專利名稱：一種機床皮帶主軸的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械加工設備，具體地說是一種集成滾動軸承、自動換刀系統(tǒng)、電機驅動于一體的機電一體化的機床皮帶主軸。
背景技術：
在現有技術中，主軸的換刀時，由于沒有換刀信號感應裝置，在拉刀和卸刀時，拉桿的位移往往不容易操控，無論是人手換刀或自動換刀都會造成位移過大或過小的結果，位移過大拉桿則容易損壞，位移過小則換不了刀。氣壓卸刀機構中的氣缸，結構復雜，密封性能低，傳動也不平穩(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。換刀裝置均構造復雜，換刀過程繁瑣，且拉刀不穩(wěn)，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。電機都是內置于主軸內部的，因此機床裝配難度大，噪音大，低轉速的情況下扭矩不足，而且電機散熱面積不足，會導致主軸溫升值高，精確度降低，容易損壞，使用壽命不長。另外，吹塵、卸刀和復位的氣道的設計復雜異常，操作也很復雜，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)明內容本實用新型涉及一種機床皮帶主軸,它可使工作轉數O — 6000rpm變動,其中最佳轉速為lOOOrpm，在較低轉速可提供較高扭矩，吹塵效果更佳，且拉刀更穩(wěn)固，滿足所需機械加工要求，精度高，扭矩大，使用壽命長，便于推廣及應用。本實用新型技術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，機體組件7，機體組件7內包括有上軸承組件14，隔套組件15，下軸承組件16，機體組件5的底部固定有下端蓋11，軸芯組件10和軸芯組件10內部軸向貫通孔設有拉桿組件8的基礎上，本實用新型特別在于機體組件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連接座4 ;所述電機連接座4分為主軸部和電機部，電機部固定有伺服電機12，伺服電機12轉動端設置在同步帶輪組件13中，主軸部內設置有軸芯組件10的近尾部，伺服電機12通過同步帶引致軸芯組件10轉動；鋁水套組件3、電機連接座4、連接法蘭6及機體組件5間設有相與氣缸組件I的首級缸體1. 4外壁內部和二級缸體1. 5外壁內部設有吹塵氣道連通的吹塵進氣道；有由四瓣爪片組成的拉爪8. 6。以上本實用新型所述的主軸機體中軸芯組件10近尾部設有連接法蘭6，連接法蘭6上固定有電機連接座8，電機連接座4的電機部設有同步帶輪組件12，所述同步帶輪組件13包括有主動輪壓蓋4. 1，主動輪壓蓋4.1上設有主動輪4. 2 ;軸芯組件10的近尾部處固定有從動輪4. 3，所述從動輪4. 3頂部固定有從動輪壓蓋4. 4固定在軸芯組件10尾部上，從動輪4. 3內壁與軸芯組件10外壁間設有脹緊套4. 5，從動輪4. 3底部設有配重盤5 ;從動輪4. 3由同步帶4. 6與主動輪4. 2連動。以上所述氣缸組件I頂部固定有氣缸頂蓋1.1，氣缸頂蓋1.1 一側設有復位氣孔17，氣缸頂蓋4中部設有進氣管路聯(lián)接螺孔18，氣缸頂蓋1.1下部設有首級活塞1. 2，二級活塞1. 3，首級缸體1. 4，二級缸體1. 5 ;首級缸體1. 2外壁內部設有與復位氣孔17相通的上缸體進出氣孔道1. 6，二級缸體1. 5外壁內部設置有與上缸體進出氣孔道1. 6相通的下缸體進出氣孔道1. 7，氣缸頂蓋4設有吹塵氣孔19，首級缸體1. 4外壁內部和二級缸體1. 5外壁內部設有吹塵氣道。本實用新型所述拉桿組件8近頂部的臺階與軸芯組件10的內壁間設有密封圈
8.1，拉桿組件8桿身設有復位碟簧8. 2和軸芯組件10底部軸向貫通內的拉爪組件9，復位彈簧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的中部臺階處底面與拉爪8. 6頂端相接，拉爪8. 6近頂部的外壁設有環(huán)形槽，環(huán)形槽內設有拉伸彈簧8.7。本實用新型所述鋁水套組件3側壁的近頂端面處設有徑向貫通內外壁的拉刀信號傳感器3. 1，鋁水套組件3側壁的近底端面處設有徑向貫通內外壁的卸刀信號傳感器
3.5，拉桿組件8的尾端設置有感應盤2。本實用新型工作原理如下冷卻方式由于轉速不高，采取自然風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，氣缸組件的吹塵進氣孔道通入壓縮空氣，隨后壓縮空氣進入鋁水套組件、電機連接座和連接法蘭、機體組件，最后從下端蓋與軸芯組件之間縫隙中機體外，完成吹塵過程，可吹掉軸芯組件內的塵埃，帶走高速旋轉的軸承產生的一部分熱量，同時,阻止機體外的污水、切削屑、氣體等進入主軸。信號傳感器工作原理當拉桿組件受到外力作用往下移動時，感應盤也隨著拉桿向下移動。當感應盤的底部外壁到達卸刀信號傳感器所在感應點，卸刀信號傳感器則產生一個卸刀信號，反饋給系統(tǒng)，卸刀指示燈亮，操作人員可以卸刀；當外力移去，感應盤和拉桿向上移動，當感應盤的外壁臺階外圓到達拉刀信號感應器所在感應點時，拉刀信號感應器則產生一個拉刀信號，反饋給系統(tǒng)，拉刀完成，操作人員可以繼續(xù)下面工作。換刀原理在四瓣爪片組成的拉爪閉合狀態(tài)時，受拉伸彈簧作用而張開的拉爪受到內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；同時，復位碟簧在拉桿的壓力下開始壓縮，隨著拉桿受壓逐步下移，拉爪完全脫離軸芯內壁限制而自由張開最大，此時為拉爪張開狀態(tài)，可更各式換刀柄。當更換好刀柄后，取消拉桿頂部施加的壓力，拉桿受復位碟簧組的自由伸長而與拉爪一起向上移動，同時，拉爪受到軸芯內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，此時回到拉爪閉合狀態(tài)；如此重復拉爪閉合、張開動作，即可實現方便、快速、準確的換刀。氣缸工作原理本氣缸設備用作滾珠電主軸用的卸刀機構；卸刀工作時從卸刀進氣管路聯(lián)接螺紋接通符合要求的高壓氣體，使高壓氣體進入缸內首級活塞上腔，首級活塞受壓力向下移動；同時，首級活塞下腔氣體與外界相通從上缸體進出氣孔和下缸體進出氣孔排出，此過程為“氣缸卸刀過程”；拉刀復位工作時，關閉卸刀進氣管氣壓，從復位氣孔接通符合要求的高壓氣體進入腔體，同時，首級活塞和二級活塞下腔受壓使活塞向上移動此過程為“氣缸復位過程”[0015]本實用新型的優(yōu)點在于1、工作時利用伺服電機的頻率調節(jié)，可使工作轉數O — 6000rpm變動，其中最佳轉速為lOOOrpm，在較低轉速可提供較高扭矩，滿足所需機械加工要求。2、主軸內裝有傳感器，可及時反饋、監(jiān)控主軸拉刀和卸刀狀態(tài)。3、由于主軸優(yōu)化結構的設計及較低的使用轉速要求，主軸溫升值較低，可確保主軸在自然風冷條件下滿足使用要求，這不但可簡化零件結構，也可降低機床制造廠家的生產成本。4、主軸采用大O型對角接觸軸承的支承結構，可提供較高的風度，同時保證主軸在較高轉速時預緊力變化小，主軸溫升值低，從而滿足不同的機械加工環(huán)境要求。5、主軸前端設有氣幕密封與迷宮密封雙層密封結構，可有效防止機體外的切屑液、污物等進入主軸內部，提高主軸使用壽命。 6、主軸設有自動換刀系統(tǒng)，可實現準確、快速、安全地自動更換各種所需刀具。

圖1是本實用新型的剖視構造示意圖。圖2是本實用新型的電機一體化部分的剖面構造示意圖。圖3是本實用新型的A — A剖面構造示意圖。圖4是本實用新型的俯視構造示意圖。圖5是本實用新型的拉刀狀態(tài)的剖面構造示意圖。圖6是本實用新型的卸刀狀態(tài)的剖面構造示意圖。圖7是本實用新型的鋁水套組件部分卸刀狀態(tài)的剖面構造示意圖。圖8是本實用新型的鋁水套組件部分拉刀狀態(tài)的剖面構造示意圖。
具體實施方式
實施例1如圖1至圖8的各圖所示，本實用新型的在氣缸組件I，氣缸組件I的底部固定有招水套組件3,機體組件7,機體組件7內包括有上軸承組件14,隔套組件15,下軸承組件16，機體組件5的底部固定有下端蓋11，軸芯組件10和軸芯組件10內部軸向貫通孔設有拉桿組件8的基礎上，機體組件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連接座4 ;所述電機連接座4分為主軸部和電機部，電機部固定有伺服電機12，伺服電機12轉動端設置在同步帶輪組件13中，主軸部內設置有軸芯組件10的近尾部，伺服電機12通過同步帶引致軸芯組件10轉動；所述的鋁水套組件3、電機連接座4、連接法蘭6及機體組件5間設有相與氣缸組件I的首級缸體1. 4外壁內部和二級缸體1. 5外壁內部設有吹塵氣道連通的吹塵進氣道；有由四瓣爪片組成的拉爪8. 6。實施例2同實施例1，只是所述的主軸機體中軸芯組件10近尾部設有連接法蘭6，連接法蘭
6上固定有電機連接座8，電機連接座4的電機部設有同步帶輪組件12，所述同步帶輪組件13包括有主動輪壓蓋4. 1，主動輪壓蓋4.1上設有主動輪4. 2 ;軸芯組件10的近尾部處固定有從動輪4. 3，所述從動輪4. 3頂部固定有從動輪壓蓋4. 4固定在軸芯組件10尾部上，從動輪4. 3內壁與軸芯組件10外壁間設有脹緊套4. 5，從動輪4. 3底部設有配重盤5 ;從動輪4.3由同步帶4. 6與主動輪4. 2連動。實施例3同實施例1，只是所述氣缸組件I頂部固定有氣缸頂蓋1. 1，氣缸頂蓋1.1 一側設有復位氣孔17，氣缸頂蓋4中部設有進氣管路聯(lián)接螺孔18，氣缸頂蓋1.1下部設有首級活塞1. 2，二級活塞1. 3，首級缸體1. 4，二級缸體1. 5 ;首級缸體1. 2外壁內部設有與復位氣孔17相通的上缸體進出氣孔道1. 6，二級缸體1. 5外壁內部設置有與上缸體進出氣孔道1. 6相通的下缸體進出氣孔道1. 7，氣缸頂蓋4設有吹塵氣孔19，首級缸體1. 4外壁內部和二級缸體1. 5外壁內部設有吹塵氣道。實施例4同實施例1，只是所述拉桿組件8近頂部的臺階與軸芯組件10的內壁間設有密封圈8. 1，拉桿組件8桿身設有復位碟簧8. 2和軸芯組件10底部軸向貫通內的拉爪組件9，復位彈簧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的中部臺階處底面與拉爪8. 6頂端相接，拉爪8. 6近頂部的外壁設有環(huán)形槽，環(huán)形槽內設有拉伸彈簧8. 7。實施例5同實施例1，只是所述鋁水套組件3側壁的近頂端面處設有徑向貫通內外壁的拉刀信號傳感器3. 1，鋁水套組件3側壁的近底端面處設有徑向貫通內外壁的卸刀信號傳感器3. 5，拉桿組件8的尾端設置有感應盤2。
權利要求1.一種機床皮帶主軸，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)，機體組件(7)，機體組件(7)內包括有上軸承組件(14)，隔套組件(15)，下軸承組件(16)，機體組件(5)的底部固定有下端蓋(11)，軸芯組件(10)和軸芯組件(10)內部軸向貫通孔設有拉桿組件(8)，其特征在于機體組件(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連接座(4);所述電機連接座(4)分為主軸部和電機部，電機部固定有伺服電機(12)，伺服電機(12)轉動端設置在同步帶輪組件(13)中，主軸部內設置有軸芯組件(10)的近尾部，伺服電機(12)通過同步帶引致軸芯組件(10)轉動；鋁水套組件(3)、電機連接座(4)、連接法蘭(6)及機體組件(5)間設有相與氣缸組件(1)的首級缸體(1.4)外壁內部和二級缸體(1. 5)外壁內部設有吹塵氣道連通的吹塵進氣道；有由四瓣爪片組成的拉爪(8. 6)。
2.根據權利要求1所述的一種機床皮帶主軸,其特征在于主軸機體中軸芯組件(10)近尾部設有連接法蘭(6)，連接法蘭(6)上固定有電機連接座(8)，電機連接座(4)的電機部設有同步帶輪組件(12)，所述同步帶輪組件(13)包括有主動輪壓蓋(4. 1)，主動輪壓蓋(4.1)上設有主動輪(4. 2);軸芯組件(10)的近尾部處固定有從動輪(4. 3)，所述從動輪(4. 3)頂部固定有從動輪壓蓋(4. 4)固定在軸芯組件(10)尾部上，從動輪(4. 3)內壁與軸芯組件(10)外壁間設有脹緊套(4. 5)，從動輪(4. 3)底部設有配重盤(5);從動輪(4. 3)由同步帶(4. 6)與主動輪(4. 2)連動。
3.根據權利要求1所述的一種機床皮帶主軸，其特征在于所述氣缸組件(I)頂部固定有氣缸頂蓋(1.1)，氣缸頂蓋(1.1) 一側設有復位氣孔(17)，氣缸頂蓋(4)中部設有進氣管路聯(lián)接螺孔(18)，氣缸頂蓋(1.1)下部設有首級活塞(1.2)，二級活塞(1.3)，首級缸體(1.4)，二級缸體(1.5);首級缸體(1. 2 )外壁內部設有與復位氣孔(17)相通的上缸體進出氣孔道(1. 6)，二級缸體(1. 5)外壁內部設置有與上缸體進出氣孔道(1. 6)相通的下缸體進出氣孔道(1. 7)，氣缸頂蓋(4)設有吹塵氣孔(19)，首級缸體(1. 4)外壁內部和二級缸體(1. 5)外壁內部設有吹塵氣道。
4.根據權利要求1所述的一種機床皮帶主軸，其特征在于所述拉桿組件(8)近頂部的臺階與軸芯組件(10)的內壁間設有密封圈(8. 1)，拉桿組件(8)桿身設有復位碟簧(8. 2)和軸芯組件(10)底部軸向貫通內的拉爪組件(9)，復位彈簧(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)的中部臺階處底面與拉爪(8.6)頂端相接，拉爪(8. 6 )近頂部的外壁設有環(huán)形槽，環(huán)形槽內設有拉伸彈簧(8. 7)。
5.根據權利要求1所述的一種機床皮帶主軸，其特征在于所述鋁水套組件(3)側壁的近頂端面處設有徑向貫通內外壁的拉刀信號傳感器(3. 1)，鋁水套組件(3)側壁的近底端面處設有徑向貫通內外壁的卸刀信號傳感器(3. 5)，拉桿組件(8)的尾端設置有感應盤(2)。
專利摘要本實用新型涉及一種機床皮帶主軸，具體地說是一種集成滾動軸承、自動換刀系統(tǒng)、電機驅動于一體的機電一體化的機床皮帶主軸。它公開了外置伺服電機12同步帶動軸芯組件10轉動的機構；鋁水套組件3、電機連接座4、連接法蘭6及機體組件5間設有相與氣缸組件1的首級缸體1.4外壁內部和二級缸體1.5外壁內部設有吹塵氣道連通的吹塵進氣道；有由四瓣爪片組成的拉爪8.6。它在較低轉速可提供較高扭矩，吹塵效果更佳，且拉刀更穩(wěn)固，滿足所需機械加工要求，精度高，扭矩大，使用壽命長，便于推廣及應用。
文檔編號B23Q3/157GK202894348SQ201220579500
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權日2012年11月6日
發(fā)明者湯秀清 申請人:廣州市昊志機電股份有限公司