CN103302315B - 一种落地镗主轴直驱结构及机床 - Google Patents

一种落地镗主轴直驱结构及机床 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种落地镗主轴直驱结构及机床，属于机械制造领域，落地镗主轴直驱结构包括主轴箱(1)、滑枕(2)、主轴(3)、电机(4)、变速箱(5)，滑枕(2)设于主轴箱(1)内，主轴(3)可旋转和移动的设于滑枕(3)内，电机(4)、变速箱(5)、主轴(3)依次连接，电机(4)通过变速箱(5)驱动主轴(3)，变速箱(5)可移动的设于滑枕(4)内，并与主轴(3)同轴，变速箱(5)的移动方向与主轴(3)的移动方向相同。本发明的技术方案通过将变速箱(5)安装在滑枕(2)内部，并与主轴(3)同轴。由于主轴箱(1)内不用安装主轴(3)的电机(4)，因此主轴箱(1)可以合理布置加强筋，从而实现了主轴(3)转速高、扭矩大、噪音小，提高了机床的刚度和精度，保证了机床的加工精度，满足重型机床的大扭矩速切削需要。

Description

一种落地镗主轴直驱结构及机床
技术领域
本发明属于机械设备制造领域，涉及一种直驱结构，尤其涉及一种主落地镗主轴直驱结构及数控落地铣镗机床。
背景技术
随着中国经济的高速发展，特别是高速铁路、大型风电设备、国产大飞机项目、航空航天设备以及汽车制造业和工程机械的高速发展，对能实现高速大扭矩切削的数控落地铣镗加工中心的需求日益加大。但国产此类产品主要以中低端为主，主轴转速较低，高端产品依然依赖进口。
滑枕作为数控落地铣镗床的重要部件，其良好的结构设计在很大程度对机床的刚度、精度和噪声有很大的影响，是保证机床加工精度的最重要因素之一。
现有的数控落地镗铣床的主轴驱动结构形式主要有2种：
(1)主变速箱安装在主轴箱上：
主轴电机通过变速箱-滚珠花键套-齿轮传递到主轴上，这种技术成熟，可以实现大扭矩，但主轴转速较低，噪音大，对滑枕与主轴箱的加工和装配要求较高，特别是滚珠花键套不容易安装。
(2)主变速箱安装在滑枕上：
主轴电机通过变速箱-齿轮传递到主轴上，这种结构常用在轻型落地镗上，主轴转速较低，扭矩小，噪音大，对滑枕的加工和装配要求较高。
发明内容
有鉴于此，本发明通过将变速箱安装在滑枕内部，并与主轴同轴，从而实现了主轴转速高、扭矩大、噪音小，提高了机床的刚度和精度，保证了机床的加工精度。
为达到上述目的，具体技术方案如下：
一方面，提供一种落地镗主轴直驱结构，包括主轴箱、滑枕、主轴、电机、变速箱，所述滑枕设于所述主轴箱内，所述主轴可旋转和移动的设于所述滑枕内，所述电机、变速箱、主轴依次连接，所述电机通过变速箱驱动所述主轴，所述变速箱可移动的设于所述滑枕内，并与所述主轴同轴，所述变速箱的移动方向与所述主轴的移动方向相同。
优选的，所述电机可移动的设于所述滑枕内，并与所述主轴和变速箱同轴，所述电机的移动方向与所述主轴和变速箱的移动方向相同。
优选的，还包括导轨，所述导轨设于所述滑枕内，所述变速箱和电机设于所述导轨上，所述导轨的延伸方向与所述主轴的移动方向相同。
优选的，还包括主轴轴承，所述电机和变速箱设于所述滑枕的一端，并与所述主轴的一端连接，所述主轴的另一端和滑枕的另一端通过所述主轴轴承连接。
优选的，所述主轴包括设于所述主轴另一端的相互连接的铣轴和镗轴，所述铣轴套设于所述镗轴上，所述铣轴通过所述主轴轴承与所述滑枕的另一端连接。
优选的，所述主轴轴承包括第一组轴承和第二组轴承，所述第一组轴承临近所述主轴和滑枕的另一端，所述第二组轴承远离所述主轴和滑枕的另一端。
优选的，所述第一组的轴承、第二组轴承分别由四个、二个轴承相互组合而成。
优选的，还包括实现镗轴进给加工的W轴进给系统，所述W轴进给系统与所述镗轴相连。
优选的，还包括实现滑枕进给加工的Z轴进给系统，所述Z轴进给系统与所述滑枕相连。
另一方面，提供一种机床，包括如上述的落地镗主轴直驱结构。
相对于现有技术，本发明的技术方案的优点有：
本发明的技术方案通过将电机和变速箱安装在滑枕内部，并与主轴同轴，同时主轴轴承设于滑枕的前部，从而实现了主轴转速高、扭矩大、噪音小，并且结构简单，刚性好，可减低滑枕的加工和装配难度，提高了机床的刚度和精度，保证了机床的加工精度。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的滑枕的结构示意图。
其中，1为主轴箱、2为滑枕、3为主轴、4为电机、5为变速箱、6为导轨、7为主轴轴承、8为铣轴、9为镗轴、10为W轴进给系统、11为Z轴进给系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。
如图1和2中所示的本发明的实施例的一种落地镗主轴直驱结构，包括主轴箱1、滑枕2、主轴3、电机4、变速箱5，滑枕2设于主轴箱1内，主轴3可旋转和移动的设于滑枕3内，电机4、变速箱5、主轴3依次连接，电机4通过变速箱5驱动主轴3。
变速箱5可移动的设于滑枕4内，并与主轴3同轴，变速箱5的移动方向与主轴3的移动方向相同。
本发明的实施例通过将变速箱5安装在滑枕2内部，并与主轴3同轴。由于主轴箱1内不用安装主轴3的电机4，因此主轴箱1可以合理布置加强筋，结构简单，增加刚性，可满足重型机床的大扭矩速切削需要，从而实现了主轴3转速高、扭矩大、噪音小，提高了机床的刚度和精度，保证了机床的加工精度。
如图1和2中所示，在本发明的实施例中，电机4可移动的设于滑枕2内，电机4的移动方向与主轴3和变速箱5的移动方向相同。主轴3的电机4和变速箱5与主轴3同轴，安装在滑枕2内部，从而实现了转速高，扭矩大，噪音小的优点。
如图2中所示，在本发明的实施例中，还包括导轨6，优选为直线形导轨。导轨6设于滑枕2内，导轨6的延伸方向与主轴3的移动方向相同。变速箱5和电机4设于导轨6上，实现电机4和变速箱5的移动。
另如图2中所示，在本发明的实施例中，电机4和变速箱5设于滑枕2的一端，并与主轴3的一端连接，主轴3的另一端和滑枕2的另一端通过主轴轴承7连接，主轴轴承7，包括分别由四个、二个轴承相互组合而成的第一组轴承和第二组轴承，第一组轴承临近主轴3和滑枕2的另一端，第二组轴承远离主轴3和滑枕1的另一端，主轴轴承7安装在滑枕2前部，能降低滑枕2的加工和装配难度。
另外，如图2中所示，在本发明的实施例中，主轴3包括设于主轴3另一端的相互连接的铣轴8和镗轴9，铣轴8套设于镗轴9上。电机4和变速箱5与镗轴9连接，这样减少了主轴3的变速箱5和镗轴9之间的传动链，组成落地镗主轴直驱结构。铣轴8通过主轴轴承7与滑枕2的另一端连接，主轴轴承7采用前四后二排布方式，都安装在滑枕2的前部，支撑铣轴7的回转运动。
此外，如图1和2中所示，在本发明的实施例中，还包括实现滑枕2进给加工的Z轴进给系统10，以及实现主轴3的镗轴9进给加工的W轴进给系统11，并分别包括各自的相应电机及相应减速机。
本发明的实施例中还包括一种机床，设有如上述的落地镗主轴直驱结构。由于上述落地镗主轴直驱结构具有上述技术效果，因此，设有该落地镗主轴直驱结构的机床也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种落地镗主轴直驱结构，包括主轴箱(1)、滑枕(2)、主轴(3)、电机(4)、变速箱(5)，所述滑枕(2)设于所述主轴箱(1)内，所述主轴(3)可旋转和移动的设于所述滑枕(2)内，所述电机(4)、变速箱(5)、主轴(3)依次连接，所述电机(4)通过变速箱(5)驱动所述主轴(3)，其特征在于，所述变速箱(5)可移动的设于所述滑枕(2)内，并与所述主轴(3)同轴，所述变速箱(5)的移动方向与所述主轴(3)的移动方向相同。
2.如权利要求1所述的落地镗主轴直驱结构，其特征在于，所述电机(4)可移动的设于所述滑枕(2)内，并与所述主轴(3)和变速箱(5)同轴，所述电机(4)的移动方向与所述主轴(3)和变速箱(5)的移动方向相同。
3.如权利要求2所述的落地镗主轴直驱结构，其特征在于，还包括导轨(6)，所述导轨(6)设于所述滑枕(2)内，所述变速箱(5)和电机(4)设于所述导轨(6)上，所述导轨(6)的延伸方向与所述主轴(3)的移动方向相同。
4.如权利要求3所述的落地镗主轴直驱结构，其特征在于，还包括主轴轴承(7)，所述电机(4)和变速箱(5)设于所述滑枕(2)的一端，并与所述主轴(3)的一端连接，所述主轴(3)的另一端和滑枕(2)的另一端通过所述主轴轴承(7)连接。
5.如权利要求4所述的落地镗主轴直驱结构，其特征在于，所述主轴(3)包括设于所述主轴(3)另一端的相互连接的铣轴(8)和镗轴(9)，所述铣轴(8)套设于所述镗轴(9)上，所述铣轴(8)通过所述主轴轴承(7)与所述滑枕(2)的另一端连接。
6.如权利要求5所述的落地镗主轴直驱结构，其特征在于，所述主轴轴承(7)包括第一组轴承和第二组轴承，所述第一组轴承临近所述主轴(3)和滑枕(2)的另一端，所述第二组轴承远离所述主轴(3)和滑枕(2)的另一端。
7.如权利要求6所述的落地镗主轴直驱结构，其特征在于，所述第一组轴承、第二组轴承分别由四个、二个轴承相互组合而成。
8.如权利要求7所述的落地镗主轴直驱结构，其特征在于，还包括实现镗轴(9)进给加工的W轴进给系统(11)，所述W轴进给系统(11)与所述镗轴(9)相连。
9.如权利要求7所述的落地镗主轴直驱结构，其特征在于，还包括实现滑枕(2)进给加工的Z轴进给系统(12)，所述Z轴进给系统(12)与所述滑枕(2)相连。
10.一种机床，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的落地镗主轴直驱结构。
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