CN109317698A - 一种直联主轴装配机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直联主轴装配机构，包括主轴箱，主轴箱内设置有主轴套筒，主轴套筒内固定设置有直联主轴，直联主轴顶部设置有第一联轴器轴套，主轴箱上设置有电机座，电机座上设置有主电机，主电机与电机座之间设置有电机连接板，主电机的端部套设有第二联轴器轴套，第一联轴器轴套与第二联轴器轴套接合；主轴箱的上平面设置有自动补偿平衡装置，所述自动补偿平衡装置用于平衡主轴箱的重量，自动补偿平衡装置包括支架，在支架上设置有平衡缸体和活塞杆，活塞杆尾部设置有浮动接头，浮动接头与所述主轴箱连接。本发明直联主轴能够高精度、高速度加工零件，保持机床的精度性能，能够很好地平衡主轴箱的重量，减少传动机构滚珠丝杠的磨损。
Description
技术领域
本发明涉及数控加工中心领域，具体涉及一种直联主轴装配机构。
背景技术
随着建设与科技的不断进步，我国数控加工中心行业正向着高速、高效、高精度方向发展。零件表面精细加工越来越普及，加工面粗糙度要求也随之增高，这就要求主轴转速向着10000rpm以上高速发展。目前，直联主轴结构多用于高速数控机床，它通过刚性联轴器直接将主电机轴与主轴连接，传动精度和机械效率都较高的同时，高转速还提高了零件加工的效率及质量，因此使用范围越来越广。现有的直联主轴结构是：直联主轴与主轴箱固定连接，电机座固定连接于主轴箱颈部，电机座上方的法兰内孔及凸台平面不仅与直联主轴有严格的装配连接要求，与主电机也须配合固定，即仅通过电机座的修配来实现直联主轴和主电机轴的轴偏移量不超差。该机构不仅对零件、外购件的精度要求高，而且装配费时费力，质量不能保证，且维修时主轴精度恢复困难。
并且现有的直联主轴在主轴箱随传动机构上下运动的过程中，由于主轴箱的自身重量，会对传动机构上的滚珠丝杠造成较大的磨损，加大传动机构的伺服电机负载。现有技术中多不设置平衡系统，或采用机械平衡和液压平衡的方式，但是都存在一定的缺陷：
机械平衡：设置平衡块与主轴箱的重量相同，然后用链条或者钢绳将平衡块和主轴箱连接起来，此种方法会占用较大的安装空间，还会增加机床的整体重量，同时也增加了主轴箱总惯性，使其运动的速度、加速度及灵活性受到限制。
液压平衡：沿主轴箱重力的相反方向施加一个与其相等的推力，此推力由液压缸来完成，此种方法会产生噪音、泄露、振动及温升等问题，同时当主轴箱垂直移动速度、加速度较大时，容易出现液压冲击和驱动过载，平衡压力迅速下降，不能满足现代快速加工的要求，从而无法保护传动件的磨损等现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种直联主轴装配机构，克服现有技术的直联主轴中存在的缺陷，实现直联主轴能够高精度、高速度加工零件，保持机床的整机精度性能，并且保证直联主轴在传动机构驱动下的垂直运动，能够很好地平衡主轴箱的重量，减少传动机构滚珠丝杠的磨损，保持传动机构滚珠丝杠的精度稳定性，减小传动机构的伺服电机负载，使主轴箱具有动态快速响应能力，能够且有效延长了传动机构的使用寿命。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种直联主轴装配机构，包括主轴箱，所述主轴箱内设置有主轴套筒，所述主轴套筒内固定设置有直联主轴，所述直联主轴顶部设置有第一联轴器轴套，所述主轴箱上设置有电机座，所述电机座上设置有主电机，所述主电机与电机座之间设置有电机连接板，所述主电机通过所述电机连接板与所述电机座连接，所述主电机的端部套设有第二联轴器轴套，所述第一联轴器轴套与第二联轴器轴套接合；所述主轴箱的上平面设置有自动补偿平衡装置，所述自动补偿平衡装置用于平衡主轴箱的重量，所述自动补偿平衡装置包括支架，在所述支架上设置有平衡缸体和活塞杆，所述活塞杆尾部设置有浮动接头，所述浮动接头与所述主轴箱连接。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述主电机的端部包括芯轴，所述第二联轴器轴套套设在所述芯轴上，所述第二联轴器轴套与所述芯轴同轴设置。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述电机连接板通过螺栓锁合固定在所述主电机上，所述电机连接板与所述芯轴同轴设置。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述电机座设置在所述主轴套筒外侧，所述电机座向主电机方向延伸设置，所述电机座与设置在主轴套筒内的直联主轴同轴设置。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述电机座与所述主轴箱之间设置有第一定位销。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述电机连接板与所述电机座之间设置有第二定位销。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述平衡缸体的内腔与蓄压钢瓶连通。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述浮动接头与所述主轴箱的连接点位于所述主轴箱的中心线上。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述支架固定设置在立柱上。
本发明的有益效果：
其一、在电机座和主电机之间设置有电机连接板，使得主电机与直联主轴两轴线之间的偏移量降到最低。
在现有技术中，直联主轴与主轴箱固定连接，电机座固定连接于主轴箱颈部，电机座上方的法兰内孔及凸台平面与主电机配合固定；装配时，通过电机座法兰内孔的尺寸配合，以及凸台上平面的铲刮校正，来保证直联主轴和主电机轴的轴偏移量不超差。
相比于现有技术，新增电机连接板之后，只需分别保证电机连接板与所述主电机芯轴同轴设置、电机座与设置在主轴套筒内的直联主轴同轴设置、第二联轴器轴套与所述主电机芯轴同轴设置，就能实现主电机与直联主轴两轴线之间的偏移量降到最低，能更好地高精度、高速度加工零件，保持机床的整机精度性能。并且，电机座和电机连接板的零件精度要求适中，便于批量生产的同时降低了零件的报废率，且维修方便，主轴精度易恢复。
其二、在主轴箱的上平面设置有自动补偿平衡装置，能够平衡主轴箱的自身重量，减少传动机构滚珠丝杠的磨损。
传统生产及现有技术中，多不设置平衡系统，或采用机械平衡和液压平衡的方式。
机械平衡：设置平衡块与主轴箱的重量相同，然后用链条或者钢绳将平衡块和主轴箱连接起来，此种方法会占用较大的安装空间，还会增加机床的整体重量，同时也增加了主轴箱总惯性，使其运动的速度、加速度及灵活性受到限制。
液压平衡：沿主轴箱重力的相反方向施加一个与其相等的推力，此推力由液压缸来完成，此种方法会产生噪音、泄露、振动及温升等问题，同时当主轴箱垂直移动速度、加速度较大时，容易出现液压冲击和驱动过载，平衡压力迅速下降，不能满足现代快速加工的要求，从而无法保护传动件的磨损等现象。
相比于现有技术，本发明采用的自动补偿平衡装置，具有以下优点：
1、无需动力系统，从而节省能源。
2、迅速提高机器的产能，无噪音。
3、提高机床的质量，加大精度幅度，延长机床寿命。
4、降低成本，安装后免维护。
新增自动补偿平衡装置能够很好地平衡主轴箱的重量，减少传动机构滚珠丝杠的磨损，保持传动机构的滚珠丝杠的精度稳定性，减小传动机构的伺服电机负载，使主轴箱具有动态快速响应能力，能够且有效延长了传动机构的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的直联主轴装配机构示图
图2是本发明的直联主轴与主电机装配示图
图中标号说明：1、主电机；2、电机连接板；3、第二联轴器轴套；4、第一联轴器轴套；5、电机座；6、主轴箱；7、直联主轴；8、浮动接头；9、支架；10、立柱；11、平衡缸体；12、第一定位销；13、第二定位销；14、活塞杆；201、电机连接板平面；202、电机连接板外圆；501、电机座平面；502、电机座内孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1-2所示，本发明的直联主轴装配机构的一实施例，一种直联主轴装配机构，用于立式加工中心或卧式加工中心，包括主轴箱6，所述主轴箱6内设置有主轴套筒，所述主轴套筒为圆形套筒，所述主轴套筒贯穿于所述主轴箱6设置，所述主轴套筒内固定设置有直联主轴7，所述直联主轴7法兰通过螺栓锁合在所述主轴箱6上，所述直联主轴7顶部设置有第一联轴器轴套4，所述主轴箱6上设置有电机座5，所述电机座5设置在所述主轴套筒外侧，所述电机座5通过螺栓锁合在主轴箱6上，所述电机座5上设置有主电机1，所述电机座5向主电机1方向延伸设置，所述主电机1与电机座5之间设置有电机连接板2，所述主电机1通过所述电机连接板2与所述电机座5连接，所述主电机1的头部包括芯轴，所述芯轴上套设有第二联轴器轴套3，所述第一联轴器轴套4与第二联轴器轴套3接合；所述主轴箱6的上平面设置有自动补偿平衡装置，所述自动补偿平衡装置用于平衡主轴箱6的重量，所述自动补偿平衡装置包括支架9，所述支架9固定设置在立柱10顶部，并且向立柱10外侧延伸设置，在所述支架9上设置有平衡缸体11和活塞杆14，所述活塞杆14尾部设置有浮动接头8，所述浮动接头8与所述主轴箱6连接。
为了使本发明的直联主轴装配机构能够更好地高精度、高速度加工零件，所述直联主轴7与所述主电机1的装配包括如下步骤：
1、所述电机座5与设置在主轴套筒内的直联主轴7同轴设置：将千分表固定于第一联轴器轴套4上，校验电机座平面501的平面跳动值及电机座内孔502的同轴度值均小于0.005mm。
2、所述电机连接板2与所述主电机1的芯轴同轴设置：将千分表固定于所述主电机1的芯轴上，校验电机连接板平面201的平面跳动值及电机连接板外圆202的同轴度值均小于0.005mm。
3、所述第二联轴器轴套3与所述主电机1的芯轴同轴设置：调整第二联轴器轴套3的凹槽端面与主电机1的芯轴端面的距离至设计尺寸，将千分表固定于电机连接板2，校验第二联轴器轴套3的外圆与所述主电机1的芯轴同轴度值，通过调整第二联轴器轴套3上的紧固螺钉锁紧力的方式，保证第二联轴器轴套3与所述芯轴的同轴度小于0.005mm。
具体地，所述电机座5与所述主轴箱6之间设置有第一定位销12，所述第一定位销12设置在所述电机座5的两侧，所述第一定位销12贯穿于所述电机座5与所述主轴箱6，当校验电机座平面501的平面跳动值及电机座内孔502的同轴度值均小于0.005mm后，插入第一定位销12，保证所述电机座5与所述主轴箱6的位置固定。
具体地，所述电机连接板2与所述电机座5之间设置有第二定位销13，所述第二定位销13设置在所述电机连接板2的两侧，所述第二定位销13贯穿于所述电机连接板2与所述电机座5，当所述直联主轴7与所述主电机1装配完后插入所述第二定位销13，保证装配后的位置固定。
本发明中，所述自动补偿平衡装置是利用蓄压器的工作原理，控制所述平衡缸11和活塞杆14，配合传动机构伺服电机上升下降，平衡主轴箱6的重量。
当传动机构驱动所述加工中心主轴箱6向下运动的时候，所述平衡缸体11内腔的油液体积减少，蓄压钢瓶内的油液体积增大，蓄压钢瓶内的气体被压缩，气体压力升高，压力能储存，通过活塞杆14向所述加工中心主轴箱6施加一个向上的拉力，用于平衡所述加工中心主轴箱6自身的重量，防止传动机构驱动所述加工中心主轴箱6向下运动的惯性过大，减少传动机构的滚珠丝杠的磨损，保持其精度稳定性。当传动机构驱动所述加工中心主轴箱6向上运动的时候，所述平衡缸体11内腔的油液体积增大，蓄压钢瓶内的油液体积减小，蓄压钢瓶内的气体膨胀，气体释放压力能，压力减小，通过活塞杆14向所述主轴箱6施加一个向下的压力，用于平衡所述主轴箱6的重量，防止传动机构驱动所述主轴箱6向上运动的惯性过大，减低传动机构伺服电机的负载，减少传动机构的滚珠丝杠的磨损。
具体地，所述平衡缸体11的内腔与蓄压钢瓶连通，一个蓄压钢瓶取代了传统的3-4个液压元件，在主轴箱6平衡中，以更小的安装空间便有较好的平衡效果，只需将蓄压钢瓶固定于立柱10的内腔中即可，节约机床的占地面积。
具体地，所述浮动接头8与所述主轴箱6的连接点位于所述主轴箱6的中心线上，使位于连接点两侧的主轴箱6的重量一致，这样平衡的过程中能够防止平衡力偏移，传动机构造成侧向磨损。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种直联主轴装配机构，包括主轴箱，所述主轴箱内设置有主轴套筒，所述主轴套筒内固定设置有直联主轴，其特征在于，所述直联主轴顶部设置有第一联轴器轴套，所述主轴箱上设置有电机座，所述电机座上设置有主电机，所述主电机与电机座之间设置有电机连接板，所述主电机通过所述电机连接板与所述电机座连接，所述主电机的端部套设有第二联轴器轴套，所述第一联轴器轴套与第二联轴器轴套接合；所述主轴箱的上平面设置有自动补偿平衡装置，所述自动补偿平衡装置用于平衡主轴箱的重量，所述自动补偿平衡装置包括支架，在所述支架上设置有平衡缸体和活塞杆，所述活塞杆尾部设置有浮动接头，所述浮动接头与所述主轴箱连接。
2.如权利要求1所述的直联主轴装配机构，其特征在于，所述主电机的端部包括芯轴，所述第二联轴器轴套套设在所述芯轴上，所述第二联轴器轴套与所述芯轴同轴设置。
3.如权利要求2所述的直联主轴装配机构，其特征在于，所述电机连接板通过螺栓锁合固定在所述主电机上，所述电机连接板与所述芯轴同轴设置。
4.如权利要求1所述的直联主轴装配机构，其特征在于，所述电机座设置在所述主轴套筒外侧，所述电机座向主电机方向延伸设置，所述电机座与设置在主轴套筒内的直联主轴同轴设置。
5.如权利要求4所述的直联主轴装配机构，其特征在于，所述电机座与所述主轴箱之间设置有第一定位销。
6.如权利要求1所述的直联主轴装配机构，其特征在于，所述电机连接板与所述电机座之间设置有第二定位销。
7.如权利要求1所述的直联主轴装配机构，其特征在于，所述平衡缸体的内腔与蓄压钢瓶连通。
8.如权利要求1所述的直联主轴装配机构，其特征在于，所述浮动接头与所述主轴箱的连接点位于所述主轴箱的中心线上。
9.如权利要求1所述的直联主轴装配机构，其特征在于，所述支架固定设置在立柱上。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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