專利名稱：機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu),屬于機(jī)床傳動(dòng)結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
從事機(jī)床行業(yè)技術(shù)人員都知道，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，我們經(jīng)常會(huì)使用到這樣的情況，使主軸回轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)，定位主軸使其不再回轉(zhuǎn)，或較長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)很小的角度，而且這些主軸都是運(yùn)用到高精度的機(jī)床上，除了精度需要保證外還要求良好的剛性。目前國(guó)內(nèi)外比較常用的有以下幾種①切向夾緊機(jī)構(gòu)；②徑向液壓夾緊機(jī)構(gòu)；③齒輪消隙機(jī)構(gòu)；④蝸輪蝸桿消隙機(jī)構(gòu)電機(jī)直驅(qū)等。切向夾緊機(jī)構(gòu)適用于軸直徑較小的情況，比如尾座頂尖軸的夾緊；徑向液壓夾緊機(jī)構(gòu)是利用液壓使液壓裝置中的薄壁零件發(fā)生微變形，抱緊主軸，對(duì)薄壁零件的工藝要求高，容易造成夾緊后無(wú)法松開(kāi)的現(xiàn)象，且難實(shí)現(xiàn)半離合工作狀態(tài)和停機(jī)自鎖；對(duì)大扭矩主軸，雙從動(dòng)輪齒輪消隙機(jī)構(gòu)無(wú)法滿足要求，只能使用雙主動(dòng)輪 消隙機(jī)構(gòu)，造價(jià)高；蝸輪蝸桿消隙機(jī)構(gòu)中有使用雙蝸桿的機(jī)構(gòu)，相對(duì)來(lái)說(shuō)造價(jià)較高，調(diào)整相對(duì)困難，還有使用雙導(dǎo)程蝸桿消隙機(jī)構(gòu)，但磨損較快，使用壽命較短，相應(yīng)的精度損失也較快；電機(jī)直驅(qū)實(shí)現(xiàn)時(shí)，要求的電機(jī)功率較大，發(fā)熱量大，造價(jià)也相對(duì)較高。本專利所述的鎖緊機(jī)構(gòu)就完全解決了以上問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、可提供機(jī)床主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)、半離合慢速回轉(zhuǎn)、完全鎖緊三種工作狀態(tài)，同時(shí)，有效提高主軸在各種工作狀態(tài)下剛性的機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)。本發(fā)明機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，包括主軸(I)、主軸箱體(3)、定摩擦環(huán)(8)、動(dòng)摩擦環(huán)(9)、彈簧(12)、油缸(13)，所述定摩擦環(huán)(8)、動(dòng)摩擦環(huán)(9)均為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在其環(huán)的一個(gè)側(cè)面各設(shè)有一個(gè)位置、形狀相匹配的摩擦片，所述定摩擦環(huán)(8)固裝在所述主軸(I) 一端，所述動(dòng)摩擦環(huán)(9)通過(guò)導(dǎo)向環(huán)(11)套裝在所述主軸箱體(3)上，并處于所述定摩擦環(huán)(8 ) 一側(cè)，且所述定摩擦環(huán)(8 )、動(dòng)摩擦環(huán)(9 ) 一個(gè)側(cè)面設(shè)置的摩擦片相互對(duì)應(yīng)；在所述主軸箱體(3)上設(shè)有油缸，所述油缸中設(shè)有活塞(13);所述活塞(13)—端與所述動(dòng)摩擦環(huán)(9)固定連接；在所述活塞(13)上還套裝有彈簧(12)，所述彈簧(12)處于所述活塞(13)與所述油缸一個(gè)端面之間，所述油缸的另一端與外設(shè)油泵連通。本發(fā)明機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，在所述動(dòng)摩擦環(huán)(9)的圓環(huán)上均布有至少3個(gè)與所述活塞(13)固定連接的接口，在所述主軸箱體(3)上匹配有與所述接口對(duì)應(yīng)的油缸及活塞。本發(fā)明一種機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)摩擦環(huán)(9)的外圓周嵌裝在所述導(dǎo)向環(huán)(11)中。本發(fā)明機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，在所述導(dǎo)向環(huán)(11)與所述動(dòng)摩擦環(huán)(9)之間均布有至少3組導(dǎo)向鋼球(6)，在所述導(dǎo)向環(huán)(11)端面設(shè)有與所述導(dǎo)向鋼球(6)相對(duì)應(yīng)的擋板(5)。本發(fā)明機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，所述定摩擦環(huán)(8)、動(dòng)摩擦環(huán)(9)通過(guò)螺紋連接或鉚接分別與所述所述主軸(I)或活塞(13)固定連接。本發(fā)明機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，所述主軸(I)與所述主軸箱體(3)之間設(shè)有徑向支撐定位軸承(2)。本發(fā)明機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，所述彈簧(12)為蝶形彈簧。本發(fā)明主軸的鎖緊機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使用鋼球?qū)?，使?dòng)摩擦環(huán)只具有主軸軸線方向的自由度。類似的使用柱體等其他導(dǎo)向體也屬于本專利的權(quán)利范圍。本發(fā)明主軸的鎖緊機(jī)構(gòu)，鎖緊機(jī)構(gòu)中的鎖緊動(dòng)力，是使用彈簧鎖緊，使用液壓松開(kāi)。類似的使用液壓鎖緊，彈簧松開(kāi)也屬于本專利的權(quán)利范圍。
本發(fā)明的工作原理簡(jiǎn)述于下當(dāng)機(jī)床沒(méi)有工作時(shí)，油缸中沒(méi)有壓力油，利用蝶形彈簧的張力，推動(dòng)活塞處于油缸進(jìn)油端，此時(shí)，活塞端部帶動(dòng)動(dòng)摩擦環(huán)(9)與定摩擦環(huán)接觸，因動(dòng)摩擦環(huán)與固定在箱體上的導(dǎo)向環(huán)間通過(guò)數(shù)組鋼球在導(dǎo)向，使動(dòng)摩擦環(huán)只剩下軸向的自由度，實(shí)現(xiàn)主軸的鎖緊定位，相當(dāng)于主軸與主軸箱體連成一體,從而增加主軸的靜剛性；當(dāng)主軸需要做高速回轉(zhuǎn)時(shí),通過(guò)外設(shè)油泵向油缸中注油，活塞在壓力由作用下壓縮蝶形彈簧，進(jìn)而使固設(shè)在主軸上的動(dòng)摩擦環(huán)(9)與定摩擦環(huán)(8)實(shí)現(xiàn)完全分離，主軸可高速運(yùn)轉(zhuǎn)；通過(guò)調(diào)節(jié)外設(shè)油泵的壓力，可以很方便的控制蝶形彈簧產(chǎn)生微壓縮，因摩擦片間有彈性變形的存在，主軸上的動(dòng)摩擦環(huán)(9)與定摩擦環(huán)(8)可以方便的處于半離合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)主軸慢速回轉(zhuǎn)，這時(shí)，可以增加主軸的阻尼，從而提高主軸的動(dòng)剛性。因此，本發(fā)明可以提供機(jī)床主軸各工作狀態(tài)，并且可有效提高主軸各工作狀態(tài)的剛性。


附圖I為本發(fā)明回轉(zhuǎn)軸鎖緊機(jī)構(gòu)的主剖視圖。附圖2為本發(fā)明回轉(zhuǎn)軸鎖緊機(jī)構(gòu)主軸分離狀態(tài)摩擦片局部結(jié)構(gòu)剖視圖。附圖3為本發(fā)明回轉(zhuǎn)軸鎖緊機(jī)構(gòu)主軸鎖緊狀態(tài)摩擦片局部結(jié)構(gòu)剖視圖。圖中，I-主軸、3-主軸箱體、8-定摩擦環(huán)、9-動(dòng)摩擦環(huán)、12-彈簧、13-油缸。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明參見(jiàn)附圖1、2、3，本發(fā)明一種機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，包括主軸(I)、主軸箱體
(3)、定摩擦環(huán)(8)、動(dòng)摩擦環(huán)(9)、彈簧(12)、油缸(13)，所述定摩擦環(huán)(8)、動(dòng)摩擦環(huán)(9)均為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在其環(huán)的一個(gè)側(cè)面各設(shè)有一個(gè)位置、形狀相匹配的摩擦片，所述定摩擦環(huán)(8)固裝在所述主軸(I) 一端，所述動(dòng)摩擦環(huán)(9)的外圓周嵌裝在所述導(dǎo)向環(huán)(11)中而套裝在所述主軸箱體(3 )上，并處于所述定摩擦環(huán)(8 ) —側(cè)，且所述定摩擦環(huán)(8 )、動(dòng)摩擦環(huán)(9 )一個(gè)側(cè)面設(shè)置的摩擦片相互對(duì)應(yīng)；在所述主軸箱體(3)上設(shè)有油缸，所述油缸中設(shè)有活塞
(13);所述活塞(13)—端與所述動(dòng)摩擦環(huán)(9)固定連接；在所述動(dòng)摩擦環(huán)(9)的圓環(huán)上均布有3個(gè)與所述活塞(13)固定連接的接口，在所述主軸箱體(3)上匹配有與所述接口對(duì)應(yīng)的油缸及活塞；在所述活塞(13)上還套裝有彈簧(12)，所述彈簧(12)處于所述活塞(13)與所述油缸一個(gè)端面之間，所述油缸的另一端與外設(shè)油泵連通。本實(shí)施例中，在所述導(dǎo)向環(huán)(11)與所述動(dòng)摩擦環(huán)(9)之間均布有3組導(dǎo)向鋼球
(6)，在所述導(dǎo)向環(huán)(11)端面設(shè)有與所述導(dǎo)向鋼球(6)相對(duì)應(yīng)的擋板(5)。本實(shí)施例中，所述定摩擦環(huán)(8 )、動(dòng)摩擦環(huán)(9 )通過(guò)螺紋連接或鉚接分別與所述所述主軸(I)或活塞(13)固定連接。本實(shí)施例中，所述主軸(I)與所述主軸箱體(3)之間設(shè)有徑向支撐定位軸承(2)。本實(shí)施例中，所述彈簧(12)為蝶形彈簧。 本發(fā)明在主軸需要做高速回轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)油孔進(jìn)油，壓縮蝶形彈簧使固定在活塞上的動(dòng)摩擦環(huán)與定摩擦環(huán)完全分離，如圖2所示，動(dòng)摩擦環(huán)與定摩擦環(huán)之間間隙為δ，主軸能夠無(wú)約束高速運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)主軸需要固定在某一位置時(shí)，通過(guò)油孔泄油，蝶形彈簧復(fù)位使固定在活塞上的動(dòng)摩擦環(huán)與定摩擦環(huán)結(jié)合，因動(dòng)摩擦環(huán)與固定在箱體上的導(dǎo)向環(huán)間通過(guò)數(shù)組鋼球?qū)?，使?dòng)摩擦環(huán)只剩下軸向的自由度，動(dòng)摩擦環(huán)與定摩擦環(huán)結(jié)合產(chǎn)生摩擦力使主軸固定，如圖3所示，相當(dāng)于主軸與主軸箱體連成一體，從而增加主軸的靜剛性；當(dāng)通過(guò)油孔進(jìn)入的油壓調(diào)整到某一壓力，使蝶形彈簧產(chǎn)生微壓縮時(shí)，因摩擦片間有彈性變形的存在，使動(dòng)摩擦環(huán)與定摩擦環(huán)能夠處于半離合狀態(tài)，主軸能夠較慢轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)，能夠增加主軸的阻尼，從而提高主軸的動(dòng)剛性。為防止鋼球從導(dǎo)向槽中滑出，加鋼球擋板預(yù)防。
權(quán)利要求
1.機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，包括主軸(I)、主軸箱體(3)、定摩擦環(huán)(8)、動(dòng)摩擦環(huán)(9)、彈簧(12)、油缸(13)，其特征在于所述定摩擦環(huán)(8)、動(dòng)摩擦環(huán)(9)均為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在其環(huán)的ー個(gè)側(cè)面各設(shè)有ー個(gè)位置、形狀相匹配的摩擦片，所述定摩擦環(huán)(8)固裝在所述主軸(I)一端，所述動(dòng)摩擦環(huán)(9 )通過(guò)導(dǎo)向環(huán)(11)套裝在所述主軸箱體(3 )上，并處于所述定摩擦環(huán)(8 ) ー側(cè)，且所述定摩擦環(huán)(8 )、動(dòng)摩擦環(huán)(9 ) ー個(gè)側(cè)面設(shè)置的摩擦片相互對(duì)應(yīng)；在所述主軸箱體(3)上設(shè)有油缸，所述油缸中設(shè)有活塞(13);所述活塞(13)—端與所述動(dòng)摩擦環(huán)(9)固定連接；在所述活塞(13)上還套裝有彈簧(12)，所述彈簧(12)處于所述活塞(13)與所述油缸ー個(gè)端面之間，所述油缸的另一端與壓カ油裝置連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于所述彈簧(12)為蝶形彈黃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于所述主軸(I)與所述主軸箱體(3 )之間設(shè)有徑向支撐定位軸承(2 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于在所述動(dòng)摩擦環(huán)(9)的圓環(huán)上均布有至少3個(gè)與所述活塞(13)固定連接的接ロ，在所述主軸箱體(3)上匹配有與所述接ロ對(duì)應(yīng)的油缸及活塞。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于所述動(dòng)摩擦環(huán)(9)的外圓周嵌裝在所述導(dǎo)向環(huán)(11)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于在所述導(dǎo)向環(huán)(11)與所述動(dòng)摩擦環(huán)(9)之間均布有至少3組導(dǎo)向鋼球(6)，在所述導(dǎo)向環(huán)(11)端面設(shè)有與所述導(dǎo)向鋼球(6)相對(duì)應(yīng)的擋板(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于所述定摩擦環(huán)(8)、動(dòng)摩擦環(huán)(9)通過(guò)螺紋連接或鉚接分別與所述所述主軸(I)或活塞(13)固定連接。
全文摘要
機(jī)床主軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)，包括主軸、主軸箱體、定摩擦環(huán)、動(dòng)摩擦環(huán)、彈簧、油缸，所述定摩擦環(huán)、動(dòng)摩擦環(huán)的一個(gè)側(cè)面各設(shè)有一個(gè)位置、形狀相匹配的摩擦片，定摩擦環(huán)固裝在所述主軸一端，動(dòng)摩擦環(huán)通過(guò)導(dǎo)向環(huán)套裝在主軸箱體上，并處于定摩擦環(huán)一側(cè)；在主軸箱體上設(shè)有油缸，油缸中設(shè)有一端與動(dòng)摩擦環(huán)固定連接的活塞；活塞上還套裝有處于活塞與所述油缸一個(gè)端面之間的彈簧，油缸的另一端與壓力油裝置連通。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、可提供機(jī)床主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)、半離合慢速回轉(zhuǎn)、完全鎖緊三種工作狀態(tài)，同時(shí)，有效提高主軸在各種工作狀態(tài)下剛性。適于作為機(jī)床主軸軸向鎖緊裝置，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B23B19/02GK102728859SQ201210253358
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者周鶴群, 汪中厚, 王錦華, 陳敢, 龍建國(guó) 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué), 湖南金能達(dá)機(jī)電科技有限公司