CN205764926U - 卧式加工中心双驱双主轴结构 - Google Patents

Abstract

一种卧式加工中心双驱双主轴结构，其特征在于两电机安在Y轴立柱两侧，电机座固定立柱顶部并通过电机座止口定位连接伺服电机，传动轴由涨紧套与主动同步带轮固定，Y轴滚动丝杠传动轴上由涨紧套固定从动同步带轮，两带轮间由圆弧齿同步带连接Y轴传动；Y轴传动采用伺服双驱，两丝杠端固定在Y轴立柱端，丝母座对称固定在主轴箱两侧，Y轴立柱安装主副光栅尺；在主轴箱中卧式安装两电主轴，双电主轴之间的间距与被加工件的间距保持一致，双面回转夹具体安装在数控卧式驱动转台和数控尾座间，可180°回转。使单主轴卧加变为双驱双主轴，并能通过电气系统以及光栅尺进行实时监控并自动采取措施保证双主轴同步性，成为高精、高效、高性价比的连杆加工机床。

Description

卧式加工中心双驱双主轴结构

技术领域

本实用新型涉及机械设备，一种采用同步伺服双驱带动卧式安装的双主轴进行高速高效加工工件的专用机构。

背景技术

连杆作为内燃机核心零件之一，也是加工精度较高的零件之一。作为大批量生产的汽车连杆零件由于受到成本、效益的制约，如何在保证加工精度的同时又能极大的提高加工效率，创造更大的经济效益成为摆在汽车发动机连杆加工专用机床面前的难题。连杆最难加工的工序为精镗大头孔和小头孔，并保证大、小头孔的圆柱度的公差要求，传统的加工方法是采用立式或者卧式安装的单主轴数控机床对连杆进行半精镗、精镗，如果进行成批量的加工时，单一工件加工节拍将严重制约机床效益，增加人工成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种卧式加工中心双驱双主轴结构，采用同步伺服双驱带动卧式安装的双主轴结构，改造传统的单主轴卧式加工中心，精确实现双主轴同时加工双工件。

一种卧式加工中心双驱双主轴结构，其特征在于包括同步的双电主轴，该双电主轴对称卧式安装在主轴箱中，双电主轴结构：两组伺服驱动电机对称安装在Y轴立柱左右两侧，电机座一端固定在立柱顶部后侧，另一端通过电机座止口定位连接伺服电机，伺服电机传动轴通过涨紧套与主动同步带轮固定安装在一起，Y轴滚动丝杠传动轴上通过涨紧套固定安装从动同步带轮，在两个带轮之间通过圆弧齿同步带连接用来完成Y轴传动；Y轴传动采用伺服双驱，左右Y轴滚珠丝杠两端通过组合轴承安装固定在Y轴立柱上下两端，两个Y轴滚珠丝杠的丝母座对称安装固定在主轴箱的左右两侧，用于通过双驱Y轴滚动丝杠带动主轴箱上下移动以实现Y轴运动，在Y轴立柱的左右两侧分别安装主副光栅尺用于保证Y轴行程的精度。

夹持工件的双面回转夹具体：在双驱双主轴结构相对应的加工区，双电主轴之间的间距与双面回转夹具体上被加工件连杆之间的间距保持一致，双面回转 夹具体通过端面止口与数控卧式驱动转台和数控尾座进行精确配合安装，数控驱动转台带动双面回转夹具体进行180°回转。

该卧式加工中心双驱双主轴结构具备以下功能：1、双驱双主轴结构可以有效的实现机床加工区域双工位的工件同时加工，对于被加工连杆的大头孔采用半精镗、精镗复合刀加工，这样能极大的减少主轴换刀时间，缩短加工节拍，提高加工效率。2、该机构的布局采用对称设计，Y轴驱动滚珠丝杠采用三列组合轴承和四列组合轴承上下安装的结构方式可以极大的提高滚珠丝杠的径向负载及两个方向的轴向负荷，同时能够适合高速旋转，使得双主轴能够达到较高的快移速度，提高工作效率。同时在Y轴立柱两侧对称安装主、副双光栅尺用于保证双主轴随主轴箱上下移动的定位准确性，进而保证工件的加工精度。3、采用双主轴卧式加工中心，能够快速的一次装夹两个工件，双面夹具体翻转180°将装夹好的工件送入加工区域，同时在上料区进行人工装夹两个工件，卧式安装的双主轴结构在加工区进行精镗、半精镗连杆大小头孔，这样在机床加工工件的同时，又能进行上料可以极大的节约加工时间,提高加工效率。本新型的设计使传统的单主轴卧式加工中心变为双驱双主轴卧式加工中心，并且易于进行调整补偿，并能通过电气系统以及光栅尺进行实时监控并自动采取相应的措施保证双主轴移动的同步性，使双主轴卧式加工中心成为具有多方面优越性和高精、高效、高性价比的连杆加工机床。

这种双驱双主轴结构的设计其优点在于：1.伺服驱动电机通过同步圆弧齿形带传动而不是采用电机与滚珠丝杠通过联轴器直连形式，这样可以有效的节约空间，使得整个传动机构显得更为紧凑合理。2.两套独立的同步伺服驱动结构对称安装使得滚珠丝杠拖动主轴箱在Y轴立柱上下移动受力更为均匀对称，同时使主轴箱在Y轴立柱上移动的定位精度、重复定位精度、以及反向定位精度更为精准。3.双面回转夹具体对称安装的各面两套夹具，在夹具体上一次装夹两个工件，而同时在加工区域双主轴一次加工成型双工件，加工连杆零件时，通过主轴箱体拖动双主轴沿着Y轴上下移动实现连杆大头孔和小头孔的加工，双面回转夹具体的双面夹具设计既高效，又具有较高的加工精度，因为对称设计的传动结构、夹具结构及光栅尺的定位反馈能够强有力的保证被加工零件具有较高的加工精度。

附图说明

图1是卧式加工中心双驱双主轴结构轴测图；

图2是卧式加工中心双驱装主轴结构装配图；

图3是Y轴传动装配图—图2的A-A剖视图；

图4是Y轴传动上部安装形式装配图—图3的I放大视图；

图5是Y轴传动下部安装形式装配图—图3的II放大视图；

图6是双面回转夹具体正视图。

具体实施方式

本设计的卧式加工中心双驱双主轴结构，包括同步的双电主轴，该双电主轴对称卧式安装在主轴箱中，其特征在于结构一双电主轴：

如图1卧式加工中心双驱双主轴轴测图及图3A-A剖视图所示：在主轴箱9中对称卧式安装左电主轴10和右电主轴11，以实现双驱双主轴卧式加工的工序动作。左电机座3和右电机座13的一端对称固定安装在Y轴立柱1左右两侧，同时左同步伺服电机2和右同步伺服电机12通过电机座止口与左电机座3和右电机座13在其下方固定安装在一起，实现左同步电机2和右同步电机12对称安装在Y轴立柱1的两侧,左、右同步伺服电机2、12的传动轴通过涨紧套与左、右侧的主动同步带轮4固定在一起，各自从动同步带轮6通过涨紧套与对称安装在Y轴立柱1上的左Y轴滚珠丝杠7、右Y轴滚珠丝杠8的传动轴固定，同时主动同步带轮4与其从动同步带轮6之间通过圆弧齿同步带5连接。Y轴传动采用伺服双驱，左Y轴滚珠丝杠7、右Y轴滚珠丝杠8两端通过组合轴承安装固定Y轴在立柱1上下两端，左、右Y轴滚珠丝杠的丝母座法兰，通过内六角圆柱头螺钉(国标号GB/T70.1-2000)对称把合在主轴箱9的两侧，实现了左同步伺服电机2和右同步伺服电机12通过带传动使主轴箱9在Y轴立柱1上沿着导轨上下移动。同时在Y轴立柱1的左右两侧分别安装主副光栅尺用于保证Y轴行程的精度。

如图3A-A剖视图及图4、5所示传动丝杠的固游式安装形式，即左Y轴滚珠丝杠7、右Y轴滚珠丝杠8通过上轴承压盖25、三列组合轴承16及径向锁紧螺母15固定在Y轴立柱1上部的轴承孔中，具体装配方式：三列组合轴承16的外环固定配合在Y轴立柱1上部的轴承孔中，三列组合轴承16的内环与左Y轴滚珠丝杠7、右Y轴滚珠丝杠8丝杠配合固定，上轴承压盖25压紧三列组合 轴承16的外环，同时上轴承压盖25固定在Y轴立柱1的顶部，径向锁紧螺母15通过隔套26压紧三列组合轴承的内环，在上轴承压盖25中设计防尘沟槽，防尘毡圈27安装其中，在轴承安装孔下端采用回转密封圈24密封，这样在左Y轴滚珠丝杠7、右Y轴滚珠丝杠8转动时能防止灰尘、杂质进入。

所述传动丝杠的下端采用可调的浮动安装方式，具体实施方式：下轴承座17通过配磨垫28用内六角圆柱头螺钉(国标号GB/T70.1-2000)固定安装在Y轴立柱1的底部，配磨垫28用以保证上下轴承安装孔的同轴度，下轴承压盖19压紧四列组合轴承18的外环，径向锁紧螺母20通过下轴承隔套23压紧四列组合轴承18的内环，四列组合轴承18内环与左Y轴滚珠丝杠7、右Y轴滚珠丝杠8固定装配，外环与下轴承座17的轴承孔配合安装，如图5所示，径向锁紧螺母21通过上隔套22压紧四列组合轴承18的内环。在下轴承座17上部安装回转用密封圈24，同时下轴承压盖19的防尘沟槽用以安装防尘毡圈27。

同步的双电主轴卧式对称安装结构二：如图2及图3A-A剖视图所示，左电主轴10、右电主轴11通过电主轴自带的止口与主轴箱9中对称设计安装孔的止口进行卧置配合安装，两者之间通过电主轴的端法兰用内六角圆柱头螺钉(国标号GB/T70.1-2000)连接，实现了双主轴的卧式对称安装，同时在Y轴立柱1的左右两侧分别安装主光栅尺、副光栅尺用于保证Y轴行程的精度。

双电主轴结构还包括夹持工件的双面回转夹具体14如图1所示，在同步的双电主轴结构相对应的加工区，双电主轴10、11之间的间距与双面回转夹具体14上被加工件连杆之间的间距保持一致，双面回转夹具体14通过端面止口与数控卧式驱动转台29和数控尾座30进行精确配合安装，同时双面回转夹具体14长度端通过T型螺栓(国标号GB/T37-1988)与数控尾座30、数控驱动转台29连接在一起，数控驱动转台29可实现360X1°回转进而带动双面回转夹具体14进行180°回转。

双面回转夹具体14为对称两面安装夹具结构，如图6所示，两面均平行安装两套夹具，两套夹具的中心距与双主轴的中心距一致；夹具体中的大头孔与小头孔的孔径、间距与被加工零件连杆37的尺寸相对应，均在大头孔两端、小头孔两端内对称安装对应的夹具大头孔支撑块33、小头孔支撑块36、大头孔胀销34、小头孔胀销35、大头孔旋转夹紧油缸32、小头孔旋转夹 紧油缸31。

上料时，将被加工零件连杆37的大孔、小孔对应放置在夹具大头孔支撑块33和小头孔支撑块36上，大头孔胀销34及小头孔胀销35膨出进入各自被加工零件连杆37的孔内、对被加工零件连杆37精确定位，之后左右两侧大头孔旋转夹紧油缸32和小头孔旋转夹紧油缸31进行正压施力夹紧；由于两套卡具的中心距与双主轴的中心距一致，对称安装的左右两侧被加工零件连杆37的中心距与双主轴的中心距一致，这样使得双主轴进给加工时能同时加工两件被加工零件连杆37，并保证加工精度；双面回转夹具体14一面被加工零件连杆37加工之后，数控驱动转台29带动双面回转夹具体14翻转180°进行另一面夹具上的被加工零件连杆37的加工，进而实现机床加工区加工零件的同时，在机床上料区进行人工装卸被加工零件，实现双主轴的加工功效翻数倍。

Claims (4)

1.一种卧式加工中心双驱双主轴结构，其特征在于包括同步的双电主轴，该双电主轴对称卧式安装在主轴箱中，双电主轴结构：两组伺服驱动电机对称安装在Y轴立柱左右两侧，电机座一端固定在立柱顶部后侧，另一端通过电机座止口定位连接伺服电机，伺服电机传动轴通过涨紧套与主动同步带轮固定安装在一起，Y轴滚动丝杠传动轴上通过涨紧套固定安装从动同步带轮，在两个带轮之间通过圆弧齿同步带连接用来完成Y轴传动；Y轴传动采用伺服双驱，左右Y轴滚珠丝杠两端通过组合轴承安装固定在Y轴立柱上下两端，两个Y轴滚珠丝杠的丝母座对称安装固定在主轴箱的左右两侧，用于通过双驱Y轴滚动丝杠带动主轴箱上下移动以实现Y轴运动，在Y轴立柱的左右两侧分别安装主副光栅尺用于保证Y轴行程的精度。

2.根据权利要求1所述的卧式加工中心双驱双主轴结构，其特征在于同步的双电主轴卧式对称安装结构：在主轴箱(9)中对称卧式安装左电主轴(10)和右电主轴(11)，左电主轴(10)、右电主轴(11)通过电主轴自带的止口与主轴箱(9)中对称设计的止口进行卧置配合安装，两者之间通过电主轴的端法兰用内六角圆柱头螺钉连接。

3.一种如权利要求1所述的卧式加工中心双驱双主轴结构，其特征在于该双电主轴结构还包括夹持工件的双面回转夹具体(14)：在同步的双电主轴结构相对应的加工区，双电主轴(10、11)之间的间距与双面回转夹具体(14)上被加工件连杆之间的间距保持一致，双面回转夹具体(14)通过长端面止口与数控卧式驱动转台(29)和数控尾座(30)进行精确配合安装，数控驱动转台(29)带动双面回转夹具体(14)进行180°回转。

4.根据权利要求3所述的卧式加工中心双驱双主轴结构，其特征在于在双面回转夹具体(14)为对称两面安装夹具结构，两面均平行安装两套夹具，两套夹具的中心距与双主轴的中心距一致；夹具体中的大头孔与小头孔的孔径、间距与被加工零件连杆(37)的尺寸相对应，在大头孔两端、小头孔两端内对称安装对应的夹具大头孔支撑块(33)、小头孔支撑块(36)、大头孔胀销(34)、小头孔胀销(35)、大头孔旋转夹紧油缸(32)、小头孔旋转夹紧油缸(31)。