CN116940430A - 一种带有电动缸的电动拉削压力机的操作 - Google Patents

Abstract

电动拉床1带有电动缸4，电动缸4上有带内部直线导轨支撑5的球形螺母组件，滚珠螺母组件5由电动机2通过一组拉杆4a驱动，电动机2产生的旋转运动通过滚珠丝杠和螺母组件8传递为直线运动，滚珠丝杠和螺母组件8包括一个滚珠螺母8a、一个滚珠螺母外壳8b和一个滚珠丝杠8c，滚珠丝杠8c将旋转能量转化为线性能量传递给活塞杆12，活塞杆12产生垂直位移，并连接到悬臂支撑结构20a上，支撑着拉刀工具，以执行拉刀操作。

Description

一种带有电动缸的电动拉削压力机的操作

技术领域

本发明关于拉削压力机的操作，并且更具体地说关于带有电动缸的电动拉削压力机，其中电动缸采用电动机作为动力。与要求零液压油消耗的传统液压拉削压力机相比，本发明能够提供高能效的拉削压力机。

背景技术

拉削是一种使用带齿工具以一致和准确的方式去除材料的加工过程。拉削加工过程对拉刀的推拉运动要求很高的压力。传统的拉削压力机用于拉削加工采用液压***操作。如本领域中众所周知的，拉刀和/或刀架的联合椎杆允许执行工件的内部和/或外部加工的操作循环，而拉刀的单独位移允许清除待加工工件进入的水平平台的入口，以及移除经加工的工件。

利用上述提到的传统垂直/水平拉/推拉削压力机启动拉刀和/或刀架和液压致动器的位移，这需要复杂且巨大的液压单元以及相关的辅助附件，例如软管、连接器和电磁阀组等。

液压操作还涉及与拉刀加速和减速路径以及工作速度控制相关的问题，其恒定性也受到液压流体温度变化的负面影响。

液压***的特殊缺点如下：在液压***中，电能在感应电机的帮助下转化为旋转能，该旋转能转化为液压能，然后该液压能转化为线性拉削运动。能量转换的整个过程会导致能量损失，这是一个高耗电的过程。液压***操作混乱，噪音大。该液压***需要对液压备件进行大量维护。液压拉刀的速度不能随拉刀的长度而变化。液压***需要额外的冷却塔/油冷却器***。液压油消耗是大型机器的主要问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种带有电动缸的拉削压力机，用以代替使用液压流体操作的传统液压***，以及一种操作带有电动缸的法拉削压力机的方法用。液压流体会根据温度和污染物而改变其性能，这些污染物会导致液压流体粘度的变化并降低液压压力。因此，本发明的目的是提供一种不会受到温度和污染物的影响的电动拉削压力机，因为该电动拉削压力机不含液压油。

液压***是一个高耗电过程。因此，本发明的一个目的是提供一种与传统液压***相比消耗能量更少的电动拉削压力机。

液压拉床是通过将电能转换为液压能进行操作的。液压油操作混乱且有噪音。因此，本发明的一个目的是提供一种与传统的液压***相比，液压***在操作期间是清洁和静音的电动拉削压力机。

传统的液压***需要对液压备件进行大量维护。因此，本发明的一个目的是提供一种需要最少维护的拉削压力机。

在传统的液压***中，液压拉床操作的速度不能随拉床的长度而变化。因此，本发明的目的是提供一种按照要求根据拉刀长度控制拉刀/刀架速度的电动拉削压力机。

传统液压***需要额外的冷却室或油冷却***，这增加了机器成本以及操作和维护的费用。因此，本发明的一个目的是提供一种无需这种冷却室的电动拉削压力机。

对于传统液压***而言，由于机器尺寸较大，机油消耗是个主要的问题。因此，本发明的目的是提供一种无需消耗液压油的电动拉削压力机。

本发明提供了一种带有电动缸的电动拉削压力机，电动缸装有滚珠螺母组件以及内部线性导轨支撑(以下简称“滚珠螺母组件”)的。根据优选实施例的一个特征，拉削压力机主要包括C形框架、用于外部直线导轨支架纵的拉刀/拉刀架的悬臂支撑结构。另一方面，C形框架、悬臂支撑的刀架具有两个平行的水平平台，通过立柱连接成为一个单个结构。两个平行的水平平台在下文中被称为第一水平平台和第二水平平台。第一水平平台设置在C形框架的上部，在该上部可以安装电缸。第二水平平台设置在框架的底部，用于定位待拉刀的工件。

根据优选实施例的另一个特征，外部线性导轨组件设置在框架的立柱处，用于从外部操纵拉刀和/或刀架。悬臂支撑结构包括可移动地定位成相对于第一水平平台和第二水平平台垂直滑动的外部线性导轨组件。

根据优选实施例的另一个特征，滚珠螺母组件用于精确控制滚珠螺母的垂直位移。球螺母组件被封闭在电动缸的圆柱形外壳内，该电动缸安装在框架的第一水平平台的顶部上。电动缸采用电动机作为动力。电动缸包括一台电动机和一根与滚珠螺杆连接的时间传动皮带、滑轮/齿轮箱组件。电动机最好选择可以是用于旋转发电的伺服/步进电动机。旋转运动以直线运动的方式传递给滚珠螺母组件。

根据优选实施例的一种实施方法，电动缸主要包括滚珠螺母组件，垂直地且大致居中地固定在圆柱形壳体内，用于将旋转运动转换为线性运动，以便操作性移动悬臂支撑结构。滚珠螺杆和螺母组件包括滚珠螺杆、滚珠螺母和滚珠螺母壳体。滚珠螺杆可以安装在滚珠螺母的上端，但保留可移动状态，并且通过操纵将线性能量传送到活塞杆而致使滚珠螺母发生垂直线性位移，并且活塞杆的活塞杆端部连接器可以安装到悬臂支撑结构上，但保持可拆卸状态，悬臂支承结构可以支撑拉刀和/或刀架，利用适当的力量在垂直线性方向将拉刀推向框架的所述第二水平平台向，切割工件并恢复到原始位置。

本发明提供了一种操作电动缸的方法，该电动缸具有由电动机作为动力的滚珠螺母组件，致使与悬臂支撑一起安装支撑拉刀的活塞杆产生垂直位移。该方法包括将滚珠螺杆和螺母组件嵌入电动缸内。滚珠螺杆和螺母组件垂直安装并且大致居中地固定在电动缸的圆柱形外壳内，电动缸带有内部线性导轨支架，将电动机感应的旋转运动转换为活塞杆的线性运动，同时安装悬臂支撑，支撑拉刀。

该方法还包括将滚珠螺杆安装在滚珠螺母的上端，但保持可移动状态，并且通过操纵滚珠螺母，将线性能量传送到活塞杆，致使活塞杆产生垂直的线性位移。该方法还包括通过活塞杆的线性位移向下将拉刀推向框架的第二水平平台。

根据本发明，优选的实施例配置电动机和时间驱动组件，它们组合可以形成电动缸的原动机。电动缸被配置可以启动滚珠螺母组件，该组件通过滚珠螺杆将旋转运动转换为线性运动。使用滚珠螺杆和螺母组件可以实现平稳无摩擦的运动传递。电动缸的使用可以消除传统***所需的液压***，结果消除了与液压***相关的所有不利因素。因此，本实施例提供一种清洁的、无噪声的和能耗低的***，该***无需要周围提供冷却室，最终获得高速和成本效益高拉削压力机。

附图说明

图1为优选实施例所示的电动缸。

图2为该实施例所示电动缸的滚珠螺母组件的横截面图。

图2A为实施例所示线性导轨的3D视图。

图3为该实施例所示带有电动缸的垂直电动拉削压力机的示意图。

图4为实施例所示带有内部线性导轨支撑的电动缸的剖面示意图。

具体实施方式

除非另有明确规定，否则本发明中使用的所有术语和表达，可能是技术性的、科学的或者，具有与本发明所属领域的普通技术人员理解的含义相同的含义。

在本发明和权利要求中，除非上下文另有明确规定，否则条款“a”(一种)、“an”(一种)和“the”(该)包括复数引用。

在本发明和权利要求中使用的术语“包括”将被理解为以下列举非详尽，并且可以包括或不包括适用的任何其他额外合适的特征或元件、步骤或组成。

本发明涉及一种带有电动缸且具有内部线性导轨支撑的电动拉削压力机，其中电动缸采用电动机作为动力并且克服了现有技术的一个或多个缺点。

图1根据优选实施例所示电动缸4。电动缸4用于启动拉刀操作，安装在框架16a的第一水平平台上。电动缸4包括一台电动机2和一个时间驱动组件。在实施例的一个实施方法中，电动机2可以是无刷和/或伺服电动机。电动机2使用伺服电机类型比较方便，可以保证即使在高速下也具有恒定的性能，同时操作噪声较低，以及高速且不断、及时地检查加速度和减速度。时间驱动组件用于通过封闭在电动缸4中的滚珠螺杆8c将电动机2产生的动力传送到滚珠螺母组件5(图2)。时间驱动组件包括一组皮带轮4a，所述组皮带轮包括电机皮带轮4ab、滚珠螺杆皮带轮4aa和时间驱动皮带4b。其中，根据拉削加工过程所需的速度和力量确定正时皮带和滑轮组4a的比率。在实施例的另一个实施方法中，动力传输技术可以是具有离合器的齿轮、直接驱动，或者可以使用链条来代替皮带驱动。

图2根据该实施例所示滚珠螺母组件5的横截面示意图。带有滚珠螺母组件5的电动缸4具有线性导轨支撑，并由电动机2通过一组滑轮4a驱动，如图1所示。电动机2产生的旋转运动通过滚珠螺杆和螺母组件8传递成线性运动，并位于框架的上端，该框架可以提供旋转运动到线性运动的无摩擦转换，并且操作活塞杆12以推动悬臂支撑结构20a(如图3所示)，该结构支撑垂直拉刀/刀架(图中未显示)，以使用适当的力量从原始位置沿垂直方向向下移动，以切割待拉刀的工件。滚珠螺母组件5主要包括封闭在圆柱体6中的滚珠螺杆和螺母组件8、活塞杆12、线性导轨托架10和线性导轨导轨14(如图2A所示)。

根据本实施例的一种实施方法，提供圆柱形主体6是为了包裹滚珠螺母组件5。滚珠螺杆和螺母组件8垂直地且大致居中地固定在圆柱形壳体内，起到电动缸4的作用，以最小的摩擦力将旋转运动转换为线性运动。滚珠螺杆和螺母组件8由滚珠螺杆8c和滚珠螺母8a组成，固定在滚珠螺母外壳8b内(如图4所示)，每个滚珠都有匹配的螺旋槽，滚珠在这些槽之间滚动，在螺母和螺钉之间提供唯一接触。当螺钉或螺母旋转时，滚珠被偏转器偏转到螺母的滚珠返回***当中，并且滚珠通过返回***以连续路径行进到滚珠螺母的相反端。滚珠然后从滚珠返回***连续排入滚珠螺杆8c和螺母螺纹滚道，在闭合回路进行再循环。滚珠螺杆和螺母组件8连接到活塞杆12的上端。旋转运动通过滚珠螺杆和螺母组件8被传送到线性运动，并且线性运动被传送到活塞杆12，致使支撑垂直拉刀/刀架(图中未显示)的悬臂支撑结构20a产生垂直位移。

图2A根据优选实施例的一种实施方法描述了线性导轨托架10和线性导轨导轨14。线性操纵件由一个机构组成，钢球在该机构中循环，从理论上激活滑架10的行程。滚珠沿着在导轨14和滑架10上形成的滚珠槽滚动，提供滑架10的平滑且无摩擦的运动。线性操纵滑架10连接到滚珠螺母壳体8b，以在滚珠螺母垂直位移期间操纵滚珠螺母，实现无振动运动。线性导轨的轨道14在内部连接到气缸壳体6，滑架10在气缸壳体6上向上或向下运动。

图3示出所有带有电动缸4的电动拉削压力机1，而且安装了滚珠螺母组件5，下称电动拉削压力机1。电动拉削压力机1安装在机械基础板18上。电动拉削压力机1有可供装配所有机器部件的框架16。框架16是具有两个水平平行平台的C形结构，即第一水平平台16a和第二水平平台16b。第一水平平台16a位于框架16的上部，而第二水平平台16b位于框架的底部。第一水平平台16a和第二水平平台16b通过立柱16c连接。

根据一种实施方法，悬臂支撑结构20a安装在框架的立柱16c处。悬臂支撑结构20a包括活动安装的悬臂支撑端20aa，在第一水平平台16a和第二水平平台16b之间垂直滑动。悬臂支撑结构20a是悬臂承载梁，第一端20aa活动安装到通过线性导轨20ad移动的外部线性导轨的滑架20ac上，第二端20ab安装到活塞杆12，以向下推向第二水平平台16b，切割固定在夹紧夹具上待拉刀的工件28(图中未显示)上。悬臂支撑结构20a可以使活塞杆12垂直对齐第二水平平台16b。

根据本实施例的一种实施方法，第二水平平台16b装有支撑板26，用以支撑待拉刀的工件28和/或工件固定夹具(图中未显示)。

根据本实施例的一种实施方法，电动缸4安装在第一水平平台16a上。如前所述，电动缸4包括滚珠螺母组件5，电动机2通过时间牵引装置4a和皮带4b经滚珠螺杆致动。旋转运动通过滚珠螺杆和螺母组件8传送成直线运动，传入活塞杆12。

在操作循环当中，活塞杆12往回推拉，导致支撑拉刀/刀架(图中未显示)的悬臂支撑结构20a向下和向上位移。

在优选实施例的一个实施方法中，拉削压力机的操作通过CNC或PLC控制器(图中未显示)来控制。使用CNC或PLC可以精确地控制电动缸4的速度。结果，拉刀/刀架的速度可以根据需要进行控制或改变。

本发明提供了一种优选实施例的操作方法。该方法用于操作安装了滚珠螺母组件以及内部线性导轨支撑件5的电动缸4，采用电动机作为动力，致使安装了悬臂支撑件支撑拉刀的活塞杆12发生垂直位移。该方法包括将滚珠螺杆和螺母组件8嵌入电动缸4内。滚珠螺杆和螺母组件8垂直安装燕且大致居中，固定在电动缸4的圆柱形外壳内，用以将电动机2产生的旋转运动转换为活塞杆12的线性运动，活塞杆12装有支撑拉刀的悬臂支撑结构。

该方法还包括将滚珠螺杆可移动地保持在滚珠螺母的上端，并通过将线性能量传送到活塞杆12来操纵滚珠螺母以引起活塞杆12的垂直线性位移。该方法还包括通过活塞杆12的线性位移朝向框架的第二水平平台向下推动拉刀。

图4表示装具有滚珠螺母组件5的电动缸4的横截面示意图。电动缸主要包括时间驱动组件，该时间驱动组件还进一步包括一组滑轮4a，滑轮4a包括电机滑轮4ab和带有时间驱动带4b的滚珠螺杆滑轮4aa。根据拉削加工过程所需的速度和力来确定滑轮组4a的比率。电动机安装板2b设置在电动缸的上部。电动机2安装在电动机安装板2b上。滚珠螺杆8c的上端连接到滚珠螺杆滑轮4aa，该滚珠螺杆滑轮由固定在轴承壳体32中的轴承组31支撑并且用锁定板30锁定。滚珠螺母组件5安装在电动油缸内。滚珠螺母组件5主要包括滚珠螺杆和螺母组件8、活塞杆12、线性导轨托架10和线性导轨导轨14(如图2A所示)。滚珠螺杆和螺母组件8包括滚珠螺母8a、滚珠螺母壳体8b和滚珠螺杆8c。滚珠螺杆和螺母组件8将电动机2产生的旋转运动传递成活塞杆12的线性运动，活塞杆12连接在滚珠螺母壳体8b的下端。滚珠螺母壳体8b连接到内部线性导轨支撑件10的支架上，该支架在内部线性导轨14上滑动以传递振动更少的运动。滚珠螺杆和螺母组件8产生的线性运动然后被传递到活塞杆12。在第一水平平台16a上设置有底部凸缘34和气缸锁定螺母36作为电动缸壳体6的锁定。导向衬套38安装在底部凸缘34的下端以操纵活塞杆12。活塞杆端部连接器40连接到拉刀/刀架，以便进行拉刀操作(图中未显示)。

本发明的实施例及实用描述了电动缸在拉削压力机操作中的应用。然而，带有内部线性导轨支撑的电动缸的实用并不局限于拉削压力机。带有内部线性导轨支撑的电动缸对其它多种应用都有效。具有内部线性导向支撑的电动缸可用于替换在各种工业应用中所需的以高力和高速工作的液压缸致动器***，如工业压力机、成型机、工厂自动化、包装机、食品加工机、分拣***、材料处理设备等。

根据优选实施例，本发明提供了一种用带有滚珠螺母组件5的电动缸4操作的电动拉削压力机1，其中电动缸4用电动机2作为动力。这种特性消除了对液压***的要求及其相关的缺点。与传统的液压***相比，电动缸4允许高度并且可以控制的速度操作，消耗的能量要少得多。滚珠螺杆和螺母组件8的使用提供了无摩擦和无噪音的操作。因此，本发明实现了超级节能、有效和高效的电动拉削压力机1。

本文的实施例及其各种特征和各种有利的细节已经通过参考非限制性实施例予以解释。

上文已经描述了特定实施例，本领域普通技术人员可以在公正的情况下利用当前知识，很容易修改或改编各种应用，如特定的实施例。所有这些改编和修改旨在被理解成在所发明实施例的同等的含义和范围之内。

另外，还应理解，这里使用的术语是为了描述而不是为了限定。因此，尽管已经根据优选实施例描述了这里的实施例，但本领域普通技术人员很容易地认识到，他们可以在这里描述实施例的精神和范围之内加以改编从而实践这些实施。

使用表述“至少”或“至少一种”表明使用一种或多种元素或成分或数量，因为在本发明的实施方案当中，该用途可能是为了实现一种或多种期望的目的或结果。

在本说明书中包含的文件、行为、材料、装置、物品等的任何讨论只为了提供披露的内容。不能被视为承认任何或所有这些事项构成了现有技术基础的一部分，或在本申请的优先权日之前已经存在与本发明相关领域的公知常识。

各种物理参数、尺寸或数量提及的数值仅为近似值，并且可以设想，高于/低于分配的参数、尺寸和数量属于本发明的范围，除非说明书当中另有相反的具体说明。

尽管本文已经相当重视优选实施例的组件和组成部分，但是应当理解，在不偏离本发明原理的情况下，可以进行许多实施例，并且可以在优选实施例中进行多方面更变。本发明这些优选实施例以及其他实施例的更改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，由此可以清楚地理解，上述描述内容将仅被解释为本发明的说明而不是限制。

Claims (9)

1.一种带有滚珠螺母组件的电动缸，滚珠螺母组件带有内部线性导轨支架，拉刀电动缸采用电动机作为动力，拉刀造成活塞杆的垂直位移拉刀安装悬臂支架以支撑拉刀，其特征在于，包括：

-一种滚珠螺母和螺母组件，垂直并且大致居中地固定在电动缸的圆柱套管内，且拥有滚珠螺母组件，拉刀用以将电动机产生的旋转运动转换成活塞杆线性运动，并且安装了拉刀、滚珠螺母和螺母组件，具有：

-一种滚珠螺母；

-一种用以将滚珠螺母固定在预定位置上的滚珠螺母外壳；

其中，滚珠螺杆在滚珠螺母的上端保持可移动状态，并且经导向将线性能量传递到活塞杆以而引滚珠螺母垂直的线性位移，活塞杆的端部连接器连接到悬臂支撑结构，但保持可以拆卸的状态，悬臂支承结构在垂直线性方向上支撑拉刀，以适当的力量将拉刀向下推向框架的第二个水平平台，切割工件并返回到原始位置。

2.根据权利要求1所述的电动缸，其特征在于，电动缸可用于需要高速高力的多种应用，所述多种应用包括工业压力机、成型机、工厂自动化、包装机、食品加工机、分捡***以及材料处理设备。

3.一种电动拉床，包括：

-一种带有第一水平平台和第二水平平台的C形框架，所述第一水平平台设置在框架的上部，可以安装电动缸，所述第二水平台设置在框架的底部，用于固定待拉刀的工件，第一横向平台和第述第二横向平台相互平行；

-一种外部线性导轨组件，设置在C形框架结构的立柱处，立柱可移动，定位成相对于第一水平平台和第二水平平台成垂直滑动状态；

-一种滚珠螺母组件，内部线性导轨支撑可以精确控制与活塞杆连接的滚珠螺杆和螺母组件的垂直位移，滚珠螺母组件被封闭在电动缸的圆柱套管内，电动缸安装在框架的第一水平平台的顶部上，电动缸包含滚珠螺母组件，由缸由电动机作为动力；

其特征在于，用于将旋转运动转换为线性运动以操作性引导拉刀保持悬臂支撑结构的球螺母组件将提供一个滚珠螺母外壳，用以将滚珠螺母固定在预定位置，并且滚珠螺杆安装在滚珠螺母的上端，但保持可移动状态，经操纵可以引起滚珠螺母的垂直线性位移，活塞杆的端部连接器连接到悬臂支撑结构，但保持可拆卸状态，悬臂支撑结构在垂直线性方向上支撑拉刀，使用适当的力量向下将拉刀推向框架的第二水平平台，切削工件并返回到原始位置。

4.根据权利要求3所述的电动拉床，其特征在于，旋转动力可以使用动力传递技术来传递，包括带有离合器的齿轮、直接驱动或链条。

5.根据权利要求3所述的电动拉床，其特征在于，根据拉床加工过程所需的速度和力量确定正时皮带和一组滑轮的比例。

6.根据权利要求3所述的电动拉床，其特征在于，拉床加工过程的速度由CNC和PLC控制器当中的至少一项控制。

7.根据权利要求3所述的电动拉床，其特征在于，电动拉床的运动和接触部件通过管道和润滑泵进行润滑。

8.根据权利要求3所述的电动拉床，其特征在于，电动机属于无刷型并且是采用电子控制。

9.一种带有滚珠螺母组件的电动缸的操作方法，致使安装悬臂支撑结构的活塞杆产生垂直位移，悬臂支撑结构支持拉刀，其特征在于，所述方法包括：

-通过电动机作为动力的电动缸；

-将滚珠螺杆和螺母组件嵌入电动缸内，滚珠螺杆和螺帽组件垂直放置并大致居中地固定在电动筒的圆柱形壳体内，将电动机产生的旋转运动转换为活塞杆的线性运动，活塞杆装有支撑拉刀的悬臂支撑结构；

-将滚珠螺杆安装在滚珠螺母的上端，但保持可移动，通过将线性能量传递到活塞杆，致使活塞杆产生垂直线性位移；

-通过活塞杆的线性位移将拉刀向下推向框架的第二水平平台。