CN201889637U - 车铣复合加工中心的高刚性高定位精度b轴装置 - Google Patents
车铣复合加工中心的高刚性高定位精度b轴装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201889637U CN201889637U CN2010205070898U CN201020507089U CN201889637U CN 201889637 U CN201889637 U CN 201889637U CN 2010205070898 U CN2010205070898 U CN 2010205070898U CN 201020507089 U CN201020507089 U CN 201020507089U CN 201889637 U CN201889637 U CN 201889637U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shaft
- axle
- precision
- rear end
- fluted disc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
车铣复合加工中心的高刚性高定位精度B轴装置，其特征在于采用大转矩、高可靠性的力矩电机实现直接驱动，反馈圆光栅直联结构，保证B轴的高动态特性和高定位精度；采用高精度、高刚性转台轴承作为B轴的回转支撑；应用轴承前端的三齿盘结构实现B轴固定角度加工时的高刚性和高定位精度；通过比例液压控制的B轴任意位置锁紧机构，提高B轴任意角度加工时的刚性和定位精度，并为B轴插补加工增加减振阻尼。本设计装备在高速五轴车铣复合加工中心上，实现了机床的高速、高精、复合化加工，解决了三个关键技术问题，即B轴高定位精度的实现方式；B轴高刚性的实现方式；小空间内B轴附属功能的实现方式。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械制造设备，机床中的高速车铣复合加工中心上的高刚性高定位精度B轴装置。
背景技术
车铣复合加工机床上的B轴装置可带动装有刀具的车铣主轴进行旋转或固定。B轴旋转与其他轴配合实现多轴联动功能，可完成复杂空间曲面的加工；B轴固定可完成车削或固定角度倾斜面的铣削、钻削、磨削等多工序的复合加工。现在国内机床的B轴装置基本上都用伺服电机驱动，动力传动主要由齿型带、齿轮或蜗轮蜗杆配合实现，传统机械传动方式进行分度控制，不可避免地存在传动间隙，使B轴装置的定位精度受到一定的影响；轴承结构普遍采用滚针轴承或角接触球轴承，B轴进行插补加工时的承载能力有限；国内现有的B轴三齿盘结构普遍安装在轴承的后侧，影响了B轴锁紧时进行固定角度加工的能力。B轴是复合加工机床的核心部件，B轴的精度和刚性在很大程度上决定了机床的精度和刚性。为了满足航空、航天、军工等行业对高精度、形状复杂的回转体零件加工的要求，真正做到在提高工作效率的同时保证零件的加工精度，需要开发一款高刚性高定位精度的B轴装置，实现机床的高效、高精和复合化，满足日益增长的市场需求。
发明内容
本实用新型的目的是提供一款车铣复合加工中心的高刚性高定位精度B轴装置，装备在高速五轴车铣加工中心上，实现机床的高效、高精和复合化加工。
高刚性高定位精度B轴装置，装备在高速五轴车铣复合加工中心上，并有配套的电气、液压、冷却控制部分与机床上的系统对应结合，其特征在于主轴前端大径外周台肩前安装三齿盘，主轴前端小径外周与主轴同心由内至外安装力矩电机、水套和轴套，力矩电机前端与主轴台肩之间安装转台轴承；主轴后端安置延长轴，通过前端的螺钉与主轴后端固定；轴套的后端盖上安置刹车机构，法兰盘内周安装有限位机构；延长轴外周的配油环前端通过螺钉与法兰盘固定，后端通过固定架与滑枕固定；延长轴末端安装圆光栅、电子刹车。
本设计装备在高速五轴车铣复合加工中心上，实现了机床的高速、高精、复合化加工，解决了三个关键技术问题，即B轴高定位精度的实现方式；B轴高刚性的实现方式；小空间内B轴附属功能的实现方式。
在本实用新型中，大转矩、高可靠性的力矩电机与主轴同轴装配，实现直接驱动，真正实现了无间隙传动，大大提高了B轴的定位精度。外环配有水套，对力矩电机进行循环冷却，控制B轴温升。反馈圆光栅置于主轴后端延长轴端形成直联结构，保证B轴的高动态特性和高定位精度，保证B轴的分度精度。主轴外台肩安装高精度、高刚性转台轴承作为B轴的回转支撑，应用轴承前端的三齿盘结构实现B轴固定角度加工时的高刚性和高定位精度，通过比例液压控制的B轴任意位置锁紧机构，提高B轴任意角度加工时的刚性和定位精度，并为B轴插补加工增加减振阻尼。
附图说明
图1是B轴装置剖视示意图；
图2是刹车机构放大示意图；
图3是限位机构示意图；
具体实施方式
高刚性高定位精度B轴装置，装在高速五轴车铣复合加工机床上，并有配套的电气、液压、控制部分与机床上的系统对应结合，其特征在于机械部分包括下列三个方面：
1.B轴高定位精度的实现方式
如图1所示，主轴2小径外周与主轴同心由内至外安装力矩电机11、水套10和轴套27，轴套27内安装开关触杆8，力矩电机11前端与主轴2台肩之间安装转台轴承1；主轴2后端安置延长轴15，通过延长轴15前端的螺钉与主轴2后端固定；置于轴套27后端的后端盖33与法兰13盘之间安置刹车机构，法兰盘13内周安装有限位机构12；与延长轴15同心的配油环16前端通过螺钉与法兰盘13固定，法兰盘13与滑枕17固定，配油环16后端通过直角固定架18与固定在后端盖33和B轴装置端固定架31之间的固定架14紧固、B轴装置端固定架31与滑枕17固定；配油环16的外圆上有一系列进、出油孔，分别与机床的液压系统相连接。延长轴15末端安装圆光栅20、电子刹车19。固定架空间内接入油、水、气、电管路和配置。
三齿盘结构：锁紧齿盘5安装在主轴2前端外周台肩前，动齿盘6通过调整垫28固定在主轴2外周台肩上，动齿盘6外周的定齿盘7通过轴套27固定在滑枕17上，油缸套29与前端盖30和锁紧齿盘5构成三齿盘结构的松开油缸3，前端盖30与锁紧齿盘5和主轴2构成三齿盘结构的锁紧油缸4，在锁紧齿盘5与前端盖30之间安置一个导向键，避免锁紧齿盘5旋转；前端盖30固定在滑枕17上。
作业状态：B轴装置分度前，主轴2前端的三齿盘机构的松开油缸3进油，锁紧齿盘5与动齿盘6和定齿盘7脱开，开关触杆8前伸，限位开关发信号确认锁紧齿盘5完全脱开；主轴2后端的刹车机构锁紧油缸22卸载；延长轴15后端的电子刹车19供电松开；然后大扭矩的力矩电机11开始供电直接驱动主轴2在一定角度范围内旋转，实现B轴分度。延长轴15后端配有高精度直联反馈圆光栅20，保证B轴的定位精度。主轴2支撑采用高精度的转台轴承1，显著提高刚性的同时也保证了主轴2的旋转精度。当B轴需要在某一角度锁紧时，高精度的三齿盘和刹车机构保证了B轴的定位精度。综上所述，通过高精度的旋转支撑、高精度的系统反馈、无间隙的传动方式及高精度的锁紧机构，实现了B轴的高定位精度。
2.B轴高刚性的实现方式
刹车机构如图2所示，位于延长轴15前端外台肩处法兰盘13与后端盖33之间，后端盖33相对固定刹车片23的面有6个沉孔，内装回弹弹簧25，并与旋转刹车片21为同一平面；法兰盘13内有一环形槽，密封圈24与环形槽构成油缸22，密封圈24右侧与固定刹车片23接触，位于延长轴15前端外台肩直角处安置调整垫32，调整刹车片之间的间隙。
该B轴装置有两种锁紧固定方式，当B轴分度角度是2.5°的整数倍时，通过轴承前端的锁紧齿盘进行固定；当B轴分度角度不是2.5°的整数倍时，通过B轴后端的刹车机构进行锁紧。在B轴参与插补加工的过程中，如果出现振动，可以对B轴后端的刹车机构进行低压控制，使其起到增加减振阻尼的作用。B轴装置后端有复杂的液压、冷却、气动配给装置，保证B轴装置及车削主轴功能的实现。
作业状态：如图1所示，B轴进行2.5°整数倍的固定角度加工时，主轴2前端的三齿盘机构的锁紧油缸4进油，锁紧齿盘5与动齿盘6和定齿盘7啮合锁紧，开关触杆8后伸，限位开关发信号确认锁紧齿盘5啮合可靠，将主轴2完全锁紧。此时加工切削力完全由三齿盘承受，转台轴承1不受力，因此将三齿盘设计在B轴的最前端大大提高了B轴的刚性。B轴参与插补加工时，所有的锁紧机构松开，力矩电机11驱动主轴2旋转参与多轴联动加工。额定扭矩可达1000Nm的大扭矩力矩电机11的采用有力地保证了B轴插补加工的能力；较之滚针轴承和角接触球轴承，转台轴承1的应用大大提高了B轴插补加工的刚性。综上所述，通过大扭矩力矩电机11，高刚性转台轴承1以及三齿盘机构前置，实现了B轴的高刚性。
3.小空间内B轴附属机构的实现方式
虽然B轴的空间较小，但其附属功能较多。
a.如图1所示，三齿盘的开关触杆8的结构：主体为两个细长杆，中间由弹簧9对接成一体；开关触杆8前端穿过定齿盘7与锁紧齿盘5接触，后端固定在后端盖33上。开关触杆8采用前后两个杆利用弹簧9对接的方式，提高加工工艺性，在小空间内实现了三齿盘锁紧状态的监控。
b.如图2所示，当B轴需要锁紧的角度不是2.5°的整数倍时，则通过主轴2后端的刹车机构进行锁紧。锁紧时，油缸22进入高压油，压迫固定刹车片23与旋转刹车片21接触，依靠摩擦力实现B轴的锁紧；松开时，油缸22液压卸载，回弹弹簧25压迫固定刹车片23与旋转刹车片21松开。
c.如图3所示，为保证B轴在误操作的情况下也不会超出安全角度，设计了角度限位机构。限位机构：用于限位的旋转块12安装在延长轴15外周的端面上，位于配油环16前端与法兰盘13之间的空间内，旋转块12为一截弧形体，其两宽端立面通过螺栓固定橡胶块26，其高度与在同一圆周内的法兰盘13突起体相同，法兰盘13突起体与旋转块相对180°设置。法兰盘13安装在滑枕17上固定不动；旋转块12安装在延长轴15上随主轴2一起旋转，当B轴超出旋转角度时，橡胶块26与法兰盘13的突起相撞，限制住了主轴的旋转角度。
d.刹车机构安装时，通过修磨调整垫32，保证旋转刹车片21与后端盖33之间的间隙为0.2mm；通过修磨后端盖33的左侧面，保证固定刹车片23与旋转刹车片21之间的间隙为0.2mm；通过修磨安装在定齿盘7后端的调整垫28，保证动齿盘6在轴向上比定齿盘7低0.002mm。
Claims (6)
1.车铣复合加工中心的高刚性高定位精度B轴装置，并有配套的电气、液压、冷却控制部分与机床上的系统对应结合，其特征在于主轴(2)前端大径外周台肩前安装三齿盘，小径外周与主轴同心由内至外安装力矩电机(11)、水套(10)和轴套(27)，轴套(27)内安装开关触杆(8)，力矩电机前端与主轴台肩之间安装转台轴承(1)；主轴(2)后端安置延长轴(15)及其外周的配油环(16)，延长轴(15)通过主轴(2)后端的法兰盘(13)及固定架与滑枕(17)固定；轴套(27)后端的后端盖(33)上安置刹车机构，法兰盘(13)内周安装有限位机构；延长轴(15)末端安装圆光栅(20)、电子刹车(19)。
2.根据权利要求1所述的车铣复合加工中心的高刚性高定位精度B轴装置，其特征在于三齿盘结构：锁紧齿盘(5)安装在主轴(2)前端外周台肩前，动齿盘(6)通过调整垫(28)固定在主轴(2)外周台肩上，动齿盘(6)在轴向上比定齿盘(7)低0.002mm；动齿盘(6)外周的定齿盘(7)通过轴套(27)固定在滑枕(17)上，油缸套(29)与前端盖(30)和锁紧齿盘(5)构成三齿盘结构的松开油缸(3)，前端盖(30)与锁紧齿盘(5)和主轴(2)构成三齿盘结构的锁紧油缸(4)，在锁紧齿盘(5)与前端盖(30)之间安置一个导向键，避免锁紧齿盘(5)旋转；前端盖(30)固定在滑枕(17)上。
3.根据权利要求1所述的车铣复合加工中心的高刚性高定位精度B轴装置，其特征在于与延长轴(15)同心的配油环(16)前端通过螺钉与法兰盘(13)固定，法兰盘(13)与滑枕(17)固定，配油环(16)后端通过直角固定架(18)与固定在后端盖(33)和B轴装置端固定架(31)之间的固定架(14)紧固、B轴装置端固定架(31)与滑枕(17)固定；配油环(16)的外圆上有一系列进、出油孔，分别与机床的液压系统相连接。
4.根据权利要求1所述的车铣复合加工中心的高刚性高定位精度B轴装置，其特征在于三齿盘的开关触杆(8)的结构：主体为两个细长杆，中间由弹簧(9)对接成一体；开关触杆(8)前端穿过定齿盘(7)与锁紧齿盘(5)接触，后端固定在后端盖(33)上。
5.根据权利要求1所述的车铣复合加工中心的高刚性高定位精度B轴装置，其特征在于限位结构：用于限位的旋转块(12)安装在延长轴(15)外周的端面上，位于配油环(16)前端与法兰盘(13)之间的空间内，旋转块(12)为一截弧形体，其两宽端立面通过螺栓固定橡胶块(26)，其高度与在同一圆周内的法兰盘(13)突起体相同，法兰盘(13)突起体与旋转块(12)相对180°设置。
6.根据权利要求1所述的车铣复合加工中心的高刚性高定位精度B轴装置，其特征在于刹车机构：延长轴(15)前端外台肩处法兰盘(13)与后端盖(33)之间，后端盖(33)相对固定刹车片(23)的面有6个沉孔，内装回弹弹簧(25)，并与旋转刹车片(21)为同一平面；法兰盘(13)内有一环形槽，密封圈(24)与环形槽构成油缸(22)，密封圈(24)右侧与固定刹车片(23)接触，位于延长轴(15)前端外台肩直角处安置调整垫(32)，调整刹车片(21)与后端盖(33)之间的间隙为0.2mm，固定刹车片(23)与旋转刹车片(21)之间的间隙为0.2mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010205070898U CN201889637U (zh) | 2010-08-27 | 2010-08-27 | 车铣复合加工中心的高刚性高定位精度b轴装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010205070898U CN201889637U (zh) | 2010-08-27 | 2010-08-27 | 车铣复合加工中心的高刚性高定位精度b轴装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201889637U true CN201889637U (zh) | 2011-07-06 |
Family
ID=44219113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010205070898U Expired - Fee Related CN201889637U (zh) | 2010-08-27 | 2010-08-27 | 车铣复合加工中心的高刚性高定位精度b轴装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201889637U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102328235A (zh) * | 2011-09-15 | 2012-01-25 | 北京理工大学 | 一种可完成精密微小型车铣磨复合加工的yb轴装置 |
| CN102398154A (zh) * | 2011-08-05 | 2012-04-04 | 沈阳机床（集团）设计研究院有限公司 | 模块化b轴车铣复合功能单元 |
| CN103111640A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-22 | 常州市宏达机床数控设备有限公司 | 直驱式伺服刀架 |
| CN107297634A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-10-27 | 中山市捷上同程数控机床有限公司 | 一种液压夹紧式走心机 |
-
2010
- 2010-08-27 CN CN2010205070898U patent/CN201889637U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102398154A (zh) * | 2011-08-05 | 2012-04-04 | 沈阳机床（集团）设计研究院有限公司 | 模块化b轴车铣复合功能单元 |
| CN102328235A (zh) * | 2011-09-15 | 2012-01-25 | 北京理工大学 | 一种可完成精密微小型车铣磨复合加工的yb轴装置 |
| CN102328235B (zh) * | 2011-09-15 | 2013-12-04 | 北京理工大学 | 一种可完成精密微小型车铣磨复合加工的yb轴装置 |
| CN103111640A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-22 | 常州市宏达机床数控设备有限公司 | 直驱式伺服刀架 |
| CN103111640B (zh) * | 2013-01-31 | 2015-10-28 | 江苏宏达数控科技股份有限公司 | 直驱式伺服刀架 |
| CN107297634A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-10-27 | 中山市捷上同程数控机床有限公司 | 一种液压夹紧式走心机 |
| CN107297634B (zh) * | 2017-05-25 | 2022-06-28 | 中山市捷上同程数控机床有限公司 | 一种液压夹紧式走心机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103567550B (zh) | 全数控螺旋锥齿轮铣齿机 | |
| CN201889637U (zh) | 车铣复合加工中心的高刚性高定位精度b轴装置 | |
| US7909550B1 (en) | Swivel spindle head with gear device driven by multiple torque motors | |
| CN203556966U (zh) | 全数控螺旋锥齿轮铣齿机 | |
| CN202684239U (zh) | 便携式内螺纹加工设备 | |
| CN103418807B (zh) | 液压分度刀架 | |
| CN102581668B (zh) | 用于铣床的刀具定位夹紧机构 | |
| CN101927374B (zh) | 轴类回转工件不转动加工外圆机床 | |
| KR101545029B1 (ko) | 터닝센터의 툴 포스트 | |
| CN104096877B (zh) | 电动机定子止口双扩张夹筒式车夹具 | |
| CN201645224U (zh) | 机床中的夹持装置 | |
| CN202271170U (zh) | 模块化b轴车铣复合功能单元 | |
| CN101607323B (zh) | 车铣数控中心专用旋转刀塔及旋转方法 | |
| CN109676166A (zh) | 一种铣车复合主轴及其工作方法 | |
| CN204584755U (zh) | 一种多功能夹头 | |
| CN201455326U (zh) | 车铣数控中心专用旋转刀塔 | |
| CN104339168A (zh) | 一种车铣一体加工机床 | |
| CN213135063U (zh) | 一种凸轮滚子卧式摆头 | |
| CN104028846B (zh) | 一种齿轮铣削机构 | |
| CN204397345U (zh) | 一种车铣一体加工机床 | |
| CN209664315U (zh) | 一种铣车复合主轴 | |
| CN209598245U (zh) | 一种差速器壳体加工夹具 | |
| CN209598234U (zh) | 一种用于差速器壳体加工的刀具 | |
| CN201427250Y (zh) | 刀塔旋转结构 | |
| CN215144748U (zh) | 一种液压锁紧车铣主轴单元 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171220 Address after: 110142 the development zone of Shenyang economic and Technological Development Zone, Shenyang, Shenyang, Liaoning Province, No. 17 A No. 1-2 Patentee after: Shenyang machine tool (Group) Co., Ltd. precision NC Machine Tool Branch Company Address before: 110141 Shenyang economic and Technological Development Zone, Liaoning Province, No. 1, No. 17, No. 1, development road, Shenyang economic and Technological Development Zone Patentee before: Shenyang Machine Tools Plant No. 1 |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110706 Termination date: 20190827 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |