发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供结构简单、可快速更换滚刀的数控滚齿机滚刀主轴结构。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种数控滚齿机滚刀主轴,包括扭矩输入部件、滚刀安装部件、辅助支撑部件,其中:
所述扭矩输入部件包括同步带轮1、第一锁紧螺帽2、扭矩输入轴键3、隔套4、扭矩输入轴11、第一角接触球轴承7、第二角接触球轴承12、输入轴轴承座8、第一密封圈6、第二密封圈14、第一轴承端盖5、第二轴承端盖13、轴承大调整套9、轴承小调整套10、扭矩输入轴弹性夹头15以及与该弹性夹头配套使用的第一压帽16,其中扭矩输入轴弹性夹头15安装在扭矩输入轴11的一端,第一锁紧螺帽2、同步带轮1和隔套4依次安装在扭矩输入轴11的另一端,扭矩输入轴键3连接在同步带轮1和扭矩输入轴11之间,第一角接触球轴承7和第二角接触球轴承12分别安装在输入轴轴承座8内的两侧,扭矩输入轴11由第一角接触球轴承7和第二角接触球轴承12支撑,第一轴承端盖5和第二轴承端盖13分别安装在输入轴轴承座8的两端,轴承大调整套9和轴承小调整套10安装在第一角接触球轴承7和第二角接触球12之间,第一密封圈6设置于第一轴承端盖5内,第二密封圈14设置于第二轴承端盖13内;
所述辅助支撑部件包括辅助支撑轴29、辅助支撑轴弹性夹头21及与该弹性夹头配套使用的第二压帽20、第一深沟球轴承25、第二深沟球轴承28、辅助支撑轴轴承座26、第三密封圈23、第四密封圈33、轴用弹性挡圈30、第一孔用弹性挡圈24、第二孔用弹性挡圈31、第三轴承端盖22、第四轴承端盖32、轴承调整套27、旋转编码器36及其弹簧板35、旋转编码器安装支架34、辅助支撑轴键37,其中辅助支撑轴弹性夹头21安装在辅助支撑轴29的一端,旋转编码器36安装在辅助支撑轴29的另一端,辅助支撑轴键37连接在辅助支撑轴29和旋转编码器36之间,第一深沟球轴承25安装在辅助支撑轴轴承座26内靠辅助支撑轴弹性夹头21的一侧、轴用弹性挡圈30安装在辅助支撑轴轴承座26内的另一侧,轴承调整套27、第二深沟球轴承28依次安装在第一深沟球轴承25和轴用弹性挡圈30之间,辅助支撑轴29由第一深沟球轴承25和第二深沟球轴承28支撑,第三轴承端盖22安装在辅助支撑轴轴承座26靠辅助支撑轴弹性夹头21的一端、第四轴承端盖32安装在辅助支撑轴轴承座26的另一端,第三密封圈23通过第一孔用弹性挡圈24固定在第三轴承端盖22的孔内,第四密封圈33通过第二孔用弹性挡圈31固定在第四轴承端盖32的孔内,第四轴承端盖32上设置旋转编码器安装支架34,旋转编码器36通过弹簧板35固定在旋转编码器安装支架34上;
所述滚刀安装部件包括滚刀安装轴17、滚刀18、第二锁紧螺帽19,其中第二锁紧螺帽19和滚刀18设置在滚刀安装轴17上,第二锁紧螺帽19压紧在滚刀18上,滚刀安装轴17的一端安装在扭矩输入轴弹性夹头15内并由第一压帽16紧固,滚刀安装轴17的另一端安装在辅助支撑轴弹性夹头21内并由第二压帽20紧固。
本发明的进一步特征在于:所述滚刀安装部件还包括滚刀安装轴键38,所述滚刀安装轴键38连接在滚刀安装轴17和滚刀18之间。
本发明还采用了另一种技术方案:在扭矩输入部件中用齿轮39代替同步带轮1,其他的技术方案内容同上。
本发明的有益效果是:滚刀安装轴仅需考虑滚刀安装,滚刀安装轴上无轴承、无扭矩传递零件,因此结构简单、加工方便。滚刀安装轴的两端是光轴,被分别夹持在两个弹性夹头内。滚刀及滚刀安装轴更换方便。适合多品种、单件或小批量的小模数齿轮加工。辅助支撑轴在转矩方面仅承受轴承及密封圈产生的摩擦转矩且很小,因此辅助支撑轴扭转变形很小。旋转编码器安装在辅助支撑轴上,辅助支撑轴与滚刀安装轴同轴旋转,因此可准确检测滚刀安装轴(滚刀)旋转角度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1:
如图1所述,本实施例的数控滚齿机滚刀主轴包括:扭矩输入部件、滚刀安装部件、辅助支撑部件,其中扭矩输入轴位于左方、辅助支撑部件位于右方。
扭矩输入部件包括同步带轮1、第一锁紧螺帽2、扭矩输入轴键3、隔套4、扭矩输入轴11、第一角接触球轴承7、第二角接触球轴承12、输入轴轴承座8、第一密封圈6、第二密封圈14、第一轴承端盖5、第二轴承端盖13、轴承大调整套9、轴承小调整套10、扭矩输入轴弹性夹头15以及与该弹性夹头配套使用的第一压帽16,其中扭矩输入轴弹性夹头15安装在扭矩输入轴11的一端,第一锁紧螺帽2、同步带轮1和隔套4依次安装在扭矩输入轴11的另一端,扭矩输入轴键3连接在同步带轮1和扭矩输入轴11之间,第一角接触球轴承7和第二角接触球轴承12分别安装在输入轴轴承座8内的两侧,扭矩输入轴11由第一角接触球轴承7和第二角接触球轴承12支撑,第一轴承端盖5和第二轴承端盖13分别安装在输入轴轴承座8的两端,轴承大调整套9和轴承小调整套10安装在第一角接触球轴承7和第二角接触球12之间,第一密封圈6设置于第一轴承端盖5内,第二密封圈14设置于第二轴承端盖13内。图5给出了扭矩输入轴11结构。
其中同步带轮1接受传递过来的扭矩,通过扭矩输入轴键3传递给扭矩输入轴11,第一压帽16把滚刀安装轴17、扭矩输入轴11和扭矩输入轴弹性夹头15紧固在一起,因此扭矩输入轴11通过静摩擦传递扭矩到滚刀安装轴17,通过合理设计轴承大调整套9、轴承小调整套10的尺寸,可调节第一角接触球轴承7和第二角接触球轴承12的预紧量。
扭矩输入的准备过程为:先拧紧第一轴承端盖5的螺栓,再拧紧第二轴承端盖13的螺栓,即可排除第一轴承端盖5、第一角接触球轴承7的外圈、轴承大调整套9、第二角接触球轴承12的外圈、第二轴承端盖13之间的轴向间隙,并使上述零件固定在输入轴轴承座8。
拧紧第一锁紧螺帽2,使得同步带轮1相对于扭矩输入轴11向右移动,依次推动隔套4、第一角接触球轴承7、轴承小调整套10、第二角接触球轴承12相对于扭矩输入轴11向右移动。当第二角接触球轴承12的内圈右侧接触到扭矩输入轴11的轴肩后停止右移,继续拧紧第一锁紧螺帽2,即可排除上述零件之间沿扭矩输入轴11的轴向间隙,使得上述零件轴向固定在扭矩输入轴11上。
所述滚刀安装部件包括滚刀安装轴17、滚刀18、第二锁紧螺帽19,其中第二锁紧螺帽19和滚刀18设置在滚刀安装轴17上,第二锁紧螺帽19压紧在滚刀18上,滚刀安装轴17的一端安装在扭矩输入轴弹性夹头15内并由第一压帽16紧固,滚刀安装轴17的另一端安装在辅助支撑轴弹性夹头21内并由第二压帽20紧固。安装时,排除上述零件之间沿滚刀安装轴17的轴向间隙,使得滚刀18轴向固定在滚刀安装轴上;工作时依靠滚刀安装轴17中部轴肩、滚刀18、第二锁紧螺帽19之间的静摩擦,滚刀安装轴17把扭矩传递给滚刀18。图6给出了滚刀安装轴17的结构。
本实施例的第一锁紧螺帽2和第二锁紧螺帽19均由尼龙材料制成,也可选择其他相应的材料。
辅助支撑部件包括:辅助支撑轴29、辅助支撑轴弹性夹头21及与夹头配套使用的第二压帽20、第一深沟球轴承25和第二深沟球轴承28、辅助支撑轴轴承座26、第三密封圈23和第四密封圈33、轴用弹性挡圈30、第一孔用弹性挡圈24和第二孔用弹性挡圈31、第三轴承端盖22和第四轴承端盖32、轴承调整套27、旋转编码器36及其弹簧板35、旋转编码器安装支架34、辅助支撑轴键37。图7给出了辅助支撑轴29的结构。
第一孔用弹性挡圈24把第三密封圈23固定在第三轴承端盖22的孔内,当辅助支撑轴29左右移动时,第三密封圈23不会跟着移动,第二孔用弹性挡圈31起相同作用,第二孔用弹性挡圈31把第四密封圈33固定在第四轴承盖32的孔内。
第一深沟球轴承25的内圈左侧紧靠着辅助支撑轴29的轴肩。轴用弹性挡圈30把第一深沟球轴承25和第二深沟球轴承28沿轴向固定在辅助支撑轴29上,使得两个深沟球轴承可随着辅助支撑轴29一起左右移动。第一深沟球轴承25的外圈与第三轴承端盖22之间留有一定距离,距离约5mm。如图中1所示,辅助支撑轴弹性夹头21的左端面靠在滚刀安装轴17螺纹部分右侧台阶面上,且弹性夹头21及第二压帽20处于未夹紧状态。第二深沟球轴承28的外圈与第四轴承端盖32之间留有一定约5mm的距离,当拧紧或松开第二压帽20时,辅助支撑轴29会产生左右移动,这时两个深沟球轴承可随之同时在辅助支撑轴轴承座26的轴承孔内自由移动。这样的好处是:第三轴承端盖22和第四轴承端盖32安装后是固定不动的,第一深沟球轴承25、第二深沟球轴承28在拧紧或松开第二压帽20时随辅助支撑轴29左右移动,例如:第一深沟球轴承25向左移动,如果第一深沟球轴承25的外圈与第三轴承端盖22之间无间隙,第三轴承端盖22与第一深沟球轴承25的外圈会相接触,阻碍第一深沟球轴承25向左移动,因第一深沟球轴承25与辅助支撑轴29已轴向固定,所以辅助支撑轴29也无法移动,最终导致无法拧紧或松开第二压帽20。
辅助支撑轴29通过辅助支撑轴弹性夹头21及第二压帽20与滚刀安装轴17连接在一起,一方面支撑安装轴17,另一方面通过辅助支撑轴键37带动旋转编码器36旋转,从而可实时检测出滚刀安装轴17的旋转角度,即可知道滚刀旋转角度。滚齿机数控系统根据此角度来控制其它各轴与滚刀联动来加工齿轮。旋转编码器36通过自带的弹簧板35固定在旋转编码器安装支架34上,即旋转编码器36的壳体在轴向和圆周方向都不会运动。
利用该装置拆除滚刀安装轴17或拆除滚刀18过程如下:
(1)用扳手松开第二锁紧螺帽19;
(2)拆下弹簧板35与旋转编码器安装支架34之间联结螺钉,拆除旋转编码器36;
(3)依次拆下旋转编码器安装支架34、第四轴承端盖32;
(4)松开第二压帽20,向右拉出辅助支撑轴29,第二压帽20、辅助支撑轴弹性夹头21、第一深沟球轴承25、轴承调整套27、第二深沟球轴承28随辅助支撑轴29同时被拉出辅助支撑轴轴承座26;
(5)松开第一压帽16,即可向右拉出滚刀安装轴17;
(6)拆除第二锁紧螺帽19,然后可从滚刀安装轴17上取出滚刀18。
安装滚刀安装轴17或安装滚刀18过程如下(假设扭矩输入部件已安装完毕):
(1)滚刀18装入滚刀安装轴17,第二锁紧螺帽19插入滚刀安装轴17右侧光轴上,暂不拧紧第二锁紧螺帽19;
(2)滚刀安装轴17插入扭矩输入轴弹性夹头15孔内,并使滚刀安装轴17的轴肩靠在扭矩输入轴弹性夹头15的右端面上,拧紧第一压帽16,使滚刀安装轴17固定在扭矩输入轴弹性夹头15孔内;
(3)拧紧第二锁紧螺帽19,使滚刀18压紧在滚刀安装轴17的轴肩上;
(4)从辅助支撑轴轴承座26的右端插入辅助支撑轴29(此时,第二压帽20、辅助支撑轴弹性夹头21、第一深沟球轴承25、轴承调整套27、第二深沟球轴承28已安装在辅助支撑轴29轴上,但第二压帽20未拧紧。)使滚刀安装轴17右侧光轴插入辅助支撑轴弹性夹头21;
(5)拧紧第二压帽20。
(6)依次安装第四轴承端盖32、旋转编码器安装支架34;
(7)旋转编码器36插入辅助支撑轴29的右端光轴,并使辅助支撑轴29上的辅助支撑轴键37插入旋转编码器36的键槽;
(8)安装螺钉使弹簧板35固定在旋转编码器安装支架34上。
实施例2:
如图2所示,本实施例中的扭矩输入部件和辅助支撑部件同实施例1,在滚刀安装轴17上设置滚刀安装轴键38,在滚刀安装轴17上铣出键槽,滚刀安装轴键38放在键槽内,滚刀安装轴17通过滚刀安装轴键38来传递扭矩给滚刀18,这样更便于装卸,并且定心性好。
实施例3:
如图3所示,本实施例中的滚刀安装部件和辅助支撑部件和实施例1相同,扭矩输入部件中的同步带轮1用齿轮39来代替。
实施例4:
如图4所示,本实施例中的滚刀安装部件和辅助支撑部件和实施例2相同,扭矩输入部件中的同步带轮1用齿轮39来代替。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内,所做的任何等效变化或润饰,同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。