一種內(nèi)置式機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及數(shù)控機(jī)床主軸的驅(qū)動(dòng)裝置，具體是一種內(nèi)置式機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)裝置，用以實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸滑枕部件的優(yōu)化。
【背景技術(shù)】
[0002]對于龍門式機(jī)床，其主軸形式分為機(jī)械主軸和電主軸。機(jī)械主軸采用主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其傳動(dòng)鏈為:動(dòng)力從主軸電機(jī)產(chǎn)生，經(jīng)過聯(lián)軸器傳遞至減速箱，再由減速箱經(jīng)過一根與機(jī)械主軸相連的用于傳遞扭矩的傳遞軸，最終傳遞到機(jī)械主軸上。其中，機(jī)械主軸位于機(jī)床滑枕前端，主軸電機(jī)和減速箱位于滑枕的上方，傳遞軸則位于主軸電機(jī)和減速箱之間。不利因素有:傳動(dòng)鏈長，傳遞效率降低；減速箱增加了滑枕的重量，且減速箱齒輪振動(dòng)大；扭矩傳遞軸剛度低且容易產(chǎn)生振動(dòng)。
[0003]而電主軸的優(yōu)點(diǎn)是:最大程度地簡化了傳動(dòng)鏈，減少了很多不必要的振源(如減速箱、傳遞軸的振動(dòng))，而且也減輕了滑枕整體的質(zhì)量。但是電主軸制造加工難度高，且主軸內(nèi)置電機(jī)在熱延伸等問題上存在硬傷，無法很好的解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種內(nèi)置式機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)裝置，利用內(nèi)置驅(qū)動(dòng)主軸組件替代了傳統(tǒng)的減速箱、主軸電機(jī)和傳遞軸結(jié)構(gòu)，通過內(nèi)置驅(qū)動(dòng)主軸組件驅(qū)動(dòng)機(jī)械主軸，減輕了滑枕移動(dòng)部件的重量；消除了減速箱和傳遞軸可能帶來的振動(dòng)；同時(shí)內(nèi)置驅(qū)動(dòng)主軸組件的加工、運(yùn)轉(zhuǎn)精度遠(yuǎn)低于電主軸；保留了機(jī)械主軸的精度和剛性。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種內(nèi)置式機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)裝置，包括內(nèi)置驅(qū)動(dòng)主軸組件、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和聯(lián)軸器，所述的內(nèi)置驅(qū)動(dòng)主軸組件安裝在滑枕的內(nèi)側(cè)，所述的滑枕安裝在滑鞍上，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在所述的滑鞍的一側(cè)，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述的滑枕連接，所述的內(nèi)置驅(qū)動(dòng)主軸組件經(jīng)所述的聯(lián)軸器與機(jī)械主軸連接，所述的滑枕、所述的機(jī)械主軸、所述的聯(lián)軸器和所述的內(nèi)置驅(qū)動(dòng)主軸組件構(gòu)成滑枕組件，在所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，所述的滑枕組件可在所述的滑鞍內(nèi)上下滑動(dòng)。本實(shí)用新型內(nèi)置式機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，利用內(nèi)置驅(qū)動(dòng)主軸組件驅(qū)動(dòng)機(jī)械主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過內(nèi)置驅(qū)動(dòng)主軸組件替代了傳統(tǒng)的減速箱、主軸電機(jī)和傳遞軸結(jié)構(gòu)，減輕了滑枕移動(dòng)部件和主軸系統(tǒng)的重量，減小了主軸系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，可優(yōu)化主軸系統(tǒng)的響應(yīng)特性，避免了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)可能帶來的有害因素；同時(shí)，內(nèi)置驅(qū)動(dòng)主軸組件結(jié)構(gòu)簡單，加工制造難度遠(yuǎn)低于電主軸，因此加工制造方便；另外，本實(shí)用新型可消除傳動(dòng)環(huán)節(jié)帶來的振動(dòng)和噪音問題，改善主軸傳動(dòng)的平穩(wěn)性；并且，內(nèi)置驅(qū)動(dòng)主軸的加工、運(yùn)轉(zhuǎn)精度遠(yuǎn)小于電主軸，可保留機(jī)械主軸的精度和剛性。
[0006]所述的內(nèi)置驅(qū)動(dòng)主軸組件包括動(dòng)力軸、電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)定子和支撐套筒，所述的動(dòng)力軸的前端經(jīng)所述的聯(lián)軸器與所述的機(jī)械主軸連接，所述的動(dòng)力軸由軸承組支撐，所述的動(dòng)力軸的中部套有轉(zhuǎn)子內(nèi)套，所述的轉(zhuǎn)子內(nèi)套靠近所述的滑枕的后端，所述的轉(zhuǎn)子內(nèi)套一端開設(shè)有第一動(dòng)平衡調(diào)整孔，所述的轉(zhuǎn)子內(nèi)套的另一端安裝有平衡環(huán)，所述的平衡環(huán)上開設(shè)有第二動(dòng)平衡調(diào)整孔，所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在所述的轉(zhuǎn)子內(nèi)套上，所述的動(dòng)力軸、所述的轉(zhuǎn)子內(nèi)套和所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子通過大過盈配合連為一體，所述的電機(jī)定子同心安裝在所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子的外側(cè)，所述的電機(jī)定子通過過盈配合固定在所述的支撐套筒的內(nèi)側(cè)，所述的支撐套筒安裝在所述的滑枕的內(nèi)側(cè)，當(dāng)往電機(jī)定子中通三相交流電時(shí)，電機(jī)定子帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)動(dòng)力軸轉(zhuǎn)動(dòng)并輸出扭矩。由電子轉(zhuǎn)子和電機(jī)定子組成的內(nèi)置電機(jī)位于滑枕后端，內(nèi)置電機(jī)安裝在內(nèi)置驅(qū)動(dòng)主軸組件內(nèi)部，其發(fā)熱現(xiàn)象對前端機(jī)械主軸的切削精度的影響可忽略不計(jì)。當(dāng)動(dòng)力軸、轉(zhuǎn)子內(nèi)套、電機(jī)定子和平衡環(huán)四者安裝完成時(shí)，可利用第一動(dòng)平衡調(diào)整孔和第二動(dòng)平衡調(diào)整孔實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡控制。工作時(shí)，動(dòng)力由內(nèi)置電機(jī)產(chǎn)生，即動(dòng)力從內(nèi)置驅(qū)動(dòng)主軸組件內(nèi)部產(chǎn)生，經(jīng)動(dòng)力軸傳動(dòng)給聯(lián)軸器，再傳遞至機(jī)械主軸。將動(dòng)力來源的內(nèi)置電機(jī)與動(dòng)力軸結(jié)合，使驅(qū)動(dòng)裝置的整體結(jié)構(gòu)更加緊湊、合理。
[0007]所述的支撐套筒的前后端分別固定有前支撐座和后支撐座，所述的前支撐座和所述的后支撐座固定在所述的滑枕上，所述的軸承組包括套設(shè)在所述的動(dòng)力軸上的圓柱滾子軸承和兩組角接觸球軸承，所述的兩組角接觸球軸承為兩個(gè)一組或四個(gè)一組，所述的前支撐座的內(nèi)側(cè)固定有前軸承座，所述的兩組角接觸球軸承安裝在所述的前軸承座的內(nèi)側(cè)，所述的兩組角接觸球軸承之間安裝有外隔套和內(nèi)隔套，所述的內(nèi)隔套套設(shè)在所述的動(dòng)力軸上，所述的外隔套套設(shè)在所述的內(nèi)隔套上，所述的兩組角接觸球軸承的內(nèi)圈的一側(cè)緊靠所述的動(dòng)力軸的一個(gè)軸肩，所述的兩組角接觸球軸承的內(nèi)圈的另一側(cè)通過一內(nèi)擋圈由一個(gè)鎖緊螺母固定，所述的兩組角接觸球軸承的外圈安裝在所述的前軸承座內(nèi)，所述的兩組角接觸球軸承的外圈分別由端蓋和前壓蓋固定，所述的端蓋固定在所述的前軸承座的后端，所述的前壓蓋固定在所述的前軸承座的前端，所述的后支撐座的內(nèi)側(cè)固定有后軸承座，所述的圓柱滾子軸承的外圈安裝在所述的后軸承座上，所述的圓柱滾子軸承的外圈由后壓蓋壓緊，所述的后壓蓋安裝在所述的后軸承座的后端。動(dòng)力軸的前后兩端通過兩組角接觸球軸承和圓柱滾子軸承支撐，動(dòng)力軸的安裝有兩組角接觸球軸承的一端為固定端，安裝有圓柱滾子軸承的一端為浮動(dòng)端，當(dāng)工作過程中動(dòng)力軸受熱伸長時(shí)，該浮動(dòng)端可自由伸長，確保機(jī)械主軸的加工精度和動(dòng)力軸的使用壽命。
[0008]所述的后支撐座通過螺釘固定在所述的滑枕的后端，所述的前支撐座與所述的滑枕之間設(shè)置有環(huán)形的灌膠槽，所述的滑枕的側(cè)壁上開設(shè)有與所述的灌膠槽相連通的灌膠孔，安裝時(shí)通過灌膠孔向灌膠槽中注入定位膠，定位膠凝固后即將前支撐座固定在滑枕上，操作方便。
[0009]所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲桿、絲桿螺母、電機(jī)座、兩組絲桿軸承組件、絲桿聯(lián)軸器和伺服電機(jī)，所述的絲桿的一端通過所述的絲桿聯(lián)軸器與所述的伺服電機(jī)的輸出端連接，所述的絲桿的兩端分別通過兩組所述的絲桿軸承組件固定在所述的滑鞍上，每組所述的絲桿軸承組件包括若干對軸承，兩組所述的絲桿軸承組件分別安裝在所述的滑鞍的前后兩端，所述的絲桿安裝在兩組所述的絲桿軸承組件上，所述的絲桿螺母套在所述的絲桿上，所述的絲桿螺母的一側(cè)與所述的滑枕固定，在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)但軸向不可移動(dòng)，因此絲桿螺母隨著絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滑枕組件在滑鞍內(nèi)上下滑動(dòng)。絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力來源為伺服電機(jī)，伺服電機(jī)的輸出端與絲桿的一端通過絲桿聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)，伺服電機(jī)可以控制絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，而通過絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可以確定絲桿螺母上下移動(dòng)的距離，因此與絲桿螺母固定的滑枕的上下移動(dòng)距離也是可以控制的。
[0010]所述的滑鞍的另一側(cè)設(shè)置有平衡油缸組件，所述的平衡油缸組件用于抵消所述的滑枕組件的部分重量，實(shí)現(xiàn)滑枕組件移動(dòng)過程的受力平衡，所述的平衡油缸組件包括油缸和活塞，所述的油缸的一端固定在所述的滑鞍的底端，所述的油缸的另一側(cè)由固定塊固定，所述的固定塊固定在所述的滑鞍的頂端，所述的活塞可在所述的油缸內(nèi)部伸縮移動(dòng)，所述的活塞的端部通過連接板和連接銷釘與所述的滑枕連接，所述的連接板安裝在所述的滑枕上，所述的連接銷釘?shù)囊欢伺c所述的連接板連接，所述的連接銷釘?shù)牧硪欢伺c所述的活塞的端部連接。滑枕可視作左右對稱的平衡結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于滑枕的一側(cè)，平衡油缸組件位于滑枕的另一側(cè)，與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對稱分布，有利于滑枕移動(dòng)過程的受力平衡。油缸內(nèi)部的油壓可使活塞對滑枕產(chǎn)生一定大小的推力，抵消滑枕組件的部分重量，使滑枕移動(dòng)過程中的受力更為平衡，從而提高裝置運(yùn)行的平穩(wěn)性和可靠性。
[0011]所述的后軸承座的外表面設(shè)有第一螺旋環(huán)槽，所述的后支撐座上開設(shè)有與所述的第一螺旋環(huán)槽相連通的冷卻液的第一入口和第一出口，冷卻液進(jìn)入第一螺旋環(huán)槽，實(shí)現(xiàn)對圓柱滾子軸承的循環(huán)冷卻；所述的支撐套筒的外表面設(shè)有第二螺旋環(huán)槽，所述的滑枕上開設(shè)有與所述的第二螺旋環(huán)槽相連通的冷卻液的第二入口和第二出口，冷卻液進(jìn)入第二螺旋環(huán)槽，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)定子的循環(huán)冷卻；所述的后支撐