一种高速精密冲床下死点动态精度补偿装置

技术领域

本发明属于高速精密冲床领域，特别是涉及一种高速精密冲床下死点动态精度补偿装置。

背景技术

高速精密冲床的下死点动态精度最其重要的性能指标，它直接体现了高速精密冲床的制造水平及加工精度，并制约着高速精密冲床的应用领域以及模具使用寿命。当高速冲床滑块行程次数逐渐增加时，冲床运动机构的加速度增大，导致构件运行的惯性力增加，导致滑块下死点出现漂移现象。在冲床高速运转过程中，由于运动副摩擦发热、电机功耗产热、零件加工产热以及环境温度等热源影响，均会导致冲床形成不均匀的温度场，导致零部件产生热变形，最终造成冲床下死点位置变化。为了获得较高的下死点精度，设置下死点动态精度补偿装置是很有效的办法，通过补偿装置对下死点的位置进行微调，从而保持较高的冲压精度。

专利CN212499089U所公开的一种高速冲床下死点动态重复精度动态补偿机构，采用伺服电机带动联轴器使滚珠丝杠回转，再带动滑子向前或向后推进，从而调节冲床两个连杆连接的位置，进而对下死点精度进行补偿。由于该补偿机构使用滚珠丝杠传动，滚珠丝杠是点接触的运动副，在冲床冲击性载荷的作用下会出现应力集中的现象，减少补偿装置的使用寿命，并且调节精度的零件之间会有间隙，这会导致在高速冲床高速运转情况下，造成冲床下死点的波动，达不到补偿机构的应有补偿效果。专利CN207695413U公开的一种冲床滑块精度补偿机构考虑到冲床传动机构的间隙，采用提升装置将滑块向上顶起以消除零件间的间隙，提高了滑块的冲压精度。该提升装置直接作用在滑块上，随滑块同步运动，这会造成冲床额外增加负载，并且由于液压油自身具有可压缩性，在变载荷的加工工况下，会导致冲床运行不稳定，下死点精度控制难度加大。专利CN110842073A所公开的一种肘节式冲床的下死点补偿结构通过伺服电机直接控制调节杆，进而调节平衡杆来对下死点精度进行补偿。该肘节式冲床两侧结构对称，需要两个伺服电机控制两侧的调节杆，两侧的调节机构需要保持高度同步，加大了精度补偿的复杂性和不稳定性，需要很高的同步控制技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速精密冲床下死点动态精度补偿装置，以调节高速精密冲床下死点动态精度。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种高速精密冲床下死点动态精度补偿装置，包括：

固定块，用于连接涡轮蜗杆机构、丝杠螺母块机构；

涡轮蜗杆机构，作为补偿装置的动力输入部件，用作驱动丝杠螺母块机构的转动；

丝杠螺母块机构的螺母块与固定块固连，丝杠轴与轮蜗杆机构的蜗轮配合，能够相对蜗轮轴向移动；丝杠轴下端设有球头，用于与移动块球面接触；

移动块，用于在机床导向作用下能够垂直移动，以到底机床滑块上下微调，进而调节冲床下死点精度；

所述固定块上设有消隙补偿机构，用于对丝杠螺母块机构起消隙作用。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

通过螺纹间隙消除系统将丝杠轴向上提起，保持丝杠轴和螺母块螺纹连接之间的紧密接触，避免由于冲床冲击载荷导致补偿装置内部零件的晃动，并且通过消除间隙提高了补偿的精度，保证补偿的调节动作能够实时的传递给冲床机构。螺纹传动自身具有自锁特性，能够较好的保持装置的稳定性，在冲击载荷下能够精密传导，使用球头传动能够较好的抵抗冲击载荷。通过八个导向垫片对移动块进行导向，一个移动块连接冲床两侧的转动轴，能够同时调节冲床机构两侧的转动副，对两侧机构保持高度对称同步性。八面导向机构能够保持移动块较高的垂直直线度，并且可以通过对导向垫片的调节来调整移动快位置，因此该精度补偿装置能够高效的为冲床机构下死点动态精度进行补偿。

附图说明

图1为本发明的结构剖视图。

图2为本发明应用的多连杆高速精密冲床简图。

图3为本发明的滑块八面导向机构剖视图。

具体实施方式

需要说明的是,在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”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。

结合图1和图2，本发明放置在冲床转动副22上方，通过移动块7的移动来上下调节冲床两侧转动副22的位置，进而带动连杆19带动滑块23上下微调，达到对下死点动态精度进行补偿的效果。

如图1所示，一种高速精密冲床下死点动态精度补偿装置，包括蜗轮蜗杆机构、丝杠螺母块机构、滑块导向机构和螺纹间隙消除系统，球头润滑系统。所述的蜗轮蜗杆机构包括蜗杆1、蜗轮2和固定块3，固定块3中心开有圆形通孔，固连在机身上面，蜗杆1前后水平置于固定块3右侧，由伺服电机控制转动，蜗杆1和蜗轮2交叉连接，蜗轮2平放置于固定块3中心，蜗轮2内部开有花键孔2a；所述丝杆螺母机构包括丝杠轴4和螺母块5，丝杠轴4外部中间为螺纹4c，一端为花键槽4a，另一端为球头4d，螺母块5通过螺钉6固定在固定块3下方的圆孔上，丝杠轴4和螺母块5形成螺纹传动，蜗轮2通过内部花键孔2a连接在丝杆轴4花键槽4a上；所述滑块导向机构包括移动块7、导向块17和导向垫片18，移动块7上方中心开有下凹的球形孔7a，下方两侧开有前后贯穿的圆孔7b，八个导向垫片18连接在四个导向块17上，四个导向块17在机身21内部四个角的位置固连在机身21上，移动块7分别和八个导向垫片18接触，形成八面传导，移动块7可在机身21垂直方向移动；所述螺纹间隙消除系统包括连接轴10、连接螺钉11、密封块12、密封圈13 14和高压油腔A，连接轴10内部中心开有螺纹孔，丝杆轴4上方中心开有螺纹孔，连接螺钉11穿过连接轴10的螺纹孔将连接轴10固连在丝杠轴4上方，连接螺钉11、丝杠轴4与连接轴10保持同轴心，密封块12套在连接轴10外侧，通过螺钉13固定在固定块3上方，密封块12右侧开有进油口12a，连接轴10上端开有凸台结构，与密封块12形成类似活塞气缸的结构，连接轴10凸台下方形成一个高压油腔A，在高压油腔A的上方和下方的连接轴10沟槽位置安装有两个密封圈(13/14)；所述球头润滑系统包括顶盖15和低压油腔B，顶盖15通过螺钉16盖在密封块12上方，顶盖15右侧开有一个L形的进油孔15a，顶盖15、密封块12和连接轴10在内部形成一个低压油腔B，连接螺钉11和丝杠轴4中心开有圆形通孔(11a/4b)，能够将低压油腔B和球头4d相对转动位置连通。

如图1所示，丝杠轴4的球头4d和移动块7、球头盖8相连接，移动块7和球头盖8内部均开有下凹的球形孔(7a/8a)，球头盖8通过螺钉9固定在移动块7上，移动块7连接在球头4d下方，球头盖8连接在球头4d上方，移动块7和球头盖8会在球头4d两侧形成一个油腔C，保证润滑油能够充分润滑球头4d。在丝杠轴4旋转并垂直移动的时候，可以通过球头4d带动移动块7垂直移动，球头4d与移动块7和球头盖8内部的球形孔(7a/8a)保持面接触，可以较好的承受冲击载荷，保持传动稳定性。

如图1所示，在丝杆轴4的上方加工有一个较短的轴颈，连接轴10下方开有一个浅孔，轴颈和浅孔刚好卡到一起，保持连接时的同轴心。

如图1所示，丝杠轴4中间位置开有花键槽4a，蜗轮2内部开有花键孔2a，蜗轮2通过花键和丝杠轴4连接，在蜗轮2带动丝杠轴4旋转的时候，丝杠轴4可以相对蜗轮2垂直移动，蜗轮2由于密封盖12下方和固定块3组成的卡槽限制，垂直方向不能发生移动。

如图1所示，密封块12下端开有圆柱凸台，固定块3上端开有凸台，通过螺钉13将密封块12固定在固定块3上，密封块12与连接轴4保持同轴心。

如图1图3所示，移动块7的孔7b和冲床转动轴20固定连接，转动轴20和连杆19通过滑动轴承连接。

如图1所示，丝杠轴4螺纹部分4c轴的直径相对螺纹上方的直径大，方便丝杆轴4从螺母块5下侧穿过，然后通过螺纹旋转到螺母块5上。

结合图1-3所示，在补偿装置开始工作前，首先将高压油通过密封块12右侧的进油口12a导入高压油腔，高压油由于自身压力会向外膨胀，对连接轴10有一个向上的提升作用力，连接轴10和丝杠轴4通过连接螺钉11固定连接，连接轴10带动丝杠轴4向上提升，使丝杠轴4和螺母块5的螺纹互相抵紧，将间隙消除。工作时由伺服电机带动蜗杆1旋转，蜗杆1带动蜗轮2旋转，蜗轮2通过花键连接带动丝杠轴4旋转。丝杠轴4和螺母块5通过螺纹连接，由于螺母块5固定，丝杠轴4的旋转会转化为垂直移动，丝杠轴4的下端球头4d相对移动块7和球头盖8旋转，同时带动移动块7垂直移动，移动块7和导向垫片18组成可调节的八面导向，能够使移动块7保持较高的垂直度垂直移动，移动块7的移动会调节冲床转动副22的位置，进而调节冲床下死点精度。另外在连接螺钉11和丝杠轴4的内部都开有油路通孔(11a/4b)，润滑油通过顶盖15右侧进油口15a进入到上方低压油腔B，由于润滑油的自身压力和重力通过油路通道11a 4b传输到丝杠轴4下端的球头4d摩擦处，为球头4d接触连接部位的运动提供润滑。