CN107363605A - 主轴z轴方向调节组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种主轴Z轴方向调节组件，包含头座、主轴、鞍座以及连接件；头座包含转动部与轴安装部；轴安装部内设置有第一头座开孔，转动部内设置有第二头座开孔；鞍座包含箱体；箱体上端面设置有第一鞍座开孔，第一鞍座开孔所在空间构成容物部；箱体前端面设置有凸台；凸台前端面设置有第二鞍座开孔；连接件包含第一连接部与第二连接部；第一连接部与第二连接部可旋转连接；第一连接部、第二连接部分别与头座、鞍座连接；主轴包含刀具安装部、轴肩、穿入部；穿入部从第一头座开孔下端装入第一头座开孔；轴肩与轴安装部下端面紧固连接。本发明容易通过力矩电机或者齿轮结构实现摇摆功能，结构简单，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床配件领域，具体地，涉及主轴Z轴方向调节组件。
背景技术
专利文献CN203751808U提供了一种机床主轴的摆动结构，包括主轴，主轴通过Z轴导轨支承于立柱的前端面，其特征在于：所述主轴的后端面紧固有中心轴，所述中心轴伸入摇摆头座体内，所述摇摆头座体紧固连接后端面的摇摆头界面座，所述摇摆头界面座的后端面布置有四个直线滑块，所述直线滑块支承于对应的所述主轴的Z轴导轨，所述中心轴位于所述摇摆头座体的内部部分套装有涡轮，所述摇摆头座体紧固连接伺服电机，所述伺服电机的输出端连接有蜗杆，所述蜗杆的伸入所述摇摆头座体内，所述蜗杆、涡轮的对应齿槽啮合连接，所述中心轴的外圆环面套装有环形支承座。据该专利文献自述其使得主轴摆动的精度高，且确保机构整体运动时的稳定度。但是该专利文献提供的结构采用伺服电机驱动、蜗轮蜗杆传动实现主轴摆动，不仅结构复杂，而且伺服电机在转矩增加时会转速下降的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种主轴Z轴方向调节组件。
根据本发明提供的主轴Z轴方向调节组件，包含头座、主轴、鞍座以及连接件；
头座包含转动部与轴安装部；
转动部与轴安装部一体成型或紧固连接；轴安装部位于转动部的前端；
轴安装部内设置有第一头座开孔，第一头座开孔为沿轴安装部轴向方向上的通孔；
转动部内设置有第二头座开孔，第二头座开孔沿转动部轴向延伸贯穿转动部后端面；
第一头座开孔与第二头座开孔的轴向延伸方向之间存在夹角；
鞍座包含箱体；箱体上端面设置有第一鞍座开孔，第一鞍座开孔所在空间构成容物部；
箱体前端面设置有凸台；凸台前端面设置有第二鞍座开孔；
第二鞍座开孔贯穿箱体外壁面与容物部连通；
连接件包含第一连接部与第二连接部；第一连接部与第二连接部可旋转连接；
第一连接部、第二连接部分别与头座、鞍座连接；
主轴包含刀具安装部、轴肩、穿入部；刀具安装部、轴肩、穿入部沿下端到上端方向依次连接；
穿入部从第一头座开孔下端装入第一头座开孔；
轴肩与轴安装部下端面紧固连接。
优选地，所述穿入部包含内藏部与护罩连接部；
所述内藏部位于第一头座开孔内；
护罩连接部贯穿第一头座开孔到达第一头座开孔上端；
护罩连接部壁面上设置有换刀对准机构。
优选地，所述第一头座开孔包含第一孔段、减压槽以及第二孔段；
第一孔段、减压槽、第二孔段沿下端到上端方向依次设置；
第一孔段与主轴过渡配合；
第二孔段与主轴间隙配合。
优选地，所述第二头座开孔的孔底面上设置有第三头座开孔；
所述第三头座开孔连通第一头座开孔与第二头座开孔；
所述第三头座开孔为台阶孔；
第三头座开孔的台阶面上设置有第一头座螺纹孔；
轴安装部沿轴向方向的一端的端面上设置有第二头座螺纹孔；
沿转动部轴向方向的投影上，转动部外轮廓覆盖轴安装部外轮廓。
优选地，头座还包含密封板；
轴安装部前端外壁面上设置有装配密封台；
装配密封台的前端面上设置有第四头座开孔；所述第四头座开孔与第一头座开孔连通；
装配密封台的前端面为平面；密封板紧固安装在装配密封台的前端面上。
优选地，沿转动部轴向方向的投影上，第一头座螺纹孔位于第四头座开孔的轮廓线内。
优选地，所述鞍座还包含滑动板、丝杆连接部以及加强板；
沿前后方向投影上，滑动板自第一鞍座开孔一侧孔端面，沿箱体外侧面周向方向延伸到达第一鞍座开孔另一侧孔端面；箱体与滑动板紧固连接；
丝杆连接部设置在箱体的后端面上；
加强板横截面形状为三角形；加强板连接箱体与滑动板。
优选地，箱体的左端面、右端面与下端面连接处形成过渡部，所述过渡部圆滑延伸；
沿前后方向投影上，滑动板呈上端带U形凹槽的矩形形状；
所述U形凹槽与箱体外壁面处处相连；
所述凸台包含圆形凸台；
第二鞍座开孔为台阶孔；第二鞍座开孔沿后端到前端方向孔径增大；
圆形凸台与过渡部同心布置。
优选地，滑动板包含贴合部；
所述贴合部上设置有限位通孔；
滑动板前端面上，贴合部与滑动板其他部分平齐；
滑动板后端面上，贴合部高于滑动板其他部分。
优选地，容物部内设置有限位梁；
限位梁包含第一限位梁与第二限位梁；
第一限位梁与第二限位梁垂直紧固连接；
箱体前端内表面上设置有导向安装槽，第二限位梁的一端与所述导向安装槽滑动连接；
沿上下方向投影上，第一限位梁将容物部分割成第一腔体与第二腔体；
第一腔体的内壁面上设置有加强筋。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明容易通过力矩电机或者齿轮结构实现摇摆功能，结构简单，适用范围广；
2、本发明易于装配，同时也方便进行拆卸维修维护；
3、本发明连接紧凑牢靠，外形美观。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明立体图；
图2为本发明正视图；
图3为本发明俯视图；
图4为本发明后视图；
图5为本发明左视图；
图6为本发明左视剖面图；
图7为头座左视剖面图；
图8为鞍座左视剖面图。
图中示出：
头座1 第一弧线部121 过渡部311
轴安装部11 直线折线部122 导向安装槽312
转动部12 第二弧线部123 滑动板32
装配密封台13 主轴2 贴合部321
延伸部14 刀具安装部21 限位通孔3210
第一头座螺纹孔15 轴肩22 圆形凸台33
第二头座螺纹孔16 穿入部23 第二鞍座开孔330
密封板17 内藏部24 加强板34
第一头座开孔111 护罩连接部25 凸棱35
减压槽1111 第一阶梯段251 限位梁36
第一孔段1112 第二阶梯段252 第一限位梁361
第二孔段1113 第三阶梯段253 梯形凹槽3610
第二头座开孔112 换刀对准机构254 第二限位梁362
第三头座开孔113 鞍座3 丝杆连接部37
第一台阶孔1131 箱体31 加强筋38
第二台阶孔1132 第一鞍座开孔310 连接件4
第三台阶孔1133 第一腔体3101 第一连接部41
第四头座开孔114 第二腔体3102 第二连接部42
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1至图6所示，实施例中，本发明提供的主轴Z轴方向调节组件包含头座1、主轴2、鞍座3以及连接件4。所述Z轴方向为数控机床领域中特定方向，即垂直于工件装夹平面的方向，主轴上的刀具沿Z轴方向能够靠近或远离工件装夹平面。其中头座1包含转动部12与轴安装部11，转动部12与轴安装部11一体成型，轴安装部位11于转动部12的前端，轴安装部11内设置有第一头座开孔111，第一头座开孔111为沿轴安装部11轴向方向上的通孔，主轴2包含刀具安装部21、轴肩22、穿入部23；刀具安装部21、轴肩22、穿入部23沿下端到上端方向依次连接，穿入部23从第一头座开孔111下端装入第一头座开孔111。转动部12内设置有第二头座开孔112，第二头座开孔112沿转动部12轴向延伸贯穿转动部后端面，第一头座开孔111与第二头座开孔112的轴向延伸方向相互垂直，这样在实际操作中，转动部12左右转动，安装在第一头座开孔111中的主轴2也能进行摇摆，完成加工。第一头座开孔111包含第一孔段1112、减压槽1111以及第二孔段1113，第一孔段1112、减压槽1111、第二孔段1113沿下端到上端方向依次设置。优选例中，转动部12与轴安装部11之间也可以是紧固连接的，但是装配会变得更加复杂。优选地，第一头座开孔111与第二头座开孔112在轴向延伸方向上的夹角也可以是锐角或钝角，以加工出特殊的结构，但是实际使用中也可以通过调节主轴2上刀具的角度来实现。
鞍座3包含箱体31，箱体31上端面设置有第一鞍座开孔310，第一鞍座开孔310所在空间构成容物部，箱体31前端面设置有凸台，所述凸台为圆形凸台33，即横截面形状为圆形；圆形凸台33前端面设置有第二鞍座开孔330，第二鞍座开孔330贯穿箱体31外壁面与容物部连通。连接件4包含第一连接部41与第二连接部42；第一连接部21与第二连接部42可旋转连接，所述可旋转连接方式可以通过使用轴承、力矩电机等结构来实现；第一连接部41、第二连接部42分别以嵌入方式安装在第一头座开孔111、第二鞍座开孔330中，然后通过紧固件连接。
如图7所示，第二头座开孔112的孔底面上设置有第三头座开孔113，第三头座开孔113为台阶孔，第三头座开孔113的两端分别连通第一头座开孔111、第二头座开孔112，在第三头座开孔113的一个台阶面上设置有第一头座螺纹孔15，实施例中，沿近端到远端方向，第三头座开孔113形成第一台阶孔1131、第二台阶孔1132、第三台阶孔1133，第一台阶孔1131、第二台阶孔1132、第三台阶孔1133的孔径依次增大，所述第一头座螺纹孔15连通第三台阶孔1133与第一头座开孔111；第一头座螺纹孔15为沉头孔，其中沉头位于第一开孔111所在侧，沉头孔沿周向均匀排布，在第一头座螺纹孔15中安装螺钉等紧固件，即可将头座与第一连接部紧固连接在一起。轴安装部11近端外壁面上设置有装配密封台13，装配密封台13的近端面上设置有第四头座开孔114，所述第四头座开孔114与第一头座开孔111连通，在正视图方向上，第一螺纹孔15位于第四头座开孔114的轮廓线内，这样在装配过程中，能够穿过第四头座开孔114在第一头座螺纹孔15中拧入紧固件，完成头座1与第一连接部41的连接。装配密封台13的近端面为矩形形状的平面，在所述近端面上紧固连接一密封板17，即可对第一开孔111实现密封，防止废屑或灰尘进入第一头座开孔111破坏其中的结构。轴安装部11沿轴向方向的一端的端面上设置有第二头座螺纹孔16，用于主轴的安装固定。优选例中，第一头座螺纹孔15还可以是螺纹通孔，但是在装入螺钉等紧固件后，紧固件尾端漏在外面，会对第一头座开孔111内的主轴产生刮擦磨损。优选地，装配密封台13的横截面还可以是圆形、椭圆形等其他形状。
如图2所示，沿转动部12轴向方向的投影上，转动部12外轮廓覆盖轴安装部11外轮廓。如图3所示，轴安装部11沿轴向方向的端面外轮廓包含第一弧线部121、直线折线部122以及第二弧线部123，第一弧线部121、直线折线部122、第二弧线部123依次连接。轴安装部11外壁面设置有延伸部14，所述延伸部14与转动部12外壁面平滑过渡，该结构使得本发明尺寸结构更加合理，保证强度的同时使得外形更加美观。
实施例中，鞍座3还包含滑动板32、丝杆连接部37以及加强板34。沿前后方向投影上，滑动板32自第一鞍座开孔310一侧孔端面，沿箱体31外侧面周向方向延伸到达第一鞍座开孔310另一侧孔端面，其中箱体31的左端面、右端面与下端面连接处形成过渡部311，所述过渡部311圆滑延伸，因此在沿前后方向投影上，滑动板32呈上端带U形凹槽的矩形形状，在上端面上，箱体31与滑动板32平齐。箱体31与滑动板32紧固连接，所述U形凹槽的槽底面与箱体31外壁面处处相连，也就是说，连接方式是连续的，箱体31与滑动板32之间圆滑过渡并设置有多个横截面为三角形的加强板34。丝杆连接部37设置在箱体31的后端面上，丝杆连接部37上设置有弧形开口，弧形开口中用于安装丝杆，沿左右方向投影上，丝杆连接部37上端面在从前端到后端的方向上向下倾斜。优选例中，所述凸台的外横截面形状也可以是方形的，但第二鞍座开孔330的横截面形状需保证圆形，用于安装轴承或力矩电机等转动结构，但是方形凸台外壁面不利于嵌套以完成与其他结构的转动连接。优选地，滑动板32与箱体31之间也可以是一体成型的，或者两者之间也可以是间断焊等非连续的连接方式。
如图8所示，圆形凸台33上的第二鞍座开孔330为台阶孔，第二鞍座开孔330沿后端到前端方向孔径增大，在圆形凸台33径向外侧也加工有台阶，有利于鞍座3与头座1之间的径向定位，同时在第二鞍座开孔330台阶面上也可以设置螺孔，用于鞍座3与第二连接部42之间紧固连接。圆形凸台33与过渡部311同心布置，使得外形更加美观。如图3所示，容物部内设置有限位梁36，限位梁36包含第一限位梁361与第二限位梁362，第一限位梁361与第二限位梁362垂直布置并紧固连接，箱体31前端内表面上设置有导向安装槽312，第二限位梁362的一端滑入所述导向安装槽312完成安装。沿前后方向投影上，第一限位梁361上表面设置有梯形凹槽3610，第二限位梁362上端面与梯形凹槽3610的槽底面平齐。沿上下方向投影上，第一限位梁361将容物部分割成第一腔体3101与第二腔体3102，第一腔体3101的内壁面上设置有加强筋38。限位梁36结构有利于将安装在第二开孔330中的结构，例如力矩电机更好地固定，防止出现偏移震颤情况。所述加强筋38为井字结构，用于增加箱体31强度，优选例中，加强筋38还可以同时设置在第一腔体3101与第二腔体3102中，但是由于第二腔体3102空间较小，加工会变得复杂。
如图2、图4所示，滑动板32包含贴合部321，所述贴合部321上设置有限位通孔3210，滑动板32前端面上，贴合部321与滑动板32其他部分平齐，滑动板32后端面上，贴合部321高于滑动板32其他部分。贴合部321用于与导轨之间的接触定位，实施例中设置有四个贴合部321，分布在矩形滑动板32的四个角上，每个贴合部321上设置有六个限位通孔3210。当然优选地，贴合部321与贴合部321上限位通孔3210的个数还可以根据实际使用需求进行调整。如图1所示，箱体31后端面上还设置有凸棱35，所述凸棱35沿上下方向延伸，包含两条凸棱35在左右方向对称布置。箱体31前端面上还设置有加强条，加强条连接圆形凸台33与箱体31，以增强圆形凸台33的抗弯能力。
如图6所示，主轴2的穿入部23包含内藏部24与护罩连接部25，所述内藏部24位于第一头座开孔111内；护罩连接部25贯穿第一头座开孔111到达第一头座开孔111上端；护罩连接部25壁面上设置有换刀对准机构254。护罩连接部25包含阶梯轴，所述阶梯轴包含第一阶梯段251、第二阶梯段252以及第三阶梯段253；第一阶梯段251、第二阶梯段252、第三阶梯段253依次连接，且轴径依次减小；所述换刀对准机构254位于第一阶梯段251近端外壁面上。使用过程中，换刀对准机构254处于设定的角度位置时，才会进行换刀操作，因此优选例中，换刀对准机构254的位置可以根据实际要求设置在其他位置，比如第二阶梯段252上，或者位于护罩连接部25壁面的左端或右端等位置。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种主轴Z轴方向调节组件，其特征在于，包含头座、主轴、鞍座以及连接件；
头座包含转动部与轴安装部；
转动部与轴安装部一体成型或紧固连接；轴安装部位于转动部的前端；
轴安装部内设置有第一头座开孔，第一头座开孔为沿轴安装部轴向方向上的通孔；
转动部内设置有第二头座开孔，第二头座开孔沿转动部轴向延伸贯穿转动部后端面；
第一头座开孔与第二头座开孔的轴向延伸方向之间存在夹角；
鞍座包含箱体；箱体上端面设置有第一鞍座开孔，第一鞍座开孔所在空间构成容物部；
箱体前端面设置有凸台；凸台前端面设置有第二鞍座开孔；
第二鞍座开孔贯穿箱体外壁面与容物部连通；
连接件包含第一连接部与第二连接部；第一连接部与第二连接部可旋转连接；
第一连接部、第二连接部分别与头座、鞍座连接；
主轴包含刀具安装部、轴肩、穿入部；刀具安装部、轴肩、穿入部沿下端到上端方向依次连接；
穿入部从第一头座开孔下端装入第一头座开孔；
轴肩与轴安装部下端面紧固连接。
2.根据权利要求1所述的主轴Z轴方向调节组件，其特征在于，所述穿入部包含内藏部与护罩连接部；
所述内藏部位于第一头座开孔内；
护罩连接部贯穿第一头座开孔到达第一头座开孔上端；
护罩连接部壁面上设置有换刀对准机构。
3.根据权利要求1所述的主轴Z轴方向调节组件，其特征在于，所述第一头座开孔包含第一孔段、减压槽以及第二孔段；
第一孔段、减压槽、第二孔段沿下端到上端方向依次设置；
第一孔段与主轴过渡配合；
第二孔段与主轴间隙配合。
4.根据权利要求1所述的主轴Z轴方向调节组件，其特征在于，所述第二头座开孔的孔底面上设置有第三头座开孔；
所述第三头座开孔连通第一头座开孔与第二头座开孔；
所述第三头座开孔为台阶孔；
第三头座开孔的台阶面上设置有第一头座螺纹孔；
轴安装部沿轴向方向的一端的端面上设置有第二头座螺纹孔；
沿转动部轴向方向的投影上，转动部外轮廓覆盖轴安装部外轮廓。
5.根据权利要求1所述的主轴Z轴方向调节组件，其特征在于，头座还包含密封板；
轴安装部前端外壁面上设置有装配密封台；
装配密封台的前端面上设置有第四头座开孔；所述第四头座开孔与第一头座开孔连通；
装配密封台的前端面为平面；密封板紧固安装在装配密封台的前端面上。
6.根据权利要求5所述的主轴Z轴方向调节组件，其特征在于，沿转动部轴向方向的投影上，第一头座螺纹孔位于第四头座开孔的轮廓线内。
7.根据权利要求1所述的主轴Z轴方向调节组件，其特征在于，所述鞍座还包含滑动板、丝杆连接部以及加强板；
沿前后方向投影上，滑动板自第一鞍座开孔一侧孔端面，沿箱体外侧面周向方向延伸到达第一鞍座开孔另一侧孔端面；箱体与滑动板紧固连接；
丝杆连接部设置在箱体的后端面上；
加强板横截面形状为三角形；加强板连接箱体与滑动板。
8.根据权利要求7所述的主轴Z轴方向调节组件，其特征在于，箱体的左端面、右端面与下端面连接处形成过渡部，所述过渡部圆滑延伸；
沿前后方向投影上，滑动板呈上端带U形凹槽的矩形形状；
所述U形凹槽与箱体外壁面处处相连；
所述凸台包含圆形凸台；
第二鞍座开孔为台阶孔；第二鞍座开孔沿后端到前端方向孔径增大；
圆形凸台与过渡部同心布置。
9.根据权利要求7所述的主轴Z轴方向调节组件，其特征在于，滑动板包含贴合部；
所述贴合部上设置有限位通孔；
滑动板前端面上，贴合部与滑动板其他部分平齐；
滑动板后端面上，贴合部高于滑动板其他部分。
10.根据权利要求1所述的主轴Z轴方向调节组件，其特征在于，容物部内设置有限位梁；
限位梁包含第一限位梁与第二限位梁；
第一限位梁与第二限位梁垂直紧固连接；
箱体前端内表面上设置有导向安装槽，第二限位梁的一端与所述导向安装槽滑动连接；
沿上下方向投影上，第一限位梁将容物部分割成第一腔体与第二腔体；
第一腔体的内壁面上设置有加强筋。
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2017
- 2017-07-28 CN CN201710633131.7A patent/CN107363605B/zh active Active
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