一种电池极柱生产用走心机的制作方法

本发明涉及电池生产，具体涉及一种电池极柱生产用走心机。

背景技术：

1、电池极柱作为电芯与外部电路连接的核心部件，其密封台阶高度、总长及位置度等关键尺寸精度直接决定了电池的密封可靠性与装配一致性。该类零件的加工属于典型的“进给、回退和移位”短行程高频循环工况，生产节拍要求极高且需长时间连续运行。为适配这一加工特性，现有走心机的z轴进给多采用伺服电机驱动滚珠丝杠的结构形式。然而在该工况下，丝杠副因高频换向摩擦产生累积热量，引发z轴热伸长并导致工件关键尺寸漂移。同时，面对长极柱或长棒料连续送料需求，传统长丝杠还受限于临界转速与自重下垂效应，难以兼顾长行程与高节拍生产。为突破上述瓶颈，部分设备开始采用齿轮齿条结构替代滚珠丝杠作为z轴进给方案。该结构虽从根本上消除了热伸长累积与临界转速限制，但在电池极柱高频往复精密加工场景中，又衍生出新的技术问题。

2、齿轮齿条传动天然存在的啮合侧隙与电池极柱高频往复运动模式存在本质冲突。每一次运动方向的改变都必须跨越齿轮与齿条之间的侧隙死区，在进给阶段，切削力尚能将驱动齿轮压向工作齿面以维持啮合；但在回退阶段，由于缺乏切削力的辅助压紧作用，齿轮与齿面的贴合完全依赖消隙机构的预紧力。若侧隙未被有效消除，回退定位将产生随机偏移，直接导致下一次进给的绝对起点漂移。这种由换向背隙引起的累积误差，会致使极柱的位置度、同轴度及密封台阶高度等关键尺寸批量超差。换言之，齿轮齿条结构虽消除了丝杠的热致误差，却在高频换向节点引入了新的定位不确定性，严重制约了加工精度的稳定性。

3、而为了消除这一侧隙所施加的预紧力，本身又陷入了进给与回退两阶段需求相悖的困境，单一恒定的预紧力无法同时适配两种截然不同的力学边界条件。在进给切削阶段，断续切入产生的冲击载荷峰值可达平均切削力的数倍，此时消隙齿轮承受着强烈的反向分离力，必须施加足够大的预紧力才能抵抗外力冲击、防止瞬态脱啮引发的振动与让刀；可当工况切换至回退定位阶段，系统仅受微弱摩擦力与惯性力作用，此前为保障进给刚性而设定的大预紧力，反而会转化为滑动副的附加静摩擦，导致伺服系统在换向时出现粘滞滑动效应，不仅延长整定时间、降低生产节拍，还会因持续的高摩擦生热诱发新的热平衡问题，抵消齿轮齿条传动原本的热优势。反之，若为兼顾回退响应而降低预紧力设定，则进给阶段的抗冲击裕量不足，消隙齿轮极易在切削力反向分量作用下脱离齿面，造成刚性撞击与齿面损伤。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明目的是提供一种电池极柱生产用走心机，以解决上述背景技术中所存在的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种电池极柱生产用走心机，包括基座、齿条组件和主轴，所述齿条组件固定设置于所述基座上，所述齿条组件沿自身长度方向的两侧具有背对背设置的两个传动齿面，所述齿条组件的长度方向与所述主轴的滑动方向平行；所述主轴滑动设置于所述基座上，所述主轴上设置有驱动齿轮和消隙齿轮；所述驱动齿轮转动设置于所述主轴上并与其中一个所述传动齿面啮合，所述消隙齿轮沿垂直于所述齿条组件长度方向滑动设置于所述主轴上并与另一个所述传动齿面啮合；所述主轴与所述消隙齿轮之间设置有弹性预紧件和刚性限位件，所述刚性限位件滑动设置在主轴上；由所述弹性预紧件向所述消隙齿轮施加指向对应传动齿面的弹性预紧力以消除啮合侧隙；调节所述刚性限位件在主轴上的所处位置改变所述弹性预紧件的压缩量，从而调整所述弹性预紧力的大小，以分别适配进给阶段与回退阶段的力学需求。

3、作为优选，所述齿条组件为单体齿条，两个所述传动齿面一体成型于所述单体齿条沿自身长度方向相对的两侧壁上。

4、作为优选，所述齿条组件包括两个独立齿条，两个所述独立齿条沿垂直于所述齿条组件长度方向并排固定设置于所述基座上，且两个所述独立齿条相背对的侧面分别构成两个所述传动齿面。

5、作为优选，所述主轴上还设置有线性驱动部件，所述刚性限位件安装于所述线性驱动部件的移动端上；由线性驱动部件带动刚性限位件在主轴上滑动，以调节弹性预紧件的压缩量。

6、进一步，所述主轴上还设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端和所述驱动齿轮传动连接；所述线性驱动部件在进给阶段将所述刚性限位件移动至预设的进给位、在回退阶段将所述刚性限位件移动至预设的回退位；所述进给位和所述回退位处均配备有传感器，通过所述传感器检测所述刚性限位件的到位状态并反馈信号以控制所述驱动电机的正反转切换，从而实现预紧力调节与主轴进给换向的协同联动。

7、作为优选，所述基座上设置有供所述主轴滑动导向的导轨，所述导轨上沿所述主轴的轴向设置有压缩楔块和释放楔块；所述压缩楔块具有朝向所述主轴回退方向的第一楔形面，所述释放楔块具有朝向所述主轴进给方向的第二楔形面，所述第一楔形面与所述第二楔形面呈相对设置；所述刚性限位件上设置有与所述第一楔形面滑动配合的第一作用面，以及与所述第二楔形面滑动配合的第二作用面。

8、进一步，所述刚性限位件与所述主轴之间设置有卡槽配合结构；当所述压缩楔块或所述释放楔块驱动所述刚性限位件轴向移动至预设位置时，所述卡槽配合结构相互嵌合以对所述刚性限位件进行限位。

9、进一步，所述导轨上沿轴向开设有调节槽，所述压缩楔块和/或释放楔块通过紧固件安装于所述调节槽内；调节所述紧固件在所述调节槽内的锁紧位置，以改变所述压缩楔块和/或释放楔块在所述导轨上的轴向安装位置。

10、本发明技术效果主要体现在以下方面：

11、本发明将消隙齿轮设计为沿垂直于齿条长度方向滑动设置于主轴上，使得弹性预紧力的施加方向与主轴z轴进给方向严格正交。这一力学布局的关键意义在于，无论预紧力大小如何调节以适应进给与回退阶段的不同需求，其作用矢量始终垂直于主轴运动轴线，不会在进给方向上产生任何附加分力或摩擦阻力矩。

12、本发明通过线性驱动部件主动调节刚性限位件位置以改变弹性预紧件压缩量，并结合传感器闭环反馈实现预紧力状态变更与主轴换向的时序同步，在进给切削阶段提供高预紧力以抵抗冲击防脱啮，在回退定位阶段切换至低预紧力以避免粘滞滑动与响应迟滞；同时集成纯机械被动式分离双楔块切换机构作为冗余备份，利用主轴自身往复运动触发预紧力建立与释放，两功能由独立楔块执行、速率可分别优化、时序天然同步，彻底消除电控延迟风险。

1.一种电池极柱生产用走心机，其特征在于，

2.如权利要求1所述的电池极柱生产用走心机，其特征在于，

3.如权利要求1所述的电池极柱生产用走心机，其特征在于，

4.如权利要求1至3任一项所述的电池极柱生产用走心机，其特征在于，

5.如权利要求4所述的电池极柱生产用走心机，其特征在于，

6.如权利要求1至3任一项所述的电池极柱生产用走心机，其特征在于，

7.如权利要求6所述的电池极柱生产用走心机，其特征在于，

8.如权利要求6所述的电池极柱生产用走心机，其特征在于，