CN101804577A - 整体式主轴单元尾部消隙装置与使用该装置的消隙方法 - Google Patents

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Abstract

一种整体式主轴单元尾部消隙装置，涉及数控机床领域，其插设于所述主轴单元与主轴箱孔之间，所述消隙装置包括：一环状基座，所述环状基座包括一第一安装面与一第二安装面，沿所述环状基座的圆周边开设有复数个装配孔；一环状消隙部，一体成型于所述环状基座的第一安装面上，所述环状消隙部的外径与所述主轴箱的后端孔之间形成过盈配合，所述环状消隙部的内径与主轴单元的外径之间形成过盈配合。本发明还同时提供一种使用整体式主轴单元尾部消隙装置的消隙方法。本发明消除了主轴箱与主轴单元之间的间隙，保证了整体式主轴单元的精度和稳定性。

Description

整体式主轴单元尾部消隙装置与使用该装置的消隙方法
技术领域
本发明涉及数控机床领域，尤指一种用于消除整体式主轴单元尾部间隙的装置以及使用该装置的方法。
背景技术
现在的中小型数控机床的传动系统，在高刚性主轴、高精度高负载轴承的支撑下，在先进机械加工设备和工艺支持下，大多取消了卸荷装置，这样简化了主轴部件的结构，降低了生产成本，取得了很好的经济效益。但是随着机床技术的不断进步和市场的不断细分，各种功能部件的专业厂家也随之涌现。主轴部件作为数控机床的核心部件，更受专业生产厂家和机床生产厂家的重视。现代机床主轴部件已突破传统装配式主轴的界限，更多采用更高精度更高转速的整体式主轴单元或整体式电主轴单元，并日益受到机床生产厂家的追捧。
显而易见的是：整体式主轴单元与主轴箱孔之间的配合是过渡配合，存在一定的间隙，由于现代中小型机床大多取消了卸荷装置，这样的配合在高精度和超高精度主轴上应用就会产生问题。在采用装配式主轴时，电机和皮带在高速运转时产生的振动，在高刚性主轴和高精度高负载轴承的限制下基本被消除，不会影响主轴原有的精度。而当整体式主轴单元时，电机和皮带在高速运转时产生的振动通过主轴单元外径和主轴箱孔之间的间隙得以传递，影响主轴的精度，在实际使用时会产生运转不稳定，生产的零件会产生时好时坏的现象，在生产高精度零件时尤为明显。由于整体式主轴单元体积较大，重新在主轴箱上增加卸荷装置已不太合适，现在各机床生产厂家大多采用更小的公差配合来尽可能的减少主轴单元外径和主轴箱孔之间的配合间隙，以求得一个相对好一点的工作精度。但是这样做有两大缺陷：1、仍然不能消除间隙带来的振动，精度控制很不稳定，质量难以保证。2、由于零部件加工提高了精度等级造成：加工难度加大、效率降低、成本增高的三个不利因素。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种制造容易、成本低廉的装置，用于消除整体式主轴单元尾部的间隙，以提供数控机床整体式主轴单元的精度和稳定性。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种整体式主轴单元尾部消隙装置，插设于所述主轴单元与主轴箱孔之间，所述消隙装置包括：一环状基座，所述环状基座包括一第一安装面与一第二安装面，沿所述环状基座的圆周边开设有复数个装配孔；一环状消隙部，一体成型于所述环状基座的第一安装面上，所述环状消隙部的外径与所述主轴箱的后端孔之间形成过盈配合，所述环状消隙部的内径与主轴单元的外径之间形成过盈配合。
本发明的消隙装置使用时将环状消隙部插设于主轴单元与主轴箱孔之间，并通过所述环状基座上开设的装配孔将消隙装置紧固于主轴箱上，由此消除了主轴箱与主轴单元之间的间隙，保证了整体式主轴单元的精度和稳定性。
本发明的进一步改进在于，所述环状基座的第二安装面上环设有一圈定位环，可通过该定位环对主轴制动器进行定位，并将主轴制动器安装于第二安装面上。
本发明的进一步改进在于，所述环状消隙部远离所述环状基座的一端设有一段环状导向段，所述环状导向段的外径小于所述环状消隙部的外径。
本发明的进一步改进在于，所述环状基座的第二安装面上设有复数个与所述装配孔错位的拆卸螺孔。
附图说明
图1为安装有本发明消隙装置的主轴单元与主轴箱体之间的结构示意图；
Figure 20101011827191000021
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1所示，本发明的消隙装置1插设于主轴单元2与主轴箱3之间，进一步配合图2a至图3b所示，消隙装置1整体呈一环状结构，主要由环状基座11，环状消隙部12以及定位环13组成，其中：
环状基座11包括一第一安装面111与一第二安装面112，沿环状基座11的圆周边上开设有复数个贯穿环状基座11的装配孔113，另外在环状基座11的第二安装面112上还设有复数个拆卸螺孔114，作为本发明的较佳实施例，拆卸螺孔114采用3-M8螺纹孔；
环状消隙部12一体成型于环状基座11的第一安装面111上，该环状消隙部12的外径小于环状基座11的外径，但略大于主轴箱3的后端孔31的孔径，从而使插入时环状消隙部12与主轴箱后端孔31之间形成过盈配合；该环状消隙部12的内径与环状基座11的内径相同，但略小于主轴单元2的外径，从而使插入时环状消隙部12与主轴单元2的外径之间形成过盈配；如图2a所示，在环状消隙部12远离环状基座11的一端设有一段环状导向段121，该环状导向段121的外径等于主轴箱后端孔31的孔径，且略小于环状消隙部12的外径，从而当环状消隙部12被插入到主轴单元2与主轴箱3之间时，起到导向的作用；
定位环13一体成型于环状基座11的第二安装面112上，其内径与主轴制动器21的外径相配合从而对主轴制动器21进行定位，在第二安装面112还开设有复数个装配孔115用于将主轴制动器21装配于第二安装面112上，作为本发明的较佳实施例，装配孔115采用12-M5螺纹孔。
以下进一步介绍上述消隙装置1的加工和装配工艺：
a.对已加工完毕的主轴箱3与主轴单元2的技术参数进行检测
1、检验主轴箱3后端孔31与主轴箱3前端孔之同轴度、圆柱度和实际尺寸公差，记录实际数值并在相应位置打上标记；检验主轴箱前端面与主轴孔之间的垂直度(端跳动)情况，若有超差，可与主轴单元2对配研刮，使其达到要求；
2、检验主轴单元2外径尺寸公差，检验前后端外径之同轴度、圆柱度及与法兰面之端跳动情况，记录实际数值并在相应位置做记号；
b.根据上述主轴箱3与主轴单元2的检测数据，加工出本发明的消隙装置
根据主轴箱3、主轴单元2的检验数据，将半精加工后的消隙装置1以超精磨削加工内外圆及安装面，以三座标检验达相应配合要求，记录实际数值并在相应位置做记号；
c.将所述加工完毕的消隙装置1的环状消隙部12插设于主轴单元2与主轴箱3之间
根据各类数据对应原则，让消隙装置1与主轴箱3及主轴单元2相应标记位置对齐后轻轻推入(在插入时先通过消隙装置1前端的导向段121进行导向从而保证了插入的精确性)，配作6-M8螺孔后清洗烘干各相关零件，重新按前述步骤装配，将消隙装置1用6-M8螺钉通过开设于所述环状基座11上的装配孔113，均匀压入并紧固于主轴箱3上。
在将消隙装置1装配到主轴箱3上后，再将主轴制动器21通过12-M5螺钉安装于环状基座11的第二安装面112上，并通过定位环13对主轴制动器21进行定位；
在需要拆卸时，利用拆卸螺孔114反向顶出消隙装置1，使得拆装更加容易。
本发明带来的有益效果：
1、解决主轴单元2与主轴箱3之间的间隙消除问题，最大程度上保证了主轴的原有精度，适用于皮带传动的多种整体式机床主轴单元，具有广泛的应用前景。
2、结构简单，占用空间小，装配方便。
3、制造容易：只需用传统加工方法配合三座标检验就能实现。
4、成本低廉，制造周期短。
5、加装该消隙装置后，原主轴箱孔尺寸公差可适当放宽，这样加工工艺变得简单，制造更容易，提高了生产效率和产品合格率。

Claims (8)

1.一种整体式主轴单元尾部消隙装置，插设于所述主轴单元与主轴箱之间，其特征在于所述消隙装置包括：
一环状基座，所述环状基座包括一第一安装面与一第二安装面，沿所述环状基座的圆周边开设有复数个装配孔；
一环状消隙部，一体成型于所述环状基座的第一安装面上，所述环状消隙部的外径与所述主轴箱的后端孔之间形成过盈配合，所述环状消隙部的内径与主轴单元的外径之间形成过盈配合。
2.如权利要求1所述的消隙装置，其特征在于：所述环状基座的第二安装面上环设有一圈定位环。
3.如权利要求1所述的消隙装置，其特征在于：所述环状消隙部远离所述环状基座的一端设有一段环状导向段，所述环状导向段的外径小于所述环状消隙部的外径。
4.如权利要求1至3中任一项所述的消隙装置，其特征在于：所述环状基座的第二安装面上设有复数个拆卸螺孔。
5.一种整体式主轴单元尾部的消隙方法，其特征在于包括以下步骤：
a.对已加工完毕的主轴箱与主轴单元的技术参数进行检测；
b.根据上述主轴箱与主轴单元的检测数据，加工出如权利要求1中所述的消隙装置；
c.将所述加工完毕的消隙装置的环状消隙部插设于所述主轴单元与主轴箱之间；
d.通过开设于所述环状基座上的装配孔，利用螺钉将所述消隙装置紧固于所述主轴箱上。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤：
将主轴制动器安装于所述环状基座的第二安装面上，并通过在所述环状基座的第二安装面上设置一圈定位环，对主轴制动器进行定位。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤：
在将所述环状消隙部插设于所述主轴单元与主轴箱之间时，先通过一外径小于所述环状消隙部的外径的环状导向段进行导向。
8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤：
在所述环状基座的第二安装面上开设复数个拆卸螺孔。
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License type: Exclusive License

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Patentee before: SHANGHAI KEMT PRECISION MACHINE TOOL CO.,LTD.

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