CN112317773A - 一种车铣复合主轴车铣转切传动装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车铣复合主轴车铣转切传动装置，包括主轴外壳和主轴，所述主轴外壳内设置有安装腔体，所述主轴沿轴向贯穿主轴外壳的安装腔体，所述主轴包括动力输入端、动力输出端和离合机构，所述动力输入端与动力源相连，所述动力输出端与刀具座相连，所述离合机构用于控制所述动力输入端与所述动力输出端的动力传输的启停。所述离合机构包括固定内圈、旋转内圈和浮动圈。本发明可以通过控制动力输出端的输出，使主轴具有高速旋转或静止不动的状态，在离合机构未啮合时，主轴旋转，在离合机构处于啮合状态时，主轴静止，实现了复合车铣主轴的车铣转切，从而实现了在一台机床上对待加工零件进行车削与铣削加工操作。

Description

一种车铣复合主轴车铣转切传动装置及工作方法

技术领域

本发明属于机床领域，具体涉及一种车铣复合主轴车铣转切传动装置及工作方法。

背景技术

随着制造业的不断发展，对工业产品的要求不断提高，为满足市场要求，必须提高生产效率，从而导致复合机床成为了当前世界机床技术发展的主流。进行复合加工的目的在于，在保持工序集中和减少工件重新安装定位的前提下，将更多的加工过程复合在一台机床上，铣车复合是将单一加工中心机床、单一数控车床加工工艺能力有机集成在同一台数控机床，变成工件旋转及刀具轴旋转都可以是主运动，从而提高加工件的精度、加工效率。

车铣复合机床的加工成型方式为车削和铣削，车削主要是用车刀对旋转的工件进行车削加工，铣削是用旋转的刀具对工件进行切削；车铣复合机床的核心机构是兼具铣削能力和车削能力的车铣复合主轴，在车铣复合机床处于铣削加工状态时，车铣复合主轴旋转；在车铣复合机床处于车削加工状态时，车铣复合主轴锁紧。现有的车铣复合主轴存在的缺陷在于，以环形缸为直线移动推力源力源。环形缸占用空间位置大，无法满足小空间集成零部件较多的使用环境要求。因此，急需一种车铣转切简单、占用空间小的车铣复合主轴车铣转切装置。

发明内容

针对上述现有技术不足与缺陷，本发明的目的在于，提供一种车铣复合主轴车铣转切传动装置及工作方法，以主轴的后轴承座为基体，将多个小动力缸环状布置在座体上，可灵活调整小动力缸的空间位置设置、大小与数量，方便在主轴结构中应用，从而解决了现有技术中车铣复合主轴的车铣转切结构占用空间大的技术问题。

为了达到上述目的，本申请采用如下技术方案予以实现：

一种车铣复合主轴车铣转切传动装置，包括主轴外壳和主轴，所述主轴外壳内设置有安装腔体，所述主轴沿轴向贯穿主轴外壳的安装腔体，其特征在于，所述主轴包括动力输入端、动力输出端和离合机构，所述动力输入端与动力源相连，所述动力输出端与刀具座相连，所述离合机构用于控制所述动力输入端与所述动力输出端的动力传输的启停。

本发明还具有以下技术特征：

所述离合机构包括固定内圈、旋转内圈和浮动圈；

所述固定内圈设置在位于主轴前端的拉杆压块的上方，所述拉杆压块和固定内圈由所述主轴驱动旋转；

所述旋转内圈形状配合地设置在固定内圈的上方且旋转内圈与固定内圈啮合或分离，所述旋转内圈还通过间隙调整垫连接设置在安装腔体内且靠近主轴前端处的后端盖；

所述浮动圈与设置在主轴后轴承座上的动力缸的活塞杆相连，并沿所述主轴的轴向移动与所述旋转内圈和固定内圈啮合或分离。

具体的，所述旋转内圈沿主轴轴向的内圆周与固定内圈沿主轴轴向的的外圆周尺寸配合；所述旋转内圈的沿主轴轴向的第一后端面和固定内圈沿主轴轴向的第二后端面与浮动圈沿主轴轴向的第一前端面尺寸配合。

具体的，所述活塞杆上沿主轴轴向设置有至少一个动力缸回位压簧，所述动力缸回位压簧另一端连接浮动圈。

具体的，所述主轴为中空主轴。

具体的，所述活塞杆的数量为4个。

本发明还提出了一种车铣复合主轴车铣转切传动装置的工作方法，该方法包括：

向动力缸内通入气体，使气体压力大于动力缸回位压簧弹力，在压差作用下，活塞杆沿轴向由后向前发生线性运动，浮动圈、旋转内圈和固定内圈三者进入啮合状态，由于拉杆压块与主轴固定连接，主轴被锁紧，不发生转动，刀具座上可安装车刀，进行车削加工；

不向动力缸内通入气体，动力缸回位压簧沿轴向有前向后发生线性运动，将活塞杆顶回动力缸时，浮动圈、旋转内圈和固定内圈三者进入分离状态，动力源驱动主轴转动，刀具座上可安装铣刀，进行铣削加工。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、本发明的车铣转切传动装置的轴向尺寸小，与现有的铣削主轴相比，在主轴长度不变的条件下，增加了离合功能，车铣转切传动装置可以通过控制动力输出端的输出，使主轴具有高速旋转或静止不动的状态，在离合机构未啮合时，主轴旋转，在离合机构处于啮合状态时，主轴静止，实现了复合车铣主轴的车铣转切，从而实现了在一台机床上对待加工零件进行车削与铣削加工操作。

2、与采用环形动力源的车铣转切传动装置相比，本发明车铣转切传动装置的轴向尺寸更短，更适用于铣车功能。

3、本发明装置结构及工作方法简单、发生故障率低、经济适用性强。

附图说明

图1为本发明的组装结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-主轴外壳，2-主轴，3-离合机构，4-刀具座，5-拉杆压块，6-间隙调整垫，7-后端盖，8-动力缸；

31-固定内圈，32-旋转内圈，33-浮动圈；81-活塞杆，82-动力缸回位压簧；321-第一后端面，311-第二后端面，331-第一前端面。

以下结合附图和实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

本发明所用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指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，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外，不能将上述术语理解为对本发明的限制，在本发明中采用图1中所示方向进行描述。需要说明的是，本发明以图1所示的“上”、“下”、“前”、“后”进行位置或方位描述。

此外，术语“第一”、“第二”等序数词仅用于描述目的，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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

遵从上述技术方案，如图1所示，一种车铣复合主轴车铣转切传动装置，包括主轴外壳1和主轴2，主轴外壳1内设置有安装腔体，主轴2沿轴向贯穿主轴外壳1的安装腔体，主轴2包括动力输入端、动力输出端和离合机构3，动力输入端与动力源相连，动力输出端与刀具座4相连，离合机构3用于控制动力输入端与动力输出端的动力传输的启停，动力输入端用于为主轴2提供旋转动力，动力输出端用于为对待加工零件进行铣削或车削加工的刀具提供动力，刀具座4用于固定刀具，根据切削加工的方式要求，刀具座4可夹持铣刀或车刀，以实现铣削或车削加工。

动力输入端可采用多种结构方式，以实现动力源的输出轴与主轴之间的轴端连接。

动力输出端可采用多种结构方式，用于紧固刀具以实现刀具与主轴2的固定连接。如，可以使用夹持型刀具座4。

作为本发明的一种优选方案，离合机构3包括固定内圈31、旋转内圈32和浮动圈33；

固定内圈31设置在位于主轴前端的拉杆压块5的上方，拉杆压块5和固定内圈31由主轴2驱动旋转；在本实施例中，拉杆压块沿主轴径向由下至上内缩为台阶状结构，生成限位台阶面，用于限定固定内圈的位置。

旋转内圈32形状配合地设置在固定内圈31的上方且旋转内圈32与固定内圈31啮合或分离，旋转内圈32还通过间隙调整垫6连接设置在安装腔体内且靠近主轴前端处的后端盖7；

浮动圈33与设置在主轴后轴承座上的动力缸8的活塞杆81相连，并沿主轴2轴向移动与旋转内圈32和固定内圈31啮合或分离。

作为本发明的一种优选方案，旋转内圈32沿主轴轴向的内圆周与固定内圈31沿主轴轴向的的外圆周尺寸配合；旋转内圈32的沿主轴轴向的第一后端面321和固定内圈31沿主轴轴向的第二后端面311与浮动圈33沿主轴轴向的第一前端面331尺寸配合。

作为本发明的一种优选方案，活塞杆81上沿主轴轴向设置有至少一个动力缸回位压簧82，动力缸回位压簧82另一端连接浮动圈33。浮动圈33可在动力缸回位压簧88的作用下沿主轴2的轴向滑动，从而接近或远离固定内圈31和旋转内圈32，浮动圈33、固定内圈31和旋转内圈32相互进行啮合或者分离，发挥离合控制功能。

作为本发明的一种优选方案，主轴2为中空主轴。

作为本发明的一种优选方案，活塞杆81的数量为4个。

实施例2

向动力缸8内通入气体，使气体压力大于动力缸回位压簧82弹力，在压差作用下，活塞杆81沿轴向由后向前发生线性运动，浮动圈33、旋转内圈32和固定内圈31三者进入啮合状态，由于拉杆压块5与主轴2固定连接，主轴2被锁紧，不发生转动，刀具座4上可安装车刀，进行车削加工；

不向动力缸8内通入气体，动力缸回位压簧82沿轴向有前向后发生线性运动，将活塞杆81顶回动力缸8时，浮动圈33、旋转内圈32和固定内圈31三者进入分离状态，动力源驱动主轴2转动，刀具座11上可安装铣刀，进行铣削加工。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

需要说明的是，本实施例中涉及到的所有部件，除特殊说明的之外，均为现有技术中可以通过购买获得的部件。

Claims (7)

1.一种车铣复合主轴车铣转切传动装置，包括主轴外壳(1)和主轴(2)，所述主轴外壳(1)内设置有安装腔体，所述主轴(2)沿轴向贯穿主轴外壳(1)的安装腔体，其特征在于，所述主轴(2)包括动力输入端、动力输出端和离合机构(3)，所述动力输入端与动力源相连，所述动力输出端与刀具座(4)相连，所述离合机构(3)用于控制所述动力输入端与所述动力输出端的动力传输的启停。

2.如权利要求1所述的车铣复合主轴车铣转切传动装置，其特征在于，所述离合机构(3)包括固定内圈(31)、旋转内圈(32)和浮动圈(33)；

所述固定内圈(31)设置在位于主轴前端的拉杆压块(5)的上方，所述拉杆压块(5)和固定内圈(31)由所述主轴(2)驱动旋转；

所述旋转内圈(32)形状配合地设置在固定内圈(31)的上方且旋转内圈(32)与固定内圈(31)啮合或分离，所述旋转内圈(32)还通过间隙调整垫(6)连接设置在安装腔体内且靠近主轴前端处的后端盖(7)；

所述浮动圈(33)与设置在主轴后轴承座上的动力缸(8)的活塞杆(81)相连，并沿所述主轴(2)轴向移动与所述旋转内圈(32)和固定内圈(31)啮合或分离。

3.如权利要求2所述的车铣复合主轴车铣转切传动装置，其特征在于，所述旋转内圈(32)沿主轴轴向的内圆周与固定内圈(31)沿主轴轴向的的外圆周尺寸配合；所述旋转内圈(32)的沿主轴轴向的第一后端面(321)和固定内圈(31)沿主轴轴向的第二后端面(311)与浮动圈(33)沿主轴轴向的第一前端面(331)尺寸配合。

4.如权利要求2所述的车铣复合主轴车铣转切传动装置，其特征在于，所述活塞杆(81)上沿主轴轴向设置有至少一个动力缸回位压簧(82)，所述动力缸回位压簧(82)另一端连接浮动圈(33)。

5.如权利要求1所述的车铣复合主轴车铣转切传动装置，其特征在于，所述主轴(2)为中空主轴。

6.如权利要求2所述的车铣复合主轴车铣转切传动装置，其特征在于，所述活塞杆(81)的数量为4个。

7.一种权利要求1-6任一权利要求所述的铣车复合主轴的工作方法，其特征在于，该方法包括：

向动力缸(8)内通入气体，使气体压力大于动力缸回位压簧(82)弹力，在压差作用下，活塞杆81沿轴向由后向前发生线性运动，浮动圈(33)、旋转内圈(32)和固定内圈(31)三者进入啮合状态，由于拉杆压块(5)与主轴(2)固定连接，主轴(2)被锁紧，不发生转动，刀具座(4)上可安装车刀，进行车削加工；

不向动力缸(8)内通入气体，动力缸回位压簧(82)沿轴向有前向后发生线性运动，将活塞杆(81)顶回动力缸(8)时，浮动圈(33)、旋转内圈(32)和固定内圈(31)三者进入分离状态，动力源驱动主轴(2)转动，刀具座(11)上可安装铣刀，进行铣削加工。

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