CN101007388A - 基于单轴转台的单摆铣头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于单轴转台的单摆铣头，包括铣头(1)，铣头的电主轴安装于电主轴箱(2)中。本发明单摆铣头还包括由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台(4)，单轴转台(4)卧式设置；电主轴箱(2)依靠侧部固定于单轴转台(4)的花盘(5)上。本发明基于单轴转台的单摆铣头，利用单轴转台设计出单摆铣头，大大降低了单摆铣头的设计和制造难度，将原本一体式复杂的主轴箱体分离成单轴转台花盘的连接方式，因此省略了大箱体铸造的麻烦，避免了箱体内孔精加工的高额费用，可以快速实现单摆铣头，节省了大量生产成本。

Description

基于单轴转台的单摆铣头

技术领域

本发明涉及一种单摆铣头，更具体地说，涉及一种由外转子式力矩电机驱动的单摆铣头。

背景技术

目前，单摆铣头在国内还没有产业化的产品出现。究其原因在于，单摆铣头结构复杂，而且要求加工工艺和精度较高，尤其转轴与电主轴的连接问题。现在的单摆铣头均需要一个整体式的箱体，将转轴与电主轴都安装在箱体内。因此，这个箱体的结构复杂，不便于加工。

但是，现阶段我国已经能够分别独立制造单轴转台和电主轴产品，通过将二者关键连接部件的合理结合，完全可以设计和制造符合我国国情的单摆铣头产品，因此合理的设计和制造，是解决问题的关键。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种结构合理、制造方便的单摆铣头。通过铣头与外转子式力矩电机的结合，大大降低了单摆铣头的制造难度，将原本一体式复杂的主轴箱体作以简化，省略了大箱体铸造的麻烦，避免了箱体内孔精加工的高额费用，大大降低了生产成本。

为了解决上述问题，本发明设计了一种基于单轴转台的单摆铣头，包括铣头和安装铣头电主轴的电主轴箱；还包括卧式设置的单轴转台，电主轴箱依靠侧部固定于单轴转台的花盘上。

上述电主轴箱与花盘之间的固定方式为：单轴转台的转子在轴心处同心固连有环形的定位锥，定位锥的一端设有凸出的短锥面；电主轴箱设有与短锥面配合的定位孔。依靠短锥面的定位作用并利用螺钉通过T形块、T形槽的配合将电主轴箱固定于单轴转台的花盘上。此外，为了传递扭矩，T形块插入电主轴箱侧面的开口中。优选方式下，单轴转台由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动。利用单轴转台中心的通孔可以设置主轴电缆和水油管线。

而上述力矩电机结构包括转子、定子、刹车机构和冷却套。其中，转子的内壁排布有永磁体，转子位于环形定子的外部；转子外部设置有刹车机构，定子内部设置有环形冷却套。

通过上述技术方案，本发明基于单轴转台的单摆铣头，利用单轴转台设计出单摆铣头，大大降低了单摆铣头的设计和制造难度，将原本一体式复杂的主轴箱体分离成利用单轴转台花盘连接方式，因此省略了大箱体铸造的麻烦，避免了箱体内孔精加工的高额费用，同时也提高了刚性，可以快速实现单摆铣头。本发明的单摆铣头节约生产时间、减少使用材料，具有生产成本低的特点。

附图说明

图1是本发明基于单轴转台单摆铣头的结构示意图；

图2是图1中定位锥的放大图；

图3是由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台(立式)的剖视图。

具体实施方式

一、由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台

为了说明本发明，先参考图3说明由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台，图中单轴转台与本发明所用转台的不同之处在于，图3的转台立式设置，而本发明所用的转台需要卧式设置，原理完全一致。通过图3电机结构的说明，有利于理解本发明的单摆铣头。图3中，电机的转子5’直接和转台台面2’相连，通常台面2’利用螺栓固定于转子5’的端部。同时，位于转子5’内圈的定子6’与转台固定的壳体9’通过螺栓相连接。转台的旋转角度为360°×n(n表示转数)。

转子5’的内壁上排布有永磁体，在转子外部设置有刹车机构4’。此外，为了有效地对电机发热源定子线圈绕组进行冷却，设计了外转子力矩电机的内冷套8’，位于由矽钢片和线圈绕组构成的定子6’的内部。冷却回路可以采用螺旋式冷却槽，也可以采用曲折式冷却槽。为了使得转台的高度降低，选用了转台专用的轴向/径向轴承1’，该轴承选用INA公司的YRT系列轴向/径向轴承，该轴承能同时承受轴向和径向力以及倾斜力矩，轴承宽度非常小。为了检测转子的位置，在轴承上设置有编码器7’；也可以在转子驱动的轴上设置编码器7’，或者以其他方式设置传感元件，只要能够监测转动的角度即可。图3中，由于轴承上自带编码器，无需再在轴上另装编码器，因此可以利用轴承内环的空间进行穿线和水路油路的分配。为了保证密封性能，在转台与力矩电机壳体之间设置有唇式密封圈3’。

优选方式下，本发明基于单轴转台的单摆铣头，其单轴转台由上述交流永磁同步外转子式力矩电机驱动。

二、本发明基于单轴转台的单摆铣头

如图1所示，卧式设置的单轴转台4，其花盘5的盘面主要用于固定铣头1的电主轴箱2，因此对于盘面的加工精度、端面圆跳动等形位公差以及表面光洁度均要求较高。只有这样，花盘5的盘面作为转轴定位面才可靠。

在单轴转台4中心一般都有通孔，将定位锥3的尾部安装到单轴转台4的中心孔内并与转台同轴设置，其连接方式，依靠螺钉固定在花盘5上或通过连接单元与转子直接连接。定位锥3的一端设有凸出的短锥面，在装配时，将安装了电主轴1的电主轴箱2吊起，电主轴箱一侧设置定位孔，与定位锥3上7∶24短锥面充分配合(如图3中A所示定位锥上的短锥面与平面部分，保证了电主轴箱回转中心与单轴转台回转中心同轴设置)。调整好后，把T形块6插入花盘5的T型槽内，然后将螺钉穿过电主轴箱体2的通孔，固定入T形块6，从而将电主轴箱体2锁紧到单轴转台4的花盘5上。

由于T形块6插入了电主轴箱2内，因此T形块6可以传递扭矩，但不能完全保证反向间隙。为此，利用楔形压块插入T形块6的两侧，从电主轴箱2上的通孔穿过螺钉，同时锁定楔形压块，利用楔形压块将T形块6夹紧，彻底消除了反向间隙。此外，利用单轴转台4中心的通孔，可以设置主轴电缆和水油管线。

上述为本发明最佳的实施方式，当然根据需要也可适当变化，例如为了传递扭矩另设键与键槽的方式等。因此，以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种基于单轴转台的单摆铣头，包括铣头(1)；所述铣头(1)的电主轴安装于电主轴箱(2)中，其特征在于，还包括单轴转台(4)，所述单轴转台(4)卧式设置；所述电主轴箱(2)依靠侧部固定于所述单轴转台(4)的花盘(5)上。

2、根据权利要求1所述基于单轴转台的单摆铣头，其特征在于，所述电主轴箱(2)与所述花盘(5)之间的固定方式如下：

所述单轴转台(4)的转子在轴心处同轴固联有环形的定位锥(3)，所述定位锥(3)的一端设有凸出的短锥面；所述电主轴箱(2)设有与所述短锥面配合的定位孔；依靠短锥面的定位作用并利用螺钉通过T形块(6)、T形槽的配合将所述电主轴箱(2)固定于所述单轴转台(4)的花盘(5)上。

3、根据权利要求2所述基于单轴转台的单摆铣头，其特征在于，所述T形块(6)的端部插入所述电主轴箱(2)侧壁设置的槽孔中以便传递扭矩。

4、根据权利要求3所述基于单轴转台的单摆铣头，其特征在于，所述单轴转台(4)由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动。

5、根据权利要求4所述基于单轴转台的单摆铣头，其特征在于，利用所述单轴转台(4)中心的通孔设置主轴电缆和水油管线。

6、根据权利要求5所述基于单轴转台的单摆铣头，其特征在于，所述力矩电机结构包括转子、定子、刹车机构和冷却套，其中，

转子的内壁排布有永磁体，转子位于环形定子的外部；转子外部设置有刹车机构，定子内部设置有环形冷却套。

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