CN102922025B - 可升降动力刀架装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可升降动力刀架装置，适用于车铣复合加工的可升降动力刀架装置。本装置通过同步齿形带传动改变伺服电机的转速，传递动力给主轴，主轴前端和后端分别采用双列角接触球轴承和单列角接触球轴承，轴承采用油脂润滑，并且用轴承盖对轴承进行轴向定位和密封。利用主轴前端的锥孔和弹簧夹头的配合，通过刀套和主轴前端的螺纹联接，使得弹簧夹头逐步缩小，从而压紧铣刀，保证铣刀工作时的运动平稳。通过转动螺纹杆完成移动板的上下直线移动，可以调整铣刀和工件的偏移量。本发明专利各零部件空间布局紧凑，各零部件加工方便，装配容易，成本较低，可以承受轴向力，满足中载、中高速的加工需求。

Description

可升降动力刀架装置
技术领域
本发明涉及一种可升降动力刀架装置，尤其是一种适用于车铣复合加工的可升降动力刀架装置。
背景技术
车铣复合加工技术是利用铣刀和工件旋转的合成运动来实现对回转类工件的切削加工，使工件在形状精度、位置精度、表面粗糙度及残余应力等多方面达到使用要求的一种先进切削加工方法。车铣复合加工适合于椭圆、曲轴和螺纹等回转类零件的加工，相对于车削，具有如下主要优点：相对于车刀的连续切削，车铣复合加工使用铣刀能达到间断切削，这样可以使刀具有充足的冷却时间；车铣复合加工时切削速度是由工件和刀具的回转速度共同合成，因此工件不需要高速旋转也能实现高速切削，在相同加工要求的前提下，车铣复合加工的加工效率高于车削；使用合适的加工参数，工件表面可以达到磨削的加工精度等级。目前我国企业加工回转类零件大多采用车床，如果设计一套可以使用在车床上的动力刀架，对于提高生产效率和产品质量具有重大意义。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种运动平稳、各元件加工方便、铣刀可以上下升降的基于车床的可升降动力刀架装置。
本发明通过以下技术方案实现：
一种可升降动力刀架装置，其特征在于，包括固定系统、上下移动系统、电机组件、主轴组件和刀具系统；固定系统包括底座，底座设置在车床托板上，底座的两侧设置有挡板以及支撑挡板的肋板；上下移动系统包括移动板，移动板与底座相配合固定并可以上下直线移动；电机组件与主轴组件固定设置在移动板上，电机组件用于驱动主轴组件的转动；主轴组件的前端设置刀具系统。
所述主轴组件包括主轴前端、主轴后端以及轴承座，轴承座两端的孔内分别设置双列角接触球轴承和单列角接触球轴承，主轴前端和双列角接触轴承相配合，主轴后端和单列角接触轴承相配合；固定系统还包括固定设置在移动板上的主轴前支撑和主轴后支撑，轴承座固定设置在轴承前支撑及轴承后支撑上。
所述电机组件包括固定设置在移动板上的伺服电机、电机输出轴以及同步齿形带，电机输出轴上设置电机带轮，主轴后端也设置主轴带轮，同步齿形带套设在电机带轮与主轴带轮上。
所述刀具系统包括铣刀、弹簧夹头以及刀套，铣刀柄部装夹在弹簧夹头内，弹簧夹头设置在刀套内；弹簧夹头设置环形键槽，刀套内设置与环形键槽配合的刀套凸环；刀套内设置有内螺纹，主轴前端设置有外螺纹，刀套内螺纹与主轴前端外螺纹相配合，并且主轴前端还开设与弹簧夹头锥度相同的主轴锥孔。
刀套外部均匀设置六个刀套键槽，主轴前端设置两个相互平行的主轴键槽。
所述车床托板上设置T形槽，底座设置与T形槽想配合的直径相等的圆形底座凸台，通过托板螺母和托板螺栓将底座固定在车床托板上。
所述底座上开设盲孔，盲孔内固定设置单向推力球轴承与螺纹杆，螺纹杆的小端与单向推力球轴承配合固定设置，移动板上开设移动板螺纹孔，螺纹杆与移动板螺纹孔配合。
本发明有益效果为：
1、采用伺服电机，各零部件空间布局紧凑，本设计装置总体质量不重，可以安装在普通车床和数控车床上，同时各零部件加工方便，装配容易，成本较低；2、主轴的前端和双列角接触球轴承固定，后端和单列角接触球轴承固定，可以承受轴向力，满足中载、中高速的加工需求；3、轴承采用油脂润滑，通过轴承盖进行轴向固定和密封，具有润滑和固定方便的优点；4、通过螺纹杆的螺旋运动，使得移动板沿着底座的方槽上下直线移动，完成铣刀的上下运动，保证了铣刀和工件的偏移量可以调节，满足了各种加工的需求。
为了满足在车床上使用，本发明采用伺服电机驱动方式，通过同步齿形带改变传动比并把动力传给主轴，通过主轴前端安装的铣刀旋转完成车铣复合加工，具有运动平稳、各元件加工方便、铣刀可以上下升降等优点。
附图说明
图1为本发明可升降动力刀架装置的后部结构示意图；
图2为本发明可升降动力刀架装置的前部结构示意图；
图3为本发明可升降动力刀架装置的车床托板结构示意图；
图4为本发明可升降动力刀架装置的上下移动系统结构示意图；
图5为本发明可升降动力刀架装置的刀具系统结构示意图；
图6为本发明可升降动力刀架装置的底部结构示意图；
图7为本发明可升降动力刀架装置的主轴组件结构示意图；
图8为本发明可升降动力刀架装置的移动板结构示意图。
其中：1.移动板，2.铣刀，3.刀套，4. 轴承座前支撑，5.伺服电机，6.轴承座螺母，7.轴承座螺栓，8.电机螺母，9.电机螺栓，10.同步齿形带，11.电机带轮，12.电机输出轴，13.主轴带轮，14.主轴后端，15.车床托板，16.轴承盖螺栓，17.轴承盖，18. 轴承座后支撑，19.底座，20.肋板，21.底座螺栓，22.底座螺母，23.移动槽，24.移动块，25.刀套键槽，26.弹簧夹头，27.主轴键槽，28.主轴前端，29.托板螺母，30.托板螺栓，31.移动板键槽，32.螺纹杆，33.T形槽，34.单向推力球轴承，35.环形键槽，36.刀套凸环，37.主轴锥孔，38.底座凸台，39.轴承座，40.轴承座支撑螺纹孔，41.单列角接触球轴承，42.移动板螺纹孔，43. 轴承座支撑螺栓，44.双列角接触球轴承。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例对本发明进行进一步说明。
如图所示，本发明的可升降动力刀架装置由固定系统、上下移动系统、电机组件、主轴组件和刀具系统组成。
固定系统包括：车床托板15上面有T形槽33，T形槽33里面放置六个托板螺栓30，底座19的底部有一个和T形槽33直径相等的圆形的底座凸台38，底座凸台38和T形槽33的互相配合完成底座19的定位，通过托板螺栓30和托板螺母29的螺纹联接使得底座19固定在车床托板15上，在底座19两边各有一个肋板20，以增加底座19的刚度。
上下移动系统包括：单向推力球轴承34固定在底座19的一个盲孔内，螺纹杆32的小端和单向推力球轴承34配合并轴向固定，螺纹杆32和移动板螺纹孔42螺纹联接，通过转动螺纹杆32，使得移动块24沿着移动槽23上下直线移动，从而完成移动板1的上下移动，移动的距离通过螺纹杆32大端上面的刻度线进行判断，完成上下移动后，通过底座螺母22和底座螺栓21螺纹联接，使得移动板1固定在底座19上。
电机组件包括：伺服电机5通过电机螺母8和电机螺栓9的螺纹联接固定在移动板1上，电机输出轴12和电机带轮11相固定，主轴带轮13和主轴后端14相固定，通过同步齿形带10、电机带轮11和主轴带轮13的旋转运动，改变伺服电机5的转速并传递动力给主轴。
主轴组件包括：主轴前端28和双列角接触球轴承44相配合，主轴后端14和单列角接触球轴承41相配合，双列角接触球轴承44和单列角接触球轴承41分别固定在轴承座39两端的孔内并采用油脂润滑，使用轴承盖螺栓16对轴承盖17进行固定，完成轴承的密封和轴向定位。通过轴承座螺母6和轴承座螺栓7的螺纹联接把轴承座39固定在轴承座前支撑4及轴承座后支撑18上。轴承座前支撑4和轴承座后支撑18的底面定位在移动板键槽31内，通过轴承座支撑螺纹孔40和轴承座支撑螺栓43的螺纹联接完成在移动板1上的固定。
刀具系统包括：铣刀2柄部装夹在弹簧夹头26里，把弹簧夹头26放到刀套3里，通过弹簧夹头的环形键槽35和刀套凸环36的配合，完成弹簧夹头26的轴向定位，刀套3里有内螺纹，主轴前端28有外螺纹并且还有和弹簧夹头26锥度相同的主轴锥孔37，把弹簧夹头26放入主轴锥孔37中，通过刀套3和主轴前端28的螺纹联接，使得弹簧夹头26逐步缩小，从而压紧铣刀2柄部，完成铣刀2的定位和夹紧，保证铣刀2工作时的运动平稳。刀套3上均匀分布六个刀套键槽25，主轴前端28有相互平行的两个主轴键槽27，刀具装夹和拆卸的时候，需要用扳手和两个主轴键槽27配合，以防止主轴转动，同时用另一个扳手和刀套键槽25配合，拧动刀套3旋转，完成铣刀2的装夹和拆卸。

Claims (3)

1.一种可升降动力刀架装置，其特征在于：包括固定系统、上下移动系统、电机组件、主轴组件和刀具系统；固定系统包括底座，底座设置在车床托板上，底座的两侧设置有挡板以及支撑挡板的肋板；上下移动系统包括移动板，移动板与底座相配合固定并可以上下直线移动；电机组件与主轴组件固定设置在移动板上，电机组件用于驱动主轴组件的转动；主轴组件的前端设置刀具系统；所述主轴组件包括主轴前端、主轴后端以及轴承座，轴承座两端的孔内分别设置双列角接触球轴承和单列角接触球轴承，主轴前端和双列角接触轴承相配合，主轴后端和单列角接触轴承相配合；所述电机组件包括固定设置在移动板上的伺服电机、电机输出轴以及同步齿形带，电机输出轴上设置电机带轮，主轴后端也设置主轴带轮，同步齿形带套设在电机带轮与主轴带轮上；所述刀具系统包括铣刀、弹簧夹头以及刀套，铣刀柄部装夹在弹簧夹头内，弹簧夹头设置在刀套内；弹簧夹头设置环形键槽，刀套内设置与环形键槽配合的刀套凸环；刀套内设置有内螺纹，主轴前端设置有外螺纹，刀套内螺纹与主轴前端外螺纹相配合，并且主轴前端还开设与弹簧夹头锥度相同的主轴锥孔；刀套外部均匀设置六个刀套键槽，主轴前端设置两个相互平行的主轴键槽；所述车床托板上设置T形槽，底座设置与T形槽相配合的直径相等的圆形底座凸台，通过托板螺母和托板螺栓将底座固定在车床托板上。
2.如权利要求1所述可升降动力刀架装置，其特征在于：所述固定系统还包括固定设置在移动板上的主轴前支撑和主轴后支撑，轴承座固定设置在轴承前支撑及轴承后支撑上。
3.如权利要求1所述可升降动力刀架装置，其特征在于：所述底座上开设盲孔，盲孔内固定设置单向推力球轴承与螺纹杆，螺纹杆的小端与单向推力球轴承配合固定设置，移动板上开设移动板螺纹孔，螺纹杆与移动板螺纹孔配合。
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