滚动丝杆带动驱动滑块，此时，由于滑动丝杆不自锁，与之直接或间接相连的伺服电机脱开，即可实现在运动上进行跟随，由于滚动丝杆传动效率高，减少了发热。从而能够实现冲压速度的进一步提高。

在滑块下行及回程时，仅依靠伺服电机驱动的滚动丝杆旋转，带动运动部件（包括滑块部分、驱动滑块、杆系零件等），滑动丝杆由于不自锁，仅仅是运动跟随（此时，与之连接的伺服电机脱开），减少了滑动丝杆的负荷，从而减少了摩擦副的发热量，使得压力机速度能够得以提升。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是本发明的A-A剖视图；

图3是本发明的A-A剖视图中Ⅰ的局部放大图；

图4是本发明的A-A剖视图中Ⅱ的局部放大图；

图5是本发明的A-A剖视图中Ⅲ的局部放大图；

图6是本发明的B-B剖视图；

图7是本发明的B-B剖视图中Ⅳ的局部放大图；

图8是本发明的B-B剖视图中Ⅴ的局部放大图；

图9是本发明滑动丝母的结构示意图；

其中：1-上横梁，2-底板，3-驱动滑块，4-输出销，5-滑动丝杆，6-第一上压盖，7-第一螺母，8-垫圈，9-第一推力调心滚子轴承，10-第一深沟球轴承，11-轴承压盖，12-第二推力调心滚子轴承，13-第一下压盖，14-滑动丝母，141-环形槽，142-螺旋形沟槽，15-第一下轴承压盖，16-第二深沟球轴承，17-底板盖，18-导柱，19-导柱瓦，20-导柱压盖，21-滚动丝杆，22-滚动丝母，23-第二上压盖，24-第二螺母，25-第三推力调心滚子轴承，26-第三深沟球轴承，27-第二下压盖，28-第二轴承座，29-第二下轴承压盖，30-双列深沟球轴承，31-堵盖，32-第一轴承座，33-第四推力调心滚子轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1-4所示，一种复合丝杆驱动装置，包括上横梁1和底板2，所述上横梁1和底板2通过螺钉连接形成箱体，所述上横梁1中部贯穿有滑动丝杆5，所述滑动丝杆5底部与底板2相接；以滑动丝杆5为轴对称设置有两组导柱18和滚动丝杆21，且两组导柱18和滚动丝杆21均呈对角设置；所述滑动丝杆5、两组导柱18和滚动丝杆21均穿过驱动滑块3；所述驱动滑块3能够沿着滑动丝杆5上下运动。

所述滑动丝杆5和滚动丝杆21分别连接一套相互独立的伺服控制系统，在冲压加工时，由滑动丝杆5主动运动，滚动丝杆21从动，在驱动滑块3下行及回程时，由滚动丝杆21主动运动，滑动丝杆5从动运行。

所述滑动丝杆5为中空的丝杆。

所述滑动丝杆5不自锁。

所述滑动丝杆5与驱动滑块3之间设置有滑动丝母14。

所述滑动丝母14的圆台下部设置有环形槽141，环形槽141下设置有螺旋形沟槽142。

所述滑动丝杆5穿过上横梁1处设置有第一轴承座32，所述第一轴承座32与滑动丝杆5之间，由上至下依次设置有第一上压盖6，第一螺母7、垫圈8、第一推力调心滚子轴承9、深沟球轴承10、第二推力调心滚子轴承12和第一下压盖13；所述第一螺母7通过垫圈8压紧第一推力调心滚子轴承9的内圈；

所述第一推力调心滚子轴承9和第二推力调心滚子轴承12以滑动丝杆5的横切面为轴互相对称；所述第一推力调心滚子轴承9和第二推力调心滚子轴承12的内圈均压在滑动丝杆5的台阶上；所述第一推力调心滚子轴承9和第二推力调心滚子轴承12的外圈均通过第一轴承座32限位；

所述第一深沟球轴承10上安装有轴承压盖11，所述第一深沟球轴承10的内圈不限位，第一深沟球轴承10的外圈通过第一轴承座32内的端面及轴承压盖11限位；

所述第一轴承座32的上下均通过螺钉与第一上压盖6和第一下压盖13相连接，第一轴承座32和滑动丝杆5的上下均通过骨架圈将其连成一体。

所述滑动丝杆5穿过驱动滑块3上设置的安装孔，且在安装孔内设置有滑动丝母14；所述滑动丝母14上端的孔径小于驱动滑块3的孔径，滑动丝母14下端的孔径等于驱动滑块3的孔径；

所述驱动滑块3的四个角上安装有输出销4，所述输出销4外接连杆系统，实现运动的输出。

所述驱动滑块3和滑动丝母14能够在滑动丝杆5上一同上下运动。

所述滑动丝杆5底部与底板2相接处设置有第二深沟球轴承16，所述第二深沟球轴承16上部安装有第一下轴承压盖15，第二深沟球轴承16通过第一下轴承压盖15和底板2中设置的台阶限位；所述第一下轴承压盖15和滑动丝杆5接触处安装有防尘圈，底板2的底部安装有底板盖17，且底板盖17上设置有放油口。

如图6-8所示，所述两组导柱18各自穿过安装于驱动滑块3中的导柱瓦19，导柱18上下两端均通过导柱压盖20和螺钉与上横梁1和底板2连接。

所述两组滚动丝杆21各自穿过安装于驱动滑块3中的滚动丝母22，所述滚动丝杆21上部与上横梁1接触处设置有第二轴承座28，所述第二轴承座28与滑动丝杆5之间，由上至下依次设置有第二上压盖23、第二螺母24、第三推力调心滚子轴承25、第三深沟球轴承26、第四推力调心滚子轴承33和第二下压盖27；所述第二螺母24安装于第三推力调心滚子轴承25的内圈；

所述第三推力调心滚子轴承25和第四推力调心滚子轴承33以滑动丝杆5的横切面为轴互相对称；所述第四推力调心滚子轴承33的内圈压在滑动丝杆5的台阶上，所述第三深沟球轴承26的内圈安装于滚动丝杆21的光轴上；所述第三推力调心滚子轴承25、第三深沟球轴承26和第四推力调心滚子轴承33的外圈均通过第二轴承座28限位；

所述第二轴承座28的上下均通过螺钉与第二上压盖23和第二下压盖27相连接，第二轴承座28和滑动丝杆5的上下均通过骨架圈将其连成一体；且滚动丝杆21不自锁。

所述滚动丝杆21连同滚动丝母22能够一同上下运动。

所述滚动丝杆21下部安装有双列深沟球轴承30，所述双列深沟球轴承30的上部安装有第二下轴承压盖29，所述双列深沟球轴承30的外圈通过第二下轴承压盖29和底板2中设置的台阶限位，所述第二下轴承压盖29和滑动丝杆5接触处安装有防尘圈，所述底板2的底部安装有堵盖31，且堵盖31上设置有放油口。

所述驱动滑块3平行于上横梁1和底板2；所述滑动丝杆5与两组导柱18和滚动丝杆21平行。

本发明使用两套独立的伺服控制系统进行控制，在冲压加工时，由滑动丝杆5装置主动运动，滚动丝杆21由于不自锁，可以实现位置跟随，在驱动滑块3下行及回程时，由滚动丝杆21装置主动运动，滑动丝杆5不自锁装置从动运行。能够充分发挥滑动丝杆5的高承载力及滚动丝杆21的高传动效率优势。其中的滑动丝杆5为中空结构，滑动丝母14下部的环形槽及与之相通的螺旋形沟槽，便于采用压缩空气或冷却液进行降温，以实现速度的进一步提高。

本通过将丝杆运动中的冲压区域与非冲压区域进行分离，采用两套伺服系统进行单独驱动，充分发挥滚动丝杆21和滑动丝杆5各自的优势，减少丝杆运动时的发热量，同时改变丝杆副的润滑方式，从而为伺服压力机转速的进一步提升奠定基础。

非冲压区域是指滑块下行（即从上死点运行到上模（与滑块连接）接触冲压件）及回程区域（即从下死点返回到上死点）。冲压区域是指从与滑块连接的上模接触工件到滑块运行到下死点。

在冲压时，主伺服电机（未画出）直接或通过减速机构（未画出）驱动滑动丝杆5旋转，进而带动滑动丝母14及驱动滑块3上下运动，通过驱动滑块3中的输出销4将运动传递给连杆系统（未画出），实现冲压。于此同时，由于与两个小伺服电机（未画出），或同一伺服电机同时驱动分别连接的一组滚动丝杆21，且滚动丝杆21不自锁，当伺服电机脱开，能够实现对滑动丝杆5的位移跟随。同样的，在非冲压区间驱动滑块3下行及回程时，两小伺服电机（未画出），或同一伺服电机同时驱动通过同步驱动滚动丝杆21，带动主滑块（未画出）、连杆系统（未画出）及驱动滑块3主动运动，主伺服电机（未画出）则在运动上进行跟随。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视是本发明的保护范围。