CN204366199U - 一种重型精密数控滚齿机滚刀架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机床领域，具体的说是一种重型精密数控滚齿机滚刀架，包括立柱滑座，其特征在于立柱滑座上设有旋转座、刀架体、电动浮动拉紧机构、电动主动拉紧机构、刀架体驱动装置、尾座驱动装置和滚刀组件，所述刀架体下端经下滑动导轨与旋转座上设有的滑道滑动连接，上端左侧经上滑动导轨与电动浮动拉紧机构中的尾座滑动连接，上端右侧与电动主动拉紧机构固定连接，所述刀架体前端设有尾座驱动装置，后端设有刀架体驱动装置，所述滚刀组件一端经电动浮动拉紧机构相固定，另一端经电动主动拉紧机构相固定，有效避免了过定位或定位不准的问题，可自动补偿切削过程中主轴系统的热伸长，极大的减小了切削过程中切削热对滚刀使用寿命和零件加工精度的影响。

Description

一种重型精密数控滚齿机滚刀架

技术领域

 本实用新型涉及机床技术领域，具体的说是一种重型精密数控滚齿机滚刀架。

背景技术

目前，国内现有大型滚齿机的滚刀架均为轻型结构，主轴轴承一般采用滑动轴承或主动侧单静压轴承结构（如专利申请公布号：CN102059408A），一般具有如下特征：在重切削条件下，主轴轴承特别容易磨损，常因主轴精度保持性差而导致齿轮加工精度降低；主轴刚性不足，无法满足重载荷切削、大进给切削要求，加工效率低；滚刀换刀多采用手动方式，刀具拉紧为液压拉紧装置，结构复杂，响应速度慢，且主轴两侧多为刚性拉紧装置，无法自动补偿切削过程中主轴系统的热伸长，影响滚刀的使用寿命和零件的加工精度。

发明内容

本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种加工精密高、精度保持性好、重载荷切削能力强、加工效率高的重型精密数控滚齿机滚刀架。

   本实用新型重型精密数控滚齿机滚刀架的技术方案是：

一种重型精密数控滚齿机滚刀架，包括立柱滑座，其特征在于立柱滑座上设有旋转座、刀架体、电动浮动拉紧机构、电动主动拉紧机构、刀架体驱动装置、尾座驱动装置和滚刀组件，所述刀架体下端经下滑动导轨与旋转座上设有的滑道滑动连接，上端左侧经上滑动导轨与电动浮动拉紧机构中的尾座滑动连接，上端右侧与电动主动拉紧机构固定连接，所述刀架体前端设有尾座驱动装置，后端设有刀架体驱动装置，所述滚刀组件一端经电动浮动拉紧机构相固定，另一端经电动主动拉紧机构相固定，以利于有效避免过定位或定位不准的问题，达到自动补偿切削过程中主轴系统的热伸长，极大的减小了切削过程中切削热对滚刀使用寿命和零件加工精度的影响。

本实用新型所述电动主动拉紧机构包括静压主轴、主静压轴套、长拉杆、定位轴承、定位环、驱动轮、主拉刀瓣爪、辅助支撑轴承和主电动拉紧缸，所述静压主轴内右前至后依次设有定位锥孔和拉杆驱动孔，外圆柱面上由前至后依次加工有主静压轴套配合面、轴肩及安装锥面，所述静压主轴外表面的主静压轴套配合面安装有主静压轴套，轴肩两侧分别设有定位轴承和驱动轮，安装锥面上设有辅助支撑轴承，所述静压主轴的拉杆驱动孔中设有主拉刀瓣爪和长拉杆，所述静压主轴前端设有定位环，后端设有主电动拉紧缸，所述静压主轴经主静压轴套与刀架体相连接，经辅助支撑轴承和定位轴承与立柱滑座相连接，所述驱动轮设在立柱滑座内，所述长拉杆一端与主拉刀瓣爪固定连接，另一端与主电动拉紧缸相连接，以利于通过主电动拉紧缸驱动主拉刀瓣爪前移来达到勾住滚刀组件，达到右端自动定位的作用。

本实用新型所述电动浮动拉紧机构包括轴套、辅助电动拉紧缸、拉杆、拉刀瓣爪、轴向定位轴承、弹性预紧盘、轴承座圈、连接法兰、隔套、锁紧螺母和法兰盘，轴套内孔右端加工有锥孔，外圆柱面上加工有静压轴套配合面、定位轴承安装用轴肩，所述轴套外端经安装有轴向定位轴承、弹性预紧盘、轴承座圈、隔套、锁紧螺母和法兰盘和静压轴套与尾座固定连接，内孔设有拉杆和拉刀瓣爪，所述轴套前端设有辅助电动拉紧缸，所述拉杆一端与辅助电动拉紧缸固定连接，另一端与拉刀瓣爪固定连接，以利于通过辅助电动拉紧缸驱动拉杆前端的拉刀瓣爪前移拉紧滚刀组件左端，达到左端自动定位的作用。

本实用新型还可在电动浮动拉紧机构上设有支架、导向柱、感应盘和检测开关，所述辅助电动拉紧缸后端设有导向柱，感应盘安装在导向柱上，所述法兰盘前端与支架固定连接，所述检测开关固定在支架上并与感应盘相对应，以利于检测尾座换刀点位置信号。

本实用新型所述刀架体驱动装置是由刀架体伺服电机、电机安装板、轴承座、驱动齿轮、传动齿轮、丝杆支撑轴承、滚珠丝杆副及连接板组成，所述滚珠丝杆副经固定在螺母上的连接板与旋转座右端固定连接，所述右端经轴承座内的丝杆支撑轴承与传动齿轮相连接，所述刀架体伺服电机经电机安装板与轴承座内的驱动齿轮相连接，所述驱动齿轮与传动齿轮相啮合，所述轴承座与立柱滑座的齿轮箱固定连接，以利于通过伺服电机动作，经传动齿轮副将运动传递给滚珠丝杆副，带动刀架体及安装于其上的主轴静压装置的右侧电动主动拉紧机构、尾座一起向左运动，使主轴静压装置的右侧电动主动拉紧机构慢慢接近滚刀组件，达到自动夹紧的作用。

本实用新型所述尾座驱动装置包括尾座驱动电机、电机安装板、传动齿轮副、丝杆支撑轴承、轴承座、连接座、滚珠丝杆、丝母安装座、尾座轴承套和支撑轴承，所述滚珠丝杆上由前至后设有传动齿轮副、丝杆支撑轴承、连接座、丝母、丝母安装座和支撑轴承、尾座轴承套，所述滚珠丝杆经支撑轴承、尾座轴承套插在尾座下部设有的导向孔内，中部经丝母安装座与尾座相连接，前部经连接座与刀架体固定连接，所述轴承座前端与尾座驱动电机固定连接，所述轴承座内设有传动齿轮副，以利于通过尾座驱动电机动作，经传动齿轮副将运动传递给滚珠丝杆副，带尾座及安装于其上的电动浮动拉紧机构一起向右运动，使电动浮动拉紧机构慢慢接近滚刀组件，会同电动主动拉紧机构一起将滚刀组件夹紧。

本实用新型所述滚刀组件包括滚刀杆、滚刀、套筒、套筒、平键、液压锁紧螺母、拉钉和拉钉，所述滚刀通过套筒、套筒、平键及液压锁紧螺母固定在滚刀杆上，滚刀杆右端加工有锥柄并安装有拉钉，滚刀杆右端加工有锥柄并安装有拉钉。

本实用新型所述滚刀杆右端还加工有端面键安装槽，所述滚刀杆经端面键穿过端面键安装槽与主轴固定连接，以利于传递主轴扭矩至滚刀组件。

    本实用新型的有益效果是：这种重型精密数控滚齿机滚刀架主轴采用大跨距静压轴承设计，主轴承载能力大、精度保持性好，能满足重载荷切削、大进给切削要求，切削效率高；滚刀拉紧采用电动拉紧装置，具有结构简单，响应快，拉紧稳定的优点；静压主轴装置右侧电动主动拉紧机构采用电动拉紧、锥柄定位方式，主轴左侧电动浮动拉紧机构采用电动浮动拉紧、锥柄定位方式，有效避免了过定位或定位不准的问题，可自动补偿切削过程中主轴系统的热伸长，极大的减小了切削过程中切削热对滚刀使用寿命和零件加工精度的影响。

附图说明  

结合附图和具体实施方式对发明加以详细说明

图1是滚刀架整体结构示意图。

图2是静压主轴装置结构示意图

图3是刀架进给装置结构示意图

图4是尾座进给装置结构示意图

图5是刀具组件结构示意图

图中标号

    1旋转座、 2刀架体、 3电动主动拉紧机构、 4尾座、 5刀架体驱动装置、 6尾座驱动装置、 7滚刀组件、 8主静压轴套、 9静压轴套、10主轴、11主电动拉紧缸、12长拉杆、 13 BT60拉刀瓣爪、14定位轴承 15辅助支撑轴承、16轴套、17辅助电动拉紧缸、18拉杆、19 BT50拉刀瓣爪、 20定位轴承、 21弹性预紧盘、 22轴承座圈、 23连接法兰、 24隔套、 25锁紧螺母、 26法兰盘、27支架、 28感应盘、 29导向柱、 30检测开关、 31主伺服电机、32电机安装板、 33轴承座、 34-35传动齿轮、 36丝杆支撑轴承、37滚珠丝杆、 38连接板、 39尾座驱动电机、 40电机安装板、 41传动齿轮副、 42丝杆支撑轴承、 43轴承座、 44连接座、 45滚珠丝杆、 46丝母安装座、 47尾座轴承套、 48支撑轴承、 49滚刀杆、50滚刀、 51套筒、 52套筒、 53平键、 54液压锁紧螺母 、55 BT60拉钉、 56 BT50拉钉、 57 端面键、58电动浮动拉紧机构。定位环59、驱动轮60。

具体实施方式

    下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如附图所示，一种重型精密数控滚齿机滚刀架，包括立柱滑座，其特征在于立柱滑座上设有旋转座1、刀架体2、电动浮动拉紧机构58、电动主动拉紧机构3、刀架体驱动装置5、尾座驱动装置6和滚刀组件7，所述刀架体2下端经下滑动导轨与旋转座1上设有的滑道滑动连接，上端左侧经上滑动导轨与电动浮动拉紧机构58中的尾座4滑动连接，上端右侧与电动主动拉紧机构3固定连接，所述刀架体2前端设有尾座驱动装置6，后端设有刀架体驱动装置5，所述滚刀组件7一端经电动浮动拉紧机构58相固定，另一端经电动主动拉紧机构3相固定，以利于有效避免过定位或定位不准的问题，达到自动补偿切削过程中主轴系统的热伸长，极大的减小了切削过程中切削热对滚刀使用寿命和零件加工精度的影响。

本实用新型所述电动主动拉紧机构3包括静压主轴10、主静压轴套8、长拉杆12、定位轴承14、定位环59、驱动轮60、BT60主拉刀瓣爪13、辅助支撑轴承15和主电动拉紧缸11，所述静压主轴10内右前至后依次设有定位锥孔和拉杆驱动孔，外圆柱面上由前至后依次加工有主静压轴套配合面、轴肩及安装锥面，所述静压主轴10外表面的主静压轴套配合面安装有主静压轴套8，轴肩两侧分别设有定位轴承14和驱动轮60，安装锥面上设有辅助支撑轴承15，所述静压主轴10的拉杆驱动孔中设有BT60主拉刀瓣爪13和长拉杆12，所述静压主轴10前端设有定位环59，后端设有主电动拉紧缸11，所述静压主轴10经主静压轴套8与刀架体2相连接，经辅助支撑轴承15和定位轴承14与立柱滑座相连接，所述驱动轮60设在立柱滑座内，所述长拉杆12一端与BT60主拉刀瓣爪13固定连接，另一端与主电动拉紧缸11相连接，以利于通过主电动拉紧缸11驱动BT60主拉刀瓣爪13前移来达到勾住滚刀组件7，达到右端自动定位的作用。

本实用新型所述电动浮动拉紧机构58包括轴套16、辅助电动拉紧缸17、拉杆18、拉刀瓣爪19、轴向定位轴承20、弹性预紧盘21、轴承座圈22、连接法兰23、隔套24、锁紧螺母25和法兰盘26，轴套16内孔右端加工有BT50锥孔，外圆柱面上加工有静压轴套9配合面、定位轴承20安装用轴肩，所述轴套外端经安装有轴向定位轴承20、弹性预紧盘21、轴承座圈22、隔套24、锁紧螺母25和法兰盘26和静压轴套9与尾座4固定连接，内孔设有拉杆18和BT50拉刀瓣爪19，所述轴套16前端设有辅助电动拉紧缸17，所述拉杆18一端与辅助电动拉紧缸17固定连接，另一端与BT50拉刀瓣爪19固定连接，以利于通过辅助电动拉紧缸17驱动拉杆18前端的BT50拉刀瓣爪19前移拉紧滚刀组件7左端，达到左端自动定位的作用。

本实用新型还可在电动浮动拉紧机构58上设有支架27、导向柱29、感应盘28和检测开关30，所述辅助电动拉紧缸17后端设有导向柱29，感应盘28安装在导向柱29上，所述法兰盘26前端与支架27固定连接，所述检测开关30固定在支架27上并与感应盘28相对应，以利于检测尾座换刀点位置信号。

本实用新型所述刀架体驱动装置6是由刀架体伺服电机31、电机安装板32、轴承座33、驱动齿轮34、传动齿轮35、丝杆支撑轴承36、滚珠丝杆副37及连接板38组成，所述滚珠丝杆副37经固定在螺母上的连接板38与旋转座1右端固定连接，所述右端经轴承座33内的丝杆支撑轴承36与传动齿轮35相连接，所述刀架体伺服电机31经电机安装板32与轴承座33内的驱动齿轮34相连接，所述驱动齿轮34与传动齿轮35相啮合，所述轴承座33与立柱滑座的齿轮箱固定连接，以利于通过伺服电机动作，经传动齿轮副34-35将运动传递给滚珠丝杆副37，带动刀架体2及安装于其上的主轴静压装置3的右侧电动主动拉紧机构、尾座4一起向左运动，使主轴静压装置3的右侧电动主动拉紧机构慢慢接近滚刀组件7，达到自动夹紧的作用。

本实用新型所述尾座驱动装置包括尾座驱动电机39、电机安装板40、传动齿轮副41、丝杆支撑轴承42、轴承座43、连接座44、滚珠丝杆45、丝母安装座46、尾座轴承套47和支撑轴承48，所述滚珠丝杆45上由前至后设有传动齿轮副41、丝杆支撑轴承42、连接座、43丝母、丝母安装座46和支撑轴承48、尾座轴承套47，所述滚珠丝杆45经支撑轴承42、尾座轴承套47插在尾座4下部设有的导向孔内，中部经丝母安装座46与尾座4相连接，前部经连接座44与刀架体2固定连接，所述轴承座43前端与尾座驱动电机39固定连接，所述轴承座43内设有传动齿轮副41，以利于通过尾座驱动电机39动作，经传动齿轮副41将运动传递给滚珠丝杆副45，带尾座4及安装于其上的电动浮动拉紧机构一起向右运动，使电动浮动拉紧机构慢慢接近滚刀组件7，会同电动主动拉紧机构一起将滚刀组件夹紧。

本实用新型所述滚刀组件包括滚刀杆49、滚刀50、套筒51、套筒52、平键53、液压锁紧螺母54、拉钉55和拉钉56，所述滚刀50通过套筒51、套筒52、平键53及液压锁紧螺母54固定在滚刀杆49上，滚刀杆右端加工有BT60锥柄并安装有拉钉55，滚刀杆右端加工有BT50锥柄并安装有拉钉56。

本实用新型所述滚刀杆右端还加工有端面键安装槽，所述滚刀杆经端面键穿过端面键安装槽与主轴固定连接，以利于传递主轴扭矩至滚刀组件。

本重型精密数控滚齿机滚刀架滚刀组件的安装过程为：将滚刀杆49竖直安放于工作平台上，首先将平键53安装在刀杆49上，一次装入套筒51、滚刀50、套筒52，用精密液压锁紧螺母53锁紧牢固，将安装完的刀杆平放在刀具托架上，再安装滚刀杆左右两侧BT60拉钉55及BT50拉钉56，滚刀组件7安装完成。

    本重型精密数控滚齿机滚刀架刀具更换工作过程如下：将安装好的滚刀组件7用刀具托架运送至滚齿机换刀点位置，滚齿机数控系统发出换刀指令，刀架体驱动装置5中的伺服电机31动作，经传动齿轮副34-35将运动传递给滚珠丝杆副37，带动刀架体2及安装于其上的主轴静压装置3的右侧电动主动拉紧机构、尾座4一起向左运动，主轴静压装置3的右侧电动主动拉紧机构慢慢接近滚刀组件7，当刀架体运动到到达刀架体换刀点后，刀架体伺服电机31停止动作，数控系统发出主动侧拉紧指令，主电动拉紧缸11动作，带动长拉杆12及BT60拉刀瓣爪13向右运动，BT60拉刀瓣爪13上的瓣爪钩住滚刀组件7右端的BT60拉钉55的凸台，将滚刀杆49右侧的BT60锥柄紧靠于主轴10左端的BT60锥孔中，拉紧到位后，主电动拉紧缸11停止动作，实现静压主轴装置3主动侧拉紧动作；数控系统发出辅助侧拉紧指令，尾座驱动装置6中的尾座驱动电机39动作，经传动齿轮副41将运动传递给滚珠丝杆副45，带动尾座4及安装于其上的主轴静压装置3的左侧电动浮动拉紧机构一起向右运动，主轴静压装置3的左侧电动浮动拉紧机构慢慢接近滚刀组件7，滚刀杆49左侧面靠近并压迫安装在轴套16中的导向柱29，带动感应盘28向左运动，当检测开关30感应并发出信号后，尾座驱动电机39停止动作，到达尾座换刀点，延时1秒后，辅助电动拉紧缸17动作，带动拉杆18及BT50拉刀瓣爪19向左运动，BT50拉刀瓣爪19上的瓣爪钩住滚刀组件7左端的BT50拉钉56的凸台，将滚刀杆49左侧的BT50锥柄紧靠于轴套16右端的BT50锥孔中，因滚刀组件7已处于位置固定状态，从而使轴套16压迫弹性预紧盘21实现浮动夹紧，辅助电动拉紧缸17停止动作，实现静压主轴装置3辅助侧拉紧动作，滚刀架刀具拉紧动作完成。

    本实用新型的有益效果是：这种重型精密数控滚齿机滚刀架主轴采用大跨距静压轴承设计，主轴承载能力大、精度保持性好，能满足重载荷切削、大进给切削要求，切削效率高；滚刀拉紧采用电动拉紧装置，具有结构简单，响应快，拉紧稳定的优点；静压主轴装置右侧电动主动拉紧机构采用电动拉紧、锥柄定位方式，主轴左侧电动浮动拉紧机构采用电动浮动拉紧、锥柄定位方式，有效避免了过定位或定位不准的问题，可自动补偿切削过程中主轴系统的热伸长，极大的减小了切削过程中切削热对滚刀使用寿命和零件加工精度的影响。

Claims (8)

1.一种重型精密数控滚齿机滚刀架，包括立柱滑座，其特征在于立柱滑座上设有旋转座、刀架体、电动浮动拉紧机构、电动主动拉紧机构、刀架体驱动装置、尾座驱动装置和滚刀组件，所述刀架体下端经下滑动导轨与旋转座上设有的滑道滑动连接，上端左侧经上滑动导轨与电动浮动拉紧机构中的尾座滑动连接，上端右侧与电动主动拉紧机构固定连接，所述刀架体前端设有尾座驱动装置，后端设有刀架体驱动装置，所述滚刀组件一端经电动浮动拉紧机构相固定，另一端经电动主动拉紧机构相固定。

2.根据权利要求1所述的一种重型精密数控滚齿机滚刀架，其特征在于所述电动主动拉紧机构包括静压主轴、主静压轴套、长拉杆、定位轴承、定位环、驱动轮、主拉刀瓣爪、辅助支撑轴承和主电动拉紧缸，所述静压主轴内右前至后依次设有定位锥孔和拉杆驱动孔，外圆柱面上由前至后依次加工有主静压轴套配合面、轴肩及安装锥面，所述静压主轴外表面的主静压轴套配合面安装有主静压轴套，轴肩两侧分别设有定位轴承和驱动轮，安装锥面上设有辅助支撑轴承，所述静压主轴的拉杆驱动孔中设有主拉刀瓣爪和长拉杆，所述静压主轴前端设有定位环，后端设有主电动拉紧缸，所述静压主轴经主静压轴套与刀架体相连接，经辅助支撑轴承和定位轴承与立柱滑座相连接，所述驱动轮设在立柱滑座内，所述长拉杆一端与主拉刀瓣爪固定连接，另一端与主电动拉紧缸相连接。

3.根据权利要求1所述的一种重型精密数控滚齿机滚刀架，其特征在于所述电动浮动拉紧机构包括轴套、辅助电动拉紧缸、拉杆、拉刀瓣爪、轴向定位轴承、弹性预紧盘、轴承座圈、连接法兰、隔套、锁紧螺母和法兰盘，轴套内孔右端加工有锥孔，外圆柱面上加工有静压轴套配合面、定位轴承安装用轴肩，所述轴套外端经安装有轴向定位轴承、弹性预紧盘、轴承座圈、隔套、锁紧螺母和法兰盘和静压轴套与尾座固定连接，内孔设有拉杆和拉刀瓣爪，所述轴套前端设有辅助电动拉紧缸，所述拉杆一端与辅助电动拉紧缸固定连接，另一端与拉刀瓣爪固定连接，以利于通过辅助电动拉紧缸驱动拉杆前端的拉刀瓣爪前移拉紧滚刀组件左端，达到左端自动定位的作用。

4.根据权利要求3所述的一种重型精密数控滚齿机滚刀架，其特征在于所述电动浮动拉紧机构上设有支架、导向柱、感应盘和检测开关，所述辅助电动拉紧缸后端设有导向柱，感应盘安装在导向柱上，所述法兰盘前端与支架固定连接，所述检测开关固定在支架上并与感应盘相对应。

5.根据权利要求1所述的一种重型精密数控滚齿机滚刀架，其特征在于所述刀架体驱动装置是由刀架体伺服电机、电机安装板、轴承座、驱动齿轮、传动齿轮、丝杆支撑轴承、滚珠丝杆副及连接板组成，所述滚珠丝杆副经固定在螺母上的连接板与旋转座右端固定连接，所述右端经轴承座内的丝杆支撑轴承与传动齿轮相连接，所述刀架体伺服电机经电机安装板与轴承座内的驱动齿轮相连接，所述驱动齿轮与传动齿轮相啮合，所述轴承座与立柱滑座的齿轮箱固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种重型精密数控滚齿机滚刀架，其特征在于所述尾座驱动装置包括尾座驱动电机、电机安装板、传动齿轮副、丝杆支撑轴承、轴承座、连接座、滚珠丝杆、丝母安装座、尾座轴承套和支撑轴承，所述滚珠丝杆上由前至后设有传动齿轮副、丝杆支撑轴承、连接座、丝母、丝母安装座和支撑轴承、尾座轴承套，所述滚珠丝杆经支撑轴承、尾座轴承套插在尾座下部设有的导向孔内，中部经丝母安装座与尾座相连接，前部经连接座与刀架体固定连接，所述轴承座前端与尾座驱动电机固定连接，所述轴承座内设有传动齿轮副，以利于通过尾座驱动电机动作，经传动齿轮副将运动传递给滚珠丝杆副，带尾座及安装于其上的电动浮动拉紧机构一起向右运动，使电动浮动拉紧机构慢慢接近滚刀组件，会同电动主动拉紧机构一起将滚刀组件夹紧。

7.根据权利要求1所述的一种重型精密数控滚齿机滚刀架，其特征在于所述滚刀组件包括滚刀杆、滚刀、套筒、套筒、平键、液压锁紧螺母、拉钉和拉钉，所述滚刀通过套筒、套筒、平键及液压锁紧螺母固定在滚刀杆上，滚刀杆右端加工有锥柄并安装有拉钉，滚刀杆右端加工有锥柄并安装有拉钉。

8.根据权利要求6所述的一种重型精密数控滚齿机滚刀架，其特征在于滚刀杆右端加工有端面键安装槽，所述滚刀杆经端面键穿过端面键安装槽与主轴固定连接。