專利名稱：一種機(jī)床皮帶主軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械加工設(shè)備，具體地說是一種集成滾動(dòng)軸承、自動(dòng)換刀系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)于一體的機(jī)電一體化的機(jī)床皮帶主軸。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，主軸的換刀時(shí)，由于沒有換刀信號(hào)感應(yīng)裝置，在拉刀和卸刀時(shí)，拉桿的位移往往不容易操控，無論是人手換刀或自動(dòng)換刀都會(huì)造成位移過大或過小的結(jié)果，位移過大拉桿則容易損壞，位移過小則換不了刀。氣壓卸刀機(jī)構(gòu)中的氣缸，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，密封性能低，傳動(dòng)也不平穩(wěn)，頻繁換刀則容易損壞或漏氣，使用壽命短，需要頻繁更換液氣缸。換刀裝置均構(gòu)造復(fù)雜，換刀過程繁瑣，然而拉緊力又不足，因此廠家們急需要一種換刀裝置以取替舊式的主軸換刀裝置。電機(jī)都是內(nèi)置于主軸內(nèi)部的，因此機(jī)床裝配難度大，噪音大，低轉(zhuǎn)速的情況下扭矩不足，而且電機(jī)散熱面積不足，會(huì)導(dǎo)致主軸溫升值高，精確度降低，容易 損壞，使用壽命不長(zhǎng)。另外，吹塵、卸刀和復(fù)位的氣道的設(shè)計(jì)復(fù)雜異常，操作也很復(fù)雜，容易使操作者誤操，使用起來非常局促，不便于廣泛的推廣及使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種機(jī)床皮帶主軸，它可使工作轉(zhuǎn)數(shù)0 — 6000rpm變動(dòng)，其中最佳轉(zhuǎn)速為lOOOrpm，在較低轉(zhuǎn)速可提供較高扭矩，滿足所需機(jī)械加工要求，精度高，扭矩大，使用壽命長(zhǎng)，便于推廣及應(yīng)用。本發(fā)明技術(shù)解決方案是在氣缸組件1，氣缸組件I的底部固定有鋁水套組件3，機(jī)體組件7,機(jī)體組件7內(nèi)包括有上軸承組件14,隔套組件15,下軸承組件16,機(jī)體組件5的底部固定有下端蓋11，軸芯組件10和軸芯組件10內(nèi)部軸向貫通孔設(shè)有拉桿組件8的基礎(chǔ)上，本發(fā)明特別在于機(jī)體組件7頂部上固定有連接法蘭6，連接法蘭6頂部和鋁水套組件3底部之間固定有電機(jī)連接座4 ;所述電機(jī)連接座4分為主軸部和電機(jī)部，電機(jī)部固定有伺服電機(jī)12，伺服電機(jī)12轉(zhuǎn)動(dòng)端設(shè)置在同步帶輪組件13中，主軸部?jī)?nèi)設(shè)置有軸芯組件10的近尾部，伺服電機(jī)12通過同步帶引致軸芯組件10轉(zhuǎn)動(dòng)。以上本發(fā)明所述的主軸機(jī)體中軸芯組件10近尾部設(shè)有連接法蘭6，連接法蘭6上固定有電機(jī)連接座8，電機(jī)連接座4的電機(jī)部設(shè)有同步帶輪組件12，所述同步帶輪組件13包括有主動(dòng)輪壓蓋4. I，主動(dòng)輪壓蓋4. I上設(shè)有主動(dòng)輪4. 2 ;軸芯組件10的近尾部處固定有從動(dòng)輪4. 3，所述從動(dòng)輪4. 3頂部固定有從動(dòng)輪壓蓋4. 4固定在軸芯組件10尾部上，從動(dòng)輪4. 3內(nèi)壁與軸芯組件10外壁間設(shè)有脹緊套4. 5，從動(dòng)輪4. 3底部設(shè)有配重盤5 ;從動(dòng)輪4. 3由同步帶4. 6與主動(dòng)輪4. 2連動(dòng)。以上所述氣缸組件I頂部固定有氣缸頂蓋I. I，氣缸頂蓋I. I 一側(cè)設(shè)有復(fù)位氣孔17，氣缸頂蓋4中部設(shè)有進(jìn)氣管路聯(lián)接螺孔18，氣缸頂蓋I. I下部設(shè)有首級(jí)活塞I. 2，二級(jí)活塞I. 3，首級(jí)缸體I. 4，二級(jí)缸體I. 5 ;首級(jí)缸體I. 2外壁內(nèi)部設(shè)有與復(fù)位氣孔17相通的上缸體進(jìn)出氣孔道I. 6，二級(jí)缸體I. 5外壁內(nèi)部設(shè)置有與上缸體進(jìn)出氣孔道I. 6相通的下缸體進(jìn)出氣孔道I. 7，氣缸頂蓋4設(shè)有吹塵氣孔19，首級(jí)缸體I. 4外壁內(nèi)部和二級(jí)缸體I. 5外壁內(nèi)部設(shè)有吹塵氣道。本發(fā)明所述拉桿組件8近頂部的臺(tái)階與軸芯組件10的內(nèi)壁間設(shè)有密封圈8. 1，拉桿組件8桿身設(shè)有復(fù)位碟簧8. 2和軸芯組件10底部軸向貫通內(nèi)的拉爪組件9，復(fù)位彈簧8. 2底部與彈簧墊塊8. 3相接，拉爪組件9包括有拉爪座8. 5和連接桿8. 4，連接桿8. 4的軸向貫通孔內(nèi)連接有軸芯組件10底部與拉爪座8. 5頂部，拉爪座8. 5底端與刀尾相接，拉爪座8. 5的中部臺(tái)階處底面與拉爪8. 6頂端相接，拉爪8. 6近頂部的外壁設(shè)有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)設(shè)有拉伸彈簧8. 7。本發(fā)明所述鋁水套組件3側(cè)壁的近頂端面處設(shè)有徑向貫通內(nèi)外壁的拉刀信號(hào)傳感器3. 1，鋁水套組件3側(cè)壁的近底端面處設(shè)有徑向貫通內(nèi)外壁的卸刀信號(hào)傳感器3. 5，拉桿組件8的尾端設(shè)置有感應(yīng)盤2。本發(fā)明工作原理如下
冷卻方式由于轉(zhuǎn)速不高，采取自然風(fēng)冷卻形式足以滿足性能要求，且節(jié)約能源消耗。吹塵原理主軸工作時(shí)，氣缸組件的吹塵進(jìn)氣孔道通入壓縮空氣，隨后壓縮空氣進(jìn)入鋁水套組件、電機(jī)連接座和連接法蘭、機(jī)體組件，最后從下端蓋與軸芯組件之間縫隙中機(jī)體外，完成吹塵過程，可吹掉軸芯組件內(nèi)的塵埃，帶走高速旋轉(zhuǎn)的軸承產(chǎn)生的一部分熱量，同時(shí),阻止機(jī)體外的污水、切削屑、氣體等進(jìn)入主軸。信號(hào)傳感器工作原理當(dāng)拉桿組件受到外力作用往下移動(dòng)時(shí)，感應(yīng)盤也隨著拉桿向下移動(dòng)。當(dāng)感應(yīng)盤的底部外壁到達(dá)卸刀信號(hào)傳感器所在感應(yīng)點(diǎn)，卸刀信號(hào)傳感器則產(chǎn)生一個(gè)卸刀信號(hào)，反饋給系統(tǒng)，卸刀指示燈亮，操作人員可以卸刀；當(dāng)外力移去，感應(yīng)盤和拉桿向上移動(dòng)，當(dāng)感應(yīng)盤的外壁臺(tái)階外圓到達(dá)拉刀信號(hào)感應(yīng)器所在感應(yīng)點(diǎn)時(shí)，拉刀信號(hào)感應(yīng)器則產(chǎn)生一個(gè)拉刀信號(hào)，反饋給系統(tǒng)，拉刀完成，操作人員可以繼續(xù)下面工作。換刀原理在拉爪閉合狀態(tài)時(shí)，受拉伸彈簧作用而張開的拉爪受到內(nèi)孔壁的限制處于閉合狀態(tài)；通過活塞在拉桿頂部施加一定的向下推壓力，使拉桿與連接在拉桿上的拉爪一起往下移動(dòng)；同時(shí)，復(fù)位碟簧在拉桿的壓力下開始?jí)嚎s，隨著拉桿受壓逐步下移，拉爪完全脫離軸芯內(nèi)壁限制而自由張開最大，此時(shí)為拉爪張開狀態(tài)，可更各式換刀柄。當(dāng)更換好刀柄后，取消拉桿頂部施加的壓力，拉桿受復(fù)位碟簧組的自由伸長(zhǎng)而與拉爪一起向上移動(dòng)，同時(shí)，拉爪受到軸芯內(nèi)壁的限制而逐步收縮閉合，直至拉接桿上端面受到碟簧墊塊阻止，此時(shí)回到拉爪閉合狀態(tài)；如此重復(fù)拉爪閉合、張開動(dòng)作，即可實(shí)現(xiàn)方便、快速、準(zhǔn)確的換刀。氣缸工作原理本氣缸設(shè)備用作滾珠電主軸用的卸刀機(jī)構(gòu)；卸刀工作時(shí)從卸刀進(jìn)氣管路聯(lián)接螺紋接通符合要求的高壓氣體，使高壓氣體進(jìn)入缸內(nèi)首級(jí)活塞上腔，首級(jí)活塞受壓力向下移動(dòng)；同時(shí)，首級(jí)活塞下腔氣體與外界相通從上缸體進(jìn)出氣孔和下缸體進(jìn)出氣孔排出，此過程為“氣缸卸刀過程”;拉刀復(fù)位工作時(shí)，關(guān)閉卸刀進(jìn)氣管氣壓，從復(fù)位氣孔接通符合要求的高壓氣體進(jìn)入腔體，同時(shí)，首級(jí)活塞和二級(jí)活塞下腔受壓使活塞向上移動(dòng)此過程為“氣缸復(fù)位過程”
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
I、工作時(shí)利用伺服電機(jī)的頻率調(diào)節(jié)，可使工作轉(zhuǎn)數(shù)0 — 6000rpm變動(dòng)，其中最佳轉(zhuǎn)速為lOOOrpm，在較低轉(zhuǎn)速可提供較高扭矩，滿足所需機(jī)械加工要求。2、主軸內(nèi)裝有傳感器，可及時(shí)反饋、監(jiān)控主軸拉刀和卸刀狀態(tài)。
3、由于主軸優(yōu)化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及較低的使用轉(zhuǎn)速要求，主軸溫升值較低，可確保主軸在自然風(fēng)冷條件下滿足使用要求，這不但可簡(jiǎn)化零件結(jié)構(gòu)，也可降低機(jī)床制造廠家的生產(chǎn)成本。4、主軸采用大0型對(duì)角接觸軸承的支承結(jié)構(gòu)，可提供較高的風(fēng)度，同時(shí)保證主軸在較高轉(zhuǎn)速時(shí)預(yù)緊力變化小，主軸溫升值低，從而滿足不同的機(jī)械加工環(huán)境要求。5、主軸前端設(shè)有氣幕密封與迷宮密封雙層密封結(jié)構(gòu)，可有效防止機(jī)體外的切屑液、污物等進(jìn)入主軸內(nèi)部，提高主軸使用壽命。6、主軸設(shè)有自動(dòng)換刀系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速、安全地自動(dòng)更換各種所需刀具。


圖I是本發(fā)明的剖視構(gòu)造示意圖。 圖2是本發(fā)明的電機(jī)一體化部分的剖面構(gòu)造示意圖。圖3是本發(fā)明的A — A剖面構(gòu)造示意圖。圖4是本發(fā)明的俯視構(gòu)造示意圖。圖5是本發(fā)明的拉刀狀態(tài)的剖面構(gòu)造示意圖。圖6是本發(fā)明的卸刀狀態(tài)的剖面構(gòu)造示意圖。圖7是本發(fā)明的鋁水套組件部分卸刀狀態(tài)的剖面構(gòu)造示意圖。圖8是本發(fā)明的鋁水套組件部分拉刀狀態(tài)的剖面構(gòu)造示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
如圖I至圖8的各圖所示，本發(fā)明的在氣缸組件1，氣缸組件I的底部固定有鋁水套組件3，機(jī)體組件7，機(jī)體組件7內(nèi)包括有上軸承組件14，隔套組件15，下軸承組件16，機(jī)體組件5的底部固定有下端蓋11，軸芯組件10和軸芯組件10內(nèi)部軸向貫通孔設(shè)有拉桿組件8的基礎(chǔ)上，機(jī)體組件7頂部上固定有連接法蘭6，連接法蘭6頂部和鋁水套組件3底部之間固定有電機(jī)連接座4 ;所述電機(jī)連接座4分為主軸部和電機(jī)部，電機(jī)部固定有伺服電機(jī)12，伺服電機(jī)12轉(zhuǎn)動(dòng)端設(shè)置在同步帶輪組件13中，主軸部?jī)?nèi)設(shè)置有軸芯組件10的近尾部，伺服電機(jī)12通過同步帶引致軸芯組件10轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)施例2
同實(shí)施例1，只是所述的主軸機(jī)體中軸芯組件10近尾部設(shè)有連接法蘭6，連接法蘭6上固定有電機(jī)連接座8，電機(jī)連接座4的電機(jī)部設(shè)有同步帶輪組件12，所述同步帶輪組件13包括有主動(dòng)輪壓蓋4. I，主動(dòng)輪壓蓋4. I上設(shè)有主動(dòng)輪4. 2 ;軸芯組件10的近尾部處固定有從動(dòng)輪4. 3，所述從動(dòng)輪4. 3頂部固定有從動(dòng)輪壓蓋4. 4固定在軸芯組件10尾部上，從動(dòng)輪4. 3內(nèi)壁與軸芯組件10外壁間設(shè)有脹緊套4. 5，從動(dòng)輪4. 3底部設(shè)有配重盤5 ;從動(dòng)輪4. 3由同步帶4. 6與主動(dòng)輪4. 2連動(dòng)。實(shí)施例3
同實(shí)施例1，只是所述氣缸組件I頂部固定有氣缸頂蓋I. 1，氣缸頂蓋I. I 一側(cè)設(shè)有復(fù)位氣孔17，氣缸頂蓋4中部設(shè)有進(jìn)氣管路聯(lián)接螺孔18，氣缸頂蓋I. I下部設(shè)有首級(jí)活塞I. 2，二級(jí)活塞I. 3，首級(jí)缸體I. 4，二級(jí)缸體I. 5 ;首級(jí)缸體I. 2外壁內(nèi)部設(shè)有與復(fù)位氣孔17相通的上缸體進(jìn)出氣孔道I. 6，二級(jí)缸體I. 5外壁內(nèi)部設(shè)置有與上缸體進(jìn)出氣孔道I. 6相通的下缸體進(jìn)出氣孔道I. 7，氣缸頂蓋4設(shè)有吹塵氣孔19，首級(jí)缸體I. 4外壁內(nèi)部和二級(jí)缸體
I.5外壁內(nèi)部設(shè)有吹塵氣道。實(shí)施例4
同實(shí)施例1，只是所述拉桿組件8近頂部的臺(tái)階與軸芯組件10的內(nèi)壁間設(shè)有密封圈8. 1，拉桿組件8桿身設(shè)有復(fù)位碟簧8. 2和軸芯組件10底部軸向貫通內(nèi)的拉爪組件9，復(fù)位彈簧8. 2底部與彈簧墊塊8. 3相接，拉爪組件9包括有拉爪座8. 5和連接桿8. 4，連接桿8. 4的軸向貫通孔內(nèi)連接有軸芯組件10底部與拉爪座8. 5頂部，拉爪座8. 5底端與刀尾相接，拉爪座8. 5的中部臺(tái)階處底面與拉爪8. 6頂端相接，拉爪8. 6近頂部的外壁設(shè)有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)設(shè)有拉伸彈簧8.7。
實(shí)施例5
同實(shí)施例1，只是所述鋁水套組件3側(cè)壁的近頂端面處設(shè)有徑向貫通內(nèi)外壁的拉刀信號(hào)傳感器3. 1，鋁水套組件3側(cè)壁的近底端面處設(shè)有徑向貫通內(nèi)外壁的卸刀信號(hào)傳感器3. 5，拉桿組件8的尾端設(shè)置有感應(yīng)盤2。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)床皮帶主軸，它包括了氣缸組件(1)，氣缸組件(I)的底部固定有鋁水套組件(3)，機(jī)體組件(7)，機(jī)體組件(7)內(nèi)包括有上軸承組件(14)，隔套組件(15)，下軸承組件(16),機(jī)體組件(5)的底部固定有下端蓋(11)，軸芯組件(10)和軸芯組件(10)內(nèi)部軸向貫通孔設(shè)有拉桿組件(8 )，其特征在于機(jī)體組件(7 )頂部上固定有連接法蘭(6 )，連接法蘭(6 )頂部和鋁水套組件(3)底部之間固定有電機(jī)連接座(4);所述電機(jī)連接座(4)分為主軸部和電機(jī)部，電機(jī)部固定有伺服電機(jī)(12)，伺服電機(jī)(12)轉(zhuǎn)動(dòng)端設(shè)置在同步帶輪組件(13)中，主軸部?jī)?nèi)設(shè)置有軸芯組件(10)的近尾部，伺服電機(jī)(12)通過同步帶引致軸芯組件(10)轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種機(jī)床皮帶主軸,其特征在于主軸機(jī)體中軸芯組件(10)近尾部設(shè)有連接法蘭(6)，連接法蘭(6)上固定有電機(jī)連接座(8)，電機(jī)連接座(4)的電機(jī)部設(shè)有同步帶輪組件(12)，所述同步帶輪組件(13)包括有主動(dòng)輪壓蓋(4. 1)，主動(dòng)輪壓蓋(4. I)上設(shè)有主動(dòng)輪(4. 2);軸芯組件(10)的近尾部處固定有從動(dòng)輪(4. 3)，所述從動(dòng)輪(4. 3)頂部固定有從動(dòng)輪壓蓋(4. 4)固定在軸芯組件(10)尾部上，從動(dòng)輪(4. 3)內(nèi)壁與軸芯組件(10 )外壁間設(shè)有脹緊套(4. 5 )，從動(dòng)輪(4. 3 )底部設(shè)有配重盤(5 );從動(dòng)輪(4. 3 )由同步帶(4. 6)與主動(dòng)輪(4. 2)連動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種機(jī)床皮帶主軸，其特征在于所述氣缸組件(I)頂部固定有氣缸頂蓋(I. I )，氣缸頂蓋(I. I) 一側(cè)設(shè)有復(fù)位氣孔(17)，氣缸頂蓋(4)中部設(shè)有進(jìn)氣管路聯(lián)接螺孔(18)，氣缸頂蓋(I. I)下部設(shè)有首級(jí)活塞(1.2)，二級(jí)活塞(1.3)，首級(jí)缸體(1.4)，二級(jí)缸體(1.5);首級(jí)缸體(1.2)外壁內(nèi)部設(shè)有與復(fù)位氣孔(17)相通的上缸體進(jìn)出氣孔道(I. 6)，二級(jí)缸體(I. 5)外壁內(nèi)部設(shè)置有與上缸體進(jìn)出氣孔道(I. 6)相通的下缸體進(jìn)出氣孔道(I. 7)，氣缸頂蓋(4)設(shè)有吹塵氣孔(19)，首級(jí)缸體(I. 4)外壁內(nèi)部和二級(jí)缸體(I. 5)外壁內(nèi)部設(shè)有吹塵氣道。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種機(jī)床皮帶主軸，其特征在于所述拉桿組件(8)近頂部的臺(tái)階與軸芯組件(10)的內(nèi)壁間設(shè)有密封圈(8. 1)，拉桿組件(8)桿身設(shè)有復(fù)位碟簧(8. 2)和軸芯組件(10)底部軸向貫通內(nèi)的拉爪組件(9)，復(fù)位彈簧(8. 2)底部與彈簧墊塊(8. 3)相接，拉爪組件(9)包括有拉爪座(8. 5)和連接桿(8. 4)，連接桿(8. 4)的軸向貫通孔內(nèi)連接有軸芯組件(10)底部與拉爪座(8. 5)頂部，拉爪座(8. 5)底端與刀尾相接，拉爪座(8. 5)的中部臺(tái)階處底面與拉爪(8.6)頂端相接，拉爪(8. 6 )近頂部的外壁設(shè)有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)設(shè)有拉伸彈簧(8. 7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種機(jī)床皮帶主軸，其特征在于所述鋁水套組件(3)側(cè)壁的近頂端面處設(shè)有徑向貫通內(nèi)外壁的拉刀信號(hào)傳感器(3. 1)，鋁水套組件(3)側(cè)壁的近底端面處設(shè)有徑向貫通內(nèi)外壁的卸刀信號(hào)傳感器(3. 5)，拉桿組件(8)的尾端設(shè)置有感應(yīng)盤(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)床皮帶主軸，具體地說是一種集成滾動(dòng)軸承、自動(dòng)換刀系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)于一體的機(jī)電一體化的機(jī)床皮帶主軸。它公開了機(jī)體組件7頂部上固定有連接法蘭6，連接法蘭6頂部和鋁水套組件3底部之間固定有電機(jī)連接座4；所述電機(jī)連接座4分為主軸部和電機(jī)部，電機(jī)部固定有伺服電機(jī)12，伺服電機(jī)12轉(zhuǎn)動(dòng)端設(shè)置在同步帶輪組件13中，主軸部?jī)?nèi)設(shè)置有軸芯組件10的近尾部，伺服電機(jī)12通過同步帶引致軸芯組件10轉(zhuǎn)動(dòng)。它可使工作轉(zhuǎn)數(shù)0－6000rpm變動(dòng)，其中最佳轉(zhuǎn)速為1000rpm，在較低轉(zhuǎn)速可提供較高扭矩，滿足所需機(jī)械加工要求，精度高，扭矩大，使用壽命長(zhǎng)，便于推廣及應(yīng)用。
文檔編號(hào)B23Q3/157GK102962480SQ201210437950
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者湯秀清 申請(qǐng)人:廣州市昊志機(jī)電股份有限公司