直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭及工作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭及工作方法，伺服電機通過聯(lián)軸器與絲桿一端連接，絲桿連接板一端與絲桿螺母連接，絲桿連接板另一端與主軸套筒連接，主軸套筒位于主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼內(nèi)，殼絲桿與絲桿螺母旋且?guī)又鬏S套筒前后移動，絲桿連接板兩側(cè)對開有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔，兩個螺栓型圓柱滾子滾輪分別穿過絲桿連接板兩側(cè)的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母旋接，兩個螺栓型圓柱滾子滾輪中的兩個圓柱滾子滾輪與位于主軸頭鑄件殼兩側(cè)中的長條圓孔內(nèi)壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板滾動配合，主軸通過軸承位于主軸套筒內(nèi)，主軸的動力輸入端為花鍵軸，花鍵軸上套有花鍵套，花鍵套上固有同步帶輪。
【專利說明】直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭及工作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種既能滿足高速運動，又具有高剛性切削能力，同時又能實現(xiàn)主軸套筒與主軸頭鑄件殼中的主軸套筒殼內(nèi)壁無摩擦移動的直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭及工作方法，屬動鉆、銑、鏜床動力主軸頭制造領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]CN103801729A、名稱“液壓振動鉆削動力頭”，包括鉆削動力頭機構(gòu)，所述鉆削動力頭機構(gòu)包括第一伺服電機、左端蓋、主軸、第一靜壓滑動軸承、第二靜壓滑動軸承、外殼體、右端蓋、顫振體、彈性端蓋和用于裝配鉆頭的卡頭，所述第一伺服電機的輸出軸與所述主軸連接，所述外殼體內(nèi)部開有容腔，所述第一靜壓滑動軸承安裝于所述外殼體容腔左端，所述第二靜壓滑動軸承安裝于所述外殼體容腔右端，所述左端蓋與所述外殼體左端連接，所述右端蓋與所述外殼體右端連接，所述主軸依次穿過左端蓋、第一靜壓滑動軸承、容腔、第二靜壓滑動軸承和右端蓋并伸出所述右端蓋，所述第一靜壓滑動軸承與第二靜壓滑動軸承的進油口通過所述外殼體中的進油流道連通，所述進油流道與外殼體的進油口連通，所述外殼體的進油口與減壓閥的出油口連接，所述第一靜壓滑動軸承與第二靜壓滑動軸承的回油口通過所述外殼體中部的回油流道與油箱回油口連接，所述顫振體與所述主軸的右端連接，所述顫振體中部開有進出油孔，高頻激振閥的出油口與外殼體的進出油口連接，并通過外殼體中的進出流道和所述主軸中的軸向流道與所述進出油孔連通，所述顫振體右端與彈性端蓋連接，所述顫振體右端與所述彈性端蓋左端構(gòu)成一個振動容腔，所述彈性端蓋右端與卡頭固定連接。其不足之處:一是加工主軸行程范圍為固定式，適用范圍小；二是無法實現(xiàn)自動換刀；三是加工精度低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]設(shè)計目的:避免【背景技術(shù)】中的不足之處，設(shè)計一種既能滿足高速運動，又具有高剛性切削能力，同時又能實現(xiàn)主軸套筒與主軸頭鑄件殼中的主軸套筒殼內(nèi)壁無摩擦移動的直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭及工作方法。
[0004]設(shè)計方案:為了實現(xiàn)上述設(shè)計目的。1、伺服電機通過聯(lián)軸器帶動絲桿旋轉(zhuǎn)，絲桿通過與主軸套筒連接的絲桿連接板帶動主軸套筒前后移動的設(shè)計，是本發(fā)明的技術(shù)特征之一。這樣設(shè)計的目的在于:由于主軸套筒位于主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼內(nèi)，而主軸套筒鑄殼內(nèi)壁與主軸套筒外壁為高精密間隙油膜配合，該油膜采用靜壓循環(huán)低壓給油產(chǎn)生油膜，因而消除主軸套筒與主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼之間的裝配公差，其油膜使主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼內(nèi)壁與主軸套筒外壁之間不會產(chǎn)生摩擦，實現(xiàn)了高精度無摩損移動。2、絲桿連接板兩側(cè)對開有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔，兩個螺栓型圓柱滾子滾輪分別穿過絲桿連接板兩側(cè)的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母旋接的設(shè)計，是本發(fā)明的技術(shù)特征之二。這樣設(shè)計的目的在于:由于主軸頭鑄件殼兩側(cè)中的長條圓孔系為主軸套筒前后移動行程，而主軸與主軸套筒內(nèi)壁采用高精密軸承定位一體，主軸帶動軸承內(nèi)套旋轉(zhuǎn)，因而主軸套筒前后移動行程即為主軸的移動行程，為了確保主軸直線行程的高精準，防止主軸轉(zhuǎn)動帶動主軸套筒轉(zhuǎn)動，本申請采用兩個螺栓型圓柱滾子滾輪中的兩個圓柱滾子滾輪與位于主軸頭鑄件殼兩側(cè)中的長條圓孔內(nèi)壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板滾動配合，其螺栓型圓柱滾子滾輪中螺栓部穿過絲桿連接板兩側(cè)的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且采用鎖緊螺母鎖緊，這樣既實現(xiàn)了螺栓型圓柱滾子滾輪中的滾輪與位于主軸頭鑄件殼兩側(cè)中的長條圓孔內(nèi)壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板滾動配合，最大限度地降低了摩損，同時通過對螺栓型圓柱滾子滾輪墊板厚度的調(diào)整，確保了主軸同心度，使得主軸加工切削平穩(wěn)進行，提高絲桿傳動精度及絲桿使用壽命，避免了主軸啟動旋轉(zhuǎn)對絲桿的沖擊及損害。3、主軸由動力軸和花鍵軸采用錐度螺絲插接對接而成的設(shè)計，是本發(fā)明的技術(shù)特征之三。這樣設(shè)計的目的在于:由于構(gòu)成主軸的動力軸和花鍵軸的長度在I米左右，如果不將其分段設(shè)計，不僅無法在軸的中心制造長在I米左右的通孔，而且長達I米左右的整體主軸的制造成本非常昂貴，并且難以確保其剛性。本申請將其設(shè)計成分體對接結(jié)構(gòu)不僅可以實現(xiàn)動力軸和花鍵軸軸心的順長開通孔，而且使動力軸和花鍵軸軸心的開通孔的目的得以實現(xiàn)，即實現(xiàn)自動快速換刀的目，并且大大地降低了軸的制造成本，確保了其剛性要求。
[0005]技術(shù)方案1:一種直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭及工作方法，伺服電機通過聯(lián)軸器與絲桿一端連接，絲桿連接板一端與絲桿螺母連接，絲桿連接板另一端與主軸套筒連接，主軸套筒位于主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼內(nèi)，殼絲桿與絲桿螺母旋且?guī)又鬏S套筒前后移動，絲桿連接板兩側(cè)對開有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔，兩個螺栓型圓柱滾子滾輪分別穿過絲桿連接板兩側(cè)的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母旋接，兩個螺栓型圓柱滾子滾輪中的兩個圓柱滾子滾輪與位于主軸頭鑄件殼兩側(cè)中的長條圓孔內(nèi)壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板滾動配合,主軸通過軸承位于主軸套筒內(nèi)，主軸的動力輸入端為花鍵軸，花鍵軸上套有花鍵套，花鍵套上固有同步帶輪，同步帶輪通過同步帶與電機軸上的同步帶輪形成動力傳輸，主軸1-7為空心通孔主軸，空心通孔主軸內(nèi)裝有手動換刀機構(gòu)。
[0006]技術(shù)方案2:—種直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭及工作方法，主軸需要調(diào)節(jié)工作行程時，伺服電機通過聯(lián)軸器驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動，套在絲桿上的絲桿螺母帶動絲桿連接板轉(zhuǎn)動，絲桿連接板帶動主軸套筒移動，主軸套筒帶動主軸移動同時，位于絲桿連接板兩側(cè)的螺栓型圓柱滾子滾輪中的兩個圓柱滾子滾輪分別與位于主軸頭鑄件殼兩側(cè)中的長條圓孔內(nèi)壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板滾動配合；主軸需要工作時，電機通過同步帶輪傳動機構(gòu)帶動套在花鍵軸上的花鍵軸套轉(zhuǎn)動，花鍵軸套帶動花鍵軸及主軸旋轉(zhuǎn)。
[0007]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比，一是主軸頭無需滑臺既可進行進給切削，且加工精度高、適用范圍廣；二是位于絲桿連接板兩側(cè)的螺栓型圓柱滾子滾輪中的兩個圓柱滾子滾輪分別與位于主軸頭鑄件殼兩側(cè)中的長條圓孔內(nèi)壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板滾動配合的設(shè)計，既避免了主軸套筒的轉(zhuǎn)動，又實現(xiàn)了滿足了主軸行程前后調(diào)節(jié)，確保了主軸的平穩(wěn)加工切削，提高絲桿了傳動精度及絲桿使用壽命；三是主軸套筒與主軸頭鑄件殼中主軸套筒鑄殼的配合公差尺寸內(nèi)注滿潤滑油，采用油分子全方位支撐主軸套筒的設(shè)計，實現(xiàn)了主軸頭鑄件殼中主軸套筒鑄殼全支持主軸套筒的長度尺寸大于兩倍主軸套筒直徑，從而確保主軸加工軸心度；四是花鍵主軸與主軸的采用分體式方法設(shè)計，既實現(xiàn)了花鍵主軸與主軸軸心空心通孔的目的，減少主軸與花鍵主軸生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了油壓動力頭及伺服動力頭自動換刀具的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭及工作方法的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是主軸的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3是絲桿連接板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖4是圖1的外部結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0012]實施例1:參照附圖1-4。一種直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭，包括PLC控制器，伺服電機1-1通過聯(lián)軸器1-2與絲桿1-3 —端連接，絲桿1-13另與主軸頭鑄件殼1-10上絲桿支撐座17配合(如絲桿采用軸承與絲桿支撐座配合),絲桿連接板1-4 一端與絲桿螺母1-16連接,絲桿連接板1-4另一端與主軸套筒1-9連接，主軸套筒1-9位于主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼1-14內(nèi)，殼絲桿1-3與絲桿螺母旋且?guī)又鬏S套筒1-9前后移動，絲桿連接板1-4兩側(cè)對開有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔，兩個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5分別穿過絲桿連接板1-4兩側(cè)的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母1-8旋接，兩個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5中的兩個圓柱滾子滾輪與位于主軸頭鑄件殼1-10兩側(cè)中的長條圓孔1-15內(nèi)壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合，主軸1-7通過軸承位于主軸套筒1-9內(nèi)，主軸1-7的動力輸入端為花鍵軸1-13，花鍵軸1-3上套有花鍵套，花鍵套上固有同步帶輪，同步帶輪通過同步帶與電機軸上的同步帶輪形成動力傳輸，主軸1-7為空心通孔主軸，空心通孔主軸內(nèi)裝有手動換刀機構(gòu)。
[0013]手動換刀機構(gòu)由主軸1-7、拉桿1-12及鎖緊螺母1-13構(gòu)成，拉桿1_12兩端制有絲扣，拉桿1-12位于空心通孔主軸內(nèi)且拉桿1-12前端與刀具旋接、后端旋有鎖緊螺母1-13后，允許直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭及工作方法操作。
[0014]主軸1-7由主軸心軸1-11和花鍵軸1-13采用錐度螺絲1_12插接對接而成，其動力軸1-11和花鍵軸1-13的軸心為通孔空心軸。主軸頭鑄件殼1-10中主軸套筒鑄殼1-14內(nèi)壁與主軸套筒1-9外壁為間隙油膜配合。主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼1-14內(nèi)壁開有一道一以上油環(huán)槽。主軸套筒1-9位于主軸頭鑄件殼中的主軸套筒殼1-14內(nèi)且主軸套筒殼1-14開有注油孔。
[0015]絲桿連接板1-4呈葫蘆形絲桿連接，葫蘆形絲桿連接板上部與絲桿螺母連接、下部與主軸套筒1-9連接。
[0016]實施例2:在實施例1的基礎(chǔ)上，一種直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭及工作方法，主軸1-7需要調(diào)節(jié)工作行程時，伺服電機1-1通過聯(lián)軸器驅(qū)動絲桿1-3轉(zhuǎn)動，套在絲桿1-3上的絲桿螺母帶動絲桿連接板1-4轉(zhuǎn)動，絲桿連接板1-4帶動主軸套筒1-9移動，主軸套筒1-9帶動主軸1-7移動同時，位于絲桿連接板1-4兩側(cè)的螺栓型圓柱滾子滾輪
1-5中的兩個圓柱滾子滾輪分別與位于主軸頭鑄件殼1-10兩側(cè)中的長條圓孔1-15內(nèi)壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合；主軸1-7需要工作時，電機通過同步帶輪傳動機構(gòu)帶動套在花鍵軸1-3上的花鍵軸套轉(zhuǎn)動，花鍵軸套帶動花鍵軸及主軸旋轉(zhuǎn)。
[0017]需要理解到的是:上述實施例雖然對本發(fā)明的設(shè)計思路作了比較詳細的文字描述，但是這些文字描述，只是對本發(fā)明設(shè)計思路的簡單文字描述，而不是對本發(fā)明設(shè)計思路的限制，任何不超出本發(fā)明設(shè)計思路的組合、增加或修改，均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭，其特征是:伺服電機通過聯(lián)軸器與絲桿一端連接，絲桿連接板一端與絲桿螺母連接，絲桿連接板另一端與主軸套筒連接，主軸套筒位于主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼內(nèi)，殼絲桿與絲桿螺母旋且?guī)又鬏S套筒前后移動，絲桿連接板兩側(cè)對開有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔，兩個螺栓型圓柱滾子滾輪分別穿過絲桿連接板兩側(cè)的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母旋接，兩個螺栓型圓柱滾子滾輪中的兩個圓柱滾子滾輪與位于主軸頭鑄件殼兩側(cè)中的長條圓孔內(nèi)壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板滾動配合，主軸通過軸承位于主軸套筒內(nèi)，主軸的動力輸入端為花鍵軸,花鍵軸上套有花鍵套，花鍵套上固有同步帶輪，同步帶輪通過同步帶與電機軸上的同步帶輪形成動力傳輸，主軸為空心通孔主軸，空心通孔主軸內(nèi)裝有手動快速換刀機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭，其特征是:手動快速換刀機構(gòu)由拉桿及鎖緊螺母構(gòu)成，拉桿兩端制有絲扣，拉桿位于空心通孔主軸內(nèi)且拉桿前端與刀具旋接、后端旋用鎖緊螺母鎖定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭,其特征是:主軸由主軸心軸和花鍵軸采用錐度螺絲插接對接而成,其動力軸和花鍵軸的軸心為通孔空心軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭,其特征是:主軸頭鑄件殼中主軸套筒鑄殼內(nèi)壁與主軸套筒外壁為間隙油膜配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭,其特征是:主軸套筒位于主軸頭鑄件殼中的主軸套筒殼內(nèi)且主軸套筒殼開有注油孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭，其特征是:絲桿連接板呈葫蘆形絲桿連接，葫蘆形絲桿連接板上部與絲桿螺母連接、下部與主軸套筒連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭,其特征是:主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼內(nèi)壁開有一道一以上油環(huán)槽。
8.一種直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭的工作方法，其特征是:主軸需要調(diào)節(jié)工作行程時，伺服電機通過聯(lián)軸器驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動，套在絲桿上的絲桿螺母帶動絲桿連接板轉(zhuǎn)動，絲桿連接板帶動主軸套筒移動，主軸套筒帶動主軸移動同時，位于絲桿連接板兩側(cè)的螺栓型圓柱滾子滾輪中的兩個圓柱滾子滾輪分別與位于主軸頭鑄件殼兩側(cè)中的長條圓孔內(nèi)壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板滾動配合；主軸需要工作時，電機通過同步帶輪傳動機構(gòu)帶動套在花鍵軸上的花鍵軸套轉(zhuǎn)動，花鍵軸套帶動花鍵軸及主軸旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號】B23B19/02GK104070190SQ201410285507
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】廖竹霖 申請人:杭州貝克機械有限公司