CN205703440U - 一种数控机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数控机床，其特征在于设有变速箱体，变速箱体内设的输入轴、中间轴和输出轴，输入轴、中间轴和输出轴分别经轴承和轴承座依次相互平行地设置在变速箱体内，输入轴上固定有输入齿轮，输入轴上端出变速箱体经联轴器与伺服电机输出轴相连接，中间轴为花键轴，中间轴设有中间小齿轮、与输入齿轮相啮合的中间大齿轮和拨套，输出轴上固定有与中间小齿轮相啮合的输出大齿轮和与中间大齿轮相啮合的输出小齿轮，输出轴的下端伸出变速箱体与主轴相连接，变速箱体上设有变速气缸，变速气缸的气缸臂经拨叉与拨套相连接，具有结构简凑、工作可靠、使用寿命长等优点。

Description

一种数控机床

技术领域

本实用新型涉及自动加工设备，具体地说是一种工作可靠、噪音低、使用寿命长的数控机床。

背景技术

我们知道，数控机床是由机械设备和数控系统组合而成的，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，从而使机床动作数控折弯机并加工复杂形状的工件，是对工件一次装夹后可进行多年工序的加工机械，是高度机电一体化的产品，由于其加工效率高、自动化和度高、加工精度高等优点而得到广泛应用，数控机床工件装夹后，数控系统能控制机床按设计的不同工序连续工作，工作包括钻、镗、铰、攻丝等，对加工工件形状复杂、精度要求较高、品种更换工序频繁的零件具有良好的经济效果，数控机床由数控系统 ,电气控制部分，操作站；主轴驱动及传动部分；进给轴部分（X轴Y轴Z轴A轴B轴C轴等驱动器及伺服电机，丝杠，导轨等）；液压部分，气动部分；夹持系统 （卡盘，中心架夹具，尾座）刀具部分（ 刀架、刀库、换刀装置，动力头，等）；润滑部分 （导轨润滑，齿轮润滑）；冷却部分 （ 冷却液）；排屑部分（自动排屑装置）和机床床身及防护罩。其中的主轴驱动及传动部分中设有主轴箱，主轴箱上分别设有伺服电机和主轴，因结构、空间以及主轴安装方式等的限制，现在的伺服电机和主轴的传动有两种结构形式，一种是通过同步带轮、同步带将伺服电机与主轴相连接，另一种是通过联轴器将伺服电机与主轴相连接，或伺服电机输出轴经主轴箱内的齿轮组与主轴相连接，以上两种连接的共同不足是主轴不能同时满足高转速低扭矩、低转速高扭矩的技术要求，如加工中柔性材质时需要高转速低扭矩的输出主轴；加工硬质材质时则需要低转速高扭矩的输出主轴，阻碍了数控技术的应用领域，另外，现有的数控机床只配置一个主轴箱，也就是说只能输出一种模式的传动速度。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种能同时满足高转速低扭矩、低转速高扭矩数控机床。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种数控机床，包括数控系统、主轴驱动及传动部分、进给轴部分、液压和气动部分、夹持系统 、刀具部分、润滑部分、冷却部分、排屑部分和机床床身，主轴驱动及传动部分包括伺服电机和主轴箱，其特征在于设有变速箱体，变速箱体内设的输入轴、中间轴和输出轴，输入轴、中间轴和输出轴分别经轴承和轴承座依次相互平行地设置在变速箱体内，输入轴上固定有输入齿轮，输入轴上端出变速箱体经联轴器与伺服电机输出轴相连接，中间轴为花键轴，中间轴设有中间小齿轮、与输入齿轮相啮合的中间大齿轮和拨套，输出轴上固定有与中间小齿轮相啮合的输出大齿轮和与中间大齿轮相啮合的输出小齿轮，输出轴的下端伸出变速箱体与主轴相连接，变速箱体上设有变速气缸，变速气缸的气缸臂经拨叉与拨套相连接。

本实用新型所述的输出轴的下端伸出变速箱体、经联轴器与主轴相连接，使输出轴与主轴同轴线输出，以适应数控机床的主轴位置要求。

本实用新型所述的输出轴的下端伸出变速箱体并设有同步带轮，主轴上端设有同步带轮，输出轴与主轴同步带相连接，使输出轴与主轴的轴线相平行，以适应数控机床的主轴位置要求。

本实用新型所述的变速箱体内设有温度传感器和润滑油位传感器，温度传感器和润滑油位传感器与数控系统电连接，以方便操作和增加使用寿命。

本实用新型所述的变速箱体下端面设有弯板，变速箱体经弯板与主轴箱相连接，变速箱体下端周边也可以设有带连接孔的凸耳，变速箱体经螺栓和凸耳连接在主轴箱上端面。

本实用新型所述的输入齿轮的齿数为40、中间大齿轮的齿数为50，中间小齿的齿数为30，输出小齿轮的齿数为40，输出大齿轮的齿数为60，实现高速、低扭矩啮合齿轮传动比i=40/50*50/40=1:1或低速、高扭矩啮合齿轮传动比i=40/50*30/60=1:2.5。

本实用新型所述的拨套可以安装在中间大齿轮和中间小齿轮之间，也可安装在中间大齿轮或中间小齿轮一侧，以通过拨叉拨动进行换档。

另外，由于设置了独立的变速箱体，将变速齿轮与主轴进行分离，大大降低了主轴箱和变速箱体的内部温度，伺服电机与变速箱输入轴间的联轴器也产生对主轴箱和变速箱体降温的作用，使主轴箱和变速箱体不需采用冷却机进行冷却，降低了使用成本并延长了主轴箱和变速箱体的使用寿命。

本实用新型在不改变原数控机床任何部件和数据，只是增加一个变速箱体，可以通过变速箱使主轴实现高转速低扭矩，以加工中柔性材质；或使主轴实现低转速高扭矩，以加工硬质材质，配合伺服电机事以实现无级调速和无级调扭矩，凸显了高速切削和低速重切削时的综合性能，具有结构简凑、工作可靠、使用寿命长等优点，极大程度的提高了数控机床的性能、特性，凸显了现代数控机床在实际加工中的可以高速高效率、低速重切削的优点和现代刀具的特性。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1的右视图。

图3是本实用新型的另一种结构示意图。

图4是图3的右视图。

图5是本实用新型中齿轮箱中齿轮的一种工作状态示意图。

图6是本实用新型中齿轮箱中齿轮的另一种工作状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

如附图所示：一种数控机床，包括数控系统、主轴驱动及传动部分、进给轴部分、液压和气动部分、夹持系统 、刀具部分、润滑部分、冷却部分、排屑部分和机床床身，主轴驱动及传动部分包括伺服电机11和主轴箱15，上述各组成部分的结构及它们之间的相互连接关系与现有技术相同，此不赘述，本实用新型的特征在于设有变速箱体1，变速箱体1内设的输入轴2、中间轴3和输出轴4，输入轴2、中间轴3和输出轴4分别经轴承和轴承座依次相互平行地设置在变速箱体1内，输入轴2、中间轴3和输出轴4可以设在同一平面内排列，也可以截面呈三角形地空间排列，输入轴2上固定有输入齿轮5，输入轴2上端出变速箱体1经联轴器与伺服电机11输出轴相连接，中间轴3为花键轴，中间轴3设有中间小齿轮6、与输入齿轮5相啮合的中间大齿轮7和拨套8，输出轴4上固定有与中间小齿轮6相啮合的输出大齿轮9和与中间大齿轮7相啮合的输出小齿轮10，输出轴4的下端伸出变速箱体1与主轴12相连接，变速箱体1上设有变速气缸13，变速气缸13的气缸臂经拨叉与拨套8相连接，上述各组成部分的结构及它们之间的相互连接关系与现有技术相同，此不赘述，本实用新型所述的输出轴4的下端伸出变速箱体1、经联轴器与主轴箱15内的主轴12相连接，使输出轴与主轴同轴线输出，以适应数控机床的主轴位置要求（如图3、图4所示）；所述的输出轴4的下端伸出变速箱体并设有同步带轮，主轴12上端设有同步带轮，输出轴与主轴同步带14相连接，使输出轴与主轴的轴线相平行，以适应数控机床的主轴位置要求（如图1、图2所示）。以上是为避免机床主轴箱尺寸及安装空间大小对该产品安装要求的限制，该设计产品提供的两种安装形式，变速箱输出轴通过同步带与主轴的链接，适用于机床主轴箱尺寸较大，安装空间充足的大型或较大型机床的组合安装，通过同步带轮和同步带，将该设计产品的输出轴与机床主轴连接成为一个整体，该设计产品输出轴输出的转速、扭矩同等效率的传递给机床主轴，允许高速、低扭矩，也允许低速高扭矩。通过联轴器的链接，适用于机床主轴箱尺寸较小，安装空间狭小的小型机床的组合安装；将该设计产品的输出轴与机床主轴连接成为一个整体，该设计产品输出轴输出的转速、扭矩同等效率的传递给机床主轴，允许高速、低扭矩，也允许低速高扭矩。

本实用新型所述的变速箱体内可以设有温度传感器和润滑油位传感器，温度传感器和润滑油位传感器与数控系统电连接，其结构及它们之间的相互连接关系与现有技术相同，此不赘述，以方便操作和增加使用寿命。另外，本实用新型所述的变速箱体1下端面设有弯板，变速箱体经弯板与主轴箱相连接，变速箱体下端周边也可以设有带连接孔的凸耳20，变速箱体1经螺栓和凸耳20连接在主轴箱1上端面。

本实用新型所述的输入齿轮5的齿数为40、中间大齿轮7的齿数为50，中间小齿6的齿数为30，输出小齿轮10的齿数为40，输出大齿轮9的齿数为60。传动齿轮在自锁气缸13作用下，输入齿轮5与中间大齿轮7啮合传动，中间小齿6与输出大齿轮9啮合传动，通过输出大齿轮9带动输出轴和主轴以伺服电机转速的0.4倍旋转，输出轴和主轴扭矩增加2.5倍，实现低速、高扭矩啮合齿轮传动比i=40/50*30/60=1:2.5（如图5）；在自锁气缸13拉紧状态下，输入齿轮5与中间大齿轮7啮合传动，中间大齿轮7与输出小齿轮10啮合传动，通过输出小齿轮10带动输出轴输出与主电机相同的转速、扭矩旋转，以实现高速、低扭矩啮合齿轮传动比i=40/50*50/40=1:1。以上是通过气缸的工作驱动拨套使改变中间大齿轮和中间小齿轮的工作状态。

本实用新型高速低扭矩来加工柔性材料，又要求低速高扭矩来加工硬质材料的双重问题。在相同加工条件下，增加使用此设计的主轴齿轮变速箱，加工效率在原有基础上可以提高2.5倍。此设计的主轴齿轮变速箱，在选择安装时，无需改动机床原有结构和尺寸，只需要根据安装空间及主轴箱尺寸，增加支撑安装块即可，简单、实用、方便、高效。极大程度的提高了数控机床的性能、特性，凸显了现代数控机床在实际加工中的可以高速高效率、低速重切削的优点和现代刀具的特性。

Claims (6)

1.一种数控机床，包括数控系统、主轴驱动及传动部分、进给轴部分、液压和气动部分、夹持系统 、刀具部分、润滑部分、冷却部分、排屑部分和机床床身，主轴驱动及传动部分包括伺服电机和主轴箱，其特征在于设有变速箱体，变速箱体内设的输入轴、中间轴和输出轴，输入轴、中间轴和输出轴分别经轴承和轴承座依次相互平行地设置在变速箱体内，输入轴上固定有输入齿轮，输入轴上端出变速箱体经联轴器与伺服电机输出轴相连接，中间轴为花键轴，中间轴设有中间小齿轮、与输入齿轮相啮合的中间大齿轮和拨套，输出轴上固定有与中间小齿轮相啮合的输出大齿轮和与中间大齿轮相啮合的输出小齿轮，输出轴的下端伸出变速箱体与主轴相连接，变速箱体上设有变速气缸，变速气缸的气缸臂经拨叉与拨套相连接。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于输出轴的下端伸出变速箱体、经联轴器与主轴相连接。

3.根据权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于输出轴的下端伸出变速箱体并设有同步带轮，主轴上端设有同步带轮，输出轴与主轴同步带相连接。

4.根据权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于变速箱体内设有温度传感器和润滑油位传感器，温度传感器和润滑油位传感器与数控系统电连接。

5.根据权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于变速箱体下端面设有弯板，变速箱体经弯板与主轴箱相连接，变速箱体下端周边设有带连接孔的凸耳，变速箱体经螺栓和凸耳连接在主轴箱上端面。

6.根据权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于输入齿轮的齿数为40、中间大齿轮的齿数为50，中间小齿的齿数为30，输出小齿轮的齿数为40，输出大齿轮的齿数为60，实现高速、低扭矩啮合齿轮传动比i=40/50*50/40=1:1或低速、高扭矩啮合齿轮传动比i=40/50*30/60=1:2.5。