CN104308198B - 一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置，包括主轴部分、主轴套筒部分、油缸部分和驱动部分。所述主轴套筒部分、油缸部分和驱动部分依次设置在所述主轴部分上，通过采用大直径内置油缸，换刀杆时首先压缩碟形弹簧组，在拉爪张开的同时，拉杆顶头顶到刀杆的顶端，将刀杆与主轴锥孔分离，且由于大油缸体设计的尺寸较大，可轻松的将碟形弹簧组压缩，换刀动作稳定可靠，换刀方便，省时省力。所述刀架主轴上还设置有飞轮，通过设置飞轮使得刀架主轴具有良好的静平衡和动平衡，从而确保刀架主轴高速回转时具有较高的回转精度。本发明主轴装置的换刀动作稳定可靠，换刀方便快捷，刀杆安装精度高，且主轴具有较高的回转精度。
Description
技术领域：
本发明涉及滚齿刀架技术领域，更具体的说涉及一种数控滚齿刀架的主轴装置。
背景技术：
数控刀架是数控车床最普遍的一种辅助装置，它可使数控车床在工件一次装夹中完成多种甚至所有的加工工序，以缩短加工的辅助时间，减少加工过程中由于多次安装工件而引起的误差，从而提高机床的加工效率和加工精度，而主轴装置是数控刀架的核心部分，主轴装置很大程度上影响着刀架的使用性能。数控滚齿刀架是数控刀架的一类，现有市场上数控滚齿刀架的主轴装置普遍存在换刀过程繁杂、换刀动作不稳定，严重影响到设备的生产加工效率，因此，针对现有技术中存在的问题予以改进。
发明内容：
本发明的目的就是针对现有技术之不足，而提供一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置，其换刀动作稳定可靠，换刀方便快捷，刀杆安装精度高，且主轴具有较高的回转精度，能够有效提高产品的质量与生产效率。
本发明的技术解决措施如下：一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置，包括主轴部分、主轴套筒部分、油缸部分和驱动部分，所述主轴套筒部分、油缸部分和驱动部分依次设置在所述主轴部分上；
主轴部分，包括具有空腔的刀架主轴、设置在刀架主轴一端的刀杆、与所述刀杆连接的拉爪、与所述拉爪连接的拉杆、套设在所述拉杆上的碟形弹簧组和环状体、与所述拉杆的一端连接的固定套、设置在所述固定套内的销轴以及用于紧固所述销轴的调节螺钉，所述拉爪、拉杆、碟形弹簧组、环状体、固定套以及调节螺钉均设置在刀架主轴的空腔内，所述刀架主轴在固定套所在区域的径向方向上开设有通孔，所述销轴贯穿于所述刀架主轴径向方向上的通孔，所述碟形弹簧组位于环状体与固定套之间，所述拉爪的一端卡设在拉爪上，另一端卡设在刀杆上；
主轴套筒部分，包括套设在刀架主轴上的推力球轴承组、位于推力球轴承组之间且套设在刀架主轴上的内隔套、套设在内隔套外圈的带油槽的外隔套、套设在推力球轴承组外圈的主轴套筒、套设在刀架主轴上的长内隔套、套设在刀架主轴上的内法兰、与所述内法兰相向而设的外法兰，所述内法兰和主轴套筒固定设置在架体内部，所述外法兰套设在刀架主轴上且固定设置在主轴套筒的外侧端，所述长内隔套的一端与主轴套筒相抵，另一端与内法兰相抵；
油缸部分，包括设置在内法兰一侧的大油缸体、套设在大油缸体内部的大活塞、与大活塞固定连接的拉套、位于所述拉套一侧的窄内隔套、位于所述窄内隔套一侧的圆柱滚子轴承、部分位于大活塞的内圈与拉套的外圈所形成空间内的连接套以及固定设置在所述圆柱滚子轴承一侧的挡圈和垫套，所述挡圈套设在所述垫套的外圈，所述垫套套设在刀架主轴上，所述圆柱滚子轴承、窄内隔套和拉套依次设置在刀架主轴上，所述大油缸体固定设置在架体内且位于内法兰与连接套之间，所述连接套通过所述圆柱滚子轴承套设在刀架主轴上且固定设置在架体的一端，所述大活塞带动拉套在大油缸体的腔体内滑动；
驱动部分，包括与所述刀架主轴连接的联轴器、与所述联轴器连接的直驱伺服电机以及套设在联轴器外部的外接套，所述外接套固定设置在架体的一端。
作为上述技术方案的优选，所述的驱动部分还设置有飞轮，所述飞轮设置在外接套的容置空间内且通过锁紧螺母套设在刀架主轴上。
作为上述技术方案的优选，所述的拉杆通过紧固螺钉与固定套连接。
作为上述技术方案的优选，所述的内法兰与主轴套筒之间设置有调整套。
作为上述技术方案的优选，所述的连接套和外接套依次通过长螺钉固定设置在架体上。
作为上述技术方案的优选，所述的挡圈通过螺栓固定设置在连接套上。
作为上述技术方案的优选，所述的圆柱滚子轴承设置在窄内隔套与垫套之间，并通过固定螺母紧固。
作为上述技术方案的优选，所述的主轴套筒和内法兰通过螺栓固定设置在架体上。
作为上述技术方案的优选，所述的外法兰通过螺栓固定设置在主轴套筒的外侧端。
作为上述技术方案的优选，所述的碟形弹簧组由三片碟形弹簧为一组背对背组装，一共设置有二十一组。
本发明的有益效果在于：通过采用大直径内置油缸，换刀杆时首先压缩碟形弹簧组，在拉爪张开的同时，拉杆顶头顶到刀杆的顶端，将刀杆与主轴锥孔分离，且由于大油缸体设计的尺寸较大，可轻松的将碟形弹簧组压缩，换刀动作稳定可靠，换刀方便，省时省力。其中，所述碟形弹簧组由碟形弹簧三片一套背对背组装共二十一组，其拉力不仅完全满足拉紧刀杆之需要而且还是机械作用力，稳定可靠，能够保证刀杆的安装精度。且所述刀架主轴上还设置有飞轮，通过设置飞轮使得刀架主轴具有良好的静平衡和动平衡，从而确保刀架主轴高速回转时具有较高的回转精度。
附图说明：
图1为本发明主轴装置的结构示意图；
图2为图1中主轴部分的结构示意图；
图3为图1中A区域结构的示意图；
图4为图3中拉爪结构的示意图；
图5为图1中B区域结构的示意图。
图中，1、直驱伺服电机；2、外接套；3、联轴器；4、飞轮；5、刀架主轴；6、架体；7、连接套；8、挡圈；9、垫套；10、固定螺母；11、窄内隔套；12、拉套；13、大活塞；14、大油缸体；15、销轴；16、固定套；17、拉杆；18、碟形弹簧组；19、环状体；20、调整套；21、内法兰；22、长内隔套；23、主轴套筒；24、推力球轴承；25、内隔套；26、带油槽的外隔套；27、拉爪；28、外法兰；29、刀杆；30、长螺钉；31、锁紧螺母；32、圆柱滚子轴承；33、调节螺钉。
具体实施方式：
实施例：以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
见图1所示，一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置，包括主轴部分、主轴套筒部分、油缸部分和驱动部分。见图2所示，所述主轴部分包括具有空腔的刀架主轴5、设置在刀架主轴5一端的刀杆29、与所述刀杆29连接的拉爪27、与所述拉爪27连接的拉杆17、套设在所述拉杆17上的碟形弹簧组18和环状体19、与所述拉杆17的一端连接的固定套16、设置在所述固定套16内的销轴15以及用于紧固所述销轴15的调节螺钉33，所述拉爪27、拉杆17、碟形弹簧组18、环状体19、固定套16以及调节螺钉33均设置在刀架主轴5的空腔内，所述拉杆17通过紧固螺钉与固定套16连接，所述刀架主轴5在固定套16所在区域的径向方向上开设有通孔，所述销轴15贯穿于所述刀架主轴5径向方向上的通孔，所述碟形弹簧组18位于环状体19与固定套16之间，碟形弹簧组18由三片碟形弹簧为一组背对背组装，一共设置有二十一组，所述拉爪27的一端卡设在拉爪27上，另一端卡设在刀杆29上。
见图3和图4所示，主轴套筒部分，包括套设在刀架主轴5上的推力球轴承24组、位于推力球轴承24组之间且套设在刀架主轴5上的内隔套25、套设在内隔套25外圈的带油槽的外隔套26、套设在推力球轴承24组外圈的主轴套筒23、套设在刀架主轴5上的长内隔套22、套设在刀架主轴5上的内法兰21、与所述内法兰21相向而设的外法兰28，所述内法兰21和主轴套筒23通过螺栓固定设置在架体6内部，所述外法兰28套设在刀架主轴5上且通过螺栓固定设置在主轴套筒23的外侧端，所述长内隔套22的一端与主轴套筒23相抵，另一端与内法兰21相抵，所述内法兰21与主轴套筒23之间还设置有调整套20。
见图5所示，油缸部分包括设置在内法兰21一侧的大油缸体14、套设在大油缸体14内部的大活塞13、与大活塞13固定连接的拉套12、位于所述拉套12一侧的窄内隔套11、位于所述窄内隔套11一侧的圆柱滚子轴承32、部分位于大活塞13的内圈与拉套12的外圈所形成空间内的连接套7以及固定设置在所述圆柱滚子轴承32一侧的挡圈8和垫套9，所述挡圈8套设在所述垫套9的外圈，垫套9套设在刀架主轴5上，挡圈8通过螺栓固定设置在连接套7上，所述圆柱滚子轴承32、窄内隔套11和拉套12依次设置在刀架主轴5上，所述大油缸体14固定设置在架体6内且位于内法兰21与连接套7之间，所述连接套7通过所述圆柱滚子轴承32套设在刀架主轴5上且通过长螺钉30固定设置在架体6的一端，所述圆柱滚子轴承32设置在窄内隔套11与垫套9之间，并通过固定螺母10紧固，所述大活塞13带动拉套12在大油缸体14的腔体内滑动；
见图1所示，驱动部分包括与所述刀架主轴5连接的联轴器3、与所述联轴器3连接的直驱伺服电机1以及套设在联轴器3外部的外接套2，所述外接套2通过长螺钉30固定设置在架体6的一端，所述驱动部分还设置有飞轮4，所述飞轮4设置在外接套2的容置空间内且通过锁紧螺母31套设在刀架主轴5上。通过设置飞轮4使得刀架主轴5具有良好的静平衡和动平衡，从而确保刀架主轴5在高速回转时具有较高的回转精度。
换刀杆29时，首先通过销轴15推动拉杆17向前移动，从而压缩碟形弹簧组18，所述销轴15是通过大活塞13和大油缸体14驱动的，在拉爪27张开的同时，拉杆17的顶头顶到刀杆29的顶端，将刀杆29与刀架主轴5的锥孔分离，且由于大油缸体14设计的尺寸较大，只需注入二十公斤压力油，大活塞13就能产生1.2吨的推力，可轻松的将碟形弹簧组18压缩，动作稳定可靠，换刀极为方便，省时省力。所述碟形弹簧组18压缩后，产生至少6KN的作用力，该力不仅完全满足拉紧刀杆29之需要而且是机械作用力，稳定可靠，确保刀杆之安装精度。
工作时，刀架主轴5是直驱伺服电机1通过联轴器3直接驱动回转，然后刀架主轴5再带动刀杆29转动，装在刀杆29上的滚刀跟着转动。换刀杆29时，销轴15通过固定套16推动拉杆17后，压缩碟形弹簧组18，拉爪27张开的同时，拉杆17顶到刀杆29的顶端，将刀杆29与主轴分离，完成换刀；装刀杆29时，首先将刀杆29伸入刀架主轴5内，大油缸体14卸压，大活塞13带动销轴15退回，蝶形弹簧组18拉紧拉爪27，所述拉爪27拉紧刀杆29，完成刀杆29的安装。
所述实施例用以例示性说明本发明，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对所述实施例进行修改，因此本发明的权利保护范围，应如本发明的权利要求所列。
Claims (10)
1.一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置，其特征在于：包括主轴部分、主轴套筒部分、油缸部分和驱动部分，所述主轴套筒部分、油缸部分和驱动部分依次设置在所述主轴部分上；
主轴部分，包括具有空腔的刀架主轴(5)、设置在刀架主轴(5)一端的刀杆(29)、与所述刀杆(29)连接的拉爪(27)、与所述拉爪(27)连接的拉杆(17)、套设在所述拉杆(17)上的碟形弹簧组(18)和环状体(19)、与所述拉杆(17)的一端连接的固定套(16)、设置在所述固定套(16)内的销轴(15)以及用于紧固所述销轴(15)的调节螺钉(33)，所述拉爪(27)、拉杆(17)、碟形弹簧组(18)、环状体(19)、固定套(16)以及调节螺钉(33)均设置在刀架主轴(5)的空腔内，所述刀架主轴(5)在固定套(16)所在区域的径向方向上开设有通孔，所述销轴(15)贯穿于所述刀架主轴(5)径向方向上的通孔，所述碟形弹簧组(18)位于环状体(19)与固定套(16)之间，所述拉爪(27)的一端卡设在拉爪(27)上，另一端卡设在刀杆(29)上；
主轴套筒部分，包括套设在刀架主轴(5)上的推力球轴承(24)组、位于推力球轴承(24)组之间且套设在刀架主轴(5)上的内隔套(25)、套设在内隔套(25)外圈的带油槽的外隔套(26)、套设在推力球轴承(24)组外圈的主轴套筒(23)、套设在刀架主轴(5)上的长内隔套(22)、套设在刀架主轴(5)上的内法兰(21)、与所述内法兰(21)相向而设的外法兰(28)，所述内法兰(21)和主轴套筒(23)固定设置在架体(6)内部，所述外法兰(28)套设在刀架主轴(5)上且固定设置在主轴套筒(23)的外侧端，所述长内隔套(22)的一端与主轴套筒(23)相抵，另一端与内法兰(21)相抵；
油缸部分，包括设置在内法兰(21)一侧的大油缸体(14)、套设在大油缸体(14)内部的大活塞(13)、与大活塞(13)固定连接的拉套(12)、位于所述拉套(12)一侧的窄内隔套(11)、位于所述窄内隔套(11)一侧的圆柱滚子轴承(32)、部分位于大活塞(13)的内圈与拉套(12)的外圈所形成空间内的连接套(7)以及固定设置在所述圆柱滚子轴承(32)一侧的挡圈(8)和垫套(9)，所述挡圈(8)套设在所述垫套(9)的外圈，所述垫套(9)套设在刀架主轴(5)上，所述圆柱滚子轴承(32)、窄内隔套(11)和拉套(12)依次设置在刀架主轴(5)上，所述大油缸体(14)固定设置在架体(6)内且位于内法兰(21)与连接套(7)之间，所述连接套(7)通过所述圆柱滚子轴承(32)套设在刀架主轴(5)上且固定设置在架体(6)的一端，所述大活塞(13)带动拉套(12)在大油缸体(14)的腔体内滑动；
驱动部分，包括与所述刀架主轴(5)连接的联轴器(3)、与所述联轴器(3)连接的直驱伺服电机(1)以及套设在联轴器(3)外部的外接套(2)，所述外接套(2)固定设置在架体(6)的一端。
2.根据权利要求1所述的一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置，其特征在于：所述驱动部分还设置有飞轮(4)，所述飞轮(4)设置在外接套(2)的容置空间内且通过锁紧螺母(31)套设在刀架主轴(5)上。
3.根据权利要求1所述的一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置，其特征在于：所述拉杆(17)通过紧固螺钉与固定套(16)连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置，其特征在于：所述内法兰(21)与主轴套筒(23)之间设置有调整套(20)。
5.根据权利要求1所述的一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置，其特征在于：所述连接套(7)和外接套(2)依次通过长螺钉(30)固定设置在架体(6)上。
6.根据权利要求1所述的一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置，其特征在于：所述挡圈(8)通过螺栓固定设置在连接套(7)上。
7.根据权利要求1所述的一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置，其特征在于：所述圆柱滚子轴承(32)设置在窄内隔套(11)与垫套(9)之间，并通过固定螺母(10)紧固。
8.根据权利要求1所述的一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置，其特征在于：所述主轴套筒(23)和内法兰(21)通过螺栓固定设置在架体(6)上。
9.根据权利要求1所述的一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置，其特征在于：所述外法兰(28)通过螺栓固定设置在主轴套筒(23)的外侧端。
10.根据权利要求1所述的一种用于直驱式数控滚齿刀架的主轴装置，其特征在于：所述碟形弹簧组(18)由三片碟形弹簧为一组背对背组装，一共设置有二十一组。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A spindle device for direct drive CNC hobbing tool holder Effective date of registration: 20210907 Granted publication date: 20160824 Pledgee: Huzhou Wuxing Rural Commercial Bank Co.,Ltd. balidian sub branch Pledgor: ZHEJIANG RICHUANG ELECTROMECHANICAL SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021330001407 |