專利名稱：主軸快速回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種快速回轉(zhuǎn)調(diào)整主軸位置的機(jī)構(gòu)，由主軸箱體，內(nèi)外偏心套筒，定位元件，主軸，偏心套筒端蓋，萬(wàn)向聯(lián)軸器等組成，其主軸箱體裝于機(jī)床動(dòng)力箱端部，由機(jī)床之動(dòng)力來(lái)傳動(dòng)萬(wàn)向聯(lián)軸器與主軸，可對(duì)多品種的批量零件進(jìn)行孔的鉆、擴(kuò)、鏜、鉸、銑、攻絲、倒角等機(jī)械加工，一個(gè)主軸箱可同時(shí)容納多根可快速回轉(zhuǎn)調(diào)位的主軸，每根主軸在內(nèi)外偏心套筒分別轉(zhuǎn)動(dòng)下可在設(shè)計(jì)規(guī)定的偏心距范圍內(nèi)分別調(diào)整到至少7個(gè)選定點(diǎn)上，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定點(diǎn)切削加工。
與本實(shí)用新型有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)(1)CN87214356－通用性中心距可調(diào)齒輪傳動(dòng)多軸頭。
(2)CN87200896－可調(diào)式多軸鉆具。
(3)KT系列主軸可調(diào)頭(組合機(jī)床講義第59頁(yè))－國(guó)防工業(yè)出版社。
(4)可回轉(zhuǎn)調(diào)整的主軸頭結(jié)構(gòu)(組合機(jī)床設(shè)計(jì)第一冊(cè)機(jī)械部分)－機(jī)械工業(yè)出版社。
CN87214356提供了一種通用性中心距可調(diào)齒輪傳動(dòng)多軸頭，其特點(diǎn)是 在機(jī)座上設(shè)有安裝中間軸和支承件的支承結(jié)構(gòu)，中間齒輪內(nèi)有軸承，中間軸支承在軸承上，工作軸支承在支承件上，工作軸、中間軸的安裝位置可調(diào)，從而使工作軸中心距可調(diào)。這種調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛性差。
CN87200896推出一種可調(diào)式多軸鉆具。該結(jié)構(gòu)屬于可調(diào)式工藝裝備，不能使機(jī)床具有一機(jī)多用性，操作不靈活，不方便，制造成本高。
KT系列主軸可調(diào)頭。當(dāng)其加工對(duì)象改變時(shí)需用備用主軸或更換主軸模板等方法來(lái)適應(yīng)新的加工要求。用備用主軸雖然較簡(jiǎn)單，但受主軸最小軸間距的限制。更換主軸模板雖克服了前一方法的缺點(diǎn)，但工作量大，調(diào)整麻煩?？傊?，這兩種主軸調(diào)整方法均不是很理想的，且設(shè)備投資較大，故應(yīng)用不廣泛。
可回轉(zhuǎn)調(diào)整的主軸頭結(jié)構(gòu)也存在著KT系列的缺點(diǎn)，需用備用模板，調(diào)整費(fèi)時(shí)。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方法科學(xué)，操作靈活，輕便、可靠的快速回轉(zhuǎn)式主軸位置可調(diào)整的機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到的利用幾何學(xué)上三點(diǎn)定圓的原理構(gòu)成偏心圓，用偏心套筒來(lái)調(diào)整主軸軸線坐標(biāo)的方式設(shè)計(jì)而成。其結(jié)構(gòu)與構(gòu)思如下主軸快速回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)裝于機(jī)床動(dòng)力箱端部，由萬(wàn)向聯(lián)軸器傳遞扭矩，其快速回轉(zhuǎn)調(diào)整是用回轉(zhuǎn)內(nèi)外偏心套筒來(lái)進(jìn)行的，內(nèi)偏心套筒被包容在外偏心套筒里，主軸和軸承安裝在內(nèi)偏心套筒中，外偏心套筒再安裝在主軸箱體內(nèi)，在箱體和外偏心套筒之間以及內(nèi)外偏心套筒之間分別裝有彈性定位元件、齒狀定位元件，在內(nèi)外偏心套筒上制有定位孔(套筒端部制成齒狀時(shí)采用齒狀定位件)，偏心套筒端部各裝有大端蓋、小端蓋，萬(wàn)向聯(lián)軸器與機(jī)床動(dòng)力箱相連接。
按照本實(shí)用新型所提出的主軸快速回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，還可以通過(guò)以下技術(shù)特征來(lái)表述主軸箱內(nèi)可同時(shí)容納多根可調(diào)位主軸，內(nèi)外偏心套筒的偏心距即偏心半徑制成3～50毫米，當(dāng)內(nèi)(或外)偏心套筒的偏心距等于零時(shí)，內(nèi)(或外)偏心套筒的偏心性能消失，即成為單偏心套筒式的主軸快速回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，主軸箱體和內(nèi)、外偏心套筒之間的定位元件是彈性柱，彈性銷或齒輪狀定位元件，彈性柱、銷的端部可制成圓柱頭、球頭、楔形。
松開(kāi)內(nèi)外偏心套筒間的定位元件，轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)偏心套筒，實(shí)現(xiàn)主軸位置第一次調(diào)整，當(dāng)主軸調(diào)整到加工位置時(shí)鎖緊定位元件。另外，松開(kāi)主軸箱體上的定位元件，轉(zhuǎn)動(dòng)外偏心套筒即改變了內(nèi)偏心套筒的中心位置，主軸可繞這個(gè)新的中心位置，以內(nèi)偏心套筒的偏心距為半徑作±180°轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣，又實(shí)現(xiàn)了主軸位置的第二次調(diào)整，以此達(dá)到擴(kuò)大主軸位置的調(diào)整范圍。這樣，每根主軸至少可在根據(jù)七種產(chǎn)品所需加工的七個(gè)孔的幾何位置上進(jìn)行定點(diǎn)調(diào)整后進(jìn)行切削。
本實(shí)用新型有如下附圖(五種產(chǎn)品底座孔的實(shí)施例)


圖1是分馬力電機(jī)(含63、71、80、90S、90L五個(gè)機(jī)座號(hào)，其底腳孔的相關(guān)尺寸可查閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4772、1－84)機(jī)座簡(jiǎn)圖圖2是五個(gè)機(jī)座的共二十個(gè)底腳孔位置分布(圖上為十八孔，有二孔與其它重合)。
圖3主軸位置調(diào)整原理示意圖。
圖4主軸快速回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)圖(圖5的A－A剖視放大)。
圖5是主軸箱端面(主軸位置分布)視圖。
以下結(jié)合附圖并通過(guò)怎樣加工
圖1所示機(jī)座底腳孔的實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡述。在加工如
圖1所示的五個(gè)規(guī)格的機(jī)座底腳孔時(shí)，五個(gè)機(jī)座分別在夾具中定位后可確定如圖2所示的底腳孔的位置分布圖，該四組(每組五孔)孔可由四根可回轉(zhuǎn)調(diào)位的旋轉(zhuǎn)主軸裝上刀具進(jìn)行切削加工，現(xiàn)以圖2左上方的一組孔為例說(shuō)明本機(jī)構(gòu)的構(gòu)思方法和設(shè)計(jì)原理。如圖3所示，這組孔共有a、b、c、d、e五個(gè)，根據(jù)三點(diǎn)定圓原理，以a、b、c三個(gè)孔中心可定出以O(shè)1為圓心的一個(gè)圓，其半徑R＝O1a＝O1b＝O1c＝14毫米，再在d、e兩孔中心連線的垂直平分線上找出O2，使O2d＝O2e＝R，這樣便有以O(shè)2為圓心，R為半徑的第二個(gè)圓，另外在O2、O1兩點(diǎn)連線的垂直平分線上找一點(diǎn)O，使O1O＝O2O＝5毫米，O點(diǎn)便是外偏心套筒3的圓心，O1O即為外偏心套筒的偏心圓半徑即偏心距，內(nèi)偏心套筒4的圓心可繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到以O(shè)2O為半徑構(gòu)成的圓周上任意點(diǎn)，例如O1。O1a＝O1b＝O1c＝O2d＝O2c＝O2e＝R，即為內(nèi)偏心套筒4的偏心距。內(nèi)外偏心套筒的偏心圓半徑(即偏心距)范圍可采用3～50毫米(最佳值為5～20毫米)，偏心距應(yīng)盡可能小，這樣可使偏心套筒結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，大了會(huì)增大結(jié)構(gòu)尺寸，還可能造成偏心套筒相互干涉；過(guò)小則無(wú)偏心調(diào)節(jié)性能。本實(shí)用新型當(dāng)外(或內(nèi))偏心套筒的偏心距等于零時(shí)，外(或內(nèi))偏心套筒即成為等壁厚套筒，這時(shí)可取消外(或內(nèi))偏心套筒而成為單偏心套筒式主軸快速回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的主軸箱可同時(shí)容納多根可調(diào)位主軸，結(jié)合附圖所闡述的實(shí)施例是用四根可調(diào)位主軸中的一根主軸加工五個(gè)電機(jī)機(jī)座底腳四組孔系中的一組孔，一般情況，本機(jī)構(gòu)可使每根主軸調(diào)整到巳定的七個(gè)孔位上。例如在圖3上再增加f、g兩個(gè)孔點(diǎn)(圖3中未標(biāo)出)為主軸需調(diào)整的第六、第七孔位，則可先任取三點(diǎn)如a、b、c作圓找出其圓心O1及圓半徑R，第二次就取d、e二點(diǎn)連線的垂直平分線上一點(diǎn)O2使O2d＝O2e＝R，再取二點(diǎn)f、g連線的垂直平分線上一點(diǎn)O3，使O3f＝O3g＝R，這O1、O2、O3就是內(nèi)偏心套筒4之圓心，R即為內(nèi)偏心套筒之偏心距；過(guò)O1、O2、O3三點(diǎn)作圓得出圓心O即為外偏心套筒3之圓心，OO1＝OO2＝OO3即為外偏心套筒之偏心距。O1、O2、O3始終落在以O(shè)為圓心，OO1或OO2，OO3為半徑的圓周上。因而當(dāng)被加工產(chǎn)品型號(hào)改變，其底腳孔位中心距變更，重新排列七個(gè)機(jī)座底腳孔位置后，得出的四組底腳孔位分布圖的任一組孔位中的任意七個(gè)孔位都可用上述方法確定內(nèi)外偏心套筒的偏心距和回轉(zhuǎn)中心位置，設(shè)計(jì)出內(nèi)外偏心套筒的尺寸，同時(shí)按被加工孔的大小來(lái)決定主軸的尺寸、直徑和軸承的規(guī)格，即可設(shè)計(jì)出可調(diào)位主軸來(lái)完成該七個(gè)巳定位置孔的機(jī)械加工。當(dāng)被加工孔的孔中心落在內(nèi)外偏心套筒可調(diào)偏心距范圍內(nèi)的概率越大，則本機(jī)構(gòu)單根主軸可調(diào)孔位就越多。
本機(jī)構(gòu)主要由萬(wàn)向聯(lián)軸器1、主軸箱體2、外偏心套筒3、內(nèi)偏心套筒4、大端蓋5、小端蓋6、主軸7等零件組成(圖4)，其余如軸承、帶彈簧的彈性定位元件、齒輪狀定位元件、專用扳手(鉗工用的自制簡(jiǎn)易扳手)等是標(biāo)準(zhǔn)外購(gòu)件或是本專業(yè)技術(shù)人員的知識(shí)水平所能理解和設(shè)計(jì)出來(lái)的。
調(diào)整方法如下(參見(jiàn)圖4)在主軸箱體2與外偏心套筒3以及內(nèi)外偏心套筒(4、3)之間的套筒端部制有定位孔，并安裝有帶彈簧的定位元件(定位銷或柱)，其端部插入偏心套筒的定位孔中，柱、銷端部可制成帶倒角的圓柱頭或制成球頭或楔形；也可在內(nèi)外偏心套筒邊緣銑出齒狀，以特制的小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)外偏心套筒，調(diào)位后再將小齒輪定位固緊(用內(nèi)錐套或螺旋擰緊方式脹緊其孔，使小齒輪定位于主軸箱體2或外偏心套筒3上即構(gòu)成齒輪狀定位件)，當(dāng)外偏心套筒不動(dòng)，松開(kāi)內(nèi)外偏心套筒之間的定位元件，用專用扳手插入小端蓋6，轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)偏心套筒4，可分別加工a、b、c三孔，即主軸在內(nèi)偏心套筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可分別調(diào)位到a點(diǎn)、b點(diǎn)、c點(diǎn)，如主軸調(diào)位到b孔，固定內(nèi)偏心套筒使其定位后，即可加工坐標(biāo)點(diǎn)在b點(diǎn)上的鉆孔。當(dāng)要加工d、e孔時(shí)則松開(kāi)主軸箱體2與外偏心套筒3之間的定位元件，將專用扳手插入大端蓋5中(或轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)外偏心套筒3(圖4)，使套在外偏心套筒內(nèi)的內(nèi)偏心套筒的回轉(zhuǎn)中心O1圍繞外偏心套筒3的回轉(zhuǎn)中心O旋轉(zhuǎn)到O2點(diǎn)時(shí)(偏心套上刻有標(biāo)記)，主軸箱體2上的定位元件靠彈性自動(dòng)插入外偏心套筒上的定位孔中，將外偏心套筒3鎖緊，這時(shí)再松開(kāi)外偏心套筒上的定位元件，轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)偏心套筒4，使主軸7繞O2點(diǎn)轉(zhuǎn)到d孔或e孔位置，鎖緊定位元件就可加工d孔、e孔，如再有f孔、g孔，則如前法再轉(zhuǎn)動(dòng)外偏心套筒到O3點(diǎn)定位后再轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)偏心套筒4到f、g孔位置(圖3未標(biāo)出)即可加工f孔、g孔。
以上通過(guò)圖3所闡述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和使用調(diào)整主軸位置的方法，用實(shí)例闡明五個(gè)電機(jī)座的十八個(gè)底腳孔(實(shí)際有二十孔，有二個(gè)孔是重合的)中的一組共五孔(a～e)，是用一根可調(diào)位主軸來(lái)分別加工的，其十八個(gè)孔位用四根可調(diào)位主軸即可設(shè)計(jì)出專用機(jī)床來(lái)加工這四組孔系。雖然，根據(jù)不同產(chǎn)品被加工孔系的尺寸分布要求不同，因而，內(nèi)外偏心套筒的回轉(zhuǎn)中心不同。且偏心距有具體的尺寸要求，但本結(jié)構(gòu)的原理和設(shè)計(jì)構(gòu)思及用途具有創(chuàng)造性，新型性實(shí)用性和通用性。
本實(shí)用新型的主要零件是內(nèi)外偏心套筒(4、3)其材料可用40Cr或45鋼，淬硬到HRc45～50，偏心距采用3～50毫米為宜(最佳范圍為5～20毫米)。內(nèi)偏心套筒上的定位孔待專用機(jī)床裝配時(shí)按鉆模樣板來(lái)確定其位置，同時(shí)在主軸箱體裝有調(diào)整手柄處或在內(nèi)外偏心套筒邊緣上刻上定點(diǎn)標(biāo)記，便于調(diào)整內(nèi)外偏心套筒時(shí)參考。主軸7可采用一般鉆削類主軸的常規(guī)方法設(shè)計(jì)。將主軸箱體2安裝于機(jī)床動(dòng)力箱端部，由動(dòng)力帶動(dòng)萬(wàn)向聯(lián)軸器1傳動(dòng)主軸7即可使用。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)(1)用內(nèi)外偏心套筒進(jìn)行主軸位置的快速回轉(zhuǎn)調(diào)整，其調(diào)整件剛性大，安全性高、調(diào)整方便、靈活、速度快，不用任何備件或其它輔助裝置。
(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、外形美觀、小巧、造價(jià)低廉。
(3)主軸箱可同時(shí)容納多根可調(diào)位主軸(本實(shí)施例為四根)對(duì)孔系進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鏜、銑、鉸、锪倒角、攻絲等機(jī)械加工，可一機(jī)多用，提高機(jī)床利用率。其提高生產(chǎn)效率的倍數(shù)就是主軸箱內(nèi)容納可調(diào)位主軸的數(shù)量。(加工零件的裝夾和主軸調(diào)位方便所節(jié)省的時(shí)間除外)。
(4)每根可調(diào)位主軸能加工七個(gè)以上可調(diào)偏心距范圍內(nèi)的孔，因而適應(yīng)七個(gè)以上不同規(guī)格零件的批量生產(chǎn)。
權(quán)利要求1.一種主軸快速回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，裝于機(jī)床動(dòng)力箱端部，由萬(wàn)向聯(lián)軸器傳動(dòng)，其特征是快速回轉(zhuǎn)調(diào)整是用內(nèi)外偏心套筒來(lái)進(jìn)行的，內(nèi)偏心套筒(4)被包容在外偏心套筒(3)里，主軸(7)和軸承安裝在內(nèi)偏心套筒(4)中，外偏心套筒再安裝在主軸箱體(2)內(nèi)，在箱體和外偏心套筒(2 3)之間以及內(nèi)外偏心套筒(4 3)之間分別裝有彈性定位元件、齒狀定位元件，在內(nèi)外偏心套筒上制有定位孔，偏心套筒端部各裝有大端蓋(5)、小端蓋(6)，萬(wàn)向聯(lián)軸器(1)與機(jī)床動(dòng)力箱相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的主軸快速回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征是內(nèi)外偏心套筒(4、3)的偏心距即偏心半徑制成3～50毫米。
3.如權(quán)利要求1所述的主軸快速回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征是主軸箱體(2)和外偏心套筒(3)、內(nèi)偏心套筒(4)之間的定位元件是彈性柱。
4.如權(quán)利要求1所述的主軸快速回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征是主軸箱體(2)和外偏心套筒(3)、內(nèi)偏心套筒(4)之間的定位元件是彈性銷。
5.如權(quán)利要求3、4所述的主軸快速回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征是彈性柱、銷的端部可制成圓柱頭。
6.如權(quán)利要求3、4所述的主軸快速回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征是彈性柱、銷的端部可制成球頭。
7.如權(quán)利要求3、4所述的主軸快速回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征是彈性柱、銷的端部可制成楔形。
8.如權(quán)利要求1所述的主軸快速回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征是主軸箱體(2)和外偏心套筒(3)、內(nèi)偏心套筒(4)之間的定位元件是齒輪狀定位件。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用內(nèi)外偏心套筒的回轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)整主軸位置的機(jī)構(gòu)。主軸和軸承安裝于內(nèi)偏心套筒中、內(nèi)偏心套筒之外圈即為安裝在主軸箱里的外偏心套筒。松開(kāi)定位元件分別轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)外偏心套筒以實(shí)現(xiàn)主軸在一定范圍內(nèi)的調(diào)整。該機(jī)構(gòu)的主軸箱安裝于機(jī)床動(dòng)力箱端部，即可對(duì)多品種的批量零件進(jìn)行孔的鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、銑、锪、攻絲、倒角等加工，主軸箱可同時(shí)容納多根可調(diào)位主軸。
文檔編號(hào)B23Q5/00GK2088017SQ90212629
公開(kāi)日1991年11月6日 申請(qǐng)日期1990年5月3日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月3日
發(fā)明者張大永, 涂建民 申請(qǐng)人:東風(fēng)電機(jī)廠