CN102179701B - 高速数控立式车床的工作台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型高速数控立式车床的工作台，包括工作台底座的装配结构、工作台与工作台底座间的连接结构、传动机构和编码器组件的安装结构。 本发明新型的有益效果是：本发明的导轨采用了大型的交叉滚子轴承，具有极限转速高、承受载荷大的特点，可承受外载荷的轴向力、径向力和颠覆力矩，本发明具有热对称结构、动静刚度高、机床整机精度高、精度保持性好、承受载荷大、转速高、轴承种类和数量少、零件数量少、机床可靠性高、工艺性好的特点，并能大幅度降低机床成本 。

Description

高速数控立式车床的工作台

技术领域

本发明涉及一种高速数控立式车床的工作台，属于机械加工技术领域。

背景技术

目前，我国数控立式车床工作台一般采用工作台底座侧面与和立柱前端面联接固定的方式，工作台底座与立柱的联接刚度不高，并且工作台的中心与立柱的中心不重合，机床整机不是热对称结构。工作台在高速、重载条件下工作时，工作台底座变形严重，工作台在加工零件时受热后的精度稳定性低，严重影响机床的整机精度，并且工作台的主传动需要单独的主变速箱传动，传动链长、传动结构复杂，传动效率低。目前，数控立式车床工作台导轨一般采用滚动导轨或静压导轨结构，滚动导轨工作台一般由一套双列圆柱滚子轴承和两套推力轴承组成，工作台端跳、径跳精度分别需要径向、轴向两种、共三套轴承来保证，现工作台滚动导轨结构轴承种类和数量多、零件数量多、成本高、结构复杂，由于零件综合累积误差过大而使工作台精度超差的问题经常发生。而静压导轨工作台结构除了采用静压油室代替大型推力轴承承受工件载荷和切削力外，其余结构与滚动导轨工作台结构相同，静压导轨工作台结构还需要一套液压装置，静压导轨工作台结构的制造、日常维护成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种新型高速数控立式车床的工作台。该工作台具有主传动链短，传动效率高，热对称性好和整机精度高的优点。

本发明的技术方案是该高速数控立式车床工作台包括工作台、工作台底座、传动机构和编码器组件。

工作台底座的装配结构是：在底座上部的中心座外壁顶端开有阶梯状的轴承槽，交叉滚子轴承的内环镶在轴承槽内，由其上方的压环将其紧固在轴承槽中；交叉滚子轴承的外环通过齿圈座与齿圈连接；法兰盘设置在交叉滚子轴承的外环底面及齿圈座下端面处，通过螺栓与齿圈座下端面连接，并将交叉滚子轴承的外环固定在齿圈座的内阶梯面和法兰盘之间，齿圈通过螺栓固定在齿圈座的外阶梯面上。

工作台与工作台底座间的连接结构是：台面下部的定心止口镶在齿圈座的定心内孔中，台面的下端面与齿圈座的上端面螺栓连接，立柱安装在底座后部的上联接面上。

传动机构是：Ⅱ轴安装在工作台底座的右部，齿轮与Ⅱ轴花键连接，齿轮与齿圈啮合；在Ⅱ轴孔的下端装有卸荷法兰盘，深沟球轴承的内环套在卸荷法兰盘的卸荷定心轴上，外环镶在大皮带轮的轴孔中；花键套通过花键安装在Ⅱ轴的下部，其沉孔端面压在深沟球轴承外环端面上，并通过深沟球轴承将大皮带轮轴向定位在Ⅱ轴的下部；电机座安装在底座的后部侧面上，安装在电机座上的减速器上端与主电机直联，下端装有小皮带轮，小皮带轮与大皮带轮皮带连接。

编码器组件的安装结构是：下法兰盘安装在底座中心孔的上端面上，编码器安装在下法兰盘上部联接面上，上法兰盘安装在台面中心孔台阶面上，小轴安装在上法兰盘的中心处，并通过编码器的联接接头与编码器相联接。

本发明新型的有益效果是：本发明的导轨采用了大型的交叉滚子轴承，具有极限转速高、承受载荷大的特点，可承受外载荷的轴向力、径向力和颠覆力矩，本发明具有热对称结构、动静刚度高、机床整机精度高、精度保持性好、承受载荷大、转速高、轴承种类和数量少、零件数量少、机床可靠性高、工艺性好的特点，并能大幅度降低机床成本。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明加以详细说明。

图1本发明的结构示意图。

图中标号：

1、台面   2、齿圈座    3、齿圈    4、压环     5、交叉滚子轴承

6、法兰盘   7、底座  8、齿轮      9、Ⅱ轴      10、立柱   

11、联组皮带   12、大皮带轮    13、卸荷法兰盘  14、深沟球轴承

15、花键套    16、主电机  17、减速器   18、电机座   19、小皮带轮   

 20、上法兰盘   21、小轴     22、编码器   23、下法兰盘。

具体实施方式

例1

    如图1所示，本发明高速数控立式车床工作台包括台面、齿圈组件、底座组件、Ⅱ轴组件、主电机组件、编码器组件，其中底座的装配结构是：交叉滚子轴承5的内环圆柱孔安装在底座7上部定心外圆柱面上，交叉滚子轴承5内环的下端面靠紧底座7上部定心外圆柱面的轴肩，压环4的下端面与底座7上部定心外圆柱面上部端面联接配合，压环4的外圈轴肩压紧交叉滚子轴承5内环上端面，将交叉滚子轴承5内环轴向定位在底座7上，立柱10安装在底座7后部上联接面上。

例2 

    如图1所示，齿圈的安装结构是：齿圈座2的圆柱孔安装在交叉滚子轴承5外环的外圆柱面上，齿圈座2内圆柱沉孔的台阶面压紧交叉滚子轴承5外环上端面，齿圈3内孔套在齿圈座2外圆柱面上，齿圈3上端面紧靠在齿圈座2外轴肩下端面上，法兰盘6上端面安装在齿圈座2下端面上，法兰盘6沉孔端面压紧交叉滚子轴承5外环下端面，将齿圈座2、齿圈3轴向定位在底座7上。

例3 

    如图1所示，工作台与工作台底座7的连接结构是：工作台1安装在底座7的上部，台面1下端面与齿圈座2上端面联接配合，台面1的下部定心止口外圆柱面与齿圈座2定心内孔配合，并通过与齿圈座2配合的交叉滚子轴承5与底座7保持同心，工件和台面1的重量全部通过交叉滚子轴承5作用在底座7上，交叉滚子轴承5同时承受台面、工件、切削力所产生的轴向力和径向力。

例4 

    如图1所示，Ⅱ轴组件的结构是：Ⅱ轴 9安装在底座7右部Ⅱ轴孔中，齿轮8花键孔套在Ⅱ轴 9上部花键轴上，齿轮8与齿圈3啮合传动，卸荷法兰盘13安装在底座7的Ⅱ轴孔下端面上，深沟球轴承14内环套在卸荷法兰盘13的卸荷定心轴上，大皮带轮12的内孔套在深沟球轴承14的外环上，花键套15的花键孔套在Ⅱ轴9下部的花键轴上，花键套15的沉孔端面压在深沟球轴承14外环端面上，并通过深沟球轴承14将大皮带轮12轴向定位在Ⅱ轴的下部，联组皮带11对大皮带轮12的拉力通过深沟球轴承14、卸荷法兰盘13作用在底座7的Ⅱ轴孔下端面上。

例5

     如图1所示，主电机组件的结构是：电机座18安装在底座7的后部侧面上，减速器 17下端面安装在电机座18上端面上，主电机16与减速器 17直联传动，并安装在减速器 17上端面上，小皮带轮19内孔固定在减速器 17的输出轴上，联组皮带11套在小皮带轮19、大皮带轮12的V形槽上。

例6 

    如图1所示，编码器组件的结构是：下法兰盘23安装在底座7中部的中心孔上端面上，编码器22安装在下法兰盘23上部联接面上，上法兰盘20安装在台面1中心孔的台阶面上，小轴21安装在上法兰盘20的中心处，并通过编码器22的联接接头与编码器22相联接。

例7

   工作台的工作过程是：通过按钮站控制主电机16得电，主电机16通过减速器 17降速后驱动小皮带轮19旋转，小皮带轮19通过联组皮带11将主电机16扭矩传递给大皮带轮12，大皮带轮12通过花键套15带动Ⅱ轴9、齿轮8旋转，齿轮8与齿圈3啮合传动通过齿圈座2驱动台面1旋转，台面1通过固定在其中心孔处的上法兰盘20、小轴21带动与小轴21联接的编码器22旋转，编码器22将台面1的转速反馈给数控系统形成闭环控制。

Claims (2)

1.一种高速数控立式车床工作台，该高速数控立式车床工作台包括工作台台面、工作台底座、传动机构和编码器组件，其中工作台底座的装配结构是：在底座（7）上部的中心座外壁顶端开有阶梯状的轴承槽，交叉滚子轴承（5）的内环镶在轴承槽内，由其上方的压环（4）将其紧固在轴承槽中；交叉滚子轴承（5）的外环通过齿圈座（2）与齿圈（3）连接；法兰盘（6）设置在交叉滚子轴承（5）的外环底面及齿圈座（2）下端面处，通过螺栓与齿圈座（2）下端面连接，并将交叉滚子轴承（5）的外环固定在齿圈座（2）的内阶梯面和法兰盘（6）之间，齿圈（3）通过螺栓固定在齿圈座（2）的外阶梯面上；其特征在于：该工作台的传动机构是：Ⅱ轴（9）安装在底座（7）的右部，齿轮（8）与Ⅱ轴（9）轴花键连接，齿轮（8）与齿圈（3）啮合；在Ⅱ轴孔的下端装有卸荷法兰盘（13），深沟球轴承（14）的内环套在卸荷法兰盘（13）的卸荷定心轴上，外环镶在大皮带轮（12）的轴孔中；花键套（15）通过花键安装在Ⅱ轴（9）的下部，其沉孔端面压在深沟球轴承（14）外环端面上，并通过深沟球轴承（14）将大皮带轮（12）轴向定位在Ⅱ轴（9）的下部；电机座（18）安装在底座（7）的后部侧面上，装于其上的减速器（17）上端与主电机（16）直联，下端装有小皮带轮（19），小皮带轮（19）与大皮带轮（12）皮带连接。 

2.根据权利要求1所述的高速数控立式车床工作台，其特征在于：该工作台的台面与底座间的连接结构是：台面（1）下部的定心止口镶在齿圈座（2）定心内孔中，台面（1）的下端面与齿圈座（2）的上端面螺栓连接，立柱（10）安装在底座（7）后部的上联接面上。

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