專利名稱：一種數(shù)控主軸單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械加工主軸單元領(lǐng)域，特別是指一種數(shù)控主軸單元。
背景技術(shù)：
主軸單元主要安裝于機(jī)械加工設(shè)備上用來進(jìn)行鉆、鉸、鏜、攻絲等機(jī)械加工，傳統(tǒng)的 驅(qū)動方式為氣壓或液壓驅(qū)動，加工到位限位方式為機(jī)械限位。這種驅(qū)動方式單一，易產(chǎn)生 漏氣或漏油等缺陷，進(jìn)給速度不易控制，加工到位震動大，加工工件時(shí)軸向尺寸精度不易 控制，加工的工件表面光潔度不高，易損件不易更換。隨著機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展，這種傳 統(tǒng)的主軸單元已經(jīng)不能滿足市場的需求。
而現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)控主軸單元雖然對于進(jìn)給速度的控制能力得到了很大的提升,但是 由于其零部件間間隙等的影響，仍然使得加工時(shí)震動較大，影響了加工工件的精度。不但
如此，現(xiàn)有的數(shù)控主軸單元某個(gè)零部件損壞時(shí)，往往需要將整個(gè)裝置拆下才能更換，非常 不方便。如中國專利號200620084194.9公開了一種"數(shù)控主軸裝置"，包括主軸、電動 機(jī)、聯(lián)軸器和工控微計(jì)算機(jī)，其特征在于電動機(jī)采用開關(guān)磁阻調(diào)速電動機(jī)，開關(guān)磁阻調(diào) 速電動機(jī)通過聯(lián)軸器與主軸相連，開關(guān)磁阻調(diào)速電動機(jī)連接控制器，控制器連接工控微計(jì) 算機(jī)。再如中國200620083765.7公開了一種"數(shù)控開槽機(jī)主軸機(jī)構(gòu)"，這種數(shù)控開槽機(jī)主 軸機(jī)構(gòu)，包括主軸箱，主軸箱下端設(shè)計(jì)有主軸通孔，主軸箱下端的主軸通孔內(nèi)裝有軸承， 軸承內(nèi)裝有主軸，主軸通孔的左側(cè)端螺紋連接有軸承壓蓋，軸承壓蓋中心開有壓蓋通孔， 主軸穿過壓蓋通孔；主軸的左右兩端分別位于主軸箱的外側(cè)，主軸的右端螺紋連接有螺紋 壓蓋，螺紋壓蓋的右側(cè)的主軸上安裝有刀夾。這兩個(gè)專利都有上述所述的缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)機(jī)械加工中主軸加工精度不易控制、主軸不 易拆卸的缺點(diǎn)，提供一種新型數(shù)控主軸單元。
本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案 一種數(shù)控主軸單元，包括 一用于承載機(jī)械加工工具的主軸，該主軸具有一貫通其兩端部的內(nèi)腔；一空心拉桿，裝設(shè)于主軸的內(nèi)腔中，其前端部固定設(shè)有所述機(jī)械加工工具； 一用于驅(qū)動主軸軸向滑動的主軸進(jìn)給驅(qū)動裝置，包括一接于機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控中心的 第一伺服電機(jī)、 一由該第一伺服電機(jī)驅(qū)動的第一同步帶裝置、 一由該第一同步帶裝置驅(qū)動 的螺母裝置、 一與該螺母裝置相互配合并固定套接于主軸上的絲桿，主軸隨該絲桿軸向滑 動；
一用于驅(qū)動主軸徑向旋轉(zhuǎn)的主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，包括一接于機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控中心的 第二伺服電機(jī)、 一由該第二伺服電機(jī)驅(qū)動的第二同步帶裝置，該第二同步帶裝置帶動主軸 徑向旋轉(zhuǎn)；
一箱體，上述各組件均安裝于該箱體中。
進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的一種數(shù)控主軸單元還包括一用于使主軸進(jìn)給驅(qū)動裝置和主軸 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置同步運(yùn)轉(zhuǎn)的聯(lián)動機(jī)構(gòu),包括一設(shè)于第一同步帶裝置或第二同步帶裝置上的第 五同步帶輪，該第五同步帶輪上設(shè)有一編碼器，該編碼器并接于機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控中心。
進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的一種數(shù)控主軸單元，所述主軸的后端部抵靠有一回位裝置， 所述空心拉桿的后端部抵靠有一限位塊。
更進(jìn)一步地，所述回位裝置為一回位彈簧。
進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的一種數(shù)控主軸單元，所述空心拉桿的前端部連接有一拉爪， 該拉爪可拆卸地連接有一拉緊螺釘，該拉緊螺釘可拆卸地連接所述機(jī)械加工工具。
所述第一同步帶裝置包括一設(shè)于第一伺服電機(jī)上的第一同步帶輪，該第一同步帶輪通 過一同步帶連接一第二同步帶輪；所述螺母裝置包括一左螺母和一右螺母；該第二同步帶 輪連接于該左螺母和右螺母。
進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的一種數(shù)控主軸單元，所述左螺母上設(shè)有一并緊螺母，所述右 螺母上設(shè)有一限位軸承。
所述第二同步帶裝置包括一設(shè)于第二伺服電機(jī)上的第三同步帶輪，該第三同步帶輪通 過一同步帶帶動一第四同步帶輪，該第四同步帶輪上設(shè)有一軸承，該軸承固定于一支撐座 上。
進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的一種數(shù)控主軸單元，所述絲桿為滾珠絲桿。由上述對本實(shí)用新型的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的一種數(shù)控主軸單元 通過支撐座、軸承、第四同步帶輪的配合作用實(shí)現(xiàn)主軸的卸荷，使主軸只承受工作扭矩， 而不承受徑向扭矩，不但提升了主軸軸向動作的精確性，也使得主軸的壽命延長；其次， 本實(shí)用新型通過并緊螺母、左螺母、右螺母、絲桿的配合作用，使得左螺母、右螺母與絲 桿的間隙消除掉，形成無間隙傳動，使得主軸工作時(shí)震動較小，不但提高加工的精確性， 也使得主軸的壽命延長；另外，本實(shí)用新型通過在主軸進(jìn)給驅(qū)動裝置或主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置 上設(shè)有的編碼器來實(shí)現(xiàn)主軸軸向和徑向動作的聯(lián)動，使得加工工件的加工精度更易控制 最后，本實(shí)用新型通過空心拉桿、拉緊螺釘、拉爪、機(jī)械加工工具、回位裝置、限位塊及 主軸進(jìn)給驅(qū)動裝置的配合作用實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工工具的自動裝卸，更換簡易。總之，本實(shí)用新 型的一種數(shù)控主軸單元主要安裝于機(jī)械加工設(shè)備上用于鉆、鉸、鏜、攻絲等機(jī)械加工，主 軸的進(jìn)給速度易控制，加工到位時(shí)的震動較小，加工工件時(shí)軸向尺寸的精度容易控制，加 工的工件表面光潔度高，易損件易更換，充分滿足現(xiàn)代機(jī)械加工的需求。

圖1為本實(shí)用新型一種數(shù)控主軸單元的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

參照圖l，本實(shí)用新型的一種數(shù)控主軸單元，包括
一用于承載機(jī)械加工工具的主軸1,該主軸1具有一貫通其兩端部的內(nèi)腔； 一空心拉桿15,裝設(shè)于主軸1的內(nèi)腔中，其前端部連接有一拉爪1-2，該拉爪1-2 可拆卸地連接有一拉緊螺釘1-1，該拉緊螺釘1-1可拆卸地連接一機(jī)械加工工具1-3，該 機(jī)械加工工具l-3可以是完成切、鉆、鏜、鉸、攻絲等動作的工具；拉爪l-2與拉緊螺釘 1-1之間的連接方式為卡接，拉緊螺釘1-1與機(jī)械加工工具1-3之間的連接方式為螺紋連 接；
一用于驅(qū)動主軸1軸向滑動的主軸進(jìn)給驅(qū)動裝置,包括一接于機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控中心 的第一伺服電機(jī)ll、 一由該第一伺服電機(jī)ll驅(qū)動的第一同步帶裝置、 一由該第一同步帶 裝置驅(qū)動的螺母裝置、 一與該螺母裝置相互配合并固定套接于主軸1上的滾珠絲桿2，主 軸1隨該滾珠絲桿2軸向滑動；該第一同步帶裝置包括一設(shè)于第一伺服電機(jī)11上的第一同步帶輪10,該第一同步帶輪10通過一同步帶10-1連接一第二同步帶輪2-1;該螺母裝 置包括一左螺母13和一右螺母12;該第二同步帶輪2-1連接于該左螺母13和右螺母12;
一用于驅(qū)動主軸1徑向旋轉(zhuǎn)的主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，包括一接于機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控中心
的第二伺服電機(jī)3、 一由該第二伺服電機(jī)3驅(qū)動的第二同步帶裝置，該第二同步帶裝置帶 動主軸1徑向旋轉(zhuǎn)；該第二同步帶裝置包括一設(shè)于第二伺服電機(jī)3上的第三同步帶輪4， 該第三同步帶輪4通過一同步帶4-1帶動一第四同步帶輪8，該第四同步帶輪8上設(shè)有一 軸承9-1，該軸承9-1固定于一支撐座9上；
一用于使主軸進(jìn)給驅(qū)動裝置和主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置同步運(yùn)轉(zhuǎn)的聯(lián)動機(jī)構(gòu)，包括一設(shè)于第 二同步帶裝置上的第五同步帶輪6，該第五同步帶輪6上設(shè)有一編碼器5，該編碼器5并
接于機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控中心；
一箱體16,上述各組件均安裝于該箱體16中。
另外，本實(shí)用新型的一種數(shù)控主軸單元，主軸1的后端部抵靠有一回位彈簧7,空心 拉桿15的后端部抵靠有一限位塊17;左螺母13上設(shè)有一并緊螺母14,右螺母12上設(shè)有 一限位軸承2-2。
本實(shí)用新型的一種數(shù)控主軸單元，在裝配時(shí)，調(diào)節(jié)并緊螺母14,左螺母13向左移動， 帶動絲桿2向左移動，絲桿2帶動右螺母12向左移動，因?yàn)橛衣菽?2在向左移動時(shí)被限 位軸承2-2限位不能向左移動,這樣右螺母12的螺紋右側(cè)面就緊貼在絲桿2的螺紋左側(cè)， 同時(shí)，左螺母13的螺紋左側(cè)面緊貼在絲桿2的右側(cè)面，這樣就把左螺母13、右螺母12 與絲桿2的間隙消除掉，形成無間隙傳動。
本實(shí)用新型的一種數(shù)控主軸單元，在工作時(shí)，第二伺服電機(jī)3通過第三同步帶輪4、 同步帶4-l、第四同步帶輪8帶動主軸1旋轉(zhuǎn)，由于第四同步帶輪8上設(shè)有軸承9-l，該 軸承9-1固定于支撐座9上，這樣第四同步帶輪8就可以通過該軸承9-1由支撐座9承受 徑向扭矩，而主軸l只承受工作扭矩，起到卸荷效果。
本實(shí)用新型的一種數(shù)控主軸單元，在主軸l旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，第一伺服電機(jī)ll通過第一 同步帶輪10、同步帶10-1、第二同步帶輪2-1帶動左螺母13、右螺母12旋轉(zhuǎn)，從而帶 動絲桿2沿軸向滑動、主軸1沿軸向進(jìn)給，而此時(shí)，設(shè)于第五同步帶輪6上的編碼器5將采集到的數(shù)據(jù)反饋至機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控中心,并由機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控中心控制第一伺服 電機(jī)11和第二伺服電機(jī)3的動作，從而使主軸l實(shí)現(xiàn)沿軸向滑動的同時(shí)沿徑向旋轉(zhuǎn)，達(dá) 到聯(lián)動效果。
本實(shí)用新型的一種數(shù)控主軸單元，在更換機(jī)械加工工具1-3時(shí)，在主軸進(jìn)給驅(qū)動裝置 作用下，主軸l軸向后移，當(dāng)空心拉桿15碰到限位塊17后，空心拉桿15停止后移，而 主軸l繼續(xù)后移，回位彈簧7被壓縮，拉爪l-2松開，拉緊螺釘1-1和機(jī)械加工工具1-3 從拉爪1-2松開卸掉，與此同時(shí)，可在電磁閥的作用下，吹氣閥門打開，通過空心拉桿 15對主軸1前端部的錐孔吹氣，將錐孔中的鐵屑等雜物吹落，將機(jī)械加工工具l-3換好 后，將拉緊螺釘1-l和機(jī)械加工工具l-3裝入拉爪l-2，在主軸進(jìn)給驅(qū)動裝置作用下，主 軸1軸向前移，在回位彈簧7作用下拉爪1-2拉緊拉緊螺釘1-1，從而完成機(jī)械加工工具 1-3的裝夾。
上述僅為本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此， 凡利用此構(gòu)思對本實(shí)用新型進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本實(shí)用新型保護(hù)范圍的行 為。
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權(quán)利要求1、一種數(shù)控主軸單元，其特征在于包括一用于承載機(jī)械加工工具的主軸，該主軸具有一貫通其兩端部的內(nèi)腔；一空心拉桿，裝設(shè)于主軸的內(nèi)腔中，其前端部固定設(shè)有所述機(jī)械加工工具；一用于驅(qū)動主軸軸向滑動的主軸進(jìn)給驅(qū)動裝置，包括一接于機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控中心的第一伺服電機(jī)、一由該第一伺服電機(jī)驅(qū)動的第一同步帶裝置、一由該第一同步帶裝置驅(qū)動的螺母裝置、一與該螺母裝置相互配合并固定套接于主軸上的絲桿，主軸隨該絲桿軸向滑動；一用于驅(qū)動主軸徑向旋轉(zhuǎn)的主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，包括一接于機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控中心的第二伺服電機(jī)、一由該第二伺服電機(jī)驅(qū)動的第二同步帶裝置，該第二同步帶裝置帶動主軸徑向旋轉(zhuǎn)；一箱體，上述各組件均安裝于該箱體中。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控主軸單元，其特征在于還包括一用于使主軸進(jìn)給驅(qū)動裝置和主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置同步運(yùn)轉(zhuǎn)的聯(lián)動機(jī)構(gòu)，包括一設(shè)于第一同步帶裝置或第二同步帶裝置上的第五同步帶輪，該第五同步帶輪上設(shè)有一編碼器，該編碼器并接于機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控中心。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的一種數(shù)控主軸單元，其特征在于所述主軸的后端部抵靠有一回位裝置，所述空心拉桿的后端部抵靠有一限位塊。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種數(shù)控主軸單元，其特征在于所述回位裝置為一回位彈簧。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的一種數(shù)控主軸單元，其特征在于所述空心拉桿的前端部連接有一拉爪，該拉爪可拆卸地連接有一拉緊螺釘，該拉緊螺釘可拆卸地連接所述機(jī)械加工工具。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的一種數(shù)控主軸單元，其特征在于所述第一同步帶裝置包括一設(shè)于第一伺服電機(jī)上的第一同步帶輪，該第一同步帶輪通過一同步帶連接一第二同步帶輪；所述螺母裝置包括一左螺母和一右螺母；該第二同步帶輪連接于該左螺母和右螺母。
7、 如權(quán)利要求6所述的一種數(shù)控主軸單元，其特征在于所述左螺母上設(shè)有一并緊螺母，所述右螺母上設(shè)有一限位軸承。
8、 如權(quán)利要求1或2所述的一種數(shù)控主軸單元，其特征在于所述第二同步帶裝置包括一設(shè)于第二伺服電機(jī)上的第三同步帶輪,該第三同步帶輪通過一同步帶帶動一第四同步帶輪，該第四同步帶輪上設(shè)有一軸承，該軸承固定于一支撐座上。
9、 如權(quán)利要求1或2或4或7所述的一種數(shù)控主軸單元，其特征在于所述絲桿為滾珠絲桿。
專利摘要本實(shí)用新型涉及機(jī)械加工主軸單元領(lǐng)域，特別是指一種數(shù)控主軸單元，包括一用于承載機(jī)械加工工具的主軸、一空心拉桿、一用于驅(qū)動主軸軸向滑動的主軸進(jìn)給驅(qū)動裝置、一用于驅(qū)動主軸徑向旋轉(zhuǎn)的主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、一箱體，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的一種數(shù)控主軸單元主要安裝于機(jī)械加工設(shè)備上用于鉆、鉸、鏜、攻絲等機(jī)械加工，主軸的進(jìn)給速度易控制，加工到位時(shí)的震動較小，加工工件時(shí)軸向尺寸的精度容易控制，加工的工件表面光潔度高，易損件易更換，充分滿足現(xiàn)代機(jī)械加工的需求。
文檔編號B23Q5/00GK201271808SQ200820145698
公開日2009年7月15日 申請日期2008年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者洪清德 申請人:洪清德