CN114951777A - 用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴及数控旋风铣机床 - Google Patents

用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴及数控旋风铣机床 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴及数控旋风铣机床，属于旋风铣机床技术领域，其包括：机架，以及依次设置在机架上的伺服电机、谐波减速机和主轴箱；其中，伺服电机、谐波减速机分别通过第一支撑座、第二支撑座安装在机架上；伺服电机的输出轴与谐波减速机的输入轴连接；主轴箱的输入端通过膜片联轴器与谐波减速机的输出端驱动连接，主轴箱的输出轴端部设置有卡盘；制动组件，制动组件安装在主轴箱上，并与主轴箱的输入轴配合，用于工件加工直线槽时将卡盘固定在指定位置。本发明解决回转体切削(圆周多等分螺旋槽)直线槽分度精度问题，提高(分度)切削精度，保证多条螺旋槽、直线槽高精度平均分布，跨距更为精准。

Description

用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴及数控旋风铣机床
技术领域
本发明属于旋风铣机床技术领域，具体涉及一种用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴及数控旋风铣机床。
背景技术
在现有技术中，数控旋风铣机床通过皮带连接电机和皮带轮的连接形式来驱动机床的卡盘转动，并通过回转体切削(圆周多等分螺旋槽)直线槽的分度，在加工过程中，需要工件旋转到指定位置时，由于皮带与皮带轮之间的传动误差，无法保证准确定位，导致加工零件分头精度低，很难达到设计要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明采取了如下技术方案：
一种用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴，包括：
机架，
以及依次设置在所述机架上的伺服电机、谐波减速机和主轴箱；
其中，所述伺服电机、所述谐波减速机分别通过第一支撑座、第二支撑座安装在所述机架上；所述伺服电机的输出轴与所述谐波减速机的输入轴连接；
所述主轴箱的输入端通过膜片联轴器与所述谐波减速机的输出端驱动连接，所述主轴箱的输出轴端部设置有卡盘；
制动组件，所述制动组件安装在所述主轴箱上，并与所述主轴箱的输入轴配合，用于工件加工直线槽时将所述卡盘固定在指定位置。
进一步地，还包括角位移检测组件，所述角位移检测组件包括安装架、读数头、圆光栅尺和连接座，所述安装架的第一端与所述主轴箱固定连接，所述读数头安装在所述安装架的第二端；
所述连接座套设固定在所述主轴箱的输出轴上，并位于远离所述卡盘的一侧；所述圆光栅尺固定连接于所述连接座上；所述读数头与所述圆光栅尺对应设置。
进一步地，还包括控制台，所述控制台与所述伺服电机、所述读数头、所述圆光栅尺信号连接。
进一步地，所述伺服电机的输出轴和所述谐波减速机的输入轴同轴线设置。
进一步地，所述谐波减速机的输出轴和所述主轴箱的输入端同轴线设置。
进一步地，所述膜片联轴器为胀套式膜片联轴器，所述胀套式膜片联轴器包括两个法兰、设置在两个法兰之间的膜片组、以及用于固定两个所述法兰和所述膜片组的双锥度胀套组件；
所述双锥度胀套组件包括第一内胀套、第一外胀套、第二内胀套、第二外胀套、螺钉和螺母；
所述第一内胀套套设在所述谐波减速机的输出轴上并与所述第一外胀套配合，以将其中一个法兰固定安装在所述谐波减速机的输出轴上；
所述第二内胀套套设在所述主轴箱的输入端，并与所述第二外胀套配合，以将另一个法兰固定安装在所述主轴箱的输入端；
所述螺钉和螺母将所述膜片组固定安装两个法兰上。
进一步地，所述制动组件包括安装在所述主轴箱上的液压制动钳和安装在所述主轴箱的输入轴上的制动盘，所述液压制动钳与所述制动盘配合，以将所述卡盘固定在指定位置。
一种数控旋风铣机床，包括上述任一项所述的用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴。
有益效果：
本发明提供的一种用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴及数控旋风铣机床，采用伺服电机带动高精密谐波减速机直接与主轴箱进行连接，避免了皮带与皮带轮之间的传动误差，解决回转体切削(圆周多等分螺旋槽)直线槽分度精度问题，提高(分度)切削精度，保证多条螺旋槽、直线槽高精度平均分布，跨距更为精准，加工零件分头精度由原来的±2.5＇，达到精度±5＂。
另外，通过伺服电机带动高精密谐波减速机直接与主轴箱进行连接，由于加装高精密谐波减速机，降低了主轴转速，提升了主轴的扭矩，使数控旋风铣机床在实现高精度分度的同时，也具有了大扭矩主轴。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
其中，1、伺服电机；2、第一支撑座；3、谐波减速机；4、第二支撑座；5、膜片联轴器；6、液压制动钳；7、主轴箱；8、安装架；9、读数头；10、卡盘；11、圆光栅尺；12、连接座；13、制动盘；14、机架；15、控制台。
具体实施方式
实施例1
参考图1，一种用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴，包括：
机架14，
以及依次设置在机架14上的伺服电机1、谐波减速机3和主轴箱7；
其中，伺服电机1、谐波减速机3分别通过第一支撑座2、第二支撑座4安装在机架14上；伺服电机1的输出轴与谐波减速机3的输入轴连接；
主轴箱7的输入端通过膜片联轴器5与谐波减速机3的输出端驱动连接，主轴箱7的输出轴端部设置有卡盘10；
制动组件，制动组件安装在主轴箱7上，并与主轴箱7的输入轴配合，用于工件加工直线槽时将卡盘10固定在指定位置。
在本实施例中，谐波减速机3采用高精密谐波减速机；伺服电机1带动高精密谐波减速机直接与主轴箱7进行连接，由于中间加装高精密谐波减速机，能够在降低主轴箱7输出转速的同时，也提升了输出的扭矩。
在本实施例中，在主轴箱7的输入轴部分增加了制动组件(即刹车***)，在工件进行直线分头操作时，松开刹车***；在工件旋转至指定位置时，锁死刹车***，保证工件加工直线槽时，主轴不会旋转角度。
在本实施例中，通过伺服电机1带动高精密谐波减速机直接与主轴箱7输入端进行连接的形式，避免了现有技术中皮带轮与皮带之间的传动误差，再与制动组件(即刹车***)配合，保证多条螺旋槽、直线槽高精度平均分布，跨距更为精准；提高了加工零件分头精度，加工零件分头精度由原来的±2.5＇，达到精度±5＂，满足了设计要求。
实施例2
为了进一步提高主轴的传动精度，本实施例在实施例1的基础上进行了更进一步的设置。
本实施例提供的用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴，还包括角位移检测组件，角位移检测组件包括安装架8、读数头9、圆光栅尺11和连接座12，安装架8的第一端与主轴箱7固定连接，读数头9安装在安装架8的第二端；
连接座12套设固定在主轴箱7的输出轴上，并位于远离卡盘10的一侧，圆光栅尺11固定连接于连接座12上；读数头9与圆光栅尺11对应设置。
本实施例提供的用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴，还包括控制台15，控制台15与伺服电机1、读数头9、圆光栅尺11信号连接。
在本实施例中，伺服电机1的输出轴和谐波减速机3的输入轴同轴线设置。
在本实施例中，谐波减速机3的输出轴和主轴箱7的输入端同轴线设置。
在本实施例中，由于在主轴箱7的输出轴上增加圆光栅尺11，并将其传动***与数控机床传动***相连接，组成闭环***，能够实时检测主轴旋转角度是否与工件旋转角度是否一致，如有细微差别通过角位移检测组件的反馈并经过数控机床的控制台15进行控制调节校准。
实施例3
为了进一步提高传动***的传动效率，本实施例在实施例1的基础上进行了更进一步的设置。
在本实施例中，膜片联轴器5为胀套式膜片联轴器，胀套式膜片联轴器包括两个法兰、设置在两个法兰之间的膜片组、以及用于固定两个法兰和膜片组的双锥度胀套组件；
双锥度胀套组件包括第一内胀套、第一外胀套、第二内胀套、第二外胀套、螺钉和螺母；
第一内胀套套设在谐波减速机3的输出轴上并与第一外胀套配合，以将其中一个法兰固定安装在谐波减速机3的输出轴上；
第二内胀套套设在主轴箱7的输入端，并与第二外胀套配合，以将另一个法兰固定安装在主轴箱7的输入端；
螺钉和螺母将膜片组固定安装两个法兰上。
在本实施例中，制动组件设置在膜片联轴器5远离谐波减速机3的一侧，制动组件可以为盘式液压制动器、鼓式制动器或气动钳式制动器，优选为盘式液压制动器。
其中，盘式液压制动器包括安装在主轴箱7上的液压制动钳和安装在主轴箱7的输入轴上的制动盘13，液压制动钳6与制动盘13配合，液压制动钳6通过液压力控制制动器的制动或松开，以将卡盘10固定在指定位置。
在与主轴直连采用大扭矩胀套结合膜片联轴器5，提高补偿两轴线不对中的能力，具有更强的减震作用，也能使传动效率更强，准确传递转速，运转无转差，使得传动更加精密。
实施例4
一种数控旋风铣机床，包括实施例1至3任一实施例提供的用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴。
本实施例提供的数控旋风铣机床解决回转体切削(圆周多等分螺旋槽)直线槽分度精度问题，提高了(分度)切削精度，能够保证多条螺旋槽、直线槽高精度平均分布，跨距更为精准，使加工零件分头精度由原来的±2.5＇，达到现在的精度±5＂。
通过伺服电机带动高精密谐波减速机直接与主轴箱的输入端进行连接，提升了主轴的扭矩，使数控旋风铣机床在实现高精度分度的同时，也具有了大扭矩主轴。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴，其特征在于，包括：
机架，
以及依次设置在所述机架上的伺服电机、谐波减速机和主轴箱；
其中，所述伺服电机、所述谐波减速机分别通过第一支撑座、第二支撑座安装在所述机架上；所述伺服电机的输出轴与所述谐波减速机的输入轴连接；
所述主轴箱的输入端通过膜片联轴器与所述谐波减速机的输出端驱动连接，所述主轴箱的输出轴端部设置有卡盘；
制动组件，所述制动组件安装在所述主轴箱上，并与所述主轴箱的输入轴配合，用于工件加工直线槽时将所述卡盘固定在指定位置。
2.根据权利要求1所述的用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴，其特征在于，还包括角位移检测组件，所述角位移检测组件包括安装架、读数头、圆光栅尺和连接座，所述安装架的第一端与所述主轴箱固定连接，所述读数头安装在所述安装架的第二端；
所述连接座套设固定在所述主轴箱的输出轴上，并位于远离所述卡盘的一侧；所述圆光栅尺固定连接于所述连接座上；所述读数头与所述圆光栅尺对应设置。
3.根据权利要求2所述的用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴，其特征在于，还包括控制台，所述控制台与所述伺服电机、所述读数头、所述圆光栅尺信号连接。
4.根据权利要求1所述的用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴，其特征在于，所述伺服电机的输出轴和所述谐波减速机的输入轴同轴线设置。
5.根据权利要求4所述的用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴，其特征在于，所述谐波减速机的输出轴和所述主轴箱的输入端同轴线设置。
6.根据权利要求1所述的用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴，其特征在于，所述膜片联轴器为胀套式膜片联轴器，所述胀套式膜片联轴器包括两个法兰、设置在两个法兰之间的膜片组、以及用于固定两个所述法兰和所述膜片组的双锥度胀套组件；
所述双锥度胀套组件包括第一内胀套、第一外胀套、第二内胀套、第二外胀套、螺钉和螺母；
所述第一内胀套套设在所述谐波减速机的输出轴上并与所述第一外胀套配合，以将其中一个法兰固定安装在所述谐波减速机的输出轴上；
所述第二内胀套套设在所述主轴箱的输入端，并与所述第二外胀套配合，以将另一个法兰固定安装在所述主轴箱的输入端；
所述螺钉和螺母将所述膜片组固定安装两个法兰上。
7.根据权利要求1所述的用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴，其特征在于，所述制动组件包括安装在所述主轴箱上的液压制动钳和安装在所述主轴箱的输入轴上的制动盘，所述液压制动钳与所述制动盘配合，以将所述卡盘固定在指定位置。
8.一种数控旋风铣机床，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的用于切削直线槽和螺旋槽的直连式主轴。
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