CN112247166A

CN112247166A - 基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置

Info

Publication number: CN112247166A
Application number: CN202011082072.7A
Authority: CN
Inventors: 陈传海; 高雷; 田海龙; 杨兆军; 金桐彤
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2020-10-12
Filing date: 2020-10-12
Publication date: 2021-01-22

Abstract

本发明涉及数控机床电主轴加工技术领域，公开了一种基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，包括固定框，固定框下端中部安装驱动电机，驱动电机上端的输出轴连接有主动带轮，主动带轮两端通过皮带连接有从动带轮，从动带轮中部安装旋转轴，旋转轴外侧安装限位框，限位框内侧安装限位板，旋转轴上下两端中部分别安装升降块，升降块中部铰接有转动杆，转动杆另一端通过连接柱铰接有夹持杆中部，夹持杆内侧一端通过铰接柱铰接有导向块，夹持杆外侧一端安装夹持环，所述导向块中部滑动设置有定位柱，定位柱另一端安装定位环。本发明，实现了夹紧环对电主轴的高效夹紧作用，同时与定位环进行配合，确保了电主轴在加工过程中不会发生晃动。

Description

基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置

技术领域

本发明涉及数控机床电主轴加工技术领域，具体是一种基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置。

背景技术

数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产。

电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，主轴是一套组件，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等，目前电主轴在加工的过程中需要对其进行高速精密研磨，但是现在对电主轴夹持的稳固性不足，容易使得电主轴在精密研磨的过程中脱落，从而造成加工的可靠性低、甚至安全性不高的问题。

中国专利（公告号：CN207578179U）公开了一种高速精密研磨电主轴加工用夹持装置，包括底座，所述底座的顶部放置有电主轴本体，所述底座上设有两个对称设置的安装腔，且安装腔内安装有步进电机，两个安装腔相互远离的一侧内壁上均开设有移动孔，所述移动孔内滑动安装有移动板，且步进电机的输出轴上焊接有螺杆，两个移动板相互靠近的一侧均开设有螺纹槽，所述螺杆与相对应的螺纹槽螺纹连接，且两个移动板相互远离的一侧均延伸至移动孔的外侧并焊接有竖直板，所述底座的顶部两侧均焊接有位于电主轴本体两侧的固定板，两个固定板相互靠近的一侧均开设有放置槽，两个放置槽相互远离的一侧内壁上均开设有横孔，虽然该装置在一定程度上实现了对电主轴的夹持，但是夹持力不够，使得加工时电主轴会发生晃动，因此，需要进一步的改进，从而提升其加工可靠性及安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，包括固定框，固定框下端中部安装驱动电机，驱动电机上端的输出轴连接有主动带轮，主动带轮两端通过皮带连接有从动带轮，从动带轮中部安装旋转轴，旋转轴外侧安装限位框，限位框内侧安装限位板，所述旋转轴上下两端中部分别安装升降块，升降块中部铰接有转动杆，转动杆另一端通过连接柱铰接有夹持杆中部，夹持杆内侧一端通过铰接柱铰接有导向块，夹持杆外侧一端安装夹持环，所述导向块中部滑动设置有定位柱，定位柱另一端安装定位环，定位环与导向块之间的定位柱外侧套设有缓冲弹簧，所述夹持环之间、定位环之间夹持有电主轴。

作为本发明进一步的方案：所述固定框下端两侧安装支撑腿。

作为本发明进一步的方案：所述旋转轴上端中部设有左旋螺纹，下端中部设有右旋螺纹。

作为本发明进一步的方案：所述升降块中部设有与旋转轴相互配合的内螺纹孔。

作为本发明进一步的方案：所述限位板中部设有与升降块相互配合的升降槽，升降槽为燕尾槽。

作为本发明进一步的方案：所述限位框固定于固定框上端两侧。

作为本发明进一步的方案：所述驱动电机为双转向步进电机。

作为本发明进一步的方案：所述夹持环和定位环均为半圆弧形结构。

作为本发明进一步的方案：所述导向块固定于限位框中部。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动电机电性连接有控制面板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

所述基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，结构合理，设计新颖，通过设有的旋转轴、升降块、转动杆以及夹持杆之间的相互配合，实现了夹紧环对电主轴的高效夹紧作用，同时与定位环进行配合，确保了电主轴在加工过程中不会发生晃动，实用性强，可靠性高。

附图说明

图1为基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置的结构示意图。

图2为图1中A-A的剖视结构示意图。

图3为基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置中定位环的结构示意图。

图中：1-固定框、2-支撑腿、3-驱动电机、4-主动带轮、5-从动带轮、6-皮带、7-限位框、8-导向块、9-旋转轴、10-右旋螺纹、11-左旋螺纹、12-升降块、13-铰接柱、14-连接柱、15-转动杆、16-电主轴、17-夹持杆、18-夹持环、19-定位柱、20-定位环、21-限位板、22-内螺纹孔、23-缓冲弹簧、24-升降槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

参阅图1～3，本发明实施例中，一种基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，包括固定框1，所述固定框1下端两侧安装支撑腿2，用于对固定框1进行支撑限位，固定框1下端中部安装驱动电机3，用于带动主动带轮4进行转动，所述驱动电机3为整个装置的动力来源，所述驱动电机3为双转向步进电机，将驱动电机3设置成双方向转动，使得主动带轮4的转动是双向的，进而使得旋转轴9的运动也是双向转动的，所述驱动电机3电性连接有控制面板，从而实现对驱动电机3的启动或者关闭，驱动电机3上端的输出轴连接有主动带轮4，主动带轮4两端通过皮带6连接有从动带轮5，进而使得主动带轮4在转动的同时通过皮带6的作用带动两端的从动带轮5进行转动，从动带轮5中部安装旋转轴9，所述旋转轴9上端中部设有左旋螺纹11，下端中部设有右旋螺纹10，在旋转轴9上下两侧中部设置旋向相反的左旋螺纹11以及右旋螺纹10，使得两个升降块12在上下移动时的方向是相反的，确保了夹持杆7对于电主轴16的夹紧作用，旋转轴9外侧安装限位框7，所述限位框7固定于固定框1上端两侧，限位框7内侧安装限位板21，所述限位板21中部设有与升降块12相互配合的升降槽24，升降槽24为燕尾槽，通过在限位板21中部设有燕尾槽结构的升降槽4，使得升降块12在上下升降过程中不会发生晃动，确保了夹持杆17对于电主轴16的稳定夹持，所述旋转轴9上下两端中部分别安装升降块12，所述升降块12中部设有与旋转轴9相互配合的内螺纹孔22，在升降块12内部设置内螺纹孔22并且与设置在旋转轴9两端中部的左旋螺纹11以及右旋螺纹10进行配合，从而将旋转轴9的旋转运动转化为升降块12的上下直线运动，升降块12中部铰接有转动杆15，转动杆15另一端通过连接柱14铰接有夹持杆17中部，使得转动杆15在转动过程中可以带动夹持杆17也进行相应的转动操作，夹持杆17内侧一端通过铰接柱13铰接有导向块8，所述导向块8固定于限位框7中部，夹持杆17外侧一端安装夹持环18，所述夹持环18与夹持杆17通过螺纹方式进行可拆卸式安装固定，所述夹持环18的内径尺寸有多重结构，进而对于不同直径的电主轴16可以更换不同的夹持环18，从而满足了不同尺寸电主轴16的夹持固定需要，所述导向块8中部滑动设置有定位柱19，所述定位柱19可以沿着导向块8进行左右滑动，定位柱19另一端安装定位环20，定位环20与导向块8之间的定位柱19外侧套设有缓冲弹簧23，通过设置缓冲弹簧23使得定位环20与电主轴16之间的距离时可以进行调节支撑的，所述夹持环18之间、定位环20之间夹持有电主轴16。

实施例2

本发明的另外一种实施例中，该实施例与上述实施例的区别之处在于，所述夹持环18和定位环20均为半圆弧形结构，通过设置半圆弧形结构使得夹持环18和定位环20与需要夹持的电主轴16可以更好的贴合，增加了电主轴16的夹持效果。

本发明，使用时，启动驱动电机3，驱动电机3带动主动带轮4转动，然后通过皮带6的配合，使得从动带轮5带动旋转轴转9动，然后使得升降块12往限位框7中部方向移动，之后通过转动杆15作用，使得夹持杆17往限位框7中部水平方向转动靠拢，进而使得两个夹持环18之间的距离缩小，实现了对电主轴16的有效夹持，整个过程操作十分简单，且夹持效果也十分明显，使得对电主轴16加工时不会发生晃动。本发明，结构合理，设计新颖，通过设有的旋转轴9、升降块12、转动杆15以及夹持杆17之间的相互配合，实现了夹紧环对电主轴16的高效夹紧作用，同时与定位环20进行配合，确保了电主轴16在加工过程中不会发生晃动，实用性强，可靠性高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，包括固定框（1），固定框（1）下端中部安装驱动电机（3），驱动电机（3）上端的输出轴连接有主动带轮（4），其特征在于，主动带轮（4）两端通过皮带（6）连接有从动带轮（5），从动带轮（5）中部安装旋转轴（9），旋转轴（9）外侧安装限位框（7），限位框（7）内侧安装限位板（21），所述旋转轴（9）上下两端中部分别安装升降块（12），升降块（12）中部铰接有转动杆（15），转动杆（15）另一端通过连接柱（14）铰接有夹持杆（17）中部，夹持杆（17）内侧一端通过铰接柱（13）铰接有导向块（8），夹持杆（17）外侧一端安装夹持环（18），所述导向块（8）中部滑动设置有定位柱（19），定位柱（19）另一端安装定位环（20），定位环（20）与导向块（8）之间的定位柱（19）外侧套设有缓冲弹簧（23），所述夹持环（18）之间、定位环（20）之间夹持有电主轴（16）。

2.根据权利要求1所述的基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，其特征在于，所述固定框（1）下端两侧安装支撑腿（2）。

3.根据权利要求1所述的基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，其特征在于，所述旋转轴（9）上端中部设有左旋螺纹（11），下端中部设有右旋螺纹（10）。

4.根据权利要求1或3所述的基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，其特征在于，所述升降块（12）中部设有与旋转轴（9）相互配合的内螺纹孔（22）。

5.根据权利要求1所述的基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，其特征在于，所述限位板（21）中部设有与升降块（12）相互配合的升降槽（24），升降槽（24）为燕尾槽。

6.根据权利要求1所述的基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，其特征在于，所述限位框（7）固定于固定框（1）上端两侧。

7.根据权利要求1所述的基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，其特征在于，所述驱动电机（3）为双转向步进电机。

8.根据权利要求1所述的基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，其特征在于，所述夹持环（18）和定位环（20）均为半圆弧形结构。

9.根据权利要求1所述的基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，其特征在于，所述导向块（8）固定于限位框（7）中部。

10.根据权利要求7所述的基于可靠性及安全性考虑的电主轴加工用夹持装置，其特征在于，所述驱动电机（3）电性连接有控制面。