CN105710662A - 一种用于细长轴精密加工的电动中心架 - Google Patents

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伍俏平
傅志强
邓朝晖
文泽军
刘广平
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Hunan University of Science and Technology
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/72—Auxiliary arrangements; Interconnections between auxiliary tables and movable machine elements
    • B23Q1/76—Steadies; Rests

Abstract

本发明提供了一种用于细长轴精密加工的电动中心架，包括基架和多个电动伸缩机构；基架包括底座、两支撑板及两内圈；所述的底座上平行设有两支撑板，两支撑板上分别设有一通孔，两支撑板上的通孔同轴；两通孔内分别设有保持架和滚动体，滚动体上支撑有内圈；所述的多个电动伸缩机构安装在两内圈上，位于两支撑板之间，多个电动伸缩机构沿圆周方向均匀布置。本发明具有结构简单，操作方便，维护成本低等优点，而且本发明能够提高细长轴的加工精度。

Description

一种用于细长轴精密加工的电动中心架
技术领域
本发明属于机械制造精密加工技术领域，具体是涉及一种用于细长轴精密加工的电动中心架。
背景技术
当轴长与轴径比例超过25时称为细长轴，虽然结构较为简单，但由于轴径较小，使得在车削过程中易产生振动和变形，导致加工精度低，同时，工件受热弯曲后，很难再进行加工，严重时还可能会使工件和顶尖卡住。
传统中心架的支撑爪镶配在支撑套筒中，工作时支撑爪与细长轴之间为滑动摩擦，发热严重且易磨损。在使用过程中需要人工调整三个支撑爪进行对中，导致效率很低，又容易导致各支撑爪承力不均匀，而使支撑面偏离原来的空间状态，即支撑面与主轴旋转中心不同轴，产生过定位现象。过定位会使细长轴产生锥度，严重时，细长轴在旋转时会产生频繁扭动，从而导致细长轴脱出而发生事故。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、成本低、操作方便且能够提高细长轴的加工精度的用于细长轴精密加工的电动中心架。
本发明采用的技术方案是：包括基架和多个电动伸缩机构；基架包括底座、两支撑板及两内圈；所述的底座上平行设有两支撑板，两支撑板上分别设有一通孔，两支撑板上的通孔同轴；两通孔内分别设有保持架和滚动体，滚动体上支撑有内圈；所述的多个电动伸缩机构安装在两内圈上，位于两支撑板之间，多个电动伸缩机构沿圆周方向均匀布置。
上述的用于细长轴精密加工的电动中心架中，所述的电动伸缩机构包括机架、伺服电机、丝杆螺母、顶块、顶管及丝杆；所述的伺服电机安装在机架上，伺服电机的输出轴与丝杆连接，丝杆上设有丝杆螺母，丝杆螺母与顶管的尾端连接，顶管的前端设有顶块。
上述的用于细长轴精密加工的电动中心架中，所述的滚动体采用的是陶瓷球，陶瓷球的材料为氮化硅。
上述的用于细长轴精密加工的电动中心架中，所述的所述伺服电机采用的是直流无刷伺服电机；所述的两支撑板分别安装有电刷，电刷的触头与内圈接触。
上述的用于细长轴精密加工的电动中心架中，所述的伺服电机的输出轴通过齿轮传动机构与丝杆连接。
上述的用于细长轴精密加工的电动中心架中，所述的丝杆采用的是梯形螺纹丝杆；所述顶块的材质采用的是金属基固体自润滑复合材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.结构简单：本发明包括基座、两支撑板、支撑板通孔内的滚动体支撑的内圈及安装在内圈上的电动伸缩机构，涉及的零部件较少，连接关系简单。
2.成本低：由于本发明的结构简单，采用的都是常规的零部件，各部件加工简单，连接关系简单，加工成本低。
3.本发明能够提高细长轴的加工精度：本发明使用时，通过本发明的电动伸缩机构支撑细长轴，可以有效的减小细长轴在加工时的振动，电动伸缩机构安装在内圈上，内圈和支撑板之间设有滚动体，内圈可以自由旋转，因此电动伸缩机构随细长轴转动，能够保持细长轴的转速，提高加工精度。
4.本发明的伺服电机采用的是直流无刷伺服电机，其具有体积小，重量轻，出力大，转动平滑，力矩稳定的特点；并且可以非常准确地控制速度和位置。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的基架的结构图。
图3为本发明的电动伸缩机构的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明包括基架1和三个电动伸缩机构2。如图2所示，所述基架包括两保持架4、滚动体5、两内圈6、两电刷7、两支撑板8和底座9。所述的两支撑板8平行安装在底座9上，两支撑板8上分别设有一通孔，两通孔同轴。两通孔的内壁上分别设有保持架4和滚动体5，滚动体5采用的是氮化硅材质的陶瓷球。所述保持架4安装在滚动体5两侧，用来隔离滚动体5，防止滚动体5发生接触，最大限度的减少滚动体5之间的摩擦，同时为滚动体5提供润滑空间和导向作用。所述的滚动体5上支撑有内圈6，内圈6上设有三组螺栓孔，每组两个，用于安装三个电动伸缩机构2；三组螺栓孔沿圆周方向均匀布置。所述的两电刷7分别安装在两支撑板8上，电刷7的触头与内圈6接触。
如图3所示，所述电动伸缩机构所述电动伸缩机构包括机架3、伺服电机14、丝杆螺母20、顶块15、顶管16、丝杆18及轴承11。所述的伺服电机14安装在机架3上，伺服电机14的输出轴上设有小齿轮12，所述的丝杆18通过轴承11安装在机架3上，丝杆18上设有大齿轮10，大齿轮10与小齿轮12啮合。所述的丝杆18上设有丝杆螺母20，丝杆螺母20与顶管16的尾端连接，顶管16的前端设有顶块15。所述的机架3上设有两个螺栓孔13，通过螺栓安装在两内圈6上，位于两支撑板8之间。所述的丝杆18采用的是梯形螺纹丝杆，所述顶块15的材质采用的是金属基固体自润滑复合材料。所述的伺服电机14采用的是直流无刷伺服电机；其具有体积小，重量轻，出力大，转动平滑，力矩稳定的特点；并且可以非常准确地控制速度和位置，通过电刷7给伺服电机14供电。
本发明使用时，电源通过电刷7给伺服电机14供电，电动机14带动小齿轮12转动，由于小齿轮12与大齿轮10啮合，小齿轮12带动大齿轮10转动，相当于减速机构；大齿轮10再带动丝杆18转动。由于丝杆螺母20被限制了转动方向的自由度，因此丝杆螺母20沿丝杆18做直线运动。在丝杆18两端还安装有角接触轴承11，可同时承受径向负荷和轴向负荷，能在较高的转速下工作，并能对丝杆螺母20进行限位。所述顶管16将丝杆螺母20与顶块15连接，丝杆18的转动能带动顶块15进行直线运动。当按下停止按钮时，两侧电刷7的电极与之前相反，伺服电动机14反向旋转，而后顶块15会往回运动进行收缩。
以上描述是对本发明的进一步说明，不能认定本发明的具体实施仅局限于这些说明。对于本发明所述技术领域的普通技术人员来说，在本发明构思上还可以做出诸多替换和推演，都应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于细长轴精密加工的电动中心架，其特征在于：包括基架和多个电动伸缩机构；基架包括底座、两支撑板及两内圈；所述的底座上平行设有两支撑板，两支撑板上分别设有一通孔，两支撑板上的通孔同轴；两通孔内分别设有保持架和滚动体，滚动体上支撑有内圈；所述的多个电动伸缩机构安装在两内圈上，位于两支撑板之间，多个电动伸缩机构沿圆周方向均匀布置。
2.根据权利要求1所述的用于细长轴精密加工的电动中心架，其特征在于：所述的电动伸缩机构包括机架、伺服电机、丝杆螺母、顶块、顶管及丝杆；所述的伺服电机安装在机架上，伺服电机的输出轴与丝杆连接，丝杆上设有丝杆螺母，丝杆螺母与顶管的尾端连接，顶管的前端设有顶块。
3.根据权利要求1所述的用于细长轴精密加工的电动中心架，其特征在于：所述的滚动体采用的是陶瓷球，陶瓷球的材料为氮化硅。
4.根据权利要求2所述的用于细长轴精密加工的电动中心架，其特征在于：所述的所述伺服电机采用的是直流无刷伺服电机；所述的两支撑板分别安装有电刷，电刷的触头与内圈接触。
5.根据权利要求2所述的用于细长轴精密加工的电动中心架，其特征在于：所述的伺服电机的输出轴通过齿轮传动机构与丝杆连接。
6.根据权利要求2所述的用于细长轴精密加工的电动中心架，其特征在于：所述的丝杆采用的是梯形螺纹丝杆；所述顶块的材质采用的是金属基固体自润滑复合材料。
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