CN208195667U - 一种数控车床的原料夹持驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数控车床的原料夹持驱动装置，包括驱动机构、驱动套、驱动轴承、三爪大卡圈、三爪卡圈轴套支柱、主轴尾端固定螺母、驱动爪和拉管挡套。利用本实用新型的结构，在拉管的驱动可靠，从而达到对原料夹持可靠的目的。

Description

一种数控车床的原料夹持驱动装置

技术领域

本实用新型涉及车床，尤其是线轨数控车床。

背景技术

数控车床是目前使用较为广泛的数控机床之一。它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等。

数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。

现有的数控车床包括底座、床身、导轨、大托板、小托板、Z轴驱动装置、X轴驱动装置、电动刀架、主轴驱动机构和主轴箱；床身安装在底座上，导轨安装在床身上，大托板滑动的设在导轨上，小托板滑动的设在大托板上，Z轴驱动装置安装在床身与大托板之间，X轴驱动装置安装在大托板与小托板之间，电动刀架安装在小托板上，主轴驱动机构安装在底座与主轴箱之间，主轴箱安装在床身上。主轴箱包括箱体、主轴和卡盘，箱体安装在床身上，主轴通过轴承安装在箱体内，主轴驱动机构驱动主轴旋转，卡盘安装在主轴的前端，一般的卡盘采用三爪卡盘，在安装和拆卸工件时，需要采用专用的工具驱动三爪卡盘上的卡爪运动，那么对于从主轴箱后端送料的线材来说，每进行一次线材输送加工，都需要停机松开三爪卡盘才能向前输送线材，然后夹紧工件进行加工，因此在安装和夹持工件时浪费了大量的时间，加工的效率低。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种数控车床的原料夹持驱动装置，利用本实用新型的结构，在拉管的驱动可靠，从而达到对原料夹持可靠的目的。

为达到上述目的，一种数控车床的原料夹持驱动装置，包括驱动机构、驱动套、驱动轴承、三爪大卡圈、三爪卡圈轴套支柱、主轴尾端固定螺母、驱动爪和拉管挡套；驱动机构安装在主轴箱体上；驱动套套在主轴上，驱动套的后端外壁上具有从前端向后端逐渐向驱动套中心延伸的驱动面；驱动轴承套在驱动套上，三爪大卡圈套在驱动轴承外，在三爪大卡圈内壁上设有三爪卡圈轴套支柱，三爪卡圈轴套支柱的内端设有卡槽，卡槽卡置在驱动轴承的外圈上；主轴尾端固定螺母安装在主轴的尾端，在主轴尾端固定螺母的外壁上圆周均布有二个以上的铰接耳；驱动爪的中部铰接在铰接耳上，驱动爪的前端能与驱动面作用，驱动爪的后端能与拉管挡套作用；拉管挡套固定在拉管的后端，拉管挡套的前端面具有从内向外朝后延伸的斜面。

该结构，如果驱动机构工作，驱动机构驱动三爪大卡圈向后运动，三爪大卡圈通过三爪卡圈轴承支柱带动驱动轴承向后运动，驱动轴承带动驱动套向后运动，主动套的驱动面与驱动爪的前端作用，让驱动爪的前端向外摆动，从而带动驱动爪的后端向内摆动，在斜面的作用下，拉管挡套向后运动，拉管挡套带动拉管向后运动，从而带动夹头向后运动，实现对线材原料的夹持，如果驱动机构复位，在夹头复位松开线材原料。在该结构中，驱动机构、三爪大卡圈和三爪卡圈轴套支柱不旋转，驱动套、驱动轴承、主轴尾端固定螺母、驱动爪和拉管挡套跟随主轴旋转，旋转部分和不旋转部分通过驱动轴承过渡，因此，在不需要停机的情况下即可启动和停止驱动机构，实现非停机状态下对线材原料进行夹持和松开。另外，上述结构的原料夹持驱动装置驱动可靠，不会出现对线材原料夹持不可靠的情况。

进一步的，驱动机构包括圆周均布的两组以上的气缸驱动机构，气缸驱动机构包括气缸座、气缸和驱动块，气缸座安装在主轴箱体上，气缸的缸体铰接在气缸座上，驱动块的一端铰接在气缸的活塞杆上，驱动块的另一端固定在三爪大卡圈上。该结构，启动气缸，气缸的活塞杆带动驱动块运动，从而带动三爪大卡圈运动，而且采用两组以上的气缸驱动机构，对三爪大卡圈的作用力均匀，不容易出现驱动套轴向运动卡死的现象。

进一步的，驱动套的外壁上设有抵挡凸缘，驱动轴承的内圈一侧面抵挡在凸缘上，在驱动套位于驱动轴承的另一侧设有抵挡驱动轴承内圈的卡簧。这样，方便安装和拆卸驱动轴承。

进一步的，驱动爪的后端为弧面，驱动爪的前端为圆形。弧面与斜面作用，作用力顺畅，圆形与驱动面作用，作用力顺畅，不容易出现卡死的现象。

附图说明

图1为线轨数控车床的立体图。

图2为线轨数控车床另一视角的立体图。

图3为线轨数控车床的分解图。

图4为线轨数控车床的俯视图。

图5为图4中A-A剖视图。

图6为Z轴驱动装置的分解图。

图7为X轴驱动装置、大托板和小托板的分解图。

图8为主轴箱的立体图。

图9为主轴箱的分解图。

图10为主轴箱另一视角的分解图。

图11为主轴箱的俯视图。

图12为图11中B-B剖视图。

图13为图12中C的放大图。

图14为第一前轴承端盖的立体图。

图15为第二前轴承端盖的立体图。

图16为第二前轴承端盖另一视角的立体图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1至图5所示，线轨数控车床包括底座1、床身2、导轨3、大托板4、小托板5、Z轴驱动装置6、X轴驱动装置7、电动刀架8、主轴驱动机构9和主轴箱10。

如图3和图5所示，底座1上设有落废料槽11，在底座内具有与落废料槽相通的腔体12，在底座1上位于落废料槽11的两侧分别设有向腔体12延伸的导向板13，位于左侧的导向板13倾斜设置，对从落废料槽11落下的废料或铁屑起到斜向导向作用，让废料或铁屑落入到腔体12内，在底座1上位于腔体12的底部设有过滤板14。

床身2安装在底座1上。在床身2上设有与落废料槽11相通的通槽21。在床身2上设有两相互平行且沿着Z轴延伸的抵挡板22。

导轨3安装在抵挡板22的外侧，在床身2上设有压制导轨2的导轨压板30。

大托板4通过大托板滑块41滑动的设在导轨3上。

在大托板4上安装有导向块42，导向块42上设有导向槽421，导向槽421的沿着X轴方向延伸。在小托板5的底部安装有X轴方向导轨51，X轴方向导轨51滑动的设在导向槽421内。

在大托板4的右侧与床身2之间设有右伸缩罩43，在大托板4的左侧与床身2之间设有左伸缩罩44，左右伸缩罩起到保护Z轴驱动装置的作用。

如图3、图4和图6所示，Z轴驱动装置包括Z轴伺服电机座61、Z轴伺服电机62、Z轴丝杆63、Z轴螺母64、Z轴轴承座65、Z轴端盖66、Z轴轴承端盖67、第一轴承68和第二轴承69。Z轴伺服电机座61安装在床身2上，Z轴伺服电机62安装在Z轴伺服电机座61上，Z轴丝杆63通过第一轴承68和第二轴承69安装，第一轴承68安装在Z轴伺服电机座61内，Z轴伺服电机62的输出轴与Z轴丝杆63连接，Z轴螺母64啮合在Z轴丝杆63上，Z轴轴承座65安装在床身2上，第二轴承69安装在Z轴轴承座65内，在Z轴轴承座远离Z轴丝杆的一端安装有Z轴端盖66，在Z轴丝杆63上套有安装到Z轴轴承座65上的Z轴轴承端盖67。在大托板上固定有大托板螺纹套，大托板螺纹套连接在Z轴螺母64上。如Z轴伺服电机62工作，Z轴伺服电机62带动Z轴丝杆63旋转，Z轴丝杆旋转带动Z轴螺母直线运动，从而带动大托板在导轨上直线运动。

如图3、4和图7所示，X轴驱动装置包括X轴伺服电机座71、X轴伺服电机72、X轴丝杆73和X轴螺母74。X轴伺服电机座71安装在大托板4上，X轴伺服电机72安装在X轴伺服电机座71上，X轴丝杆73通过轴承安装在大托板4上。在小托板上固定有小托板螺纹套52，小托板螺纹套连接在X轴螺母74上。如X轴伺服电机72工作，X轴伺服电机72带动X轴丝杆73旋转，X轴丝杆旋转带动X轴螺母直线运动，从而带动导向槽421上直线运动。

电动刀架8安装在小托板5上，在电动刀架8上安装有刀具80。

如图8至图12所示，所述的主轴箱10包括主轴箱体101、主轴组件102和原料夹持装置103。

主轴箱体101安装在床身2上，主轴箱体101具有Z轴方向的通孔1011。

主轴组件102包括主轴1021、前轴承1022、后轴承1023、主轴密封机构1024、后轴承挡圈1025、轴套1026和卡盘法兰1027。

主轴1021为空心轴，主轴的外部前端具有台阶10211，主轴1021的前端内部为前大后小的锥孔10212；在主轴1021上安装有前轴承1022和后轴承1023，在本实施例中，前轴承1022设置有三个，后轴承设置有两个，前轴承1022和后轴承1023安装在通孔1011内，前后轴承的外圈与通孔为过盈配合。

所述的主轴密封机构1024包括第一前轴承端盖10241和第二前轴承端盖10242。

如图13和图14所示，第一前轴承端盖10241包括套环10a、自套环10a的前端径向朝外延伸的抵挡板10b和自抵挡板10b的外径向后延伸的支承环10c，套环10a向后凸出支承环10c，套环10a与支承环10c之间形成第一环形槽10d。

如图13、图15和图16所示，所述的第二前轴承端盖10242包括连接环11a、自连接环11a的内侧向后延伸的抵挡环11b、自抵挡环11b的内壁向主轴中心延伸的内连接环11c和自内连接环的前端向前延伸的密封环11d，在密封环的内壁上开有一个以上的密封槽11e，连接环11a与密封环11d之间具有第二环形槽11f，抵挡环11b的后端凸出内连接环11c的后端面；内连接环11c和密封环11d套在套环10a上，内连接环11c与套环10a之间有间隙，这样，套环10a相对于内连接环11c旋转时可减少摩擦磨损，在密封槽11e内安装有与套环10a接触的密封圈(未示出)，支承环10c伸入到第二环形槽11f内，密封环11d伸入到第一环形槽10d内，连接环11a与支承环10c之间有间隙，支承环10c与密封环11d之间有间隙，支承环10c与内连接环11c之间有间隙；连接环与支承环之间的间隙小于支承环与密封环之间的间隙。

套环10a套在位于最前面的前轴承内圈与台阶之间的主轴1021上，连接环11a连接在主轴箱体101上，抵挡环11b抵挡在最前面前轴承的外圈上。

该结构，通过套环对前轴承内圈进行轴向定位，通过抵挡环对前轴承的外圈进行轴向定位。由于在密封环设置了密封圈，因此，前后轴承内的润滑油不容易从第一前轴承端盖和第二轴承端盖之间漏出，在加上支承环插入到了第二环形槽内，密封环插入到第一环形槽内，这样，即使从密封圈处有小部分漏油，由于密封环、内连接环、支承环和连接环之间形成了U形的槽道，因此，润滑油也不容易漏出，使得密封效果好，而且有能保证第一前轴承端盖相对于第二轴承端盖的旋转摩擦小，减小了机械能的损耗。

如图8至图12所示，后轴承挡圈1025安装在主轴1021上，后轴承挡圈1025包括后轴承挡圈环12a、设在后轴承挡圈环前端的向外延伸的凸缘12b和设在后轴承挡圈环前端面且远离中心的凸环(未示出)，凸环抵挡在最后面的后轴承的外圈上；在后轴承的后端内壁上设有台阶孔12c，台阶孔12c内安装有密封环。

轴套1026套在位于最后面的前轴承与最前面的后轴承内圈之间的主轴1021上。卡盘法兰1028连接在主轴的前端部上。

原料夹持装置9包括原料夹持驱动装置91、拉管92和夹头93。

原料夹持驱动装置91包括驱动机构911、驱动套912、驱动轴承913、三爪大卡圈914、三爪卡圈轴套支柱915、主轴尾端固定螺母916、驱动爪917和拉管挡套918。

驱动机构911包括圆周均布的两组以上的气缸驱动机构，气缸驱动机构包括气缸座9111、气缸9112和驱动块9113，气缸座9111安装在主轴箱体上，气缸9112的缸体铰接在气缸座9111上，驱动块9113的一端铰接在气缸的活塞杆上，驱动块9113的另一端固定在三爪大卡圈914上。

驱动套912套在主轴1021上，驱动套912的外壁上设有抵挡凸缘9121，在驱动套912上设有卡簧槽9122，驱动轴承913套在驱动套912上，驱动轴承913的内圈一侧面抵挡在抵挡凸缘上9121，在驱动套位于驱动轴承的另一侧设有抵挡驱动轴承内圈的卡簧919，卡簧卡置在卡簧槽内。这样，方便安装和拆卸驱动轴承。驱动套的后端外壁上具有从前端向后端逐渐向驱动套中心延伸的驱动面9123。

三爪大卡圈914套在驱动轴承913外，在三爪大卡圈914内壁上设有三爪卡圈轴套支柱9141，三爪卡圈轴套支柱9141的内端设有卡槽9142，卡槽9142卡置在驱动轴承913的外圈上。主轴尾端固定螺母916安装在主轴1021的尾端，在主轴尾端固定螺母916的外壁上圆周均布有二个以上的铰接耳9161；驱动爪917的中部铰接在铰接耳9161上，驱动爪917的前端能与驱动面9123作用，驱动爪917的后端能与拉管挡套918作用；驱动爪9171的后端为弧面，驱动爪的前端9172为圆形。弧面与斜面作用，作用力顺畅，圆形与驱动面作用，作用力顺畅，不容易出现卡死的现象。拉管挡套918固定在拉管92的后端，拉管挡套918的前端面具有从内向外朝后延伸的斜面9181。

拉管92从主轴的后端伸入到主轴内，拉管的两端分别设有外螺纹。

夹头93包括连接部931、锥形部932和夹持部933，连接部931内部设有内螺纹，拉管的外螺纹与连接部的内螺纹连接将夹头与拉管连接起来。锥形部932连接在连接部的前端，夹持部933连接在锥形部的前端，锥形部的外表面具有与锥孔配合的锥面。在夹头上从前端到后端设有三个以上延伸到中部的开口槽935，在夹持部内具有夹持孔934。

该结构，启动气缸，气缸的活塞杆带动驱动块运动，从而带动三爪大卡圈运动，而且采用两组以上的气缸驱动机构，对三爪大卡圈的作用力均匀，不容易出现驱动套轴向运动卡死的现象。

如果驱动机构工作，驱动机构驱动三爪大卡圈向后运动，三爪大卡圈通过三爪卡圈轴承支柱带动驱动轴承向后运动，驱动轴承带动驱动套向后运动，主动套的驱动面与驱动爪的前端作用，让驱动爪的前端向外摆动，从而带动驱动爪的后端向内摆动，在斜面的作用下，拉管挡套向后运动，拉管挡套带动拉管向后运动，从而带动夹头向后运动，实现对线材原料的夹持，如果驱动机构复位，在夹头复位松开线材原料。在该结构中，驱动机构、三爪大卡圈和三爪卡圈轴套支柱不旋转，驱动套、驱动轴承、主轴尾端固定螺母、驱动爪和拉管挡套跟随主轴旋转，旋转部分和不旋转部分通过驱动轴承过渡，因此，在不需要停机的情况下即可启动和停止驱动机构，实现非停机状态下对线材原料进行夹持和松开。另外，上述结构的原料夹持驱动装置驱动可靠，不会出现对线材原料夹持不可靠的情况。

如图3所示，主轴驱动机构9包括主轴电机91，主动带轮92、从动带轮93和皮带。主轴电机91安装中底座上，主动带轮92安装中主轴电机的输出轴上，从动带轮安装中主轴上，皮带套在主动带轮与从动带轮之间。当主动电机91工作时，主动电机带动主动带轮旋转，主动带轮旋转通过皮带带动从动带轮旋转，从而带动主轴旋转。

如图9所示，在后轴承端盖上套有立板14a，在主轴上安装有编码器轮14b，在立板14a上安装有编码器14c，在编码器上连接有从动编码器轮14d，在编码器轮与从动编码器轮之间套有传动带。当主轴旋转时，编码器轮跟随旋转，通过传动带将旋转圈数传递到从动编码器轮，从而通过编码器进行计数。

上述结构的线轨数控车床，对线材原料进行加工的过程为：将线材原料从拉管的后端穿过然后穿过夹头，让线材原料的前端伸出夹头；然后启动原料夹持驱动装置，原料夹持驱动装置带动拉管向后运动，拉管带动夹头向后运动，在锥孔和锥面的作用下，夹头的夹片向中心运动，将线材夹持紧，然后启动主轴驱动机构，通过主轴驱动机构带动主轴旋转，主轴带动夹头、拉管旋转，从而带动线材原料旋转，接着启动X轴驱动装置和Z轴驱动装置，让带动电动刀架在X轴方向和Z轴方向运动，从而带动电动刀架上的刀具运动，实现对线材原料的加工。加工完成后，原料夹持驱动装置复位，则解除对拉管的拉力，夹头松开，线材原料可继续向前输送，然后重复上述过程，对向前输送的线材原料进行加工，因此，在本实用新型中，由于设置了原料夹持驱动装置、拉管和夹头，因此，在不停机的情况下可向前输送线材原料，减少了停机安装和拆卸工件的时间，提高了加工效率。另外，在本实用新型中采用第一前轴承端盖和第二前轴承端盖进行密封，密封的效果好。

Claims (4)

1.一种数控车床的原料夹持驱动装置，其特征在于：包括驱动机构、驱动套、驱动轴承、三爪大卡圈、三爪卡圈轴套支柱、主轴尾端固定螺母、驱动爪和拉管挡套；驱动机构安装在主轴箱体上；驱动套套在主轴上，驱动套的后端外壁上具有从前端向后端逐渐向驱动套中心延伸的驱动面；驱动轴承套在驱动套上，三爪大卡圈套在驱动轴承外，在三爪大卡圈内壁上设有三爪卡圈轴套支柱，三爪卡圈轴套支柱的内端设有卡槽，卡槽卡置在驱动轴承的外圈上；主轴尾端固定螺母安装在主轴的尾端，在主轴尾端固定螺母的外壁上圆周均布有二个以上的铰接耳；驱动爪的中部铰接在铰接耳上，驱动爪的前端能与驱动面作用，驱动爪的后端能与拉管挡套作用；拉管挡套固定在拉管的后端，拉管挡套的前端面具有从内向外朝后延伸的斜面。

2.根据权利要求1所述的数控车床的原料夹持驱动装置，其特征在于：驱动机构包括圆周均布的两组以上的气缸驱动机构，气缸驱动机构包括气缸座、气缸和驱动块，气缸座安装在主轴箱体上，气缸的缸体铰接在气缸座上，驱动块的一端铰接在气缸的活塞杆上，驱动块的另一端固定在三爪大卡圈上。

3.根据权利要求1所述的数控车床的原料夹持驱动装置，其特征在于：驱动套的外壁上设有抵挡凸缘，驱动轴承的内圈一侧面抵挡在凸缘上，在驱动套位于驱动轴承的另一侧设有抵挡驱动轴承内圈的卡簧。

4.根据权利要求1所述的数控车床的原料夹持驱动装置，其特征在于：驱动爪的后端为弧面，驱动爪的前端为圆形。