臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括空心的主軸，主軸內(nèi)部具有打刀缸的芯桿，以便于刀具的更換，主軸與主軸電機之間利用皮帶傳動，可以通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速來控制主軸的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)刀具轉(zhuǎn)速的人為控制；另外，主軸及主軸系統(tǒng)都固定安裝在一個滑板上，再通過三個方向上的電機分別帶動滾珠絲杠來驅(qū)動滑板做復合運動，從而實現(xiàn)復雜端面的進給切削，本實用新型提供的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)加工精度高，使用方便，操作簡單。
【專利說明】臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種機床的主傳動系統(tǒng)，具體涉及一種臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控鏜銑床是現(xiàn)代機械加工中常見的一種數(shù)控機床，然而專門用來加工回轉(zhuǎn)體端面的數(shù)控鏜銑床則較為少見，現(xiàn)在常見的數(shù)控鏜銑床工作精度較低，效率不高，甚至很難加工出復雜的端面形狀，往往其刀具不能做出精確的復合進給運動，另外，臥式數(shù)控機床換刀較為麻煩，其對主軸轉(zhuǎn)速的調(diào)控也不夠方便；
[0003]由于上述原因，本發(fā)明人對現(xiàn)有的數(shù)控鏜銑床技術(shù)進行了深入研究，以便研制出能夠解決上述問題的新型數(shù)控鏜銑床的主軸系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了克服上述問題，本發(fā)明人進行了銳意研究，設計出一種臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括空心的主軸，主軸內(nèi)部具有打刀缸的芯桿，以便于刀具的更換，主軸與主軸電機之間利用皮帶傳動，可以通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速來控制主軸的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)刀具轉(zhuǎn)速的人為控制；另外，主軸及主軸系統(tǒng)都固定安裝在一個滑板上，再通過三個方向上的電機分別帶動滾珠絲杠來驅(qū)動滑板做復合運動，從而實現(xiàn)復雜端面的進給切削，從而完成本實用新型。
[0005]具體來說，本實用新型的目的在于提供以下方面:
[0006](I) 一種臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括，通過主軸電機12驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的中空的主軸1，在主軸I的一端上固定安裝有切削刀具2，且切削刀具的刀柄伸入到主軸的空腔內(nèi)，在主軸I的另一端上設置有打刀缸3，打刀缸3上的芯桿31沿著主軸軸線方向伸入到主軸內(nèi)部；
[0007]其中，主軸I通過主軸外殼11固定安裝在Y軸滑板63上，主軸、打刀缸3和主軸電機都與Y軸滑板63固接，并隨著Y軸滑板63 —起做進給運動；
[0008]所述臥式數(shù)控鏜銑床包括底座4，在底座4的頂面上設置有X軸滑鞍41，在X軸滑鞍41上安裝有X軸滑板42，在底座4上還設置有X軸驅(qū)動電機43，在X軸滑板42上安裝有隨著X軸滑板一起滑動的立柱5，在底座4左側(cè)，即在底座4沿著Y軸正方上的一側(cè)上設置有用于安裝工件固定座71的工作臺7，
[0009]所述立柱5的底部與X軸滑板42的頂部固連，在立柱5的頂部安裝有Z軸驅(qū)動電機51，在立柱上相對的兩個側(cè)面上分別設置有Z軸滑鞍52和配重塊53，在Z軸滑鞍52上安裝有Z軸滑板54 ；
[0010]所述Z軸滑板54 —側(cè)與Z軸滑鞍52滑動連接，在Z軸滑板54的另一側(cè)上設置有Y軸滑鞍61和Y軸驅(qū)動電機62，在Y軸滑鞍61上安裝有Y軸滑板63。
[0011](2)根據(jù)上述(I)所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，主軸電機12安裝在主軸上方，并固定在主軸外殼11的頂部，主軸電機12和主軸I之間通過皮帶傳動。
[0012](3)根據(jù)上述(I)所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，主軸電機為主軸伺服電機。
[0013](4)根據(jù)上述(I)所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，在芯桿31上靠近刀柄的位置安裝有卡爪32，在刀具2的柄部安裝有拉釘21，所述拉釘21由卡爪32卡緊。
[0014](5)根據(jù)上述(I)所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，主軸的回轉(zhuǎn)中心和打刀缸芯桿的回轉(zhuǎn)中心共線。
[0015](6)根據(jù)上述(I)所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述臥式數(shù)控鏜銑床還包括數(shù)控系統(tǒng)，通過該數(shù)控系統(tǒng)控制X軸驅(qū)動電機43、Y軸驅(qū)動電機62、Z軸驅(qū)動電機51和主軸電機12安照預定的程序工作。
[0016](7)根據(jù)上述⑴所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，底座4和立柱5都是整體鑄造成型的。
[0017](8)根據(jù)上述⑴所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，在立柱5頂部還設置有通過兩端分別連接配重塊53和Z軸滑板54來調(diào)整立柱兩側(cè)重力的平衡滑輪架55。
[0018](9)根據(jù)上述(I)所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，Z軸滑板54與Y軸滑鞍61是一體成型的。
[0019](10)根據(jù)上述(I)所述的的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，X軸驅(qū)動電機43通過滾珠絲杠驅(qū)動X軸滑板42沿著X軸方向在X軸滑鞍41上往復滑動，Z軸驅(qū)動電機51通過滾珠絲杠驅(qū)動Z軸滑板54沿著Z軸方向在Z軸滑鞍52上往復滑動，Y軸驅(qū)動電機62通過滾珠絲杠驅(qū)動Y軸滑板63沿著Y軸方向在Y軸滑鞍61上往復滑動。
[0020]本實用新型所具有的有益效果包括:
[0021](I)本實用新型提供的臥式數(shù)控鏜銑床的主軸為空心的主軸，其內(nèi)部具有打刀缸的芯桿，通過打刀缸及芯桿將主軸上安裝的刀具快速打出，使得刀具的拆卸更換更為方便、快速；
[0022](2)本實用新型提供的臥式數(shù)控鏜銑床具有X軸方向的驅(qū)動系統(tǒng)、Y軸方向的驅(qū)動系統(tǒng)和Z軸方向的驅(qū)動系統(tǒng)，使得刀具可以同時沿著三個方向進行進給，實現(xiàn)刀具的復合運動，從而便于加工出具有復雜截面形狀的被加工工件；
[0023](3)本實用新型提供的臥式數(shù)控鏜銑床的立柱上還設置有配重塊，使得立柱更為穩(wěn)定，減弱了主軸系統(tǒng)的震動，提高了加工精度；
[0024](4)本實用新型提供的臥式數(shù)控鏜銑床的主軸電機通過皮帶與主軸相連，使得調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速更為方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1示出根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選實施方式的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2示出根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選實施方式的臥式數(shù)控鏜銑床的主軸結(jié)構(gòu)示意圖
[0027]圖3示出根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選實施方式的臥式數(shù)控鏜銑床的卡爪和拉釘結(jié)構(gòu)示意圖，既圖2的局部放大圖；
[0028]圖4示出根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選實施方式的臥式數(shù)控鏜銑床的整體結(jié)構(gòu)主視圖；
[0029]圖5示出根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選實施方式的臥式數(shù)控鏜銑床的整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0030]圖6示出根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選實施方式的臥式數(shù)控鏜銑床的整體結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0031]圖7示出根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選實施方式的臥式數(shù)控鏜銑床的立柱部分剖視圖。
[0032]附圖標號說明:
[0033]1-主軸
[0034]11-主軸外殼
[0035]12-主軸電機
[0036]2-切削刀具
[0037]21-拉釘
[0038]3-打刀缸
[0039]31-芯桿
[0040]32-卡爪
[0041]4-底座
[0042]41-X 軸滑鞍
[0043]42-X 軸滑板
[0044]43-X軸驅(qū)動電機
[0045]5-立柱
[0046]51-Z軸驅(qū)動電機
[0047]52-Z 軸滑鞍
[0048]53-配重塊
[0049]54-Z 軸滑板
[0050]55-平衡滑輪架
[0051]56-鏈條
[0052]61-Y 軸滑鞍
[0053]62-Y軸驅(qū)動電機
[0054]63-Y 軸滑板
[0055]7-工作臺
[0056]71-工件固定座
[0057]72-被加工工件
[0058]8-刀庫系統(tǒng)

【具體實施方式】
[0059]下面通過附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明。通過這些說明，本實用新型的特點和優(yōu)點將變得更為清楚明確。
[0060]在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實施例。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0061]本實用新型中的X軸、Y軸和Z軸都是虛擬的假想方向直線，Z軸為豎直放置的直線，X軸和Y軸構(gòu)成一個平面，Z軸垂直與該平面，且X軸和Y軸互相垂直,在本實用新型中X軸、Y軸和Z軸的方向參照附圖4、圖5、圖6中示出的方向，其中，標有箭頭的方向為正向，即為正方向。
[0062]在根據(jù)本實用新型提供的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，如圖1-7中所示，該系統(tǒng)包括，主軸、主軸電機和打刀缸等，其中，主軸是中空的，即主軸呈筒狀，主軸的旋轉(zhuǎn)通過主軸電機12來驅(qū)動，在主軸I的一端上固定安裝有切削刀具2，且切削刀具的刀柄部分伸入到主軸的空腔內(nèi)，在主軸I的另一端上固定安裝有打刀缸3，打刀缸3上的芯桿31沿著主軸軸線方向伸入到主軸內(nèi)部。
[0063]在進一步優(yōu)選的實施方式中，如圖2、圖3中所示，切削刀具2 —般為銑刀或鏜刀，并且在所有的刀具柄部安裝有尺寸規(guī)格一致的拉釘21，拉釘一端與刀柄完全固接，拉釘另一端上設置有凸頭，在芯桿上靠近刀具柄部的一端上安裝有卡爪32，所述卡爪用于拉緊凸頭，從而固定刀具，當需要換刀時，打刀缸工作，促使芯桿向前移動，進而帶動卡爪一同向前移動，而且主軸內(nèi)部空間的直徑不是均勻的，在刀具卡緊位置處的主軸內(nèi)徑較小，當卡爪和拉釘向前移動時，卡爪和拉釘都進入到主軸內(nèi)徑較大的位置處，從而卡爪向外張開，松開拉釘，卡爪對拉釘?shù)目ňo效果消除，使得刀具和拉釘能夠自由地從主軸內(nèi)移出，從而完成刀具的拆卸，當新的刀具和拉釘伸入到主軸內(nèi)部時，拉釘推動卡爪向后移動，回到卡爪固定拉釘?shù)奈恢?，并且通過卡爪卡住拉釘，從而完成刀具的固定，本實用新型中所述的前和后是沿著Y軸方向的兩個相對方向，其中，前方為Y軸正方向，后方為Y軸負方向。
[0064]在更進一步優(yōu)選的實施方式中，伸入到主軸內(nèi)部的芯桿外部還套設有彈簧片，通過彈簧片拉緊芯桿，使得主軸旋轉(zhuǎn)時，芯桿與刀柄上的拉釘之間留有預定的間隙。
[0065]在一個優(yōu)選的實施方式中，如圖1、圖4、圖5、圖6中所示，主軸電機12位于主軸的上方，主軸電機通過皮帶輪將扭轉(zhuǎn)力矩傳遞給主軸，從而使得主軸旋轉(zhuǎn)，而主軸的轉(zhuǎn)速一般通過控制主軸電機的轉(zhuǎn)速來進行控制，這種設計使得機床整體的安全性提高，方便了主軸轉(zhuǎn)速的調(diào)控，同時使得機床整體的空間結(jié)構(gòu)更為合理，節(jié)省機床空間。
[0066]在一個優(yōu)選的實施方式中，如圖1、圖4、圖5、圖6中所示，主軸外部包裹有主軸外殼11,所述主軸外殼11用于固定并保護主軸,主軸以及刀具、主軸電機、打刀缸等都固定安裝在主軸外殼上，主軸外殼固定安裝在Y軸滑板63上，使得主軸、主軸電機等主軸系統(tǒng)可以隨著Y軸滑板63 —起做進給運動；所述的進給運動為復合運動，包括沿著X軸方向的運動、沿著Y軸方向的運動和沿著Z軸方向的運動，從而使得刀具可以加工出復雜形狀的工件端面。
[0067]在一個優(yōu)選的實施方式中，如圖4、圖5、圖6中所示，所述臥式數(shù)控鏜銑床包括底座4，在底座4的上表面上設置有X軸滑鞍41，在X軸滑鞍41上安裝有X軸滑板42，在底座4上還設置有X軸驅(qū)動電機43，X軸驅(qū)動電機43通過滾珠絲杠驅(qū)動X軸滑板42沿著X軸方向在X軸滑鞍41上滑動，從而實現(xiàn)主軸系統(tǒng)在X軸方向上的進給；在X軸滑板42上安裝有隨著X軸滑板一起滑動的立柱5，在底座4左側(cè)，即在底座4沿著Y軸正方上的一側(cè)上設置有用于安裝工件固定座71的工作臺7，所述工作臺與X軸滑鞍相鄰，其高度可調(diào)，一般優(yōu)選地設置為與X軸滑鞍上表面等高的高度，工作臺上設置有T型槽，通過T型槽將工件固定座71固定安裝在工作臺7上，再將被加工工件72固定安放在工件固定座上并固定，最后再進行機械加工。
[0068]在進一步優(yōu)選的實施方式中，由于被加工工件72 —般為回轉(zhuǎn)體，而且本實用新型提供的機床主要負責加工工件的端面，所以工件固定座為V型固定座，便于工件的安放，再通過兩端固定在工件固定座上的鏈條勒緊被加工工件，從而使得工件的安裝穩(wěn)定，便于機械加工。
[0069]在一個優(yōu)選的實施方式中，如圖4、圖5、圖6、圖7中所不,機床上的立柱5的底部與X軸滑板42的頂部固連，在立柱5的頂部安裝有Z軸驅(qū)動電機51，在立柱上相對的兩個側(cè)面上分別設置有Z軸滑鞍52和配重塊53，在Z軸滑鞍52上安裝有Z軸滑板，Z軸驅(qū)動電機通過滾珠絲杠驅(qū)動Z軸滑板沿著Z軸方向在Z軸滑鞍上滑動；從而實現(xiàn)主軸系統(tǒng)在Z軸方向上的進給。
[0070]在進一步優(yōu)選的實施方式中，如圖7中所示，在立柱的頂部還設置有平橫滑輪架55，其兩端分別吊裝有配重塊53和Z軸滑板54，且通過鏈條56實現(xiàn)配重塊和Z軸滑板之間的吊裝，通過平橫滑輪架的調(diào)整，使得立柱兩側(cè)的重力平衡，保證了立柱的穩(wěn)定性，減弱了立柱的震動，從而提聞了加工精度。
[0071]在一個優(yōu)選的實施方式中，如圖4、圖5、圖6中所示，Z軸滑板54—側(cè)與Z軸滑鞍52滑動連接，在Z軸滑板54的另一側(cè)上安裝有Y軸滑鞍61和Y軸驅(qū)動電機62，在Y軸滑鞍上安裝有Y軸滑板63，Y軸驅(qū)動電機62通過滾珠絲杠驅(qū)動Y軸滑板沿著Y軸方向在Y軸滑鞍上滑動，從而實現(xiàn)主軸系統(tǒng)在Y軸方向上的進給。
[0072]在進一步優(yōu)選的實施方式中，Z軸滑板54和Y軸滑鞍61是一體成型的，或者是通過螺栓擰合或者焊接在一起的。
[0073]在進一步優(yōu)選的實施方式中，如圖4、圖5、圖6中所示，臥式數(shù)控鏜銑床還包括有刀庫系統(tǒng)8，刀庫系統(tǒng)能夠自動換刀，當機床完成一種切削加工以后，或者需要更換不同型號的刀具進行加工時，立柱沿著X軸滑鞍移動到靠近刀庫的預定位置處，換刀組件工作，將主軸內(nèi)的刀具取出放在刀庫內(nèi)的預定位置，并將預定的刀具從刀庫中取出安裝在機床主軸內(nèi)。從而使得機床工作的連續(xù)性好，自動化程度高。
[0074]在一個優(yōu)選的實施方式中，各個滑板和滑鞍之間都通過滑槽連接、定位，通過滾珠絲杠傳遞動力進行運動，如X軸滑鞍和X軸滑板、Y軸滑鞍和Y軸滑板、Z軸滑鞍和Z軸滑板。各個軸的驅(qū)動電機與該軸上的滾珠絲杠回轉(zhuǎn)中心共線，滾珠絲杠和驅(qū)動電機之間通過彈性聯(lián)軸器固定連接。
[0075]以上結(jié)合了優(yōu)選的實施方式對本實用新型進行了說明，不過這些實施方式僅是范例性的，僅起到說明性的作用。在此基礎上，可以對本實用新型進行多種替換和改進，這些均落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括，通過主軸電機(12)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的中空的主軸(1)，在主軸(I)的一端上固定安裝有切削刀具(2)，且切削刀具的刀柄伸入到主軸的空腔內(nèi)，在主軸(I)的另一端上設置有打刀缸(3)，打刀缸(3)上的芯桿(31)沿著主軸軸線方向伸入到主軸內(nèi)部； 其中，主軸(I)通過主軸外殼(11)固定安裝在Y軸滑板￠3)上，主軸、打刀缸(3)和主軸電機都與Y軸滑板￠3)固接，并隨著Y軸滑板￠3) —起做進給運動； 所述臥式數(shù)控鏜銑床包括底座(4)，在底座(4)的頂面上設置有X軸滑鞍(41)，在X軸滑鞍(41)上安裝有X軸滑板(42)，在底座(4)上還設置有X軸驅(qū)動電機(43)，在X軸滑板(42)上安裝有隨著X軸滑板一起滑動的立柱(5)，在底座(4)左側(cè)，即在底座(4)沿著Y軸正方上的一側(cè)上設置有用于安裝工件固定座(71)的工作臺(7)， 所述立柱(5)的底部與X軸滑板(42)的頂部固連，在立柱(5)的頂部安裝有Z軸驅(qū)動電機(51)，在立柱上相對的兩個側(cè)面上分別設置有Z軸滑鞍(52)和配重塊(53)，在Z軸滑鞍(52)上安裝有Z軸滑板(54)； 所述Z軸滑板(54) —側(cè)與Z軸滑鞍(52)滑動連接，在Z軸滑板(54)的另一側(cè)上設置有Y軸滑鞍￠1)和Y軸驅(qū)動電機￠2)，在Y軸滑鞍￠1)上安裝有Y軸滑板(63)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng),其特征在于,主軸電機(12)安裝在主軸上方，并固定在主軸外殼(11)的頂部，主軸電機(12)和主軸(I)之間通過皮帶傳動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng),其特征在于,主軸電機(12)為主軸伺服電機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，在芯桿(31)上靠近刀柄的位置安裝有卡爪(32)，在刀具(2)的柄部安裝有拉釘(21)，所述拉釘(21)由卡爪(32)卡緊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，主軸(I)的回轉(zhuǎn)中心和打刀缸芯桿(31)的回轉(zhuǎn)中心共線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述臥式數(shù)控鍵統(tǒng)床還包括數(shù)控系統(tǒng)，通過該數(shù)控系統(tǒng)控制X軸驅(qū)動電機(43)、Y軸驅(qū)動電機(62)、Z軸驅(qū)動電(51)機和主軸電機(12)安照預定的程序工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，底座(4)和立柱(5)都是整體鑄造成型的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，在立柱(5)頂部還設置有通過兩端分別連接配重塊(53)和Z軸滑板(54)來調(diào)整立柱兩側(cè)重力的平衡滑輪架(55)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，Z軸滑板(54)與Y軸滑鞍￠1)是一體成型的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式數(shù)控鏜銑床的主傳動系統(tǒng)，其特征在于，X軸驅(qū)動電機(43)通過滾珠絲杠驅(qū)動X軸滑板(42)沿著X軸方向在X軸滑鞍(41)上往復滑動，Z軸驅(qū)動電機(51)通過滾珠絲杠驅(qū)動Z軸滑板(54)沿著Z軸方向在Z軸滑鞍(52)上往復滑動，Y軸驅(qū)動電機￠2)通過滾珠絲杠驅(qū)動Y軸滑板￠3)沿著Y軸方向在Y軸滑鞍￠1)上往復



bO 廣/U F-1 L
【文檔編號】B23Q5/10GK204036110SQ201420447757
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】王佳偉, 劉亞軍, 盛曉東, 盛大 申請人:沈陽北方特種機床有限公司