CN105215426A - 深孔加工刀杆减振支撑器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及深孔机床，尤其涉及用于深孔机床上的刀杆减振支撑器，具体为深孔加工刀杆减振支撑器。解决现有深孔加工刀杆减振支撑器结构复杂、不合理及减振效果不理想的问题。该减振支撑器由左、右两部分构成，左部分包括前轴承座、带轮连接轴、大同步带轮、螺纹轴、压套、推力轴承定位套、推力球轴承；右部分包括后轴承座、内锥套、锥形块、其上均布有轴向楔缝的锥形块和阻尼块、弹簧座、弹簧、复位圈；前轴承座、带轮连接轴、螺纹轴、推力轴承定位套、压套、大同步带轮、后轴承座、内锥套、锥形块、阻尼块、复位圈、弹簧座的轴线均在一条直线上；本发明可充分实现深孔加工刀杆的支撑及减振，减振效果突出，极大地提高深孔零件的加工质量。

Description

深孔加工刀杆减振支撑器

技术领域

本发明涉及深孔机床，尤其涉及用于深孔机床上的刀杆减振支撑器，具体为深孔加工刀杆减振支撑器。

背景技术

在机械加工领域，一般将深度/孔径之比大于5的孔加工称作深孔加工。在以往的深孔加工中，使用深孔钻系统、BTA（BoringandTrepanningAssociation：深孔加工）系统或喷射系统等加工方法。然而，在深孔加工中，刀杆较长且长径比较大，因此由于刀杆的弯曲或压曲、安装时的旋转摆动等，难以进行高精度的深孔加工。经研究发现，深孔加工中深孔钻杆系统主要产生的是横向振动和扭转振动，而扭转振动是主要的振动形式，也是影响深孔加工精度的主要干扰因素。在深孔加工时，刀杆的扭转振动不仅影响孔位的加工精度及工件的表面质量，还会造成刀具的过度磨损，甚至于断裂，大大缩短了刀具的使用寿命。鉴于深孔零件往往决定产品质量的优劣，现有技术中有深孔加工刀杆减振支撑器。减振支撑器通常固定在一个底座上，底座底部卡于设置在深孔机床床身上的导轨上，刀杆穿过减振支撑器，减振支撑器在对刀杆进行减振支撑的同时还在底座上随刀杆的移动（进给）而沿导轨移动。现有的减振支撑器结构复杂、不合理，减振效果不理想。

发明内容

本发明解决现有深孔加工刀杆减振支撑器结构复杂、不合理及减振效果不理想的问题，提供一种新型结构的深孔加工刀杆减振支撑器。

本发明是通过以下技术方案实现的：深孔加工刀杆减振支撑器，包括前轴承座，前轴承座外轮廓呈圆柱状，一端设有连接法兰，前轴承座内开有三级阶梯轴孔，该三级阶梯轴孔的前轴承座非连接法兰端的大径孔内底嵌有第一深沟球轴承，第一深沟球轴承内套有带轮连接轴，带轮连接轴开有轴孔并在其一端设有外凸环，外凸环伸向第一深沟球轴承下部（即前轴承座的三级阶梯轴孔的中径孔内），带轮连接轴的另一端（即非外凸环端）的端面固定有环状的大同步带轮，大同步带轮的内孔、带轮连接轴的轴孔及前轴承座的三级阶梯轴孔的小径孔共同形成的串孔内套有螺纹轴，螺纹轴与大同步带轮的内孔间螺纹配合，螺纹轴与前轴承座的三级阶梯轴孔的小径孔内壁之间设有实现对螺纹轴导向及限位功能的键（由于键的存在，螺纹轴在大同步带轮通过其间螺纹的驱动下只能轴向移动而不能转动，即导向；键在键槽内的活动距离即为螺纹轴的最大轴向行程，即限位），螺纹轴开有阶梯轴孔，螺纹轴的阶梯轴孔内固定有压套，所述压套外轮廓呈圆柱状并开有轴孔，压套的一端设有连接固定法兰，该连接固定法兰与螺纹轴的和大同步带轮螺纹配合端的第一阶梯轴孔底连接固定，在螺纹轴与压套之间夹有推力轴承定位套，推力轴承定位套非夹持端设有推力法兰，该推力法兰与螺纹轴的最后一阶梯轴孔底（即螺纹轴的非螺纹端的第一阶梯轴孔底）之间设置有推力球轴承；还包括后轴承座，后轴承座外轮廓呈圆柱状，其内开有三级阶梯轴孔，后轴承座的一端面与前轴承座的连接法兰连接，后轴承座的第一和第三阶梯轴孔底分别嵌有第二、第三深沟球轴承，第二和第三深沟球轴承内套有内锥套，内锥套呈圆柱状并在其一端设有外凸卡环，外凸卡环伸向第二深沟球轴承与前轴承座的连接法兰端端面之间，内锥套开有轴孔，该轴孔从近前轴承座端向另一端依次由大圆柱孔、锥孔和小圆柱孔构成，其中的锥孔内放置有大端朝向前轴承座且大端端面与推力轴承定位套接触的锥形块，锥形块呈圆锥台状，其内开有轴孔，锥形块上均布有轴向的楔缝，锥形块的轴孔内放置有阻尼块，阻尼块呈圆柱管状，其一端设有外凸边环，外凸边环支撑于锥形块的轴孔边缘，阻尼块上均布有轴向楔缝，内锥套的远离前轴承座端面固定连接有环形弹簧座，弹簧座朝向内锥套的一侧面沿环形均布有弹簧槽，弹簧槽内支撑有弹簧，弹簧与锥形块的小端端面之间压置有复位圈（用于实现弹簧施力的均匀）；前轴承座上固定有用于压紧第一深沟球轴承的环状前端盖（显然由于大同步带轮是要被驱动的，所以前端盖须是环状的，大同步带轮伸出前端盖），后轴承座上固定有用于压紧第三深沟球轴承的环状后端盖；前轴承座、带轮连接轴、螺纹轴、推力轴承定位套、压套、大同步带轮、后轴承座、内锥套、锥形块、阻尼块、复位圈、弹簧座的轴线均在一条直线上；复位圈的内径大于锥形块的轴孔直径（以避免影响阻尼块的长度选择，即阻尼块可顺利伸出锥形块）。

本发明结构设计新颖、独特、合理，使用安全、可靠、方便，可充分实现深孔加工刀杆的支撑及减振，减振效果突出，极大地提高深孔零件的加工质量。

附图说明

图1为本发明的使用状态图；

图2为本发明的整体结构图；

图3为螺纹轴的结构图；

图4为图3的A向视图；

图5为锥形块的结构图；

图6为图5的E-E剖视图；

图7为图5的B向视图；

图8为图6的右视图；

图9为图6的俯视图；

图10为内锥套的结构图；

图11为阻尼块的结构图；

图12为图11的左视图；

图13为弹簧座的结构图；

图14为图13的C-C剖视图；

图15为键的结构图；

图16为图15的俯视图。

图中1－前端盖，2－挡圈，3－大同步带轮，5－带轮连接轴，6－螺纹轴，8－压套，9－推力轴承定位套，10－键，11－第一毛毡密封圈，13－推力球轴承，15－隔圈，16－第二毛毡密封圈，17－阻尼块，18－锥形块，19－复位圈，20－弹簧，21－弹簧座，22－内锥套，23－压圈，24－后端盖，26－第三深沟球轴承，27－后轴承座，29－前轴承座，30－第一深沟球轴承，32－外凸环，33－第二深沟球轴承，34－外凸卡环，35－楔缝，36－外凸边环。

具体实施方式

深孔加工刀杆减振支撑器，包括前轴承座29，前轴承座29外轮廓呈圆柱状，一端设有连接法兰，前轴承座29内开有三级阶梯轴孔，该三级阶梯轴孔的前轴承座非连接法兰端的大径孔内底嵌有第一深沟球轴承30，第一深沟球轴承30内套有带轮连接轴5，带轮连接轴5开有轴孔并在其一端设有外凸环32，外凸环32伸向第一深沟球轴承下部30（即前轴承座的三级阶梯轴孔的中径孔内），带轮连接轴5的另一端（即非外凸环端）的端面固定有环状的大同步带轮3，大同步带轮3的内孔、带轮连接轴5的轴孔及前轴承座29的三级阶梯轴孔的小径孔共同形成的串孔内套有螺纹轴6，螺纹轴6与大同步带轮3的内孔间螺纹配合，螺纹轴6与前轴承座29的三级阶梯轴孔的小径孔内壁之间设有实现对螺纹轴6导向及限位功能的键10（由于键10的存在，螺纹轴在大同步带轮通过其间螺纹的驱动下只能轴向移动而不能转动，即导向；健10在键槽内的活动距离即为螺纹轴的轴向行程，即限位），螺纹轴6开有阶梯轴孔，螺纹轴6的阶梯轴孔内固定有压套8，所述压套8外轮廓呈圆柱状并开有轴孔，压套8的一端设有连接固定法兰，该连接固定法兰与螺纹轴6的与大同步带轮螺纹配合端的第一阶梯轴孔底连接固定，在螺纹轴6与压套8之间夹有推力轴承定位套9，推力轴承定位套9非夹持端设有推力法兰，该推力法兰与螺纹轴6的最后一阶梯轴孔底（即螺纹轴的非螺纹端的第一阶梯轴孔底）之间设置有推力球轴承13；还包括后轴承座27，后轴承座27外轮廓呈圆柱状，其内开有三级阶梯轴孔，后轴承座27的一端面与前轴承座29的连接法兰连接，后轴承座27的第一和第三阶梯轴孔底分别嵌有第二、第三深沟球轴承33、26，第二和第三深沟球轴承33、26内套有内锥套22，内锥套22呈圆柱状并在其一端设有外凸卡环34，外凸卡环34伸向第二深沟球轴承33与前轴承座29的连接法兰端端面之间，内锥套22开有轴孔，该轴孔从近前轴承座端向另一端依次由大圆柱孔、锥孔和小圆柱孔构成，其中的锥孔内放置有大端朝向前轴承座且大端端面与推力轴承定位套9接触的锥形块18，锥形块18呈圆锥台状，其内开有轴孔，锥形块18上均布有轴向的楔缝35，锥形块18的轴孔内放置有阻尼块17，阻尼块17呈圆柱管状，其一端设有外凸边环36，外凸边环36支撑于锥形块18的轴孔边缘，阻尼块17上均布有轴向楔缝，内锥套22的远离前轴承座端面固定连接有环形弹簧座21，弹簧座21朝向内锥套22的一侧面沿环形均布有弹簧槽，弹簧槽内支撑有弹簧20，弹簧20与锥形块18的小端端面之间压置有复位圈19；前轴承座29上固定有用于压紧第一深沟球轴承30的环状前端盖1（显然由于大同步带轮是要被驱动的，所以前端盖须是环状的，大同步带轮伸出前端盖），后轴承座27上固定有用于压紧第三深沟球轴承26的环状后端盖24；前轴承座29、带轮连接轴5、螺纹轴6、推力轴承定位套9、压套8、大同步带轮3、后轴承座27、内锥套22、锥形块18、阻尼块17、复位圈19、弹簧座21的轴线均在一条直线上；复位圈19的内径大于锥形块18的轴孔直径（以避免影响阻尼块17的长度选择，即阻尼块17可顺利伸出锥形块18）。

具体实施时，锥形块18和阻尼块17上的楔缝，有从一端向另一端开的，也有从另一端向一端开的，两者间隔、均匀分布，以增加缩放弹性及施力均匀。在内锥套22上套有两端分别与第二、第三深沟球轴承33、26顶紧的隔圈15，以进一步实现第二、第三深沟球轴承的定位。带轮连接轴5上环套有挡圈2，在环状前端盖1的内圆与挡圈2之间压置有第一毛毡密封圈11；内锥套22的远离前轴承座端面还固定有位于弹簧座21和后端盖24之间的压圈23，后端盖24与压圈23之间设置有第二毛毡密封圈16，以更好地实现内部密封，进而更好的润滑。复位圈19的内圆的下边缘有向弹簧座21延伸出的环状导向体，导向体的外径小于环形弹簧座21的内径，以保证导向体能伸出弹簧座21的内圆，在完成导向的同时不影响锥形块18的轴向移动。前端盖1与前轴承座29之间、大同步带轮3与带轮连接轴5之间、前后轴承座之间、后端盖24与后轴承座27之间以及弹簧座21、压圈23与内锥套22之间均采用螺栓固定。

工作时，深孔加工刀杆穿过该减振支撑器（与背景技术所述的现有同类产品的的使用相同），大同步带轮3被驱转动，如通过伺服电机经皮带或齿轮等传动机构（如图1所示）驱动大同步带轮3旋转，由于大同步带轮3与带轮连接轴5是连接固定的，因此，带轮连接轴5及环套于其上的挡圈2随大同步带轮3一同绕第一深沟球轴承30转动；由于键10的导向及限位功能，大同步带轮3经螺纹驱动螺纹轴6沿轴向向锥形块18的方向移动（没有转动），压套8及推力轴承定位套9随螺纹轴6一同移动，推力轴承定位套9克服弹簧20的阻力推动锥形块18同向移动，从而使锥形块18在锥孔内因楔缝而收紧，进而将其内的阻尼块17也因楔缝收紧而抱紧深孔加工刀杆，从而实现深孔加工刀杆的支撑减振（此时大同步带轮停止被驱动），此时，推力轴承定位套9、阻尼块17、锥形块18、内锥套22、复位圈19、弹簧20，弹簧座21、压圈23成为被压紧或连接的一个整体，随刀杆一同绕第二、第三深沟球轴承33、26旋转，推力球轴承13在承担轴向力的同时,以推力球轴承为分界左边不转动,右边转动。当减振支撑器随着刀杆运动到一定位置时就需要松开刀杆，此时，大同步带轮3反向被驱转动，螺纹轴6被反向移动，在弹簧20的作用下，锥形块18复位，锥形块18及阻尼块17松开刀杆（停止抱紧），相应部件停止转动。

Claims (5)

1.一种深孔加工刀杆减振支撑器，其特征在于：包括前轴承座（29），前轴承座（29）外轮廓呈圆柱状，一端设有连接法兰，前轴承座（29）内开有三级阶梯轴孔，该三级阶梯轴孔的前轴承座非连接法兰端的大径孔内底嵌有第一深沟球轴承（30），第一深沟球轴承（30）内套有带轮连接轴（5），带轮连接轴（5）开有轴孔并在其一端设有外凸环（32），外凸环（32）伸向第一深沟球轴承下部（30），带轮连接轴（5）的另一端的端面固定有环状的大同步带轮（3），大同步带轮（3）的内孔、带轮连接轴（5）的轴孔及前轴承座（29）的三级阶梯轴孔的小径孔共同形成的串孔内套有螺纹轴（6），螺纹轴（6）与大同步带轮（3）的内孔间螺纹配合，螺纹轴（6）与前轴承座（29）的三级阶梯轴孔的小径孔内壁之间设有实现对螺纹轴（6）导向及限位功能的键（10），螺纹轴（6）开有阶梯轴孔，螺纹轴（6）的阶梯轴孔内固定有压套（8），所述压套（8）外轮廓呈圆柱状并开有轴孔，压套（8）的一端设有连接固定法兰，该连接固定法兰与螺纹轴（6）的与大同步带轮螺纹配合端的第一阶梯轴孔底连接固定，在螺纹轴（6）与压套（8）之间夹有推力轴承定位套（9），推力轴承定位套（9）非夹持端设有推力法兰，该推力法兰与螺纹轴（6）的最后一阶梯轴孔底之间设置有推力球轴承（13）；还包括后轴承座（27），后轴承座（27）外轮廓呈圆柱状，其内开有三级阶梯轴孔，后轴承座（27）的一端面与前轴承座（29）的连接法兰连接，后轴承座（27）的第一和第三阶梯轴孔底分别嵌有第二、第三深沟球轴承（33、26），第二和第三深沟球轴承（33、26）内套有内锥套（22），内锥套（22）呈圆柱状并在其一端设有外凸卡环（34），外凸卡环（34）伸向第二深沟球轴承（33）与前轴承座（29）的连接法兰端端面之间，内锥套（22）开有轴孔，该轴孔从近前轴承座端向另一端依次由大圆柱孔、锥孔和小圆柱孔构成，其中的锥孔内放置有大端朝向前轴承座且大端端面与推力轴承定位套（9）接触的锥形块（18），锥形块（18）呈圆锥台状，其内开有轴孔，锥形块（18）上均布有轴向的楔缝（35），锥形块（18）的轴孔内放置有阻尼块（17），阻尼块（17）呈圆柱管状，其一端设有外凸边环（36），外凸边环（36）支撑于锥形块（18）的轴孔边缘，阻尼块（17）上均布有轴向楔缝，内锥套（22）的远离前轴承座端面固定连接有环形弹簧座（21），弹簧座（21）朝向内锥套（22）的一侧面沿环形均布有弹簧槽，弹簧槽内支撑有弹簧（20），弹簧（20）与锥形块（18）的小端端面之间压置有复位圈（19）；前轴承座（29）上固定有用于压紧第一深沟球轴承（30）的环状前端盖（1），后轴承座（27）上固定有用于压紧第三深沟球轴承（26）的环状后端盖（24）；前轴承座（29）、带轮连接轴（5）、螺纹轴（6）、推力轴承定位套（9）、压套（8）、大同步带轮（3）、后轴承座（27）、内锥套（22）、锥形块（18）、阻尼块（17）、复位圈（19）、弹簧座（21）的轴线均在一条直线上；复位圈（19）的内径大于锥形块（18）的轴孔直径。

2.根据权利要求1所述的深孔加工刀杆减振支撑器，其特征在于：锥形块（18）和阻尼块（17）上的楔缝，有从一端向另一端开的，也有从另一端向一端开的，两者间隔、均匀分布。

3.根据权利要求1或2所述的深孔加工刀杆减振支撑器，其特征在于：在内锥套（22）上套有两端分别与第二、第三深沟球轴承（33、26）顶紧的隔圈（15）。

4.根据权利要求1或2所述的深孔加工刀杆减振支撑器，其特征在于：带轮连接轴（5）上环套有挡圈（2），在环状前端盖（1）的内圆与挡圈（2）之间压置有第一毛毡密封圈（11）；内锥套（22）的远离前轴承座端面还固定有位于弹簧座（21）和后端盖（24）之间的压圈（23），后端盖（24）与压圈（23）之间设置有第二毛毡密封圈（16）。

5.根据权利要求1或2所述的深孔加工刀杆减振支撑器，其特征在于：复位圈（19）的内圆的下边缘有向弹簧座（21）延伸出的环状导向体，导向体的外径小于环形弹簧座（21）的内径。