CN107214554B - 复合走心主轴 - Google Patents

Abstract

一种复合走心主轴,其特征在于：第一夹持机构设置在中空轴电机的一端，与中空轴电机联动配合；走心座、中心轴、第二夹持机构设置在中空轴电机的另一端，中心轴一端插入中空轴电机，与中空轴电机联动配合，另一端与穿过走心座并与走心座螺纹配合；第二夹持机构包括弹性夹头、拉杆、拨叉组件，弹性夹头设置在中心轴插入中空轴电机内的一端，并与中心轴轴向滑移且周向限位配合；拨叉组件设置在走心座上，拉杆呈中空结构，其一端穿过中心轴中心并连接弹性夹头，另一端穿过拨叉组件并与拨叉组件螺纹配合。其优点在于通过两组不同的夹持机构，巧妙地将走心旋转加工与固定旋转加工两种不同加工方式结合在同一台加工设备上。

Description

复合走心主轴

技术领域

本发明涉及一种高精密数控加工领域,具体涉及一种复合走心主轴。

背景技术

目前，轴类机械加工中心通常包括两大类，其中一种为常规的机床，主轴旋转带动零件旋转，刀具走刀进行加工，另一种为走心机，其刀具位置固定，主轴旋转同时实现轴向移动，与刀具配合进行加工。

两种加工中心各有优点，但是两种类型的加工中心只能完成各自的加工动作，无法相结合。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种复合走心主轴。

本发明所采用的技术方案：一种复合走心主轴，包括中空轴电机、走心座、中心轴、第一夹持机构、第二夹持机构；所述第一夹持机构设置在中空轴电机的一端，与中空轴电机联动配合；所述走心座、中心轴、第二夹持机构设置在中空轴电机的另一端，所述中心轴一端插入中空轴电机，与中空轴电机联动配合，另一端穿过走心座并与走心座螺纹配合；所述第二夹持机构包括弹性夹头、拉杆、拨叉组件，所述弹性夹头设置在中心轴插入中空轴电机内的一端，并与中心轴轴向滑移且周向限位配合；所述拨叉组件设置在走心座上，所述拉杆呈中空结构，其一端穿过中心轴中心并连接弹性夹头，另一端穿过拨叉组件并与拨叉组件螺纹配合。

所述拨叉组件包括拨叉座、拨杆、2个气缸，所述拨叉座通过螺纹固定连接在拉杆上，所述拨杆套设在拉杆外与拨叉座相对应，2个所述气缸固定安装在走心座上，且其输出端分别与拨杆的两端铰接。

第一夹持机构包括安装座、活动件、二个夹板、驱动组件、第一连接座；所述安装座通过第一连接座安装在中空轴电机上；所述安装座中心设有第一中心孔，所述安装座的前端面上还设有两个沿第一中心孔对称布置的安装凸台，两个安装凸台对应的外侧设有沿前后方向延伸的第一直线导轨，两个安装凸台对应的内侧设有与第一直线导轨相垂直的第二直线导轨；二个所述夹板对应设置在两个安装凸台之间，并与第二直线导轨滑移配合，所述夹板的外侧面为倾斜面，所述倾斜面上设有沿前后方向延伸的第三直线导轨；所述活动件套设在两个安装凸台外侧，且活动件与第一直线导轨、第三直线导轨滑移配合；所述驱动组件驱动连接活动件，能驱使活动件沿第一直线导轨前后滑移。

所述驱动组件包括驱动件、顶杆、液压动力源、滑移套、传动轴；所述驱动件设置在安装座的后端，其中心设有与第一中心孔对应的第二中心孔，且驱动件与安装座周向限位配合；所述顶杆沿第一中心孔周向均匀布置，且顶杆穿过安装座，其两端分别顶住驱动件与活动件；所述液压动力源驱动连接滑移套，且所述滑移套可滑移地套设在中心轴外；所述传动轴套设在中心轴外，与中心轴花键配合，且所述传动轴设置在驱动件与滑移套之间；所述中空轴电机的输出端连接有输出套，所述输出套套设在传动轴外，并与传动轴花键配合。

液压动力源包括输出活动套、第一液压油管、第二液压油管、电磁阀、调整缸、伺服电机；所述电磁阀呈两位三通结构，其一个连接口连通液压源，另外两个连接口分别通过第一液压油管、第二液压油管连接输出活动套；其中第二液压油管还连接调整缸，所述调整缸通过伺服电机驱动调节。

还包括走心驱动组件，所述走心驱动组件包括驱动电机、丝杆、第二连接座、滑移轨道；所述中空轴电机与走心座底部通过第二连接座连成一体，并滑移设置在滑移轨道上，所述驱动电机驱动连接丝杆，所述丝杆与第二连接座螺纹配合。

本发明的有益效果是：采用以上方案，当采用第一夹持机构夹紧零件时，第二夹持机构不工作，中空轴电机只能带动零件做旋转工作；当采用第二夹持机构夹持零件时，第一夹持机构不工作，拨叉组件拉动拉杆使弹性夹头与中心轴配合夹紧零件，同时中空轴电机带动中心轴、第二夹持机构同步旋转，此时，由于中心轴与走心座的螺纹配合以及拉杆与拨叉组件的螺纹配合，在旋转工作的同时实现轴向移动；通过两组不同的夹持机构，巧妙地将走心旋转加工与固定旋转加工两种不同加工方式结合在同一台加工设备上。

附图说明

图1为本发明实施例复合走心主轴的结构示意图。

图2为本发明实施例复合走心主轴另一角度的结构示意图。

图3为本发明实施例复合走心主轴的剖视图。

图4为本发明实施例高精度旋转夹盘去除第二夹持机构、中空轴电机、液压动力源后的结构示意图。

图5为在图4的基础上去除

图6为本发明实施例第二夹持机构的结构示意图。

图7为本发明实施例第二夹持机构的正面结构示意图。

图8为图7中A-A处的剖视结构示意图。

图9为图7中B-B处的剖视结构示意图。

图10为本发明实施例第二夹持机构去除活动件后的结构示意图。

图11为本发明实施例安装座的结构示意图。

图12为本发明实施例夹板的结构示意图。

图中1-中空轴电机，11-输出套，2-走心座，3-中心轴，4-第一夹持机构，41-安装座，411-第一中心孔，412-第一环形挡板，413-安装凸台，414-第二环形挡板，415-限位凸台，42-活动件，43-夹板，431-倾斜面，432-弧形凹槽，44-驱动组件，441-驱动件，442-顶杆，443-液压动力源，4431-输出活动套，4432-第一液压油管，4433-第二液压油管，4434-电磁阀，4435-调整缸，4436-伺服电机，444-滑移套，445-传动轴，45-第一直线导轨，46-第二直线导轨，47-第三直线导轨，48-第一连接座，5-第二夹持机构，51-弹性夹头，52-拉杆，53-拨叉组件，531-拨叉座，532-拨杆，533-气缸，6-走心驱动组件，61-驱动电机，62-丝杆，63-第二连接座，64-滑移轨道。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明进行进一步的详细描述，以下给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “后”、“前”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是正常使用高精度旋转夹盘时的方位位置，如“前”为靠近加工端的位置，后为远离加工端的位置，“内”为靠近中心的位置，“外”为远离中心的位置，是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图所示，一种复合走心主轴，包括中空轴电机1、走心座2、中心轴3、第一夹持机构4、第二夹持机构5。

如图所示，所述第一夹持机构4设置在中空轴电机1的一端，与中空轴电机1联动配合；所述第一夹持机构4包括安装座41、活动件42、二个夹板43、驱动组件44、第一连接座48；所述安装座41通过第一连接座48安装在中空轴电机1上；所述安装座41中心设有第一中心孔411，所述安装座41的前端面上还设有两个沿第一中心孔411对称布置的安装凸台413，两个安装凸台413对应的外侧设有沿前后方向延伸的第一直线导轨45，两个安装凸台413对应的内侧设有与第一直线导轨45相垂直的第二直线导轨46；二个所述夹板43对应设置在两个安装凸台413之间，并与第二直线导轨46滑移配合，所述夹板43的外侧面为倾斜面431，所述倾斜面431上设有沿前后方向延伸的第三直线导轨47；所述活动件42套设在两个安装凸台413外侧，且活动件42与第一直线导轨45、第三直线导轨47滑移配合；所述驱动组件44驱动连接活动件42，能驱使活动件42沿第一直线导轨45前后滑移。

第一夹持机构4采用高精度旋转夹盘，用于夹紧零件并带动零件快速旋转，当采用第一夹持机构4夹紧零件时，零件穿过第一中心孔411并设置于二个所述夹板43之间，活动件42在驱动组件44的作用下沿第一直线导轨45向前移动，同时与夹板43上的第三直线导轨47配合，挤压倾斜面431，使得两个夹板43沿第二直线导轨46滑移靠拢，从而夹紧零件，其对称中心能够始终保持不变，即使重复装置零件也不会发生变化，稳定性更好，精度非常高。

如图所示，所述走心座2、中心轴3、第二夹持机构5设置在中空轴电机1的另一端，所述中心轴3一端插入中空轴电机1，与中空轴电机1联动配合，另一端穿过走心座2并与走心座2螺纹配合；所述第二夹持机构5包括弹性夹头51、拉杆52、拨叉组件53，所述弹性夹头51设置在中心轴3插入中空轴电机1内的一端，并与中心轴3轴向滑移且周向限位配合；所述拨叉组件53设置在走心座2上，所述拉杆52呈中空结构，其一端穿过中心轴3中心并连接弹性夹头51，另一端穿过拨叉组件53并与拨叉组件53螺纹配合。

其中，所述拨叉组件53包括拨叉座531、拨杆532、2个气缸533，所述拨叉座531通过螺纹固定连接在拉杆52上，所述拨杆532套设在拉杆52外与拨叉座531相对应，2个所述气缸533固定安装在走心座2上，且其输出端分别与拨杆532的两端铰接；通过两个气缸533控制拨叉座531，更容易调整拨叉组件53对零件的夹紧效果。

当采用第二夹持机构5夹持零件时，零件穿过拉杆52中心、弹性夹头51，拨叉组件53拉动拉杆52使弹性夹头31与中心轴3配合夹紧零件，同时中空轴电机1带动中心轴3、第二夹持机构5同步旋转，此时，由于中心轴3与走心座2的螺纹配合以及拉杆52与拨叉组件53的螺纹配合，在旋转工作的同时实现轴向移动，从而实现走心加工的功能。

上述的第一夹持机构4与第二夹持机构5相互独立，通过控制第一夹持机构4或第二夹持机构5夹紧零件，实现零件的固定旋转加工或走心旋转加工，在一台加工中心设备上结合了两种加工方式。

如图所示，所述驱动组件44包括驱动件441、顶杆442、液压动力源443、滑移套444、传动轴445；所述驱动件441设置在安装座41的后端，其中心设有与第一中心孔411对应的第二中心孔，且驱动件441与安装座41周向限位配合；所述顶杆442沿第一中心孔411周向均匀布置，且顶杆442穿过安装座41，其两端分别顶住驱动件441与活动件42；所述液压动力源443驱动连接滑移套444，且所述滑移套444可滑移地套设在中心轴3外；所述传动轴445套设在中心轴3外，与中心轴3花键配合，且所述传动轴445设置在驱动件441与滑移套444之间；所述中空轴电机1的输出端连接有输出套11，所述输出套11套设在传动轴445外，并与传动轴445花键配合。

中空轴电机1的输出端能带动输出套11旋转，输出套11通过花键带动传动轴445旋转，传动轴445能带动驱动件441同步转动，从而实现第一夹持机构4的旋转工作；同时传动轴445通过花键能带动中心轴3旋转，中心轴3能带动第二夹持机构5旋转工作；另外液压动力源443通过滑移套444带动传动轴445轴向滑移，使得驱动件441动作，实现第一夹持机构4夹持效果。

上述结构将多种驱动传动结构巧妙地结合在一起，结构紧凑，体积小，而且进一步保证其工作的同步性，提高加工精度。

其中，采用液压动力源驱动，不仅控制更方便，而且进一步保证了其加工精度，使用效果更好。

所述液压动力源443包括输出活动套4431、第一液压油管4432、第二液压油管4433、电磁阀4434、调整缸4435、伺服电机4436；所述电磁阀4434呈两位三通结构，其一个连接口连通液压源，另外两个连接口分别通过第一液压油管4432、第二液压油管4433连接输出活动套4431；其中第二液压油管4433还连接调整缸4435，所述调整缸4435通过伺服电机4436驱动调节。

通常，固定旋转加工适用于短轴零件，第二夹持机构5不会对其造成干涉影响，而走心旋转加工适用于长轴零件，零件加工时需穿过第一夹持机构4.

当采用固定旋转加工时，电磁阀4434连通第一液压油管4432，使得第一夹持机构4能够牢固的夹紧零件加工；当采用走心旋转加工时，电磁阀4434连通第二液压油管4433，同时通过伺服电机4436对调整缸4435进行调整，改变容积大小，从而快速准确地改变第一夹持机构4夹持力度，通过上述调整方法，能够使得第一夹持机构4正好处于未夹紧且零件正好能够旋转的位置，保证零件加工时的同心度，保证其高精度加工要求。

如图所示，还包括走心驱动组件6，所述走心驱动组件6包括驱动电机61、丝杆62、第二连接座63、滑移轨道64；所述中空轴电机1与走心座2底部通过第二连接座63连成一体，并滑移设置在滑移轨道64上，所述驱动电机61驱动连接丝杆62，所述丝杆62与第二连接座63螺纹配合。通过电机丝杆的驱动传动方式，实现中空轴电机1、走心座2整体性的滑移，进一步走心旋转加工的目的。

另外，为了进一步提高加工精度，提高工作稳定性，可以如图所示， 将2个所述夹板43相对的一侧设置沿前后方向延伸的弧形凹槽432，旋转加工的零件一般为轴类零件，通过弧形凹槽432能够与零件更好地配合，夹紧对中效果更佳。

如图所示，所述安装座41的前端设有沿其外边沿设置的第一环形挡板412，所述活动件42外壁与第一环形挡板412内壁相贴合，通过第一环形挡板412进一步对活动件42进行一个限位，保证其沿直线滑移，保证夹持精度。

同样的，所述安装座41的后端设有沿其外边沿设置的第二环形挡板414，所述驱动件441外壁与第二环形挡板414内壁相贴合。

如图所示，所述第二环形挡板414内壁设有若干周向均布的限位凸台415，所述驱动件441外壁设有与限位凸台415适配的限位凹槽，通过限位凸台415与限位凹槽进一步实现定位配合，而且方便安装。

实施例不应视为对发明的限制，但任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种复合走心主轴，其特征在于：包括中空轴电机（1）、走心座（2）、中心轴（3）、第一夹持机构（4）、第二夹持机构（5）；

所述第一夹持机构（4）设置在中空轴电机（1）的一端，与中空轴电机（1）联动配合；

所述走心座（2）、中心轴（3）、第二夹持机构（5）设置在中空轴电机（1）的另一端，所述中心轴（3）一端插入中空轴电机（1），与中空轴电机（1）联动配合，另一端穿过走心座（2）并与走心座（2）螺纹配合；

所述第二夹持机构（5）包括弹性夹头（51）、拉杆（52）、拨叉组件（53），所述弹性夹头（51）设置在中心轴（3）插入中空轴电机（1）内的一端，并与中心轴（3）轴向滑移且周向限位配合；所述拨叉组件（53）设置在走心座（2）上，所述拉杆（52）呈中空结构，其一端穿过中心轴（3）中心并连接弹性夹头（51），另一端穿过拨叉组件（53）并与拨叉组件（53）螺纹配合；

所述拨叉组件（53）包括拨叉座（531）、拨杆（532）、2个气缸（533），所述拨叉座（531）通过螺纹固定连接在拉杆（52）上，所述拨杆（532）套设在拉杆（52）外与拨叉座（531）相对应，2个所述气缸（533）固定安装在走心座（2）上，且其输出端分别与拨杆（532）的两端铰接；

第一夹持机构（4）包括安装座（41）、活动件（42）、二个夹板（43）、驱动组件（44）、第一连接座（48）；

所述安装座（41）通过第一连接座（48）安装在中空轴电机（1）上；

所述安装座（41）中心设有第一中心孔（411），所述安装座（41）的前端面上还设有两个沿第一中心孔（411）对称布置的安装凸台（413），两个安装凸台（413）对应的外侧设有沿前后方向延伸的第一直线导轨（45），两个安装凸台（413）对应的内侧设有与第一直线导轨（45）相垂直的第二直线导轨（46）；

二个所述夹板（43）对应设置在两个安装凸台（413）之间，并与第二直线导轨（46）滑移配合，所述夹板（43）的外侧面为倾斜面（431），所述倾斜面（431）上设有沿前后方向延伸的第三直线导轨（47）；

所述活动件（42）套设在两个安装凸台（413）外侧，且活动件（42）与第一直线导轨（45）、第三直线导轨（47）滑移配合；

所述驱动组件（44）驱动连接活动件（42），能驱使活动件（42）沿第一直线导轨（45）前后滑移。

2.根据权利要求1所述的复合走心主轴，其特征在于：所述驱动组件（44）包括驱动件（441）、顶杆（442）、液压动力源（443）、滑移套（444）、传动轴（445）；

所述驱动件（441）设置在安装座（41）的后端，其中心设有与第一中心孔（411）对应的第二中心孔，且驱动件（441）与安装座（41）周向限位配合；

所述顶杆（442）沿第一中心孔（411）周向均匀布置，且顶杆（442）穿过安装座（41），其两端分别顶住驱动件（441）与活动件（42）；

所述液压动力源（443）驱动连接滑移套（444），且所述滑移套（444）可滑移地套设在中心轴（3）外；

所述传动轴（445）套设在中心轴（3）外，与中心轴（3）花键配合，且所述传动轴（445）设置在驱动件（441）与滑移套（444）之间；

所述中空轴电机（1）的输出端连接有输出套（11），所述输出套（11）套设在传动轴（445）外，并与传动轴（445）花键配合。

3.根据权利要求2所述的复合走心主轴，其特征在于：液压动力源（443）包括输出活动套（4431）、第一液压油管（4432）、第二液压油管（4433）、电磁阀（4434）、调整缸（4435）、伺服电机（4436）；所述电磁阀（4434）呈两位三通结构，其一个连接口连通液压源，另外两个连接口分别通过第一液压油管（4432）、第二液压油管（4433）连接输出活动套（4431）；其中第二液压油管（4433）还连接调整缸（4435），所述调整缸（4435）通过伺服电机（4436）驱动调节。

4.根据权利要求1所述的复合走心主轴，其特征在于：还包括走心驱动组件（6），所述走心驱动组件（6）包括驱动电机（61）、丝杆（62）、第二连接座（63）、滑移轨道；所述中空轴电机（1）与走心座（2）底部通过第二连接座（63）连成一体，并滑移设置在滑移轨道（64）上，所述驱动电机（61）驱动连接丝杆（62），所述丝杆（62）与第二连接座（63）螺纹配合。

Images