CN104827333B - 一种数控滚齿机床身上的工作台机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控滚齿机床身上的工作台机构，包括工作台、主轴、安装在主轴内的刀架轴、直线导轨、螺母支架、滚珠丝杆副。螺母支架与滚珠丝杆副配合驱动工作台在直线导轨上作水平移动。工作台呈T字形，包括左翼部、右翼部和竖直部；竖直部开设供主轴上下移动的上下移动通道；竖直部的外侧壁上安装有驱动主轴升降的升降驱动装置和驱动刀架轴旋转的旋转驱动装置；竖直部的内侧壁上设有对主轴上下移动的导向机构。上述升降驱动装置和旋转驱动装置安装在T字形工作台竖直部的侧壁上且位于左翼部和右翼部的下方，使整个工作台机构的结构变得紧凑而简单。另外，导向机构可防止主轴在上下移动时发生微量位移偏差。

Description

一种数控滚齿机床身上的工作台机构

技术领域：

本发明涉及滚齿机设备，具体而言，涉及一种数控滚齿机床身上的工作台机构。

背景技术：

数控滚齿机，主轴安装在工作台上，工作台在机床床身水平面上来回往复移动，完成机床Z轴进给；刀架安装在主轴上，驱动装置驱动刀架回转运动；主轴相对于工作台作垂直运动，即X轴进给，以完成滚齿加工。

现有技术中的数控滚齿机，主轴与工作台采用分体结构，不仅不易使两者协调动作，而且工件的加工精度也难以把控。即使主轴与工作台采用一体结构，也使得工作台结构臃肿，动作不便。

发明内容：

本发明所解决的技术问题：现有技术中的数控滚齿机，采用一体式结构的主轴与工作台，使得工作台结构臃肿，动作不便。

本发明提供如下技术方案：

一种数控滚齿机床身上的工作台机构，包括工作台、主轴、刀架、直线导轨、螺母支架、第一滚珠丝杆副；

所述第一滚珠丝杆副和直线导轨安装在滚齿机床身上，螺母支架与第一滚珠丝杆副配合驱动工作台在直线导轨上作水平向来回往复移动；

所述主轴安装在工作台上，主轴中空，所述刀架安装在刀架轴上，所述刀架轴安装在主轴内；

所述工作台呈T字形，T字形工作台包括左翼部、右翼部和竖直部；所述螺母支架安装在左翼部上，所述左翼部和右翼部在直线导轨上作水平向来回往复移动；所述竖直部开设上下贯穿工作台的上下移动通道，所述主轴活动插设在上下移动通道中；所述竖直部的外侧壁上安装有升降驱动装置，升降驱动装置包括第二滚珠丝杆副，第二滚珠丝杆副驱动主轴在上下移动通道中作上下移动；所述竖直部的外侧壁上开设安装通孔，所述主轴的侧壁上开设滑行通孔，竖直部的外侧壁上安装有旋转驱动装置，旋转驱动装置包括锥齿轮机构，锥齿轮机构穿过安装通孔和滑行通孔驱动主轴内的刀架轴旋转；

所述竖直部的内侧壁上设有导向机构，所述导向机构包括第一小轴和第二小轴、第一滚轮和第二滚轮；所述第一小轴和第二小轴横向固定在竖直部的内侧壁上，第一小轴和第二小轴以上下并列的方式固定在竖直部的内侧壁上；所述第一滚轮套设在第一小轴上，所述第二滚轮套设在第二小轴上；所述主轴的外侧壁上开设一上下走向的直槽，所述第一滚轮和第二滚轮配合在主轴的直槽内，所述第一滚轮的左右两侧与直槽的左右两侧壁接触，所述第二滚轮的左右两侧与直槽的左右两侧壁接触；所述第一小轴及其上的第一滚轮、所述第二小轴及其上的第二滚轮可在主轴相对于工作台作上下移动时相对于直槽作上下移动。

按上述技术方案，第一滚珠丝杆副通过与螺母支架的配合驱动工作台在直线导轨上水平直线运行；升降驱动装置中的第二滚珠丝杆副驱动主轴在工作台的上下移动通道中上下移动；旋转驱动装置通过锥齿轮机构将动力传递给刀架轴，使刀架轴旋转。由于工作台呈T字形，上述升降驱动装置和旋转驱动装置安装在T字形工作台竖直部的侧壁上且位于左翼部和右翼部的下方，如此，使整个工作台机构在功能完全的前提下结构变得紧凑而简单。

另需重点说明的是，当主轴相对于工作台作上下位移时，即主轴在工作台的上下移动通道内作上下移动时，第一小轴及其上的部件和第二小轴及其上的部件可相对于直槽作上下移动(当然，这是一种相对运动，实质是直槽随着主轴作上下移动)。由于第一滚轮的左右两侧与直槽的左右两侧壁接触，第二滚轮的左右两侧与直槽的左右两侧壁接触(相当于第一滚轮和第二滚轮的外径等于直槽的左右宽度)，如此，可防止主轴在上下移动时发生微量位移偏差。如此，本发明所述导向机构可使主轴相对于工作台上下移动时，做到垂直不偏斜，进而提高产品的加工精度。

作为本发明对上述升降驱动装置的一种详细说明，所述升降驱动装置还包括第一伺服电机、第一联轴器、蜗杆、蜗轮、第一壳体；所述第二滚珠丝杆副包括第二滚珠丝杆、与第二滚珠丝杆配合的第二螺母；所述第一壳体安装在T字形工作台竖直部的侧壁上，第一联轴器、蜗杆、蜗轮均安装在第一壳体内，第一伺服电机安装在第一壳体上；所述第二螺母安装在主轴的底端，第二滚珠丝杆竖直设置，蜗轮安装在第二滚珠丝杆上，蜗杆与蜗轮啮合，蜗杆通过第一联轴器与第一伺服电机的电机轴联接。其中，所述主轴的底端设有底板，所述第二螺母安装在底板上。

作为本发明对上述旋转驱动装置的一种详细说明，所述旋转驱动装置还包括第二伺服电机、第二联轴器、齿轮轴、第二壳体、连接块、固定套；所述锥齿轮机构包括主锥齿轮和副锥齿轮；所述第二壳体安装在T字形工作台竖直部的侧壁上，第二联轴器、齿轮轴位于第二壳体内，第二伺服电机安装在第二壳体上；第二伺服电机的电机轴通过第二联轴器与齿轮轴联接，主锥齿轮安装在齿轮轴上，副锥齿轮安装在刀架轴上，主锥齿轮与副锥齿轮啮合，副锥齿轮上套设轴承，所述固定套套设在轴承上，固定套与连接块固定连接，连接块与第二壳体固定连接。基于上述说明，作为本发明对刀架轴的一种说明，所述主轴的顶端设有顶板，所述刀架轴的上部枢接在顶板上，所述刀架轴的下部安装副锥齿轮。

作为本发明对导向机构的一种详细说明，所述导向机构还包括第一滚珠和第二滚珠；所述第一小轴开设第一轴向通孔，第一轴向通孔的前端设有第一弧形收缩边缘；所述第一滚珠安装在第一轴向通孔内，第一轴向通孔内设有第一伸缩弹簧和第一螺栓，第一螺栓螺接在第一轴向通孔内，第一伸缩弹簧的一端抵在第一螺栓上，第一伸缩弹簧的另一端抵在第一滚珠上；第一伸缩弹簧将第一滚珠顶至第一弧形收缩边缘处，使第一滚珠与第一弧形收缩边缘相抵，第一滚珠部分突出第一小轴的顶端面；所述第二小轴开设第二轴向通孔，第二轴向通孔的前端设有第二弧形收缩边缘；所述第二滚珠安装在第二轴向通孔内，第二轴向通孔内设有第二伸缩弹簧和第二螺栓，第二螺栓螺接在第二轴向通孔内，第二伸缩弹簧的一端抵在第二螺栓上，第二伸缩弹簧的另一端抵在第二滚珠上；第二伸缩弹簧将第二滚珠顶至第二弧形收缩边缘处，使第二滚珠与第二弧形收缩边缘相抵，第二滚珠部分突出第二小轴的顶端面；所述第一滚珠和第二滚珠均与直槽的底面接触；所述第一小轴及其上第一滚珠、所述第二小轴及其上的第二滚珠可在主轴相对于工作台作上下移动时相对于直槽作上下移动。

按上述对导向机构的说明，当主轴相对于工作台作上下位移时，即主轴在工作台的上下移动通道内作上下移动时，第一小轴及其上的部件(包括第一滚轮和第一滚珠)和第二小轴及其上的部件(包括第二滚轮和第二滚珠)可相对于直槽作上下移动。由于第一滚珠和第二滚珠均与直槽的底面接触，即第一滚珠和第二滚珠抵在直槽的底面上，以防止主轴在上下移动时发生前后方向的微量位移偏差；与此同时，上文已述，第一滚轮和第二滚轮可防止主轴在上下移动时发生左右方向的微量位移偏差；综上，导向机构可使主轴相对于工作台上下移动时，做到垂直不偏斜，进而提高产品的加工精度。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明一种安装在滚齿机床身上的工作台机构的结构示意图；

图2为图1中旋转驱动装置60的结构示意图；

图3为图1中升降驱动装置50的结构示意图；

图4为本发明所述升降驱动装置50中第一伺服电机52、第一联轴器53、蜗杆54的组合结构示意图；

图5为本发明所述导向机构70的结构示意图；

图6为本发明第一小轴31内安装第一滚珠75后的结构示意图；

图7为本发明所述第一小轴31的剖视图；

图8为本发明第一小轴71内第一螺栓713、第一伸缩弹簧712、第一滚珠75的组合结构示意图。

图中符号说明：

10、工作台；11、左翼部；12、右翼部；13、竖直部；130、滑行通孔；

20、主轴；200、直槽；21、底板；22、顶板；

30、直线导轨；

40、螺母支架；

50、升降驱动装置；51、第二滚珠丝杆副；52、第一伺服电机；53、第一联轴器；54、蜗杆；55、蜗轮；56、第一壳体；57、第二滚珠丝杆；58、第二螺母；

60、旋转驱动装置；61、锥齿轮机构；62、第二伺服电机；63、第二联轴器；64、齿轮轴；65、第二壳体；66、连接块；67、固定套；68、主锥齿轮；69、副锥齿轮；

71、第一小轴；710、第一轴向通孔；711、第一弧形收缩边缘；712、第一伸缩弹簧；713、第一螺栓；72、第二小轴；73、第一滚轮；74、第二滚轮；75、第一滚珠；76、第二滚珠；

80、刀架轴。

具体实施方式：

如图1，一种数控滚齿机床身上的工作台机构，包括工作台10、主轴20、刀架、直线导轨30、螺母支架40、第一滚珠丝杆副；所述第一滚珠丝杆副和直线导轨安装在滚齿机床身上，螺母支架与第一滚珠丝杆副配合驱动工作台在直线导轨上作水平向来回往复移动；所述主轴安装在工作台上，主轴中空，所述刀架安装在刀架轴80上，所述刀架轴安装在主轴内。

如图1，所述工作台呈T字形，T字形工作台包括左翼部11、右翼部12和竖直部13；所述螺母支架安装在左翼部上，所述左翼部和右翼部在直线导轨上作水平向来回往复移动；所述竖直部开设上下贯穿工作台的上下移动通道，所述主轴活动插设在上下移动通道中。所述竖直部的外侧壁上安装有升降驱动装置50，升降驱动装置包括第二滚珠丝杆副51，第二滚珠丝杆副驱动主轴在上下移动通道中作上下移动；所述竖直部的外侧壁上开设安装通孔，所述主轴的侧壁上开设滑行通孔130，竖直部的外侧壁上安装有旋转驱动装置60，旋转驱动装置包括锥齿轮机构61，锥齿轮机构穿过安装通孔和滑行通孔驱动主轴内的刀架轴旋转。所述竖直部的内侧壁上设有导向机构70，如图5，所述导向机构包括第一小轴71和第二小轴72、第一滚轮73和第二滚轮74；所述第一小轴和第二小轴横向固定在竖直部的内侧壁上，第一小轴和第二小轴以上下并列的方式固定在竖直部的内侧壁上；所述第一滚轮套设在第一小轴上，所述第二滚轮套设在第二小轴上；所述主轴的外侧壁上开设一上下走向的直槽200，所述第一滚轮和第二滚轮配合在主轴的直槽内，所述第一滚轮的左右两侧与直槽的左右两侧壁接触，所述第二滚轮的左右两侧与直槽的左右两侧壁接触；所述第一小轴及其上的第一滚轮、所述第二小轴及其上的第二滚轮可在主轴相对于工作台作上下移动时相对于直槽作上下移动。

上述升降驱动装置50，结合图3、图4，还包括第一伺服电机52、第一联轴器53、蜗杆54、蜗轮55、第一壳体56；所述第二滚珠丝杆副51包括第二滚珠丝杆57、与第二滚珠丝杆配合的第二螺母58；所述第一壳体安装在T字形工作台竖直部13的侧壁上，第一联轴器、蜗杆、蜗轮均安装在第一壳体内，第一伺服电机安装在第一壳体上；所述第二螺母安装在主轴的底端，第二滚珠丝杆竖直设置，蜗轮安装在第二滚珠丝杆上，蜗杆与蜗轮啮合，蜗杆通过第一联轴器与第一伺服电机的电机轴联接。其中，如图1，所述主轴20的底端设有底板21，所述第二螺母58安装在底板上。

上述旋转驱动装置60，如图2，还包括第二伺服电机62、第二联轴器63、齿轮轴64、第二壳体65、连接块66、固定套67；所述锥齿轮机构61包括主锥齿轮68和副锥齿轮69；所述第二壳体安装在T字形工作台竖直部13的侧壁上，第二联轴器、齿轮轴位于第二壳体内，第二伺服电机安装在第二壳体上；第二伺服电机的电机轴通过第二联轴器与齿轮轴联接，主锥齿轮安装在齿轮轴上，副锥齿轮安装在刀架轴80上，主锥齿轮与副锥齿轮啮合，副锥齿轮上套设轴承，所述固定套套设在轴承上，固定套与连接块固定连接，连接块与第二壳体固定连接。其中，所述主轴20的顶端设有顶板22，所述刀架轴80的顶部枢接在顶板上，所述副锥齿轮安装在刀架轴的底部。

上述导向机构70，如图5，还包括第一滚珠75和第二滚珠76。结合图6、图7、图8，所述第一小轴71开设第一轴向通孔710，第一轴向通孔的前端设有第一弧形收缩边缘711；所述第一滚珠安装在第一轴向通孔内，第一轴向通孔内设有第一伸缩弹簧712和第一螺栓713，第一螺栓螺接在第一轴向通孔内，第一伸缩弹簧的一端抵在第一螺栓上，第一伸缩弹簧的另一端抵在第一滚珠上；第一伸缩弹簧将第一滚珠顶至第一弧形收缩边缘处，使第一滚珠与第一弧形收缩边缘相抵，第一滚珠部分突出第一小轴的顶端面。与第一小轴71的结构和功能相同，所述第二小轴72开设第二轴向通孔，第二轴向通孔的前端设有第二弧形收缩边缘；所述第二滚珠安装在第二轴向通孔内，第二轴向通孔内设有第二伸缩弹簧和第二螺栓，第二螺栓螺接在第二轴向通孔内，第二伸缩弹簧的一端抵在第二螺栓上，第二伸缩弹簧的另一端抵在第二滚珠上；第二伸缩弹簧将第二滚珠顶至第二弧形收缩边缘处，使第二滚珠与第二弧形收缩边缘相抵，第二滚珠部分突出第二小轴的顶端面。所述第一滚珠75和第二滚珠76均与直槽200的底面接触；所述第一小轴及其上第一滚珠、所述第二小轴及其上的第二滚珠可在主轴20相对于工作台10作上下移动时相对于直槽作上下移动。

实际操作中，第一滚珠丝杆副通过与螺母支架40的配合驱动工作台10在直线导轨30上水平直线运行；升降驱动装置50中的第二滚珠丝杆副51驱动主轴20在工作台10的上下移动通道中上下移动；主轴20在工作台10的上下移动通道中上下移动的过程中，导向机构70对主轴20进行导向；旋转驱动装置60通过锥齿轮机构61将动力传递给刀架轴80，使刀架轴80旋转。

以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种数控滚齿机床身上的工作台机构，包括工作台(10)、主轴(20)、刀架、直线导轨(30)、螺母支架(40)、第一滚珠丝杆副；所述第一滚珠丝杆副和直线导轨安装在滚齿机床身上，螺母支架与第一滚珠丝杆副配合驱动工作台在直线导轨上作水平向来回往复移动；所述主轴安装在工作台上，主轴中空，所述刀架安装在刀架轴(80)上，所述刀架轴安装在主轴内；

其特征在于：

所述工作台呈T字形，T字形工作台包括左翼部(11)、右翼部(12)和竖直部(13)；所述螺母支架安装在左翼部上，所述左翼部和右翼部在直线导轨上作水平向来回往复移动；所述竖直部开设上下贯穿工作台的上下移动通道，所述主轴活动插设在上下移动通道中；

所述竖直部的外侧壁上安装有升降驱动装置(50)，升降驱动装置包括第二滚珠丝杆副(51)，第二滚珠丝杆副驱动主轴在上下移动通道中作上下移动；

所述竖直部的外侧壁上开设安装通孔，所述主轴的侧壁上开设滑行通孔(130)，竖直部的外侧壁上安装有旋转驱动装置(60)，旋转驱动装置包括锥齿轮机构(61)，锥齿轮机构穿过安装通孔和滑行通孔驱动主轴内的刀架轴旋转；

所述竖直部的内侧壁上设有导向机构(70)，所述导向机构包括第一小轴(71)和第二小轴(72)、第一滚轮(73)和第二滚轮(74)；所述第一小轴和第二小轴横向固定在竖直部的内侧壁上，第一小轴和第二小轴以上下并列的方式固定在竖直部的内侧壁上；所述第一滚轮套设在第一小轴上，所述第二滚轮套设在第二小轴上；所述主轴的外侧壁上开设一上下走向的直槽(200)，所述第一滚轮和第二滚轮配合在主轴的直槽内，所述第一滚轮的左右两侧与直槽的左右两侧壁接触，所述第二滚轮的左右两侧与直槽的左右两侧壁接触；所述第一小轴及其上的第一滚轮、所述第二小轴及其上的第二滚轮可在主轴相对于工作台作上下移动时相对于直槽作上下移动；

所述升降驱动装置(50)还包括第一伺服电机(52)、第一联轴器(53)、蜗杆(54)、蜗轮(55)、第一壳体(56)；所述第二滚珠丝杆副(51)包括第二滚珠丝杆(57)、与第二滚珠丝杆配合的第二螺母(58)；所述第一壳体安装在T字形工作台竖直部(13)的侧壁上，第一联轴器、蜗杆、蜗轮均安装在第一壳体内，第一伺服电机安装在第一壳体上；所述第二螺母安装在主轴的底端，第二滚珠丝杆竖直设置，蜗轮安装在第二滚珠丝杆上，蜗杆与蜗轮啮合，蜗杆通过第一联轴器与第一伺服电机的电机轴联接；

所述旋转驱动装置(60)还包括第二伺服电机(62)、第二联轴器(63)、齿轮轴(64)、第二壳体(65)、连接块(66)、固定套(67)；所述锥齿轮机构(61)包括主锥齿轮(68)和副锥齿轮(69)；所述第二壳体安装在T字形工作台竖直部(13)的侧壁上，第二联轴器、齿轮轴位于第二壳体内，第二伺服电机安装在第二壳体上；第二伺服电机的电机轴通过第二联轴器与齿轮轴联接，主锥齿轮安装在齿轮轴上，副锥齿轮安装在刀架轴(80)上，主锥齿轮与副锥齿轮啮合，副锥齿轮上套设轴承，所述固定套套设在轴承上，固定套与连接块固定连接，连接块与第二壳体固定连接。

2.如权利要求1所述的一种数控滚齿机床身上的工作台机构，其特征在于：所述主轴(20)的底端设有底板(21)，所述第二螺母(58)安装在底板上。

3.如权利要求1所述的一种数控滚齿机床身上的工作台机构，其特征在于：所述主轴(20)的顶端设有顶板(22)，所述刀架轴(80)的顶部枢接在顶板上，副锥齿轮安装在刀架轴的底部。

4.如权利要求1所述的一种数控滚齿机床身上的工作台机构，其特征在于：

所述导向机构(70)还包括第一滚珠(75)和第二滚珠(76)；

所述第一小轴(71)开设第一轴向通孔(710)，第一轴向通孔的前端设有第一弧形收缩边缘(711)；所述第一滚珠安装在第一轴向通孔内，第一轴向通孔内设有第一伸缩弹簧(712)和第一螺栓(713)，第一螺栓螺接在第一轴向通孔内，第一伸缩弹簧的一端抵在第一螺栓上，第一伸缩弹簧的另一端抵在第一滚珠上；第一伸缩弹簧将第一滚珠顶至第一弧形收缩边缘处，使第一滚珠与第一弧形收缩边缘相抵，第一滚珠部分突出第一小轴的顶端面；

所述第二小轴(72)开设第二轴向通孔，第二轴向通孔的前端设有第二弧形收缩边缘；所述第二滚珠安装在第二轴向通孔内，第二轴向通孔内设有第二伸缩弹簧和第二螺栓，第二螺栓螺接在第二轴向通孔内，第二伸缩弹簧的一端抵在第二螺栓上，第二伸缩弹簧的另一端抵在第二滚珠上；第二伸缩弹簧将第二滚珠顶至第二弧形收缩边缘处，使第二滚珠与第二弧形收缩边缘相抵，第二滚珠部分突出第二小轴的顶端面；

所述第一滚珠(75)和第二滚珠(76)均与直槽(200)的底面接触；所述第一小轴及其上第一滚珠、所述第二小轴及其上的第二滚珠可在主轴(20)相对于工作台(10)作上下移动时相对于直槽作上下移动。