CN203830743U - 一种卧式滚齿机工件主轴装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种卧式滚齿机工件主轴装置，包括编码器、角接触轴承组、电机安装座、连轴结、空心伺服电机定子和转子、工件轴箱体、工件主轴、内隔套、外隔套、双向推力轴承、圆柱滚子轴承、工件夹头组件；所述工件主轴为空心旋转轴，所述工件主轴左端设置有工件放松组件，所述工件放松组件内工件主轴上设置有高精度编码器，所述高精度编码器与所述工件主轴固接，所述工件主轴通过空心伺服电机定子与工件箱体连接，所述工件主轴的内设置有顶杆和连接杆，所述工件主轴外侧设置有预紧回转组件，所述工件主轴右端设置有工件夹头组件；本新型从根本上避免累积误差和分度误差，应用直驱技术和同轴位置编码器，提高工件的加工精度和表面质量。

Description

一种卧式滚齿机工件主轴装置

技术领域

本实用新型涉及一种滚齿机技术设备领域，特别涉及一种卧式滚齿机工件主轴装置。

背景技术

滚齿机是齿轮加工机床中应用最广泛的一种机床，在滚齿机上可切削直齿、斜齿、圆柱齿轮，还可加工蜗轮、链轮等，齿轮是一种关键的机械传动基础性构件，被广泛应用于各类机械中。随着科学技术的发展，对齿轮加工机床提出了越来越高的要求，主要体现在数控、高效、高精度和环保加工等方面，由于滚齿机中的工件主轴是滚齿机重要部件之一，对于滚齿机的工件主轴的驱动方式、传动方式和数控方式直接影响到整台滚齿机的加工精度和加工效率。

现有滚齿机的工件主轴多采齿轮或链传动，在高精度加工过程中，传动部件之间配合频繁，使用中特别容易磨损，造成加工精度不高，从而常因工件主轴精度的降低和保持性差而导致滚齿机不能承受重载荷的切削条件；齿轮与轴的联结方式多为键、花键、销钉等，容易产生应力集中，使得现有技术的滚齿机在驱动、传动、数控方面不能满足实际生产加工的需要，难以消除滚齿展成运动中传动元件的制造误差和间隙装配误差对于齿轮加工的影响。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种卧式滚齿机工件主轴装置，针对齿轮制造加工中所存在的缺陷问题，彻底去除卧式滚齿机床工件轴的中间传动环节，从根本上避免由于中间传动环节造成的累积误差和分度误差，采用空心伺服电机直接套接在工件主轴上，并装配高精度编码器与控制系统配合，形成全闭环数据信号控制回路，提高工件的加工精度。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种卧式滚齿机工件主轴装置，包括液压油接口、液压壳体、油缸活塞、顶杆、编码器、轴承端盖a、轴承座、角接触轴承组a、电机安装座、连轴结、空心伺服电机定子、空心伺服电机转子、工件轴箱体、工件主轴、精密锁紧螺母a、隔套、角接触轴承组b、内隔套、外隔套a、双向推力轴承、外隔套b、圆柱滚子轴承、调整垫、轴承端盖b、氟胶油封、夹头体、定位顶尖、工件夹头、定位销、连接套、支承盖、蝶形弹簧组、压板、连接杆、精密锁紧螺母b、平键和精密锁紧螺母c，其特征在于：

所述工件轴箱体通过电机安装座、空心伺服电机定子、轴承端盖b和外隔套a将工件主轴连接固定，所述工件主轴为空心旋转轴，所述工件主轴左端设置有工件放松组件，所述工件放松组件内工件主轴上设置有高精度编码器，所述高精度编码器与所述工件主轴固接，所述工件主轴通过空心伺服电机定子与工件箱体连接，所述工件主轴的内设置有顶杆和连接杆，所述工件主轴外侧设置有预紧回转组件，所述工件主轴右端设置有工件夹头组件。

所述空心伺服电机转子通过连轴结直接同轴驱动所述工件主轴，所述工件主轴为空心轴，其右端设有伸缩夹紧式工件夹头组件。

所述直驱零传动数控卧式滚齿机工件主轴装置包括工件主轴箱体、工件主轴、空心伺服电机定子和空心伺服电机转子、连轴结、高精度编码器、电机连接座组成。所述工件主轴设置为旋转轴，由空心伺服电机转子通过连轴结直接驱动；工件主轴的实际圆周位置由同轴高精度编码器确定。

所述空心伺服电机转子的一端靠紧在所述工件主轴对应的台阶面上，所述空心伺服电机转子的另一端与所述连轴结固定，所述连轴结通过精密锁紧螺母c锁紧，所述连轴结通过所述平键与所述工件主轴连接，实现所述空心伺服电机转子与所述工件主轴的连接。

所述空心伺服电机定子的一端靠紧在所述工件主轴箱体预留的台阶面上，所述空心伺服电机定子的另一端通过所述电机连接座安装在所述工件主轴箱体上。

所述工件主轴的前端与所述工件主轴箱体之间安装有角接触轴承组b、内隔套、外隔套a、双向推力轴承、外隔套b、圆柱滚子轴承。所述圆柱滚子轴承的内孔为圆锥面，所述工件主轴与之对应的部分为相配合的圆锥面。所述圆柱滚子轴承与所述工件主轴之间的配合公差由调整垫调整。所述精密锁紧螺母a通过隔套实现以上述轴承的轴向预紧。以上设置的轴承组承受径向力与轴向力，受力结构好，使得所述工件主轴具有高的回转精度。

所述电机连接座设置有用于所述工件主轴后端支承的角接触轴承组a、轴承端盖a、轴承座及对应的氟胶油封。

所述圆柱滚子轴承的外端设置有轴承端盖b，所述轴承端盖b与所述工件主轴的前端设置有氟胶油封；所述角接触轴承组b的后端外圈由箱体预留的台阶孔支承。

所述工件主轴箱左端设置有工件放松组件，所述工件放松组件设置有液压油接口、液压壳体、油缸活塞，所述工件放松组件内设置有工件放松油缸及对应的O型密封环。

所述伸缩夹紧式工件夹头组件由夹头体、伸缩夹紧式工件夹头、定位销、连接套、支承盖、蝶形弹簧组、压板、连接杆、精密锁紧螺母b组成。根据工件不同尺寸可更换伸缩夹紧式工件夹头。所述伸缩夹紧式工件夹头右端的工作部位设置有锥度，周边设置有等分槽。所述夹头体头部设置有与伸缩夹紧式工件夹头配合的锥度。

通过预先调节精密锁紧螺母b压缩蝶形弹簧组来调整伸缩夹紧式工件夹头的夹持力;所述蝶形弹簧组通过连接杆及连接套作用于伸缩夹紧式工件夹头上，将工件夹紧；夹紧力调整完成后再将工件夹头组件安装到所述工件主轴的前端。需放松工件时，工件放松组件的油缸活塞通过顶杆带动连接杆压缩蝶形弹簧组，将伸缩夹紧式工件夹头顶出，释放工件。

工件夹紧时工件夹头的最大后退行程由支承盖限制；在伸缩夹紧式工件夹头内，设置有工件定位顶尖。

通过上述技术方案，本实用新型技术方案的有益效果是：彻底去除卧式滚齿机床工件主轴的中间传动环节，从根本上避免由于中间传动环节造成的累积误差和分度误差，应用内装式电机即直驱技术，采用空心伺服电机直接套装在工件主轴上，主轴尾部同轴安装一个高精度位置编码器反馈主轴位置信息，并与滚齿机控制系统配合，反馈元件直接检测工件轴位置，构成了真正意义的全闭环控制回路。可以得到理想的分度精度和很好的表面质量，提高工件的加工精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所公开的一种卧式滚齿机工件主轴装置结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.液压油接口     2.液压壳体     3.油缸活塞   4.顶杆

5.编码器         6.轴承端盖a    7.轴承座     8.角接触轴承组a

9.电机安装座 10.连轴结 11.空心伺服电机定子  12.空心伺服电机转子

13.工件轴箱体  14.工件主轴   15.精密锁紧螺母a      16.隔套

17.角接触轴承组b  18.内隔套 19.外隔套a    20.双向推力轴承

21.外隔套b   22.圆柱滚子轴承   23.调整垫     24.轴承端盖b

25.氟胶油封  26.夹头体       27.定位顶尖      28.工件夹头

29.定位销    30.连接套  31.支承盖  32.蝶形弹簧组  33.压板

34.连接杆    35.精密锁紧螺母b  36.平键    37.精密锁紧螺母c

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本新型技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据图1，本实用新型提供了一种卧式滚齿机工件主轴装置，包括液压油接口1、液压壳体2、油缸活塞3、顶杆4、编码器5、轴承端盖a6、轴承座7、角接触轴承组a8、电机安装座9、连轴结10、空心伺服电机定子11、空心伺服电机转子12、工件轴箱体13、工件主轴14、精密锁紧螺母a15、隔套16、角接触轴承组b17、内隔套18、外隔套a19、双向推力轴承20、外隔套b21、圆柱滚子轴承22、调整垫23、轴承端盖b24、氟胶油封25、夹头体26、定位顶尖27、工件夹头28、定位销29、连接套30、支承盖31、蝶形弹簧组32、压板33、连接杆34、精密锁紧螺母b35、平键36和精密锁紧螺母c37。

所述工件主轴14由空心伺服电机转子12通过连轴结10直接同轴驱动旋转，所述工件主轴14为空心轴，其右端设有伸缩夹紧式工件夹头组件。

所述直驱零传动数控卧式滚齿机工件主轴装置包括工件主轴箱体13、工件主轴14、空心伺服电机定子11和空心伺服电机转子12、连轴结10、高精度编码器5、电机连接座9组成。所述工件主轴14设置为旋转轴，由空心伺服电机转子9通过连轴结8直接驱动。工件主轴14的实际圆周位置由同轴高精度编码器3确定。

所述空心伺服电机转子12的一端靠紧在所述工件主轴14对应的台阶面上，所述空心伺服电机转子12的另一端与连轴结10固定，所述连轴结10通过精密锁紧螺母c37锁紧，所述连轴结10通过所述平键36与所述工件主轴14连接，实现空心伺服电机转子12与工件主轴14的连接。

所述空心伺服电机定子11的一端靠紧在所述工件主轴箱体13预留的台阶面上，所述空心伺服电机定子11的另一端通过所述电机连接座9安装在所述工件主轴箱体13上。

所述工件主轴14的前端与所述工件主轴箱体13之间安装有角接触轴承组b17、内隔套18、外隔套a19、双向推力轴承20、外隔套b21、圆柱滚子轴承22。所述圆柱滚子轴承22的内孔为圆锥面，所述工件主轴14与之对应的部分为相配合的圆锥面。所述圆柱滚子轴承22与所述工件主轴14之间的配合公差由调整垫23调整。所述精密锁紧螺母a15通过隔套16实现以上轴承的轴向预紧。以上设置的轴承组承受径向力与轴向力，受力结构好，使得所述工件主轴14具有高的回转精度。

所述电机连接座9设置有用于所述工件主轴14后端支承的角接触轴承组a8、轴承端盖a6、轴承座7及对应的氟胶油封。

所述圆柱滚子轴承22的外端设置有轴承端盖b24，所述轴承端盖b24与所述工件主轴14的前端设置有氟胶油封25。角接触轴承组b17的后端外圈由工件主轴箱13预留的台阶孔支承。

所述工件主轴箱13左端设置有工件放松组件，所述工件放松件设置有液压油接口1、液压壳体2、油缸活塞3，所述工件放松组件内设置有油缸活塞3及对应的O型密封环。

伸缩夹紧式工件夹头组件由夹头体26、伸缩夹紧式工件夹头28、定位销29、连接套30、支承盖31、蝶形弹簧组32、压板33、连接杆34、精密锁紧螺母b35组成。根据工件不同尺寸可更换伸缩夹紧式工件夹头28。伸缩夹紧式工件夹头28右端的工作部位设置有锥度，周边设置有等分槽。夹头体26头部设置有与伸缩夹紧式工件夹头28配合的锥度。

通过预先调节精密锁紧螺母b35压缩蝶形弹簧组32来调整伸缩夹紧式工件夹头28的夹持力。蝶形弹簧组32通过连接杆34及连接套30作用于伸缩夹紧式工件夹头28上，将工件夹紧。夹紧力调整完成后再将工件夹头组件安装到工件主轴14的前端。需放松工件时，工件放松油缸活塞3通过顶杆4带动连接杆34压缩蝶形弹簧组32，将伸缩夹紧式工件夹头28顶出，释放工件。

工件夹紧时工件夹头28的最大后退行程由支承盖31限制。

在伸缩夹紧式工件夹头28内，设置有工件定位顶尖27。

通过上述具体实施例，本实用新型的有益效果是：应用内装式电机即直驱技术，采用空心伺服电机直接套装在工件主轴上，主轴尾部同轴安装一个位置编码器反馈主轴位置。反馈元件直接检测工件轴位置，构成了真正意义的全闭环。可以得到理想的分度精度和很好的表面质量。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种卧式滚齿机工件主轴装置，其特征在于，包括液压油接口、液压壳体、油缸活塞、顶杆、编码器、轴承端盖a、轴承座、角接触轴承组a、电机安装座、连轴结、空心伺服电机定子、空心伺服电机转子、工件轴箱体、工件主轴、精密锁紧螺母a、隔套、角接触轴承组b、内隔套、外隔套a、双向推力轴承、外隔套b、圆柱滚子轴承、调整垫、轴承端盖b、氟胶油封、夹头体、定位顶尖、工件夹头、定位销、连接套、支承盖、蝶形弹簧组、压板、连接杆、精密锁紧螺母b、平键和精密锁紧螺母c；所述工件轴箱体通过电机安装座、空心伺服电机定子、轴承端盖b和外隔套a将工件主轴连接固定，所述工件主轴为空心旋转轴，所述工件主轴左端设置有工件放松组件，所述工件放松组件内工件主轴上设置有高精度编码器，所述高精度编码器与所述工件主轴固接，所述工件主轴通过空心伺服电机定子与工件箱体连接，所述工件主轴的内设置有顶杆和连接杆，所述工件主轴外侧设置有预紧回转组件，所述工件主轴右端设置有工件夹头组件。 

2.根据权利要求1所述的一种卧式滚齿机工件主轴装置，其特征在于，所述空心伺服电机转子通过连轴结直接同轴驱动所述工件主轴，所述工件主轴为空心轴，所述工件主轴设置为旋转轴，由空心伺服电机转子通过连轴结直接驱动。 

3.根据权利要求1所述的一种卧式滚齿机工件主轴装置，其特征在于，所述工件主轴外侧同轴设置有编码器，精确定位所述工件主轴的位置信息。 

4.根据权利要求1所述的一种卧式滚齿机工件主轴装置，其特征在于，所述空心伺服电机转子的一端靠紧在所述工件主轴对应的台阶面上，所述空心伺服电机转子的另一端与所述连轴结固定，所述连轴结通过精密锁紧螺母c锁紧，所述连轴结通过所述平键与所述工件主轴连接。 

5.根据权利要求1所述的一种卧式滚齿机工件主轴装置，其特征在于，所述空心伺服电机定子的一端靠紧在所述工件主轴箱体预留的台阶面上，所述空心伺服电机定子的另一端通过所述电机连接座安装在所述工件主轴箱体上。 

6.根据权利要求1所述的一种卧式滚齿机工件主轴装置，其特征在于， 所述工件主轴的前端与所述工件主轴箱体之间安装有角接触轴承组b、内隔套、外隔套a、双向推力轴承、外隔套b、圆柱滚子轴承，所述圆柱滚子轴承的内孔为圆锥面，所述工件主轴与之对应的部分为相配合的圆锥面，所述圆柱滚子轴承与所述工件主轴之间的配合公差由调整垫调整，所述精密锁紧螺母a通过隔套实现以上述轴承的轴向预紧。 

7.根据权利要求1所述的一种卧式滚齿机工件主轴装置，其特征在于，所述工件夹头组件由夹头体、工件夹头、定位销、连接套、支承盖、蝶形弹簧组、压板、连接杆、精密锁紧螺母b组成；所述工件夹头右端的工作部位设置有锥度，周边设置有等分槽；所述夹头体头部设置有与工件夹头配合的锥度。