CN111890097A - 一种动力头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动力头，包括进给电机、主轴外壳、主轴炮筒以及主轴；该主轴炮筒套设于该主轴上，且能轴向活动地插设于该主轴外壳内；该进给电机固定于该主轴外壳上；还包括炮筒丝杆以及进给螺母：该炮筒丝杆安装于该主轴炮筒上，且设于该炮筒外壳内；该进给螺母能转动安装于该主轴外壳内，且套设于该炮筒丝杆上；该进给电机与该进给螺母传动连接。本发明通过将炮筒丝杆安装于主轴炮筒上，而后，将进给螺母安装在主轴外壳内，通过进给电机驱动进给螺母旋转，实现了动力头的进给部件，即丝杆以及螺母与主轴同轴心，解决了动力头进给机构外置的问题。

Description

一种动力头

技术领域

本发明属于机械加工制造技术领域，具体的涉及一种加工中心用动力头。

背景技术

在机械加工设备中，动力头为驱动主轴旋转以及进给的核心设备，其影响加工精度以及生产效率。

现有技术中的动力头，动力进给一般包括进给电机以及丝杆螺母组件，进给电机的输出轴上设有丝杆，炮筒上通过凸伸出炮筒外壳的悬臂安装螺母，进而实现进给调节。该种结构动力进给机构均设于炮筒外壳的外部，整体动力头显得臃肿，占空间，且影响传动平稳性。

发明内容

本发明旨在提供一种动力头，以解决动力头进给机构外置的问题。

具体方案如下：一种动力头，包括进给电机、主轴外壳、主轴炮筒以及主轴；该主轴炮筒套设于该主轴上，且能轴向活动地插设于该主轴外壳内；该进给电机固定于该主轴外壳上；还包括炮筒丝杆以及进给螺母：

该炮筒丝杆安装于该主轴炮筒上，且设于该炮筒外壳内；该进给螺母能转动安装于该主轴外壳内，且套设于该炮筒丝杆上；该进给电机与该进给螺母传动连接。

本发明的进一步技术方案为：该炮筒丝杆为中空结构，其内设一主轴腔，并通过该主轴腔套设于该主轴上，该炮筒丝杆与该主轴同轴设置；

该主轴外壳具有轴向延伸的进给腔，该进给螺母安装于该进给腔内，该主轴穿过该进给螺母。

本发明的进一步技术方案为：定义安装刀柄的一端为下端，该主轴外壳包括第一安装座以及连接于该第一安装座下方的炮筒外壳；

该主轴炮筒能轴向活动地设于该炮筒外壳内，该进给螺母能转动地安装于该炮筒外壳的上端，该炮筒丝杆固定于该主轴炮筒的上端，且贯穿该进给螺母以凸伸出该炮筒外壳；

该第一安装座内设有进给传动机构，该进给电机固定于该第一安装座上，且通过该进给传动机构与该进给螺母传动连接。

本发明的进一步技术方案为：该进给传动机构为同步带轮传动机构，其包括设于该进给电机轴上的第一带轮，以及包括套设于该炮筒丝杆上且与该进给螺母固定连接的第二带轮。

本发明的进一步技术方案为：该炮筒外壳的上端口设有轴承组件，该进给螺母包括螺母本体以及连接法兰，该连接法兰的外沿还周向地向下延伸以形成一密封环；该密封环扣合于轴承端盖上。

其中，本发明的进一步技术方案为：该主轴外壳内还设有一花键套，该花键套设于该主轴外壳的上端；对应的，该主轴的上端设有一花键，该花键插设于该花键套内。

本发明的进一步技术方案为：还包括一主轴电机，该主轴电机设于该主轴外壳上，且与该花键套传动连接。

本发明的进一步技术方案为：该主轴外壳的上端设有一第二安装座，该第二安装座内设有主轴传动机构，该主轴电机固定于该第二安装座上，且通过该主轴传动机构与该花键套传动连接。

本发明的进一步技术方案为：该主轴传动机构为同步带轮传动机构，其包括套设于该花键套上的同步带轮；该花键套的中部设有环形的凸环，该同步带轮锁合于该凸环上。

本发明的进一步技术方案为：该主轴内还设有主轴拉刀机构；该主轴炮筒与该主轴外壳上分别设有滑块以及凹槽，该凹槽大致沿轴线延伸，该滑块插设于该凹槽内。

有益效果：一种动力头，包括进给电机、主轴外壳、主轴炮筒以及主轴；该主轴炮筒套设于该主轴上，且能轴向活动地插设于该主轴外壳内；该进给电机固定于该主轴外壳上；还包括炮筒丝杆以及进给螺母：该炮筒丝杆安装于该主轴炮筒上，且设于该炮筒外壳内；该进给螺母能转动安装于该主轴外壳内，且套设于该炮筒丝杆上；该进给电机与该进给螺母传动连接。本发明通过将炮筒丝杆安装于主轴炮筒上，而后，将进给螺母安装在主轴外壳内，通过进给电机驱动进给螺母旋转，实现了动力头的进给部件，即丝杆以及螺母置于主轴外壳内，解决了动力头进给机构外置的问题；该动力头防尘防屑效果好，在输出效率相同的情况下，其结构紧凑、体积小、重量轻、承载能力强，惯性力小、动作灵敏，启动、制动速度快，传动平稳。

在进一步的技术方案中，将该炮筒丝杆设置为中空结构，其内设一主轴腔，并通过该主轴腔套设于该主轴上，实现了主轴贯穿炮筒组件，以利于推拉杆换刀操作；同时，在该主轴外壳内设置轴向延伸的进给腔，将该进给螺母安装于该进给腔内，该主轴、炮筒丝杆均穿过该进给螺母，进一步实现了紧凑安装；该炮筒丝杆与该主轴同轴设置，由炮筒丝杆实现进给，丝杆轴向力直接作用于主轴，极大缩小了负载扭力，提高了进给精度以及灵敏度，且大大加强了主轴轴向进给传动的平稳性。

附图说明

图1示出了本发明动力头实施例结构示意图；

图2示出了图1的剖视图；

图3示出了图1中主轴和主轴炮筒的安装结构示意图；

图4示出了图3的剖视图；

图5示出了进给螺母结构示意图；

图6示出了图5的剖视图。

图中附图标记：

主轴电机1、第二安装座2、花键套同步轮4、连接固定座5、电机调节块6、第一安装座7、进给电机8、炮筒外壳9、炮筒10、主轴11、轴承12、刀柄13、推拉杆14、炮筒丝杆18、进给螺母19、花键套20、花键21。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

结合图1和图2所示，该实施例提供了一种动力头，定义该动力头用于连接安装刀柄的一端为下端，该动力头包括一竖直向下延伸的主轴外壳，该主轴外壳由上到下包括依次相连接的第二安装座2、连接固定座5、第一安装座7以及炮筒外壳9，其中，该第二安装座2通过大致圆筒状的后座安装于连接固定座5的上端，而后第一安装座7固定于连接固定座5下端，炮筒外壳9固定于第一安装座7下端，以形成该中空的该主轴外壳，用于承装主轴11以及主轴炮筒10。

该主轴11以及主轴炮筒10的具体安装方式为：

再结合图3和图4所示，该主轴炮筒10呈中空圆筒状，其套设于该主轴11上；同时主轴炮筒内的上下两端分别设有轴承12，实现了主轴11在主轴炮筒10内周向地自由转动。

炮筒外壳9也呈中空圆筒状，该主轴炮筒10能轴向活动地插设于该炮筒外壳9内，进而实现了其在主轴外壳内的安装；同时，为确保主轴炮筒10与炮筒外壳9配合形成移动副，该主轴炮筒10与该炮筒外壳9上分别设有滑块以及凹槽(图中视角未示出)，该凹槽大致沿轴线延伸，该滑块插设于该凹槽内，进而限位主轴炮筒10沿主轴外壳轴向往复移动。

该主轴炮筒10的轴向进给原理为：

该主轴炮筒10的顶端还设有炮筒丝杆18，其中，该炮筒丝杆18同轴地固定安装于该主轴炮筒10上，且设于该炮筒外壳内，其具体的，炮筒丝杆18的底端固定于主轴炮筒10上，而后插设于炮筒外壳9内，其顶端穿过第一安装座7，以插设于该第二安装座2的后座内。

同时，该炮筒丝杆18上螺合安装由进给螺母19，该进给螺母19是能转动安装于该主轴外壳内的，具体的，该炮筒外壳9的上端设有轴承座，进给螺母19套设有轴承，而后通过轴承固定于炮筒外壳9上端的轴承座内，以实现了轴向定位以及周向转动；进给螺母19套设于该炮筒丝杆18上，进而能驱动炮筒丝杆18轴向移动。

该进给螺母19还传动连接有进给电机8：

该第一安装座7内设有进给传动机构，在该实施例中，优选的是同步带轮传动机构；该第一安装座7径向凸伸出该主轴外壳，进而形成进给电机安装座，该进给电机8通过电机调节块6固定于该进给电机安装座上，且通过该进给传动机构与该进给螺母19传动连接，以驱动进给螺母19的转动。

该进给传动机构包括设于该进给电机8输出轴上的第一带轮，以及包括套设于该炮筒丝杆18上，且与该进给螺母19固定连接的第二带轮，第一带轮和第二带轮通过同步带传动连接；该种结构确保了第二带轮与炮筒丝杆18同旋转轴心，增强了主轴进给平稳性。

该实施例的轴向进给工作原理为：

该主轴炮筒10能轴向活动地设于该炮筒外壳9内，二者配合形成移动副；该炮筒丝杆18固定于该主轴炮筒的上端，且贯穿该进给螺母19以凸伸出该炮筒外壳9；该进给电机8驱动进给螺母19旋转，进而带动炮筒丝杆轴向进给或退回，从而完成主轴炮筒10的进给运动，实现主轴炮筒10带动主轴11的进给控制。

该种结构，实现了将进给机构均内置于主轴外壳内部，防尘防屑效果好，在输出效率相同的情况下，其结构紧凑、体积小、重量轻，大大提高了动力头加工稳定性。

结合图5和图6所示，在进一步的技术方案中，由于该炮筒外壳9的上端口设有轴承组件，为实现对炮筒外壳9密封，该进给螺母19包括圆柱状的螺母本体(内部螺纹未画出)以及顶部的连接法兰191，该连接法兰191的上端面用于固定连接第二带轮，其下端面的的外沿还周向地向下延伸以形成一周向环绕突出的密封环1911；该密封环1911扣合并插接于轴承端盖上，以避免同步带传输的尘屑进入炮筒外壳9内，更提高了设备运行稳定性。

在进一步的技术方案中，该炮筒丝杆18为中空结构，其内设一主轴腔，并通过该主轴腔套设于该主轴11上，进而实现了炮筒丝杆18、进给螺母19。主轴炮筒10与主轴11同轴设置；在该主轴外壳具有轴向延伸的进给腔，该进给螺母19固定于安装于该进给腔内前提下，该主轴11通过该炮筒丝杆18穿过该进给螺母19，并由主轴外壳支撑，受力结构合理，与传统进给结构相比，无进给弯矩，进给作用力直接作用于主轴推拉杆14下方的刀柄13，承载能力强，惯性力小，且主轴动作灵敏，启动、制动速度快，传动平稳性得到了极大的提升。

同时，松拉刀机构可以直接作用于主轴11内的推拉杆，其轴向力亦由进给机构配合支撑，刀柄13的拆装稳定性更好。

为实现进给过程中主轴11的驱动，该主轴11由花键套-花键组件驱动，其具体的：

该主轴外壳内还设有一花键套20，该花键套20设于该主轴外壳的上端；对应的，该主轴11的上端设有一花键21，该花键21插设于该花键套20内，具体的，该连接固定座5内设有轴承座，花键套20套设轴承后插接于该连接固定座5内，以实现花键套20的安装。

还包括一主轴电机1，该主轴电机1通过该第二安装座2固定于设于该主轴外壳上，且与该花键套20传动连接：该第二安装座2外侧凸伸出主轴外壳，以形成主轴电机1的安装座，该第二安装座2内设有主轴传动机构，该主轴电机1固定于该第二安装座2上，且通过该主轴传动机构与该花键套20传动连接。在该实施例中，该主轴传动机构也是同步带轮传动机构，其包括套设于该花键套20上的花键套同步轮4；对应的，该花键套20的中部设有环形的凸环，该花键套同步轮4锁合于该凸环上，实现一体连接。

进而，在进给或退刀过程中，花键21在花键套20内上下滑动，该主轴电机1始终与主轴11传动连接：主轴电机1转动，通过花键套同步轮4传动到花键套20，与花键套20配合的花键21将转动力转动到主轴11上，进行旋转切割运动；进给电机8转动将力传动到进给螺母19的同步轮上，进给螺母19转动，与进给螺母19配合的炮筒丝杆18进行上下运动，从而完成炮筒的进给运动完成加工。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种动力头，包括进给电机、主轴外壳、主轴炮筒以及主轴；该主轴炮筒套设于该主轴上，且能轴向活动地插设于该主轴外壳内；该进给电机固定于该主轴外壳上；其特征在于，还包括炮筒丝杆以及进给螺母：

该炮筒丝杆安装于该主轴炮筒上，且设于该炮筒外壳内；该进给螺母能转动安装于该主轴外壳内，且套设于该炮筒丝杆上；该进给电机与该进给螺母传动连接。

2.根据权利要求1所述的动力头，其特征在于：该炮筒丝杆为中空结构，其内设一主轴腔，并通过该主轴腔套设于该主轴上，该炮筒丝杆与该主轴同轴设置；

该主轴外壳具有轴向延伸的进给腔，该进给螺母安装于该进给腔内，该主轴穿过该进给螺母。

3.根据权利要求1所述的动力头，其特征在于：定义安装刀柄的一端为下端，该主轴外壳包括第一安装座以及连接于该第一安装座下方的炮筒外壳；

该主轴炮筒能轴向活动地设于该炮筒外壳内，该进给螺母能转动地安装于该炮筒外壳的上端，该炮筒丝杆固定于该主轴炮筒的上端，且贯穿该进给螺母以凸伸出该炮筒外壳；

该第一安装座内设有进给传动机构，该进给电机固定于该第一安装座上，且通过该进给传动机构与该进给螺母传动连接。

4.根据权利要求3所述的动力头，其特征在于：该进给传动机构为同步带轮传动机构，其包括设于该进给电机轴上的第一带轮，以及包括套设于该炮筒丝杆上且与该进给螺母固定连接的第二带轮。

5.根据权利要求3所述的动力头，其特征在于：该炮筒外壳的上端口设有轴承组件，该进给螺母包括螺母本体以及连接法兰，该连接法兰的外沿还周向地向下延伸以形成一密封环；该密封环扣合于轴承端盖上。

6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的动力头，其特征在于：该主轴外壳内还设有一花键套，该花键套设于该主轴外壳的上端；对应的，该主轴的上端设有一花键，该花键插设于该花键套内。

7.根据权利要求6所述的动力头，其特征在于：还包括一主轴电机，该主轴电机设于该主轴外壳上，且与该花键套传动连接。

8.根据权利要求7所述的动力头，其特征在于：该主轴外壳的上端设有一第二安装座，该第二安装座内设有主轴传动机构，该主轴电机固定于该第二安装座上，且通过该主轴传动机构与该花键套传动连接。

9.根据权利要求7所述的动力头，其特征在于：该主轴传动机构为同步带轮传动机构，其包括套设于该花键套上的同步带轮；该花键套的中部设有环形的凸环，该同步带轮锁合于该凸环上。

10.根据权利要求6所述的动力头，其特征在于：该主轴内还设有主轴拉刀机构；该主轴炮筒与该主轴外壳上分别设有滑块以及凹槽，该凹槽大致沿轴线延伸，该滑块插设于该凹槽内。

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