CN101966663B - 轴分度定位结构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种轴分度定位结构。其构成为，主要有3片端面齿盘，及能沿轴轴向推动的油缸活塞等组成。第一齿盘与壳体及油缸活塞相结合，在油缸活塞的推动下，可使第一齿盘沿轴轴向移动；第二齿盘固定在壳体上；第三齿盘安置在轴上，可以和轴一起旋转。所说的3片端面齿盘，分度角度的齿数分可以为72、120、144、360、……等等。本发明所说的轴分度定位结构，采用油缸的活塞与齿盘直接相连、直接驱动，大为简化机械传动，其最高定位精度可以达到±3秒。并可以有效减少和降低设备故障率，可以降低制造和维护成本，特别适合应用于大、重型数控机床主轴等要求结构紧凑，且分度定位精度高的场合。

Description

轴分度定位结构

所属领域

本发明属于对轴的分度定位结构，尤其适用于大型或重型机床中的轴进行分度定位的结构。

背景技术

在机床上，例如车铣加工中心进行车削和铣削转换的情况下，需要主轴精确的角度定位和分度。在车铣加工中心加工形状、结构复杂的工件时，需要车削加工内、外圆，在工件表面上铣削平面曲面的情况下，其主轴要根据工况改变主轴的状态，随时在车削和铣削间转换，要求主轴能够在nΧ1°，甚至nΧ0.5°角度上精确分度定位。目前在机械行业中所采用的轴分度定位方案通常是：内、外齿轮啮合分度，涡轮蜗杆分度，凸轮分度等，但由于运动中的蜗轮、蜗杆间存在间隙，故定位不准确。我国2007年由石建华申请的发明专利，NO.200710139605.9公开了一项“快速分度定位锁紧分度头”技术，在其分度盘上开设分度槽，并固定其外周边设有棘齿的棘轮，利用摆动板和弹性顶销与棘轮机构之间的配合进行快速定位。但该机构不仅依然存在结构复杂的弊端，而且也由于其棘轮结构和受力方面的局限性，一方面不能满足现代化加工机床精确分度和定位要求，另一方面对在大型和重型机床上使用时，还是受到了较大的局限性。

1994年王胜利申请的NO.94236152.0实用新型专利，公开了“一种经济型数控转塔刀架”技术，该技术采用了刹紧端齿盘对固定齿盘和动端齿盘进行锁紧的方式，对主轴进行分度定位的方案。该技术的具体方案是，主轴固定在底座上，固定端齿盘和带端面棘轮分度槽的粗定位盘；主轴上空套一个轴向定位，并带有蜗轮和左旋螺纹的轴套，轴套上的左旋螺纹与能轴向移动的刹紧端齿盘的内螺纹相匹配，用来实现轴向移动和使刀台定位刹紧和松开；轴套上还固定有一个制有与粗分度盘齿向相反的棘轮齿槽的拨套；可绕轴套回转的刀台的内腔固定一个与固定端齿盘齿面相接的动端齿盘，当刹紧端齿盘由轴套螺纹驱动时，两盘的端齿同时与刹紧端齿盘啮合而使刀台定位和刹紧。该分度定位时必要依靠分度拨销、棘轮、弹簧和拨套等部件的相互配合和作用。不过，该技术方案并没有排除现有技术中结构复杂、分度或定位精度不够和受力不足等方面的缺陷，因此同样也不太适合用于有高精度要求的大型或重型加工机械中。

中国专利局于2007年4月18日授权公开的“主轴轴线空间多位置自动回转铣头”（授权公告号：CN2889576Y）实用新型专利，该专利中采用了两对（4个）齿盘进行分度和定位，（即一对端齿盘实现锁紧，一对内外齿盘实现分度）。该自动回转铣头结构装置为，在C轴和D轴上由一对设置在一级锥齿轮轴上的锥齿轮与二级锥齿轮轴前端的锥齿轮相啮合，以及一级锥齿轮轴末端的锥齿轮与主轴上的锥齿轮相啮合，进行主轴动力传递。起分度作用的装置是，（对C轴）内齿盘设置在一级锥齿轮轴的锥齿轮上，外齿盘固定设置在中间壳体上，（对D轴）另一个内齿盘设置在二级锥齿轮轴末端的锥齿轮上，另一个外齿盘固定设置在主轴壳体上。当需要C轴分度时，首先要使内外齿盘能进入啮合状态，即使高压油经过油缸推动活塞和中间壳体运动使一对端齿盘脱开，同时内外齿盘进入啮合状态，主电机带动C轴旋转到指定角度后，撤消油缸的压力即能实现卡紧，完成一次分度。由于该技术中的分度和定位所采用的是在两对互不相接触的齿盘中进行的，即通过一对相互匹配的端齿盘的脱开和相关机构的移动，使另外一对内外齿盘进行啮合，从而以实现分度的需求；这一对相互匹配的端齿盘的啮合则是为了锁紧和定位。同时，内外齿盘必须为啮合状态时才能进行分度操作。所以该技术虽然可以实现5184个空间位置，但还是存在结构比较复杂，和分度和定位由两对不接触的齿盘完成，导致定位精度和公差难以控制的不足。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术中机床轴角度分度定位不精确、结构复杂的问题，设计一种结构简单，并可以解决大型和重型机床轴分度定位精确的结构。

本发明所说的轴分度定位结构的构成为，包括有端面齿盘，油缸活塞，轴和壳体，主要有3片端面齿盘、能沿轴轴向推动第一齿盘移动的油缸活塞等组成。油缸活塞与进油管和回油管相连通；第一齿盘与壳体及油缸活塞相结合，可以在油缸活塞的推动下，使第一齿盘沿轴轴向移动；第二齿盘固定在壳体上；可与轴一起旋转的第三齿盘安置在轴上，所说的第二齿盘和第三齿盘一起与第一齿盘进行分开或啮合。

本发明所说的轴分度定位结构，仅仅只需要通过油缸活塞推动第一齿盘移动，和与第二齿盘、第三齿盘的啮合与分开，就能实现在不同的工况下或者控制轴的旋转，或者控制轴分度的转换以及角度的精确定位。

本发明中所述的技术方案相比现有技术中采用棘轮结构进行定位的方案而言，大大地简化了结构。而这种结构上的简化使之本发明所说的轴分度定位结构适用于大型和重型的机床和设备中使用。

附图说明

附图1：高精度多片齿盘组示意图；

附图2：轴和齿盘装配示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明所说的轴分度定位结构作进一步的说明。

本发明所说的轴分度定位结构，主要有3片端面齿盘，和能沿轴的轴向推动第一齿盘1进行分开或啮合的油缸活塞等组成。第一齿盘1与壳体4及油缸活塞5相结合，油缸活塞5与进油管7和回油管8相连通，第一齿盘1可以在油缸活塞5的推动下沿轴6轴向移动；第二齿盘2设置在第三齿盘3的外圆上，并以不能旋转的方式固定在壳体4上；第三齿盘3安置在轴6上，可以和轴6一起旋转。所说的3片端面齿盘，可以依据具体机床分度角度的要求来确定其齿数。例如，依照360除以所需分度数的原则予以确定其齿盘的齿数。

本发明所说的轴分度定位结构的连接和工作原理：

其3片端面齿盘组成的齿盘组，是成组加工的高精度齿盘。第一齿盘1和壳体4连接，在油缸活塞5的推动下，使第一齿盘1沿轴6轴向移动，第二齿盘2通过固定装置固定在壳体4上，第三齿盘3通过固定装置同轴6连接在一起。从附图2中给出的结构可以清楚地看到，由于所说的第三齿盘是安置在轴上的，并与轴可以一起旋转，因此可以直接利用轴的转动来带动第三齿盘，并和第二齿盘一起与第一齿盘进行分开或啮合，从而实现分度和定位。

所说的固定装置可以是螺钉或销钉，也可以是焊接方式或采用无键连接的方式（如卡紧套）等。通过油缸活塞5推动第一齿盘1的轴向移动，实现第一齿盘1与第二齿盘2和第三齿盘3之间的啮合或分开，并通过齿盘组各齿盘齿数的配合控制轴的分度定位和旋转。

在附图2中给出的是轴分度定位示意图。其中包括了两种不同工况的描述，其图中的上半部分给出的是第一齿盘1与第二齿盘2、第三齿盘3之间分开的工况，可对应于轴旋转的情况；而图中的下半部分给出的是第一齿盘1与第二齿盘2、第三齿盘3之间啮合的工况，可对应于轴分度定位的情况。进油管7和回油管8在不同的工况下，互为进/回油管。

本发明所说的轴分度定位结构，不仅能用于机床主轴的分度定位，也可以用于其它需要对其轴进行分度或定位的场合。所以，本发明的轴分度定位结构的保护还延伸到其它可能需要使用本结构的领域。

Claims (9)

1.一种轴分度定位结构，包括有端面齿盘，油缸活塞，轴和壳体，油缸活塞与进油管和回油管相连通，在油缸活塞的推动下能沿轴轴向移动的第一齿盘与壳体及油缸活塞相结合，第二齿盘固定在壳体上，可与轴一起转动的第三齿盘安置在轴上，其特征在于，所说的端面齿盘有3片，第二齿盘和第三齿盘一起与第一齿盘进行分开或啮合。

2.按照权利要求1所说的轴分度定位结构，其特征在于，所说的第二齿盘设置在第三齿盘的外圆上。

3.按照权利要求1所说的轴分度定位结构，其特征在于，所说的端面齿盘的齿数为360除以所需分度数。

4.按照权利要求1所说的轴分度定位结构，其特征在于，所说的第二齿盘通过固定装置固定在壳体上。

5.按照权利要求1所说的轴分度定位结构，其特征在于，所说的第三齿盘通过固定装置同轴连接在一起。

6.按照权利要求4或5所说的轴分度定位结构，其特征在于，所说的固定装置可以是螺钉。

7.按照权利要求4或5所说的轴分度定位结构，其特征在于，所说的固定装置可以是销钉。

8.按照权利要求4或5所说的轴分度定位结构，其特征在于，所说的固定装置可以是卡紧套。

9.按照权利要求4或5所说的轴分度定位结构，其特征在于，所说的固定装置可以是焊接。

Images