一种伺服压力机组合式高刚性机架的制作方法

本发明涉及压力机，更具体地说，涉及一种伺服压力机组合式高刚性机架。

背景技术：

1、随着新能源汽车轻量化车身冲压、电池包壳体成形、航空航天精密件成型等高端制造领域快速发展，伺服压力机凭借高精度、高柔性、节能环保等优势，正逐步替代传统压力机。机架作为伺服压力机的承力骨架，其刚性直接决定整机精度保持性和成型一致性。然而，现有国产伺服压力机机架刚性不足，冲压时产生弹性变形，导致重复定位精度波动≥±0.005mm，2000吨以上大型压力机成型一致性差；同时，伺服控制、热管理、系统集成等方面也存在短板，核心技术自主创新能力亟待提升。

2、为突破超大吨位瓶颈，传统整体式机架面临几乎无法逾越的工程限制：整体铸造需要超大吨位熔炼浇注设备和巨型砂箱，铸造能力受限、废品率高；整体运输超重超限，桥梁隧道限高限宽难以通过；现场吊装需要巨型吊车，安装成本极高；加工需要超大型落地镗铣床和龙门铣，设备资源稀缺；大铸件冷却时厚薄不均导致内应力复杂，解决应力困难，加工后易变形。因此，整体式机架在超大吨位下“造不出、运不走、吊不起、加工不了”，严重制约国产伺服压力机向2000吨级以上方向发展。

3、组合式机架虽可通过分件制造绕开上述瓶颈，但多道接合面的存在又带来新的技术难题：接合面在交变载荷下易产生微动磨损和接触刚度下降，拉紧螺栓长期服役会产生应力松弛，偏载工况下接合面可能瞬时微分离，导致整机刚性退化、精度漂移；此外，冲压冲击载荷下立柱构件易产生径向胀开变形，层间接触应力分布不均，进一步影响机架刚性和精度保持性。鉴于此，我们提出一种伺服压力机组合式高刚性机架。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种伺服压力机组合式高刚性机架，以解决大型伺服压力机机架刚性不足、超大吨位整体式机架制造困难及精度波动大的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种伺服压力机组合式高刚性机架，包括：

3、压力机机架，所述压力机机架包括上横梁、下工作台及对称布置在所述上横梁与所述下工作台之间的立柱加强板，所述上横梁与所述下工作台分别通过螺栓和螺母与所述立柱加强板装配，所述立柱加强板上设有圆形腔体；

4、若干叠片式预紧立柱组件，所述叠片式预紧立柱组件布置在所述圆形腔体内部，所述圆形腔体对所述叠片式预紧立柱组件形成径向限位约束，抑制其受偏载产生径向胀开变形，所述叠片式预紧立柱组件包括由若干环形组合片沿轴向层层叠合组装而成的立柱构件，相邻所述环形组合片之间开设有相互连通的油孔，各所述油孔相互对接形成贯通的层间油道，若干所述环形组合片内部沿轴向贯通设置中心通孔；

5、限位杆，所述限位杆一端插接在所述下工作台表面，所述限位杆另一端插接在所述上横梁上，通过螺栓和螺母固定连接，所述限位杆同时作为预紧拉杆穿设于所述中心通孔内，将所述叠片式预紧立柱组件轴向锁紧在所述上横梁与所述下工作台之间，提供轴向预紧力，压紧全部所述环形组合片，使各所述环形组合片紧密贴合形成刚性支撑主体；

6、储油组件，设于所述立柱加强板上两个所述叠片式预紧立柱组件之间。

7、优选地，所述上横梁与所述下工作台相对面分别布置有若干凸台，所述凸台用于实现立柱构件的端部定位，分散冲压载荷，降低所述环形组合片端部局部应力；所述限位杆表面套接有若干所述环形组合片，若干所述环形组合片共同构成立柱构件，其中一个端部所述环形组合片与所述上横梁的所述凸台固定连接，另一个端部的所述环形组合片与所述下工作台的所述凸台固定连接，本发明通过组合式外部承力框架与叠片式预紧立柱组件、储油组件及独立滑块导向机构的协同配合，实现了大型伺服压力机的高刚性与高精度。上横梁、下工作台与立柱加强板共同构成组合式机架的外部承力框架，并通过预紧拉杆施加预紧力使各接合面紧密贴合，使组合式机架在受力上等同整体，既绕开了超大吨位整体式机架在铸造、运输、吊装和加工上的工程瓶颈，又保住了整机高刚性。叠片式预紧立柱组件置于立柱加强板圆形腔体内并受径向限位约束，限位杆提供轴向预紧力使各环形组合片紧密贴合形成刚性支撑主体，层间油膜兼具阻尼减振与均化接触应力功能；储油组件对回油进行杂质分离与在线过滤，保证油液清洁循环；独立滑块导向机构使上滑块及上模仅做上下往复位移，不与叠片式预紧立柱组件外圆面产生滑动接触，使上滑块运动精度不受机架变形影响，避免侧向力传递至立柱组件。上述结构协同作用，使组合式机架在承受2000吨以上大型伺服压力机冲压载荷时，接合面始终压紧不分离，立柱构件不胀开、不偏移、不松脱，层间油膜稳定可靠，从而将重复定位精度稳定至±0.005mm，显著提高大型压力机的成型一致性，并延长机架与模具的使用寿命。该机架可广泛应用于新能源汽车轻量化车身冲压、电池包壳体成形、航空航天精密件成型等高端制造领域，为国产大型伺服压力机向超大吨位、高精度、高可靠性方向发展提供了坚实的结构基础。

8、优选地，每个所述环形组合片上均布置有一体成型的油道路径，致使任意相邻两个所述环形组合片的所述油道路径相连通，任意相邻所述环形组合片的相对面均呈环形阵列开设有若干限位槽，且所述油道路径与所述限位槽连通，相邻两个所述环形组合片中，径向位置对应的所述限位槽共同组成插槽，每个所述插槽内部均插接有定位插板，每个所述定位插板上均布置有一体成型的进油路径，油液从所述进油路径通过所述油道路径输送至所述环形组合片端面。

9、优选地，所述定位插板端部布置有扣环，呈环形阵列布置的若干所述定位插板中，若干所述扣环内部共同套接有紧箍，所述定位插板同时起到周向止转作用，防止各层所述环形组合片发生周向偏移。

10、优选地，所述立柱构件表面布置有呈螺旋状的输油管，且所述输油管与若干所述定位插板上的所述进油路径连通，所述输油管通过管夹或卡箍固定于所述立柱构件外表面，并沿螺旋方向均匀分布，外部压力油源经螺旋状所述输油管分配流入各个所述定位插板的所述进油路径，再依次经过所述油道路径输送至相邻所述环形组合片的相对端面。

11、优选地，所述下工作台表面凸台沿圆周边缘开设有导流槽，所述导流槽用于实现油液的导入、回流，多余油液经所述环形组合片表面向下流动至所述下工作台凸台处的所述导流槽向外排出。

12、优选地，所述紧箍为锁紧抱箍，所述紧箍收紧后通过所述扣环对若干所述定位插板施加径向向内的约束，使所述定位插板稳固卡合在所述插槽内部，抑制冲压工况下所述定位插板出现松脱、窜动，同时不会封堵所述进油路径的油液流通空间，所述紧箍从径向约束所述定位插板，可承受冲压交变载荷，防止所述定位插板从所述插槽内脱出。

13、优选地，所述下工作台表面位于工件模具两侧分别开设有装配槽，所述储油组件包括电机，所述电机布置在所述装配槽内部，所述装配槽内部套接有锥形斗，且所述锥形斗位于所述电机输出端，所述电机输出轴固定连接有拱形拨杆，且所述拱形拨杆转动套设在所述锥形斗内部，且所述拱形拨杆贴合在所述锥形斗内锥形面上，所述锥形斗侧表面固定连通有倾斜导流板，且所述倾斜导流板输入端与所述凸台上的所述导流槽连通，所述锥形斗侧表面固定连通有导出板，所述导出板上流动面呈线性阵列布置有溜槽格条。

14、优选地，在所述导出板流动面上形成若干道阻流台阶，油液流经时，细小杂质在所述溜槽格条的背流面产生涡流并沉降滞留，干净的油液越过格条继续向下流动，最终回流至所述储油组件或外部油箱，致使油液的在线过滤与循环利用。

15、优选地，所述环形组合片采用高强度钢或铸铁制成，并经过消除内应力处理，所述凸台端面经精加工，与端部所述环形组合片的平面贴合。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、1.本发明通过组合式外部承力框架与叠片式预紧立柱组件、储油组件及独立滑块导向机构的协同配合，实现了大型伺服压力机的高刚性与高精度。上横梁、下工作台与立柱加强板共同构成组合式机架的外部承力框架，并通过预紧拉杆施加预紧力使各接合面紧密贴合，使组合式机架在受力上等同整体，既绕开了超大吨位整体式机架在铸造、运输、吊装和加工上的工程瓶颈，又保住了整机高刚性。叠片式预紧立柱组件置于立柱加强板圆形腔体内并受径向限位约束，限位杆提供轴向预紧力使各环形组合片紧密贴合形成刚性支撑主体，层间油膜兼具阻尼减振与均化接触应力功能；储油组件对回油进行杂质分离与在线过滤，保证油液清洁循环；独立滑块导向机构使上滑块及上模仅做上下往复位移，不与叠片式预紧立柱组件外圆面产生滑动接触，使上滑块运动精度不受机架变形影响，避免侧向力传递至立柱组件。上述结构协同作用，使组合式机架在承受2000吨以上大型伺服压力机冲压载荷时，接合面始终压紧不分离，立柱构件不胀开、不偏移、不松脱，层间油膜稳定可靠，从而将重复定位精度稳定至±0.005mm，显著提高大型压力机的成型一致性，并延长机架与模具的使用寿命。该机架可广泛应用于新能源汽车轻量化车身冲压、电池包壳体成形、航空航天精密件成型等高端制造领域，为国产大型伺服压力机向超大吨位、高精度、高可靠性方向发展提供了坚实的结构基础。

18、2.本发明的叠片式预紧立柱组件由若干环形组合片沿轴向层层叠合组装而成，限位杆同时作为预紧拉杆穿设于中心通孔内，通过两端螺母施加轴向预紧力，使各环形组合片层间紧密贴合，形成刚性支撑主体，从而保证机架在承受冲压载荷时具有高刚性和高承载能力。立柱加强板上的圆形腔体对叠片式预紧立柱组件形成径向限位约束，有效抑制其受偏载产生径向胀开变形；相邻环形组合片之间开设相互连通的油孔并形成贯通的层间油道，压力油经螺旋状输油管、定位插板进油路径和油道路径进入各层之间形成油膜，一方面吸收冲压冲击振动、起到阻尼减振作用，另一方面均化层间接触应力，改善偏载工况下环形组合片层间张开的缺陷。定位插板插入由限位槽组成的插槽中，起到周向止转作用，防止各层环形组合片周向偏移，保证油道路径对齐畅通；紧箍通过扣环对定位插板施加径向向内约束，防止其在冲压交变载荷下松脱、窜动，同时不封堵油液流通空间。该组件将轴向预紧力与层间油膜压力相互配合，共同维持立柱构件的整体刚性，使机架在长期交变载荷下仍能保持精度稳定。

19、3.本发明的储油组件设于立柱加强板上两个叠片式预紧立柱组件之间，与叠片式预紧立柱组件的层间油道相连通，用于向层间油道持续供给压力油，实现环形组合片之间的油膜支撑与阻尼减振。回油经下工作台凸台导流槽汇流后，通过倾斜导流板进入锥形斗；电机驱动拱形拨杆在锥形斗内部转动，拱形拨杆贴合锥形斗内锥形面，将油液中的金属碎屑、粉尘等较重杂质沿锥面刮动并向锥形斗轴线方向聚拢，实现杂质与油液的初步分离。油液沿锥形斗内壁向下流动，从导出板流出；导出板流动面上的溜槽格条仿照淘金盘结构形成多道阻流台阶，细小杂质在格条背流面产生涡流并沉降滞留，干净油液越过格条继续流动，最终回流至储油组件或外部油箱，实现油液的在线过滤与循环利用。该组件有效防止杂质进入层间油道造成堵塞或加剧环形组合片磨损，保证叠片式预紧立柱组件长期稳定工作，维持机架整体刚性；同时，拱形拨杆转速可根据油液污染程度调节，锥形斗底部可设置排污口定期排出杂质，溜槽格条的间距和高度可根据油液粘度及杂质粒径优化设计，以达到最佳沉降捕获效果。