CN101352896B - 用于石材加工的单驱动可分度复合切削部件 - Google Patents

Abstract

用于石材加工的单驱动可分度复合切削部件，涉及一种机械设备，其切削主轴切削运动和主轴绕垂直方向的旋转分度运动由同一部伺服电机驱动。伺服电机通过齿形带驱动传动轴，传动轴通过锥齿轮驱动切削主轴，在主轴箱与支撑箱体和主轴箱与传动轴齿轮之间分别安装有离合装置，机构通过离合状态的变化分别实现主电机对切削主轴和切削主轴箱体的驱动，从而实现使用一部电机实现对石材切削刀具的驱动和实现主轴的旋转分度功能。本发明的复合切削部件使用同一部伺服电机实现了切削主轴的切割运动和切割主轴绕垂直方向的旋转运动。

Description

用于石材加工的单驱动可分度复合切削部件

技术领域

本发明涉及一种石材制品加工设备，特别是涉及一种用于石材车削、锯切和磨削加工的可分度工作头。

背景技术

天然石材由于具有质感好、外观庄重、机械及物理化学性能良好(如耐压、耐磨及耐腐蚀)等优点，自古以来就是一种优良的建筑材料。石材作为一种硬脆性材料，相对于普通的金属切削具有不同的切削特性和切削工艺要求。尤其是对于石材的车削加工，由于石材属于脆性材料且制品体积一般都比较大，加工过程中不适合高速旋转，所以并不适于使用普通的金属车削车刀，而是采用圆盘锯片刀具，通过锯片的高速旋转来获得切削所需要的切削速度，通常是由三项异步电机通过带传动来实现车削锯片的高速旋转的。同时在切割加工过程中会产生很大的振动，因此为了减少切削振动的影响，其主切削电机与切削主轴之间一般都通过带传动，沿着固定的方向切割，其主切削电机功率一般在10-25KW之间。但对于罗马柱、螺旋柱等异型石材制品，常常要求切削锯片能够在不同的角度进行割切，因而需要切削主轴能够绕垂直方向进行旋转分度。目前国内外能够提供车削工作头绕垂直方向进行旋转分度的机床都采用动龙门结构，将车削电机和车削主轴安装在同一个工作平台上，在工作平台与垂直滑鞍之间通过一个伺服电机驱动涡轮蜗杆机构进行旋转分度，这种结构使得机床工作头在横梁滑鞍下的垂直高度至少达到1米，这必然要增加机床的整体高度，增加机床成本，同时这种结构使得垂直滑鞍的负载质量较大，稳定性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于石材加工的单驱动可分度复合切削部件，其切削主轴的切削运动和主轴绕垂直方向的旋转分度运动由同一部伺服电机驱动，实现切削工具的旋转运动和切削主轴绕垂直方向的旋转分度运动。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

用于石材加工的单驱动可分度复合切削部件，该切削部件由一部大功率伺服电机通过一个带传动机构、锥齿轮传动机构和液压夹紧机构，实现对石材切削加工和切削主轴旋转分度的驱动，伺服电机通过齿形带驱动传动轴，传动轴通过第一圆锥齿轮、第二圆锥齿轮驱动切削主轴，切削主轴的端面通过紧固件固定切削刀具，在主轴箱与支撑箱体和主轴箱与第一圆锥齿轮之间分别安装有第一离合装置和第二离合装置；当第一离合装置使液压紧固装置的下圈与上圈合在一起螺栓紧固时，主轴箱与支撑箱体固定在一起，第一圆锥齿轮与主轴箱之间的第二离合装置分开，切削主轴可以自由旋转，使伺服电机通过第一圆锥齿轮驱动切削刀具；当液压油路供油，第一离合装置使液压紧固装置的下圈与上圈分开，主轴箱相对支撑箱体发生相对回转，第二离合装置合在一起，第一圆锥齿轮与主轴箱固定在一起，主轴箱随着传动轴运动，伺服电机通过齿形带驱动主轴箱旋转分度。

本发明的优点与效果是：

1.本发明的复合切削部件使用同一部伺服电机实现了切削主轴的切割运动和切割主轴绕垂直方向的旋转运动，从而比传统结构节约了一部电机。

2.本发明的复合切削部件是将主电机绕主轴方向的旋转运动转化为切削主轴沿垂直方向的旋转运动，该部件可以安装在龙门横梁的侧面，从而使龙门加工机床的整体高度减小，使机床结构更加合理、可靠。

3.本发明的复合车削部件主轴箱的旋转分度的运动是由伺服电机通过齿形带传动直接驱动传动主轴实现的，其分度精度可达20′，比传统的涡轮蜗杆传动机构具有更好的传动精度。

附图说明

图1是本发明复合切削部件的主视图；

图2是本发明复合切削部件主轴箱旋转90°后的侧视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行详细说明。

用于石材加工的单驱动可分度复合切削部件，包括一部大功率伺服电机、带传动机构、传动轴与支撑箱体、主轴箱及切削主轴等部件，传动轴与切割主轴之间安装由锥齿轮传动机构。其中在主轴箱与支撑箱体之间及主轴箱与锥齿轮机构的主动轮之间还安装有两套液压夹紧机构，通过同一个液压油路控制。

部件通过液压机构的控制，分别实现电机对主切削运动的驱动和对主轴箱体的旋转分度运动的驱动。当主轴箱与支撑箱体夹紧时，主轴箱与传动齿轮之间的夹紧机构就会松开，这时主轴箱与支撑箱体组成固定部件，伺服电机通过齿形带将主运动传递给传动轴，传动轴再通过锥齿轮传动机构将运动传递给切削主轴，从而实现将电机沿水平面的旋转运动输出为切削主轴沿垂直面的切割运动。

当主轴箱与支撑箱体之间的液压夹紧装置松开时，主轴箱与传动齿轮的主动轮之间的液压夹紧装置加紧，使得主轴箱与支撑箱之间可以发生相对滑动，主轴箱与传动轴组成同一个部件，由伺服电机驱动通过齿形带传动，实现主轴箱体的旋转分度运动。

图1为本发明复合切削部件的主视图，主电机1为一个大功率伺服电机，安装在固定机架3上，固定机架3固定在支撑箱体9上；伺服电机1的输出轴上连着齿形带轮2，带轮与齿形带轮4构成带传动机构，将运动传递给传动轴5；传动轴5的一端通过支撑轴承8、轴承端盖7和紧固螺母6安装在主支撑箱体9的上端；传动轴5的另一端安装有圆锥齿轮28，通过轴承17和端盖18安装在连接件11上；连接件11通过两个对拧的螺母10支撑并固定在支撑箱体9的上端；圆锥齿轮28与圆锥齿轮32构成齿轮传动机构，将传动轴5绕垂直方向的旋转运动转化为切削主轴23沿垂直方向的旋转运动，圆锥齿轮32通过健31、轴套30、螺栓29和33固定在切削主轴23上；罗盘21与构件18之间的离合装置20分开，切削主轴可以自由旋转，切削主轴23的一端通过轴承26、轴套24、螺母22、轴承端盖25、27固定在主轴箱19上，切削主轴23的另一端同样通过轴承36、轴套、螺母34、轴承端盖35、37固定在主轴箱19上，切削主轴23的端面通过紧固件39固定切削刀具38，主轴箱19上安装有刀具38的防护罩；其主轴箱19与支撑箱体的连接件11之间安装有顶针轴承15，使得主轴箱19可以相对支撑箱体9发生旋转运动，主轴箱19的上面还固定着一个液压紧固装置的下圈16，液压紧固装置的上圈13固定在支撑箱体9上，下圈16，上圈13通过离合装置实现离合，在传动轴5上的圆锥齿轮28与主轴箱19之间同样有一个离合装置20实现离合，它们的离合运动都是通过油路14实现的。

如图1所示状态，当离合装置使液压紧固装置的下圈16与上圈13合在一起螺栓12紧固时，主轴箱19与支撑箱体9固定在一起，圆锥齿轮28与主轴箱19之间的离合装置20分开，切削主轴可以自由旋转，从而使主电机能够通过传动齿轮驱动切削刀具工作；

如图2所示状态，当液压油路14供油，离合装置使液压紧固装置的下圈16与上圈13分开，这时主轴箱19可以相对支撑箱体9发生相对回转。离合装置20使合在一起，这时圆锥齿轮28与主轴箱19固定在一起，主轴箱随着传动轴5运动，伺服电机通过齿形带驱动主轴箱旋转分度。

Claims (1)

1.用于石材加工的单驱动可分度复合切削部件，该切削部件由一部大功率伺服电机通过一个带传动机构、锥齿轮传动机构和液压夹紧机构，实现对石材切削加工和切削主轴旋转分度的驱动，其特征在于：伺服电机(1)通过齿形带驱动传动轴(5)，传动轴(5)通过第一圆锥齿轮(28)、第二圆锥齿轮(32)驱动切削主轴，切削主轴(23)的端面通过紧固件(39)固定切削刀具(38)，在主轴箱(19)与支撑箱体(9)之间安装有第一离合装置和第一液压夹紧机构，主轴箱(19)与第一圆锥齿轮(28)之间安装有第二离合装置(20)和第二液压夹紧机构；第一液压夹紧机构的下圈(16)固定在主轴箱(19)上，第一液压夹紧机构的上圈(13)固定在支撑箱体(9)上；当第一离合装置使第一液压夹紧机构的下圈(16)与上圈(13)合在一起螺栓(12)紧固时，主轴箱(19)与支撑箱体(9)固定在一起，第一圆锥齿轮(28)与主轴箱(19)之间的第二离合装置(20)使第二液压夹紧机构分开，切削主轴可以自由旋转，使伺服电机通过第一圆锥齿轮(28)驱动切削刀具；当液压油路(14)供油，第一离合装置使第一液压夹紧机构的下圈(16)与上圈(13)分开，主轴箱(19)相对支撑箱体(9)发生相对回转，第二离合装置(20)使第二夹紧机构夹紧，第一圆锥齿轮(28)与主轴箱(19)固定在一起，主轴箱随着传动轴(5)运动，伺服电机通过齿形带驱动主轴箱旋转分度。

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