CN110340686A - 一种摆头用电主轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摆头用电主轴，包括：电主轴主体、机体以及安装附件；机体固定套设于电主轴主体的外侧表面上；机体的两个侧面上设置有凹槽，机体的顶面上设置有用于螺栓连接的机体螺孔，以用于与减速机法兰连接；机体的底部开设有水气孔；安装附件包括基板、压条、接头、第一螺栓，压条固定设置在所述基板的顶面两侧，压条的内侧形成凸条，凸条卡紧在机体的凹槽内，接头固定设置在所述基板的底部，基板内部设置有水、气通道并与接头连通，第一螺栓贯通并穿出于基板的底部，以用于与另一个减速机法兰进行连接。本发明能同时满足单臂摆头和双臂摆头的安装，实现电主轴的通用化；能降低传输管路的长度；易与多种减速机规格进行匹配。

Description

一种摆头用电主轴

技术领域

本发明涉及机床制造领域，具体涉及一种摆头用电主轴。

背景技术

随着我国制造业的升级发展，五轴联动数控机床开始逐渐应用于航空航天、船舶、精密仪器、模具等高端制造行业。五轴联动数控加工技术在现代生产实践中发挥着越来越重要作用，摆头作为五轴联动数控加工技术的核心部件之一，近年来在高端精密五轴机床获得了广泛的应用，取得了较好的经济效益。

五坐标加工机床是在标准三坐标(直线坐标)机床上，在主轴或工作台上增加两个联动的回转坐标轴，实现五轴联动功能。而具有主轴摆动功能的摆头是三坐标机床或四坐标机床升级为五坐标机床的关键功能部件之一。

摆头电主轴是摆头的核心精密零部件之一，其和摆头A/B轴连接，作为最终执行部件，要求其结构简单、通用性好、可靠性好。通常来说，摆头内置有伺服电机，伺服电机需要和减速机传动连接，而电主轴需要和减速机连接，以实现摆动。

摆头一般有双臂和单臂两种结构形式。双臂结构摆头整体刚度高，但加工范围受限。双臂摆头的电主轴需要有两个安装面与摆头两端的减速机法兰相连接，机体的顶面、底面均与减速机法兰连接，安装调试难度大。而单臂结构摆头结构简单，可加工范围大，但电主轴只有一个安装面和减速机法兰连接，相比双臂摆头，刚度较差。

由于在电主轴工作时，还需要对其进行通水、通气、通电，电主轴机体底部安装面上开设有非常多水、电、气通道，紧固空间有限，若直接将电主轴和减速机进行连接的话，安装会不便，同时水、气管路的布置空间也非常有限。另外，水气电通常是用管路来进行连通，线缆裸露的面积较大，容易在复杂的工况中受到影响。

因此，亟需一种通用化、模块化的电主轴，其包括起转接过渡作用的安装附件，可以使电主轴同时适用单、双臂摆头的安装，以及实现通水通气、减小管路线缆的长度。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种摆头用电主轴，可以同时用于单臂摆头和双臂摆头的安装，并实现通水通气的作用。

本发明采用以下的技术方案来实现：

一种摆头用电主轴，包括：电主轴主体、机体以及安装附件；所述机体固定套设于所述电主轴主体的外侧表面上；所述机体的两个侧面上设置有凹槽，所述机体的顶面上设置有用于螺栓连接的机体螺孔，以用于与减速机法兰连接；所述机体的底部开设有水气孔；所述安装附件包括基板、压条、接头、第一螺栓，所述压条固定设置在所述基板的顶面两侧，所述压条的内侧形成凸条，所述凸条卡紧在所述机体的凹槽内，所述接头固定设置在所述基板的底部，所述基板内部设置有水、气通道并与所述接头连通，所述第一螺栓贯通并穿出于所述基板的底部，以用于与另一个减速机法兰进行连接。

进一步地，所述安装附件还包括调整块，所述调整块固定设置在所述压条的端部，所述调整块的侧部贯穿有调整螺栓，所述调整螺栓压紧于所述电主轴上。

进一步地，所述基板上还设置有滑槽，所述滑槽设置在所述压条的端部，所述调整块设置在所述滑槽上。

进一步地，所述安装附件还包括凸台，所述凸台设置在所述基板的顶面。

进一步地，所述基板上还设置有用于穿出电源动力线的电源引线槽，其安装面高度高于所述接头。

进一步地，所述基板上还设置有用于穿出信号线缆的信号引线槽。

进一步地，所述基板的顶面上还设置有密封槽，所述密封槽内设置有密封圈，并与所述机体的底部抵接。

进一步地，所述机体的底面开设有第一定位槽，所述第一定位槽的形状与所述凸台适配，以用于所述凸台进行定位配合。

进一步地，所述机体的顶面开设有第二定位槽，以用于与减速机法兰作定位配合；所述第一定位槽与所述第二定位槽同轴同心。

进一步地，其特征在于，所述机体的侧面上设置有沉槽，所述沉槽与所述机体螺孔连通。

相比于现有技术，本发明能达到的有益效果为：单臂安装时，安装附件通过压条固定安装在机体上，通过第一螺栓与一侧的减速机法兰进行连接；双臂安装时，单侧的安装方式同上，另一侧的减速机法兰与机体上的机体螺孔直接进行螺栓连接。本发明的有益效果包括：1.保证了给电主轴通水通电的作用，能同时满足单臂摆头和双臂摆头的安装，实现电主轴的通用化、模块化，降低生产成本；2.水、气通过基板上的接头和水气通道以通入机体内，实现了对电主轴的通水通气作用，同时也能降低传输管路的长度，使其裸露的面积减小，使水气和电主轴之间的输送配合更加紧凑，水气管路只需接至安装附件处即可，而不用受限于有限的管路布置空间；3.现有技术中，直接将机体的底部与减速机法兰进行连接，电主轴无法适配多种减速机的规格，导致通用性低；本发明通过安装附件实现电主轴和减速机的转接、连接，仅需在安装附件上打上不同位置的孔并穿出第一螺栓，就可以与多种减速机规格进行匹配，而不需要对减速机或者电主轴进行更换，通用性更强，生产成本更低。

附图说明

图1为摆头用电主轴的整体结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为摆头用电主轴与单臂摆头安装的示意图；

图4为摆头用电主轴与双臂摆头安装的示意图；

图5为安装附件的第一立体示意图(基板的顶面朝上)；

图6为安装附件的第二立体示意图(基板的底面朝上)；

图7为基板的内部结构示意图；

图8为基板、压条及调整块的安装示意图；

图9为安装附件与机体的安装示意图；

图10为机体的第一立体示意图(机体的顶面朝上)；

图11为机体的第二立体示意图(机体的底面朝上)。

图中：10、电主轴主体；20、机体；21、凹槽；22、机体螺孔；23、第二螺栓；24、沉槽；25、第二定位槽；26、第一定位槽；30、安装附件；31、基板；32、压条；33、凸条；34、接头；35、第一螺栓；36、调整块；37、调整螺栓；38、滑槽；39、凸台；310、电源引线槽；311、信号引线槽；312、密封槽；313、水气通道；40、摆头；50、减速机法兰。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

本发明公开了一种摆头40用电主轴，参阅图1-图2，包括电主轴主体10、机体20和安装附件30。其中，安装附件30能起到转接作用，实现机体20和减速机法兰50之间的连接；以及能起到通水通气作用，提供水气输送的路径，使外部的水气管路能经由安装附件30进入到机体20内部，实现电主轴所必需的供水供气。

参阅图3-图4，摆头40有单臂和双臂两种结构形式。摆头40内置有伺服电机等驱动机构，通过减速机的传动，与电主轴相连，并驱动电主轴做摆动运动。因此，电主轴需要与减速机进行连接，具体是与减速机上的法兰进行连接。与单臂摆头40安装时，电主轴需要与摆头40一侧(单侧)的减速机法兰50进行连接；与双臂摆头40进行安装时，电主轴需要与摆头40两侧的减速机法兰50进行连接。

参阅图1、图10、图11，机体20固定套设于电主轴主体10的外侧表面上，机体20为方块状结构。机体20的两个侧面上设置有用于与安装附件30固定的凹槽21，顶面上设置有机体螺孔22，机体螺孔22用于使机体20与一侧的减速机法兰50直接进行螺栓连接。机体20的底部开设有水气孔，供水气进入。

参阅图5-图9，安装附件30包括有基板31、压条32、接头34和第一螺栓35，基板31为块状板结构，压条32为长条状结构，压条32通过螺钉固定在基板31顶面的两侧，压条32的内侧形成突出的凸条33，通过将凸条33卡紧在机体20的凹槽21内，即可将安装附件30固定在机体20上。接头34固定设置在基板31的底部，基板31内部设置有水、气通道，水气通道313的一端与基板31的顶面连通并与机体20的水气孔位置对应，另一端与基板31底部的接头34连通；接头34与水、气管路连接，水气即可从接头34进入基板31内部，经由基板31注入机体20的水气孔内，实现对电主轴的供水供气。具体地，接头34的数量为4个，其中2个与水源接通，另外2个与气源接通，水、气通道的数量与接头34数量对应。

第一螺栓35贯通压条32和基板31，并穿出于基板31的底部，通过第一螺栓35和减速机法兰50进行连接，即可实现电主轴和单臂摆头40的安装。

电主轴与摆头40的安装原理如下：参阅图3，单臂安装时，将安装附件30通过凸条33压紧在电主轴上，然后将第一螺栓35与一侧的减速机法兰50进行连接，实现电主轴与单臂摆头40的安装；参阅图4，双臂安装时，仍然先通过安装附件30实现单侧安装，步骤与上述单臂安装相同，而在另一侧上，则通过在机体螺孔22上放入第二螺栓23，通过第二螺栓23使机体20直接与另一侧的减速机法兰50进行连接，实现双臂安装。

优选地，参阅图5，安装附件30还包括调整块36，调整块36通过螺钉固定设置在压条32的端部，调整块36的侧部贯穿有调整螺栓37。进一步优选，基板31上设置有滑槽38，滑槽38设置在压条32的端部，调整块36设置在滑槽38上。本实施方式的作用在于：将主轴安装到摆头40上时，需要微调精度，通常的做法是对主轴进行敲击。为了避免敲击损坏主轴，将调整块36紧固于基板31的滑槽38内，调整块36侧面开设有螺纹孔，拧入调整螺钉顶住机体20侧部，即可实现主轴微动。主轴精度调好之后，用螺母将调整螺栓37紧固防松。

优选地，安装附件30还包括凸台39，凸台39设置在基板31的顶面。进一步优选，机体20底面对应会设置有第一定位槽26，通过第一定位槽26和凸台39进行配合，可以使机体20底部与安装附件30实现快速定位。进一步优选，凸台39可以为圆形凸台，第一定位槽26为圆形槽，这种方式便于对接安装。

优选地，机体20的顶面上还设置有第二定位槽25，减速机的法兰上会设置有相应的凸台，通过与第二定位槽25的配合，可以使机体20顶部与减速机法兰50快速定位。第一定位槽和第二定位槽同轴同心。

双臂安装时，两个减速器法兰是同轴安装的。为了实现简单快速定位，在机体20两面开设第二定位槽25和第一定位槽26，两槽对称布置，大小一致，直接与相应的凸台连接，即可实现同轴安装，具体参阅图10和图11。

优选地，参阅图6，基板31上还设置有用于穿出电源动力线的电源引线槽310。电源引线槽310可以为方形槽，电源动力线从基板31底部自上而下穿过基板31，电源引线槽310的出线端的安装面高度高于接头34，防止接头34漏水通过电源引线槽310进入电主轴内部，损坏电主轴。

优选地，基板31上还设置有用于穿过信号线缆的信号引线槽311。

优选地，参阅图5，基板31的顶面上还设置有密封槽312，密封槽312内设置有密封圈(图未示)，并与机体20的底部抵接。由于机体20的底部除水气孔外还有其他开孔，密封槽312与开孔的位置对应并设置密封圈，使防止水气泄漏。

优选地，参阅图10，机体20的侧面上还设置有沉槽24，沉槽24与机体螺孔22连通。通过沉槽24往机体20内放入第二螺栓23，第二螺栓23穿过机体螺孔22，即可与减速机法兰50连接。

通过对上述实施例的详细阐述，可以理解，本发明有益效果包括：

1.本发明保证了给电主轴通水通电的作用，能同时满足单臂摆头和双臂摆头的安装，实现电主轴的通用化、模块化，降低生产成本；

2.水、气通过基板上的接头和水气通道以通入机体内，实现了对电主轴的通水通气作用，同时也能降低传输管路的长度，使其裸露的面积减小，使水气和电主轴之间的输送配合更加紧凑，水气管路只需接至安装附件处即可，而不用受限于有限的管路布置空间；

3.现有技术中，直接将机体的底部与减速机法兰进行连接，电主轴无法适配多种减速机的规格，导致通用性低；本发明通过安装附件实现电主轴和减速机的转接、连接，仅需在安装附件上打上不同位置的孔并穿出第一螺栓，就可以与多种减速机规格进行匹配，而不需要对减速机或者电主轴进行更换，通用性更强，生产成本更低。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种摆头用电主轴，其特征在于，包括：电主轴主体、机体以及安装附件；所述机体固定套设于所述电主轴主体的外侧表面上；所述机体的两个侧面上设置有凹槽，所述机体的顶面上设置有用于螺栓连接的机体螺孔，以用于与减速机法兰连接；所述机体的底部开设有水气孔；所述安装附件包括基板、压条、接头、第一螺栓，所述压条固定设置在所述基板的顶面两侧，所述压条的内侧形成凸条，所述凸条卡紧在所述机体的凹槽内，所述接头固定设置在所述基板的底部，所述基板内部设置有水、气通道并与所述接头连通，所述第一螺栓贯通并穿出于所述基板的底部，以用于与另一个减速机法兰进行连接。

2.如权利要求1所述的摆头用电主轴，其特征在于，所述安装附件还包括调整块，所述调整块固定设置在所述压条的端部，所述调整块的侧部贯穿有调整螺栓，所述调整螺栓压紧于所述电主轴上。

3.如权利要求2所述的摆头用电主轴，其特征在于，所述基板上还设置有滑槽，所述滑槽设置在所述压条的端部，所述调整块设置在所述滑槽上。

4.如权利要求1所述的摆头用电主轴，其特征在于，所述安装附件还包括凸台，所述凸台设置在所述基板的顶面。

5.如权利要求1所述的摆头用电主轴，其特征在于，所述基板上还设置有用于穿出电源动力线的电源引线槽，其安装面高度高于所述接头。

6.如权利要求1所述的摆头用电主轴，其特征在于，所述基板上还设置有用于穿出信号线缆的信号引线槽。

7.如权利要求1所述的摆头用电主轴，其特征在于，所述基板的顶面上还设置有密封槽，所述密封槽内设置有密封圈，并与所述机体的底部抵接。

8.如权利要求4所述的摆头用电主轴，其特征在于，所述机体的底面开设有第一定位槽，所述第一定位槽的形状与所述凸台适配，以用于所述凸台进行定位配合。

9.如权利要求8所述的摆头用电主轴，其特征在于，所述机体的顶面开设有第二定位槽，以用于与减速机法兰作定位配合；所述第一定位槽与所述第二定位槽同轴同心。

10.如权利要求1所述的摆头用电主轴，其特征在于，所述机体的侧面上设置有沉槽，所述沉槽与所述机体螺孔连通。