CN105903985A - 数控铣镗床加工机及z轴主轴箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控铣镗床加工机及Z轴主轴箱，包括导电滑环、主轴、平衡装置、平行底座、传动组件、移动装置和锁刀座；导电滑环套设在主轴上端，平行底座设置在主轴的下端，主轴的下端设置有第三齿轮，平行底座在第三齿轮的带动下水平方向旋转，平衡装置设置在平行底座上端，移动装置设置在平行底座下端，平行底座带动移动装置水平方向旋转；移动装置在传动组件的带动下水平径向运动，锁刀座固定在移动装置下端。本发明不仅能够进行上下运动，主轴箱内的平行盘还可以进行旋转，同时移动装置还可以进行端面径向运动，可用于铣削、钻削、车削平面和镗孔切削等功能，功能多样，通过锁刀座更换刀具，结构简单，安装方便，工作效率高。

Description

数控铣镗床加工机及 Z 轴主轴箱

技术领域

本发明涉及自动铣镗床结构设计和应用技术领域，尤其涉及一种多功能的数控铣镗床加工机及其Z轴主轴箱。

背景技术

目前，随着经济的快速发展，各行各业普遍采用了机械化、自动化作业设备，同时，对各种机械的加工精度提出了更高的要求，这就要求相应的生产加工设备必须能满足这一精度要求，现有技术的加工设备通常采用的是数控加工机床，近年来，随着国内装备制造业的蓬勃发展，作为装备制造业母机的机床行业更显地位突出，为了适应各种工业企业的需求，机床制造商们纷纷推出高精度铣镗床加工机。

经过市场调研分析，现在许多行业都需要功能多样的数控铣镗床加工机，能一次性进行车面、曲面、孔、内锥面、外圆、外锥面、圆柱螺纹、锥螺纹，等多工序加工的机床附件，但是目前普通的多功能的数控铣镗床加工机自动化程度低，加工误差大，精度低，且零件更换慢，费时费力，作用效率低，高端的数控铣镗床加工机价格高，不利于普及。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种多功能数控铣镗床加工机及Z轴主轴箱，不仅能够进行上下运动，主轴箱内的平行盘还可以进行旋转，同时安装有切割工件的移动装置还可以进行端面径向运动 。

为实现上述目的，本发明提供一种Z轴主轴箱，包括导电滑环、主轴、平衡装置、平行底座、传动组件、移动装置和锁刀座；

所述导电滑环套设在主轴上端，所述平行底座设置在主轴的下端，所述主轴的下端设置有第三齿轮，所述平行底座在第三齿轮的带动下水平方向旋转，所述平衡装置设置在平行底座上端，所述移动装置设置在平行底座下端，所述平行底座带动移动装置水平方向旋转；所述移动装置在传动组件的带动下水平径向运动，所述锁刀座固定在移动装置下端。

其中，所述平衡装置为对称结构，设置有第一平衡块、第二平衡块、第一平衡线轨与第二平衡线轨，所述第一平衡线轨道与第二平衡线轨均分别在平行底座的第一容置槽和第二容置槽内，所述第一平衡块固定在第一平衡线轨上，所述第二平衡块固定在第二平衡线轨上，且第一平衡块与第二平衡块对称设置在主轴的两边。

其中，所述移动装置包括第一移动盘线轨、第二移动盘线轨和移动盘，所述移动盘为由第一凸块、第二凸块和底板组合成的中间低两端高的类“凹”型结构，所述移动盘第一凸块与第一移动盘线轨连接，所述第二凸块与第二移动盘线轨连接，所述移动盘在第一移动盘线轨和第二移动盘线轨上水平径向运动。

其中，所述平行底座上设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔位于第一平衡线轨旁，所述第二通孔位于第二平衡线轨旁，所述第一通孔内设置有第一齿轮，所述第二通孔内设置有第二齿轮，所述第一齿轮一端连接第一平衡块，另一端连接第一凸块，所述第二齿轮的一端连接第二平衡块，另一端连接第二凸块，第一凸块和第二凸块通过第一齿轮和第二齿轮带动第一平衡块和第二平衡块在第一平衡线轨和第二平衡线轨上运动。

其中，所述传动组件包括伺服电机、第一皮带轮、皮带、第二皮带轮和丝杆，所述伺服电机与导电滑环电连接，所述伺服电机固定在平行底座上，所述丝杆固定在移动盘上，并带动移动盘相对于平行底座做水平径向移动；所述第一皮带轮固定在伺服电机上，所述第二皮带轮固定在丝杆上，所述皮带连接第一皮带轮与第二皮带轮。

其中，所述丝杆包括固定座和转动杆，所述固定座固定在移动盘上，所述转动杆容置在固定座的通孔内，所述第二皮带轮带动转动杆旋转，所述移动盘上设置有第一螺纹结构，所述转动杆上设置有第二螺纹结构，所述第一螺纹结构与第二螺纹结构适配，第二螺纹结构相对第一螺纹结构前后移动。

其中，所述移动装置还包括光栅尺，所述光栅尺固定在移动盘上，且与移动盘线轨平行，所述光栅尺与主控电路电连接。

其中，所述锁刀座为锲块式锁刀座,包括第一支架、第二支架以及用来控制第一支架和第二支架的气缸，所述第一支架与第二支架的一端固定在气缸上，另一端均设置有锲铁块，且两锲铁块相对设置，并留有供刀具夹持的间隙。

本发明还提供一种数控铣镗床加工机，包括上述结构的Z轴主轴箱。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的一种多功能数控铣镗床加工机及Z轴主轴箱，不仅能够进行上下运动，主轴箱内的平行盘还可以进行旋转，同时安装有切割工件的移动装置还可以进行端面径向运动，当锁刀座在主轴中心位置时，可用于铣削和钻削功能，当移动装置做径向运动时，可实现车削平面，当主轴上下运动时，可做镗孔切削，功能多样，通过锁刀座更换刀具，结构简单，安装方便，工作效率高。

附图说明

图1为本发明实施例的Z轴主轴箱内部结构的爆炸图；

图2为本发明实施例的Z轴主轴箱内部结构组合状态参考图；

图3为本发明实施例的Z轴主轴箱锁刀座结构示意图。

主要元件符号说明如下：

1、主轴 2、平衡装置

3、平行底座 4、传动组件

5、移动装置 6、锁刀座

7、导电滑环 21、平衡线轨

22、平衡块 31、第一容置槽

32、第二容置槽 33、第二通孔

41、伺服电机 42、第一皮带轮

43、皮带 44、第二皮带轮

45、丝杆 51、移动盘

52、移动盘线轨 53、光栅尺

61、第一支架 62、第二支架

63、气缸 64、间隙

211、第一平衡线轨道

212、第二平衡线轨 221、第一平衡块

222、第二平衡块 451、固定座

452、转动杆 511、第一凸块

512、第二凸块 513、底板

521、第一移动盘线轨 522、第二移动盘线轨

611、第一锲铁块 622、第二锲铁块。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

请参阅图1-图2，本发明提供一种Z轴主轴箱，包括导电滑环7、主轴1、平衡装置2、平行底座3、传动组件4、移动装置5和锁刀座6；导电滑环7套设在主轴1上端，平行底座3设置在主轴1的下端，主轴1的下端设置有齿轮，平行底座3在齿轮的带动下水平方向旋转，平衡装置2设置在平行底座3上端，移动装置5设置在平行底座3下端，平行底座3带动移动装置5水平方向旋转；移动装置5在传动组件4的带动下水平径向运动，锁刀座6固定在移动装置5下端。

与现有技术相比，本发明提供的一种Z轴主轴箱，主要用于数控铣镗床加工机中，Z轴主轴箱主要用于铣镗床加工机上下方向的运动，其运动主要通过整个主轴箱上下运动，本发明中，移动装置5既可以与平行底座3一起进行水平方向的旋转，同时又可以在传动组件4的作用下做径向运动，且不受平行底座3的影响， 运动方式更灵活， 从而使原有的主轴箱只能用于做铣削和钻削，到可以实现车削，镗削等操作，结构简单，功能更为多样化，只需替换锁刀座上的刀具，不仅提高了工作效率，一机多用，节约了生产成本。

在本实施例中，移动装置5包括移动盘51和移动盘线轨52，移动盘线轨52固定在平行底座3下端，移动盘51在移动盘线轨52上水平径向运动，从而实现径向运动，使之具有车削平面的功能，由于在本实施例中，平行底座3在主轴1的带动下旋转，且移动盘线轨52固定在平行底座3上，故移动盘51也会随着平行底座3进行水平方向的360旋转，由于移动盘51为被带动的方式选择，容易产生一个离心力，很容易让移动盘51脱离，故在本实施例中，在平行底座3上设置有一通孔，通孔内设置有齿轮（图未示），齿轮一端连接平衡装置2上的平衡块22，另一端连接移动装置5上的移动盘51，平衡块22的设置减小移动盘51与平行底座的离心力，使之运转平衡，更安全。

在本实施例中，移动装置5的移动盘51进一步地可以由第一凸块511、第二凸块512和底板513组合成的中间低两端高的类“凹”型结构，移动装置5包括第一移动盘线轨521、第二移动盘线轨522和移动盘51，第一凸块511与第一移动盘线轨521连接，第二凸块512与第二移动盘线轨522连接，移动盘51在第一移动盘线轨521和第二移动盘线轨522上水平径向运动，对应的，平衡装置2为对称结构，设置有第一平衡块221、第二平衡块222、第一平衡线轨211与第二平衡线轨212，第一平衡线轨道211与第二平衡线轨212均分别在平行底座3的第一容置槽31和第二容置槽32内，第一平衡块221固定在第一平衡线轨211上，第二平衡块222固定在第二平衡线轨212上，且第一平衡块221与第二平衡块222对称设置在主轴1的两边。平行底座3上设置有第一通孔（图未示）和第二通孔33，第一通孔位于第一平衡线轨211旁，第二通孔33位于第二平衡线轨212旁，第一通孔内设置有第一齿轮（图未示），第二通孔33内设置有第二齿轮（图未示），第一齿轮一端连接第一平衡块221，另一端连接第一凸块511，第二齿轮的一端连接第二平衡块222，另一端连接第二凸块512，第一凸块511和第二凸块512通过第一齿轮和第二齿轮带动第一平衡块221和第二平衡块222在第一平衡线轨211和第二平衡线轨212上运动，从而更好地减小平行底座3与移动盘51旋转时的离心力。

在本实施例中，传动组件4带动移动装置5进行径向运动，传动组件4包括伺服电机41、第一皮带轮42、皮带43、第二皮带轮44和丝杆45，伺服电机41与导电滑环7电连接，导电滑环7给主轴1和伺服电机41提供电源，伺服电机41固定在平行底座3上，丝杆45固定在移动盘51上，具体地是固定在底板513上，并带动移动盘51水平径向运动，相对于平行底座3做径向移动；丝杆45包括固定座451和转动杆452，固定座451固定在移动盘51上，转动杆452容置在固定座451的通孔（图未示）内，第一皮带轮42固定在伺服电机41上，第二皮带轮44固定在转动杆452上，皮带43连接第一皮带轮42与第二皮带轮44，伺服电机41转动，使第一皮带轮42转动，在皮带43的牵动下第二皮带轮44转动，第二皮带轮44带动转动杆452旋转，移动盘51上设置有第一螺纹结构（图未示），转动杆452上设置有第二螺纹结构（图未示），第一螺纹结构与第二螺纹结构适配，第二螺纹结构相对第一螺纹结构前后移动。在本实施例中，整个移动盘51移动的方向与平行底座3半径相切，故为径向运动传动组件4可在平行底座3旋转的情况下带动移动盘51做径向移动，也可以在平行底座3不旋转的时候做径向运动，运动方式灵活。

在本实施例中，移动装置5还包括光栅尺53，光栅尺53固定在移动盘51上，且与第一移动盘线轨521和第二移动盘线轨522平行，光栅尺52与主控电路（图未示）电连接，主要是通过给光栅尺52的光感应，测量移动盘51运行的距离，并将此距离值传输到主控电路中进行监测分析和显示，便于铣镗床更精准地工作。

请参阅图3，在本实施例中，锁刀座6为锲块式锁刀座，锁刀座6包括第一支架61、第二支架62以及用来控制第一支架和第二支架的气缸63，第一支架61与第二支架62的一端固定在气缸63上，另一端均设置有第一锲铁块611和第二锲铁块622，第一锲铁块611和第二锲铁块622且相对设置，并留有供刀具夹持的间隙64，在气缸63的控制下，第一支架61和第二支架62运动，带动第一锲铁块611和第二锲铁块622松开与夹紧，以方便刀具的更换。

本发明还提供一种数控铣镗床加工机，包括了上述所描述的Z轴主轴箱，具有该Z轴主轴箱结构的数控铣镗床加工机，不仅能够进行上下运动，主轴箱内的平行盘还可以进行旋转，同时安装有切割工件的移动装置还可以进行端面径向运动，当锁刀座在主轴中心位置时，可用于铣削和钻削功能，当移动装置做径向运动时，可实现车削平面，当主轴上下运动时，可做镗孔切削，功能多样，通过锁刀座更换刀具，结构简单，安装方便，工作效率高。

本发明的优势在于：

1）结构简单，安装方便，通过更换锁刀座上的刀具即可进行不同工序的操作，工作效率高；

2）设置有平衡块，牵制移动盘和平行底座旋转的离心力，使设备运转起来更安全，放心；

3）一台设备，可以同时进行车削、铣削、镗削、钻削并可实现刀座转刀，节约了购置其他设备的费用，使生产成本更低廉。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种Z轴主轴箱，其特征在于，包括导电滑环、主轴、平衡装置、平行底座、传动组件、移动装置和锁刀座；

所述导电滑环套设在主轴上端，所述平行底座设置在主轴的下端，所述主轴的下端设置有第三齿轮，所述平行底座在第三齿轮的带动下水平方向旋转，所述平衡装置设置在平行底座上端，所述移动装置设置在平行底座下端，所述平行底座带动移动装置水平方向旋转；所述移动装置在传动组件的带动下水平径向运动，所述锁刀座固定在移动装置下端。

2.根据权利要求1所述的Z轴主轴箱，其特征在于，所述平衡装置为对称结构，设置有第一平衡块、第二平衡块、第一平衡线轨与第二平衡线轨，所述第一平衡线轨道与第二平衡线轨均分别在平行底座的第一容置槽和第二容置槽内，所述第一平衡块固定在第一平衡线轨上，所述第二平衡块固定在第二平衡线轨上，且第一平衡块与第二平衡块对称设置在主轴的两边。

3.根据权利要求2所述的Z轴主轴箱，其特征在于，所述移动装置包括第一移动盘线轨、第二移动盘线轨和移动盘，所述移动盘为由第一凸块、第二凸块和底板组合成的中间低两端高的类“凹”型结构，所述移动盘第一凸块与第一移动盘线轨连接，所述第二凸块与第二移动盘线轨连接，所述移动盘在第一移动盘线轨和第二移动盘线轨上水平径向运动。

4.根据权利要求3所述的Z轴主轴箱，其特征在于，所述平行底座上设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔位于第一平衡线轨旁，所述第二通孔位于第二平衡线轨旁，所述第一通孔内设置有第一齿轮，所述第二通孔内设置有第二齿轮，所述第一齿轮一端连接第一平衡块，另一端连接第一凸块，所述第二齿轮的一端连接第二平衡块，另一端连接第二凸块，第一凸块和第二凸块通过第一齿轮和第二齿轮带动第一平衡块和第二平衡块在第一平衡线轨和第二平衡线轨上运动。

5.根据权利要求3所述的Z轴主轴箱，其特征在于，所述传动组件包括伺服电机、第一皮带轮、皮带、第二皮带轮和丝杆，所述伺服电机与导电滑环电连接，所述伺服电机固定在平行底座上，所述丝杆固定在移动盘上，并带动移动盘相对于平行底座做水平径向移动；所述第一皮带轮固定在伺服电机上，所述第二皮带轮固定在丝杆上，所述皮带连接第一皮带轮与第二皮带轮。

6.根据权利要求5所述的Z轴主轴箱，其特征在于，所述丝杆包括固定座和转动杆，所述固定座固定在移动盘上，所述转动杆容置在固定座的通孔内，所述第二皮带轮带动转动杆旋转，所述移动盘上设置有第一螺纹结构，所述转动杆上设置有第二螺纹结构，所述第一螺纹结构与第二螺纹结构适配，第二螺纹结构相对第一螺纹结构前后移动。

7.根据权利要求3所述的Z轴主轴箱，其特征在于，所述移动装置还包括光栅尺，所述光栅尺固定在移动盘上，且与移动盘线轨平行，所述光栅尺与主控电路电连接。

8.根据权利要求1所述Z轴主轴箱，其特征在于，所述锁刀座为锲块式锁刀座,包括第一支架、第二支架以及用来控制第一支架和第二支架的气缸，所述第一支架与第二支架的一端固定在气缸上，另一端均设置有锲铁块，且两锲铁块相对设置，并留有供刀具夹持的间隙。

9.一种数控铣镗床加工机，其特征在于，包括所述权利要求1-8任意项所述的Z轴主轴箱。