CN103394716A

CN103394716A - 一种主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置

Info

Publication number: CN103394716A
Application number: CN2013103637750A
Authority: CN
Inventors: 雷晓钟
Original assignee: GUANGZHOU PEARL RIVER MACHINE TOOL WORKS CO Ltd
Current assignee: GUANGZHOU PEARL RIVER MACHINE TOOL WORKS CO Ltd
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2013-11-20

Abstract

一种主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置，主轴通过油缸连接盘、油缸定位套、三段分体油缸以及联轴器，与驱动电机轴刚性固定连接。三段分体油缸及其内设的油缸定位套形成一个多级串联油缸。油缸套刚性同轴固定连接在主轴外套上，从油缸套进入的压力油可分别进入油缸活塞两侧油腔。主轴孔内的油缸定位套，使主轴与油缸同轴固定。油缸内设有可进行轴向左右滑动的活塞组，活塞杆与活塞组相连，打刀杆安装在主轴内，可轴向移动。活塞杆轴向移动时，可推动与之相对的打刀杆。本发明中，主轴、驱动电机及打刀油缸处于同一轴线上紧凑安装，应用更为广泛。

Description

一种主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置

技术领域

本发明涉及一种数控机床主轴与驱动电机的连接及主轴打刀装置。

背景技术

随着我国经济的发展和产业转型，加工中心及数控车床在机械加工行业的使用越来越多，加工中心的核心部件-主轴的需求量也大增，并且还在呈快速上升的势头。目前国内加工中心中使用的主轴与电机的联接以皮带式和电主轴为主。皮带式主轴的缺点是：1、同步带在高速时会产生较大的噪音甚至很明显的啸叫，因此不适合用于高速场合；2、皮带一般为软性材料制作，连接刚性较低，在例如刚性攻丝等对刚性需求较高的场合有时会对加工零件带来一些质量问题；3、占用空间大，影响机床整体布置和外观。电主轴的缺点是：1、成本较高；2、需强制水冷，运行成本增加；3、维修不便，成本高。

发明内容

本发明主要目的是为了克服以上现有背景技术所述不足，提供一种无须皮带传动的主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置，包括电机、打刀缸、活塞、主轴、打刀杆，其特征在于：打刀缸为由内径相同的油缸Ⅰ、油缸Ⅱ、油缸Ⅲ串联组成，所述打刀缸外部套设有油缸套，油缸套与主轴外套同轴刚性连接，主轴可转动的位于主轴外套内，所述油缸Ⅰ前端盖右端固定油缸连接盘，所述油缸连接盘与主轴进行同轴固定，所述打刀缸前端盖右端外径与所述主轴后端孔口过盈配合，所述打刀杆与主轴同轴的位于主轴体内，与打刀缸的活塞杆相对，所述活塞杆可驱动打刀杆进行轴向运动。

优选的，所述油缸连接盘通过内孔、键和螺母与主轴固定连接，通过螺钉与油缸Ⅰ的缸体侧壁固定连接，传递扭矩。

更进一步的，油缸Ⅰ、油缸Ⅱ、油缸Ⅲ之间用螺钉连接，油缸Ⅲ左端轴颈与联轴器右端孔连接，联轴器左端孔与驱动电机轴连接，油缸可随驱动电机旋转，并传递扭矩。更进一步的，为了增强轴向的打刀力，所述打刀缸由由内径相同的油缸Ⅰ、油缸Ⅱ、油缸Ⅲ同轴串联组成，每一个油缸内均设有对应的活塞Ⅰ、活塞Ⅱ、活塞Ⅲ，所述的活塞Ⅰ、活塞Ⅱ、活塞Ⅲ形同轴固定于同一活塞杆上。

更进一步的，所述活塞杆的位于油缸外的外端端部与打刀杆的一端端部在所述油缸定位套内相对，传递打刀动力。

优选的，所述活塞Ⅰ、活塞Ⅱ、活塞Ⅲ通过位于活塞Ⅲ左侧的锁紧螺母锁紧。

更进一步的，所述油缸套上径向开有油口Ⅰ、油口Ⅱ，分别可通过接头和管路连接油缸的控制部分。所述油缸套油口Ⅰ、油口Ⅱ处内孔开有环形槽，环形槽两侧有密封装置。

更进一步的，所述缸体Ⅱ轴向对应油缸套油口Ⅰ的位置有一径向主油孔Ⅰ，所述主油孔Ⅰ通过所述环形槽，与油口Ⅰ连通，同时通过轴向的横油孔、以及缸体Ⅰ、缸体二Ⅱ、缸体Ⅲ上径向的分路油孔，与多级油缸的左侧油腔连通。

更进一步的，所述在缸体Ⅱ轴向对应油口Ⅱ的位置，所述主油孔Ⅰ周向30 夹角的位置，开有另一主油孔Ⅱ，所述主油孔Ⅱ通过所述环形槽，与油口Ⅱ连通，同时通过轴向的横油孔、以及缸体Ⅰ、缸体二Ⅱ、缸体Ⅲ上径向的分路油孔，与多级油缸的右侧油腔连通。

本发明的主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置，可使主轴与驱动电机形成如下两种机械连接方式：

1、直连式：驱动电机+联轴器+主轴，

2、齿轮变速式：驱动电机+联轴器+变速箱+联轴器+主轴。

本发明有益效果如下：

1.本发明将主轴和电机之间的传力部件设计为打刀缸缸体，缸体内部为多级油缸，配合液压控制部分完成打刀及复位。使电机、打刀缸、主轴中心线完全重合，并通过通用联轴器紧凑的刚性连接。

2.本发明也可直接将电机与主轴中心线重合，并通过联轴器+缸体组合直接刚性连接。

3.打刀缸缸体作为从电机向主轴传递扭矩的主承力件，使打刀缸完全内藏在主轴和驱动电机之间，并与两者中心线重合。

4.打刀缸为内径相同的三段油缸串联而成，组成串联油缸，增加活塞有效总面积，形成增力机构，反之，在打刀力固定不变的情况下，可以减小液压系统压强。

5.打刀缸为液压双向驱动控制，打刀及复位动作均采用液压驱动完成。

综上所述，本发明能使主轴和驱动电机处于同一轴线上，避免了皮带式主轴的缺点，更有助于加工中心向高速、高精度、高刚性的方向发展，应用前景更为广阔。

附图说明

图1为本发明所述的一种主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置A-A相剖面图；

图2为本发明所述的一种主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置B-B相剖面图；

图3为本发明所述的一种主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置C-C相剖面图；

图4为本发明所述的一种主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置D-D相剖面图；

其中：1-主轴外套，2-打刀杆，3-主轴，4-油缸套，5-油缸连接盘，6-螺母，7-油缸前端盖，8-油缸Ⅰ，9-活塞Ⅰ，10-油缸Ⅱ，11-活塞Ⅱ，12-油缸Ⅲ，13-活塞Ⅲ，14-锁紧螺母，15-活塞锁紧螺母，16-活塞杆，17-电机，18-联轴器，19-螺钉Ⅰ，20-螺钉Ⅱ，21-螺钉Ⅲ，22-键，23-螺钉Ⅳ、401-油口Ⅰ，402-油口Ⅱ，403-横油孔，404-分路油孔，405-主油孔Ⅰ，406-环形槽。

具体实施方式

以下结合说明书附图来对本发明进行进一步说明。

如图1～4所示：一种主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置，其主要包括电机17、油缸、活塞、主轴3、打刀杆2。在油缸Ⅰ8前端设有一个油缸连接盘5，油缸连接盘5通过内孔和键22、螺母Ⅰ6同轴固定连接在主轴外径上，并与油缸Ⅰ8用螺钉Ⅱ20连接，内径相同的油缸Ⅰ8与油缸Ⅱ10通过螺钉Ⅰ19，油缸Ⅱ10与油缸Ⅲ12通过螺钉Ⅳ23固定连接串联形成打刀缸，油缸Ⅲ12的左端轴颈连接在联轴器18右端孔内，驱动电机轴连接在联轴器左端孔内，驱动电机的动力通过以上连接传递给主轴。在固定好的油缸Ⅰ8、油缸Ⅱ10、油缸Ⅲ12外部套设有一油缸套4，油缸套4通过螺钉Ⅲ21与主轴外套1同轴刚性连接，油缸套4上开有油孔，可与液压系统的油管接头相连。

打刀缸为内径相同的三段油缸串联而成，组成串联油缸，增加活塞有效总面积，形成增力机构，其中每个油缸内都分别设有活塞Ⅰ9、活塞Ⅱ11、活塞Ⅲ13，活塞Ⅰ9、活塞Ⅱ11、活塞Ⅲ13固定于同一活塞杆16上，活塞Ⅲ13左侧通过活塞锁紧螺母15锁紧。具体的打刀及复位动作均采用液压驱动活塞，活塞带动活塞杆16推动打刀杆2完成。

如图1所示，油缸套4上径向开有油口Ⅰ401、油口Ⅱ402，分别可通过接头和管路连接油缸的控制部分。所述油缸套4油口Ⅰ401、油口Ⅱ402处内孔开有环形槽406，环形槽406两侧有密封装置。

如图3所示，缸体Ⅰ轴向对应油缸套4油口Ⅱ402的位置，所述油口Ⅱ402周向30 夹角的位置，有一径向主油孔Ⅰ405，主油孔Ⅰ405通过所述环形槽406，与油口Ⅱ402连通，同时通过轴向的横油孔403、以及缸体Ⅰ、缸体Ⅱ、缸体Ⅲ上径向的分路油孔404，与多级油缸的左侧油腔连通。

如图1所示，在缸体Ⅱ轴向对应油口Ⅰ401的位置，开有另一主油孔Ⅱ（图中未标出），所述主油孔Ⅱ（图中未标出）通过所述环形槽（图中未标出），与油口Ⅰ401连通，同时通过轴向的横油孔（图中未标出）、以及油缸Ⅰ8、油缸Ⅱ10、油缸Ⅲ12上径向的分路油孔（图中未标出），与多级油缸的右侧油腔连通。

在本发明具体应用中，可使使主轴3与驱动电机17形成如下两种机械连接方式：

1、直连式：驱动电机17+联轴器18+主轴3

2、齿轮变速式：驱动电机17+联轴器18+变速箱+联轴器18+主轴3。

以上为本发明优选的一个实施例，值得注意的是，里面涉及到一些具体零部件的具体数量的设定，仅是作为本发明实施的一个优选的方法，而非用于限制本发明。对于本领域的技术人员来说，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置，包括电机、打刀缸、活塞、主轴、打刀杆，其特征在于：打刀缸为由内径相同的油缸Ⅰ、油缸Ⅱ、油缸Ⅲ串联组成，所述打刀缸外部套设有油缸套，油缸套与主轴外套同轴刚性连接，主轴可转动的位于主轴外套内，所述油缸Ⅰ前端盖右端固定油缸连接盘，所述油缸连接盘通过螺钉与主轴进行同轴固定，所述打刀缸前端盖外部与所述主轴后端口过盈配合，所述打刀杆与主轴同轴的位于主轴体内，与打刀缸的活塞杆相对，所述活塞杆可驱动打刀杆进行轴向运动。

2.根据权利要求1所述的主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置，其特征在于：所述油缸连接盘通过内孔、键和螺母与主轴固定连接，通过螺钉与油缸Ⅰ的缸体侧壁固定连接带动主轴旋转，传递扭矩。

3.根据权利要求1所述主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置，所述油缸III左端外径安装在联轴器右端内孔中，驱动电机轴的外径安装在联轴器左端内孔中，油缸III可随驱动电机转动并传递扭矩。

4. 根据权利要求1所述的主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置，其特征在于：所述打刀缸由内径相同的油缸Ⅰ、油缸Ⅱ、油缸Ⅲ同轴串联并固定连接组成，每一个油缸内均设有对应的活塞Ⅰ、活塞Ⅱ、活塞Ⅲ，所述的活塞Ⅰ、活塞Ⅱ、活塞Ⅲ同轴固定于同一活塞杆上。

5.根据权利要求4所述的主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置，其特征在于：所述活塞杆的位于油缸外的外端端部与打刀杆的一端端部在所述油缸定位套内相对，传递打刀动力。

6.根据权利要求5所述的主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置，其特征在于：所述活塞Ⅰ、活塞Ⅱ、活塞Ⅲ通过位于活塞Ⅲ左侧的锁紧螺母锁紧。

7.根据权利要求1所述的主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置，其特征在于：所述油缸套上径向开有油口Ⅰ、油口Ⅱ，分别可通过接头和管路连接油缸的控制部分，所述油缸套油口Ⅰ、油口Ⅱ处内孔开有环形槽，环形槽两侧有密封装置。

8.根据权利要求7所述的主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置，其特征在于：所述缸体Ⅱ轴向对应油缸套油口Ⅰ的位置有一径向主油孔Ⅰ，所述主油孔Ⅰ通过所述环形槽，与油口Ⅰ连通，同时通过轴向的横油孔、以及缸体Ⅰ、缸体二Ⅱ、缸体Ⅲ上径向的分路油孔，与多级油缸的左侧油腔连通。

9.根据权利要求8所述的主轴与电机直连用内藏式液压打刀装置，其特征在于：所述在缸体Ⅱ轴向对应油口Ⅱ的位置，所述主油孔Ⅰ周向30 夹角的位置，开有另一主油孔Ⅱ，所述主油孔Ⅱ通过所述环形槽，与油口Ⅱ连通，同时通过轴向的横油孔、以及缸体Ⅰ、缸体二Ⅱ、缸体Ⅲ上径向的分路油孔，与多级油缸的右侧油腔连通。