具有高轉(zhuǎn)速大扭矩碳纖維主軸的滑枕裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機械設(shè)備制造，一種用于立式車銑復(fù)合加工中心、龍門鏜銑中心等的具有高轉(zhuǎn)速大扭矩碳纖維主軸的滑枕裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國內(nèi)航空航天、軍工、新能源等行業(yè)的快速發(fā)展，對大型零件的一次裝卡多道工序加工的需求越來越來迫切，可保證生產(chǎn)的高質(zhì)量、高生產(chǎn)效率?；碜鳛榱⑹杰囥姀?fù)合加工中心、龍門鏜銑中心機床中關(guān)鍵的部件，它的結(jié)構(gòu)和性能直接關(guān)系到機床的使用性能。
[0003]目前，應(yīng)用于立式車銑復(fù)合加工中心、龍門鏜銑中心等加工設(shè)備的滑枕主軸部件大致有兩種形式，第一種結(jié)構(gòu)多采用動力電機和減速機外置的結(jié)構(gòu)，即將動力電機和減速機安裝在滑枕的頂端，再通過細長傳動軸傳至滑枕的下部，再傳至附件頭。第二種結(jié)構(gòu)采用主軸電機、變速箱內(nèi)置的結(jié)構(gòu)，即滑枕體內(nèi)孔上端安裝電主軸，電主軸的下端連接雙級齒輪減速箱，通過連接軸傳到附件頭。
[0004]這兩種結(jié)構(gòu)各有利弊，第一種外置電機的結(jié)構(gòu)，易于裝配，調(diào)整精度容易，但動力電機和減速機占用空間比較大，滑枕中的傳動軸同時承受彎矩和扭矩，所以通過這樣的傳動軸傳遞動力，輸出軸功率、轉(zhuǎn)速和扭矩不能設(shè)計太高。另一種內(nèi)置電機的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式十分緊湊，轉(zhuǎn)矩經(jīng)減速機直接傳給傳動軸。這樣一方面節(jié)省了滑枕的使用空間，另一方面由于傳動軸的縮短還可以大大提高動力軸的輸出功率、扭矩和轉(zhuǎn)速，從而提高了滑枕的使用性能。但是這種結(jié)構(gòu)的缺點是對滑枕的加工精度要求太高，且裝配難度增大，設(shè)備成本高；由于減速機和電機在滑枕內(nèi)部，運轉(zhuǎn)時溫升較高，散熱困難，也影響其作業(yè)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種具有高轉(zhuǎn)速大扭矩碳纖維主軸的滑枕裝置，來解決現(xiàn)在普遍應(yīng)用的滑枕的問題。
[0006]這種具有高轉(zhuǎn)速大扭矩碳纖維主軸的滑枕裝置，包括滑枕主軸、機械主軸、滑枕，其特征在于滑枕主軸由碳纖維材料制成，碳纖維滑枕主軸前端通過第一聯(lián)軸器與雙速變檔齒輪箱連接，雙速變檔齒輪箱的輸入端連接機械主軸動力的伺服電機；碳纖維滑枕主軸的后端通過第二聯(lián)軸器連接機械主軸，碳纖維滑枕主軸和機械主軸安裝在滑枕殼體內(nèi)部，滑枕的拉刀機構(gòu)安裝在機械主軸內(nèi)部；主電機和雙速變檔齒輪箱安裝在滑枕殼體上端的外部，通過法蘭連接把合在滑枕殼體上。
[0007]碳纖維滑枕主軸使用的材料標準名稱為碳纖維增強復(fù)合材料CFRP，Carbon FiberReinforced Polymer，標準號為 BS ISO 14127-2008，型號為 T700，
[0008]碳纖維主軸性能要求:軸向變形不大于0.6mm，徑向變形不大于4.5mm ;額定扭矩應(yīng)達到2600Nm，峰值扭矩應(yīng)達到3900Nm。
[0009]本發(fā)明具有碳纖維滑枕主軸的滑枕主軸裝置的顯著特點在于:
[0010]1、比傳統(tǒng)鋼制主軸減少了 90%由溫度波動引起的熱膨脹；
[0011]2、具有極高的阻尼能力，可使作業(yè)振動最小化且更有效的降低已經(jīng)存在的振動；
[0012]3、碳纖維滑枕主軸形狀、體積與傳統(tǒng)鋼制主軸都沒有改變，整體設(shè)計緊湊，易于裝配。比電主軸的加工及安裝都簡單。
[0013]4、碳纖維作為主軸材料，滑枕主軸重量為傳統(tǒng)鋼材料主軸的四分之一，使主軸輕量化，從而使滑枕主軸轉(zhuǎn)速大大提高，從4000r/min提高到6000r/min。
[0014]5、在轉(zhuǎn)速提高的同時，滑枕主軸最大扭矩并沒有受到主軸輕量化的影響，扭矩可達lOOONm以上。
【附圖說明】
[0015]圖1為具有高轉(zhuǎn)速大扭矩碳纖維主軸的滑枕裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2為滑枕外觀主視圖；
[0017]圖3為圖2的仰視圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，具有高轉(zhuǎn)速大扭矩碳纖維主軸的滑枕裝置，包括滑枕主軸、機械主軸、滑枕，其特征在于滑枕主軸由碳纖維材料制成，碳纖維滑枕主軸4前端通過第一聯(lián)軸器13與雙速變檔齒輪箱2連接，雙速變檔齒輪箱2的輸入端連接機械主軸動力的伺服電機1 ;碳纖維滑枕主軸4的后端通過第二聯(lián)軸器14連接機械主軸7，碳纖維滑枕主軸4和機械主軸7安裝在滑枕體8內(nèi)部，滑枕的拉刀機構(gòu)安裝在機械主軸7內(nèi)部；機械主軸動力的伺服電機1和雙速變檔齒輪箱2安裝在滑枕體8上端的外部，通過法蘭3連接把合在滑枕體8上。雙速變檔齒輪箱2有1:1和1:4兩個檔位，分別用于驅(qū)動主軸進行高速切削和大扭矩切削。雙速變檔齒輪箱2右側(cè)四個強力螺釘固定在法蘭3上，法蘭3通過止口定位把合在滑枕體8的一端，的軸雙速變檔齒輪箱2為軸式輸出，通過第一聯(lián)軸器13連接碳纖維滑枕主軸4的一端，碳纖維滑枕主軸4的另一端同樣通過第二聯(lián)軸器14連接機械主軸7，機械主軸7的輸入端為軸式輸入，用于拉緊刀具的拉刀機構(gòu)安裝在機械主軸7內(nèi)部，機械主軸7的輸入軸上安裝編碼器6，用于對動力主軸轉(zhuǎn)速的反饋及主軸刀具的換刀定位測量。編碼器6的前端安裝一個保護蓋5，用于編碼器的防油及防塵。機械主軸7的輸出端通過機械主軸7自身的法蘭盤把合連接在固定套9上，固定套9通過配合安裝與滑枕體8的另一端把合擰緊。機械主軸7運轉(zhuǎn)所需要冷卻水、油管等安裝在滑枕體8內(nèi)部。
[0019]如圖2、3所示，滑枕底部可安裝直角頭等各種加工設(shè)備，滑枕底部通過四個強力拉釘10將各種加工設(shè)備拉緊，通過多個快換接頭11將加工設(shè)備所需要的冷卻水，潤滑油等介質(zhì)傳遞到加工設(shè)備中，加工設(shè)備的電力供應(yīng)通過電力接口 12輸送到加工設(shè)備。
[0020]本發(fā)明碳纖維滑枕主軸使用的材料標準名稱為碳纖維增強復(fù)合材料CFRP，Carbon Fiber Reinforced Polymer，標準號為 BS ISO 14127-2008，型號為 T700，BS SO14127-2008內(nèi)容是碳纖維增強的復(fù)合材料.樹脂、纖維和空隙含量的測定。
[0021]綜上所述，本發(fā)明應(yīng)用于立式車銑復(fù)合加工中心，龍門鏜銑中心等高轉(zhuǎn)速大扭矩帶碳纖維主軸的滑枕裝置，布置合理，滑枕主軸轉(zhuǎn)速高，扭矩大，安全可靠，加工及安裝簡單，使機床的幾何精度更容易保證，大大提高了生產(chǎn)效率。
【主權(quán)項】
1.一種具有高轉(zhuǎn)速大扭矩碳纖維主軸的滑枕裝置，包括滑枕主軸、機械主軸、滑枕，其特征在于滑枕主軸由碳纖維材料制成，碳纖維滑枕主軸前端通過聯(lián)軸器與主軸雙速減速機連接，主軸雙速減速機的輸入端連接主電機；碳纖維滑枕主軸的后端通過聯(lián)軸器連接機械主軸，碳纖維滑枕主軸和機械主軸安裝在滑枕殼體內(nèi)部，滑枕的拉刀機構(gòu)安裝在機械主軸內(nèi)部；主電機和主軸雙速減速機安裝在滑枕殼體上端的外部，通過法蘭連接把合在滑枕殼體上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高轉(zhuǎn)速大扭矩碳纖維主軸的滑枕裝置，其特征在于所述碳纖維滑枕主軸使用的材料標準名稱為碳纖維增強復(fù)合材料CFRP，Carbon FiberReinforced Polymer，標準號為BS ISO 14127-2008，型號為T700，碳纖維主軸性能要求:軸向變形不大于0.6_，徑向變形不大于4.5mm ;額定扭矩應(yīng)達到2600Nm，峰值扭矩應(yīng)達到3900Nmo
【專利摘要】具有高轉(zhuǎn)速大扭矩碳纖維主軸的滑枕裝置，其特征在于碳纖維滑枕主軸前端通過聯(lián)軸器與雙速變檔齒輪箱連接，雙速變檔齒輪箱的輸入端連接主電機、后端通過聯(lián)軸器連接機械主軸，碳纖維滑枕主軸和機械主軸安裝在滑枕殼體內(nèi)部，碳纖維滑枕主軸材質(zhì)為碳纖維增強復(fù)合材料CFRP，BS？ISO？14127-2008，型號為T700，性能要求：軸向變形不大于0.6mm，徑向變形不大于4.5mm；額定扭矩應(yīng)達到2600Nm，峰值扭矩應(yīng)達到3900Nm。顯著特點：比傳統(tǒng)鋼制主軸減少了90％由溫度波動引起的熱膨脹；具有極高的阻尼能力，可使作業(yè)振動最小化；使主軸輕量化，轉(zhuǎn)速大大提高，從4000r/min提高到6000r/min，扭矩可達1000Nm以上。碳纖維滑枕主軸形狀、體積與傳統(tǒng)鋼制主軸都沒有改變，整體設(shè)計緊湊，易于裝配。比電主軸的加工及安裝都簡單。
【IPC分類】B23Q1/01, B23Q1/25, B23Q11/00
【公開號】CN105345484
【申請?zhí)枴緾N201510834489
【發(fā)明人】高長才, 喻鵬, 蔣琳, 郭志超, 張錚, 姜楠, 金輝, 孫繼強, 齊延男, 杜冰, 張宗偉
【申請人】中捷機床有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月24日