CN208262383U - 一种立式加工中心一体式主轴装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立式加工中心一体式主轴装置，包括端面压盖（1）、主轴套筒组件、压块（13）、油缸活塞（14）、高刚性金属板簧联轴器（17）、压块轴（18）和油缸端压盖（19），所述主轴套筒组件一端面与端面压盖（1）锁紧，其中主轴套筒组件另一端面与油缸端压盖（19）锁紧，所述油缸端压盖（19）内部套设油缸活塞（14），并且油缸活塞（14）套装入主轴套筒组件，所述油缸活塞（14）内安装有压块（13）和压块轴（18），其中压块轴（18）设置于压块（13）上端，所述高刚性金属板簧联轴器（17）压紧压块（13）和压块轴（18）与主轴套筒组件锁紧。

Description

一种立式加工中心一体式主轴装置

技术领域

本实用新型涉及一种立式加工中心，尤其涉及一种立式加工中心一体式主轴装置。

背景技术

随着电气传动技术(变频调速技术、电动机矢量控制技术等)的迅速发展和日趋完善，高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化，基本上取消了带轮传动和齿轮传动。

通常加工中心的主轴机构都是通过同步带与同步带轮连接或者齿轮啮合连接，同步带轮或齿轮通过电机给予主轴机构动力，传动机构通常需要一级或多级传动机构，传递效率低且不稳定、安装配合精度高、安装空间困难。

加工中心的主轴机构也有通过连接轴链接主轴电机与主轴，虽然实现的“零传动”，但是连接轴加工精度要求高、工艺复杂、安装精度要求高等特点加高了加工制造成本及主轴装置的生产成本，因此需要研发一种立式加工中心一体式主轴装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的问题提供一种立式加工中心一体式主轴装置，取消传统的同步带与同步带轮、齿轮啮合、连接轴的传动方式，改为使用高刚性金属板簧联轴器连接主轴与电机，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现机床的“零传动”。

本实用新型的技术方案如下：一种立式加工中心一体式主轴装置，包括端面压盖、主轴套筒组件、压块、油缸活塞、高刚性金属板簧联轴器、压块轴和油缸端压盖，所述主轴套筒组件一端面与端面压盖锁紧，其中主轴套筒组件另一端面与油缸端压盖锁紧，所述油缸端压盖内部套设油缸活塞，并且油缸活塞套装入主轴套筒组件，所述油缸活塞内安装有压块和压块轴，其中压块轴设置于压块上端，所述高刚性金属板簧联轴器压紧压块和压块轴与主轴套筒组件锁紧。

优选的，所述油缸活塞上端套设有限位环，其中限位环通过螺纹连接锁紧在油缸活塞上端面。

优选的，所述油缸活塞设有空气快接接头，其中空气快接接头锁紧在油缸活塞上端面。

所述主轴套筒组件包括主轴单体组件、主轴套筒、拉刀杆组件、轴承压环、进油口和出油口，其中主轴套筒外部设有进油口和出油口；

所述拉刀杆组件包括四瓣拉抓、弹簧支撑环、蝶形弹簧、拉刀杆，其中拉刀杆下端锁紧四瓣拉抓，所述四瓣拉抓上端设有弹簧支撑环，其中蝶形弹簧安装在弹簧支撑环上端；

所述主轴单体组件包括主轴单体、第一双列角接触球轴承、外圈隔环、内圈隔环、第二双列角接触球轴承和锁紧螺母，其中第一双列角接触球轴承热装在主轴单体外侧下端，所述内圈隔环套装在主轴单体外侧，其中外圈隔环套装在内圈隔环外侧，所述第二双列角接触球轴承热装在主轴单体外侧，并且设置于内圈隔环上端，所述第二双列角接触球轴承上端设有锁紧螺母，其中锁紧螺母锁紧在主轴单体上；

所述拉刀杆组件的拉刀杆与压块轴锁紧，其中拉刀杆组件安装在主轴单体内孔中，所述主轴单体组件安装于主轴套筒内孔中，所述轴承压环设置于端面压盖和主轴套筒之间，其中端面压盖压紧轴承压环与主轴套筒锁紧。

优选的，所述进油口和出油口外侧均设有不锈钢管。

优选的，所述主轴套筒和油缸活塞连接处设有挡油环。

相对于现有技术，本实用新型的技术效果在于：

(1)本实用新型取消传统的同步带与同步带轮、齿轮啮合、连接轴的传动方式，改为使用高刚性金属板簧联轴器连接主轴与电机，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现机床的“零传动”，同时高刚性金属板簧联轴器具有高传递扭矩、高度可靠性、低惯性、高刚性、高绕性、安装简单，容许存在轴向的偏心、偏角、轴向位移的优点；

(2)本实用新型将机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”，可减小安装空间，降低加工难度、装配难度，实现主轴的高精度、高稳定性。

附图说明

图1所示为本实用新型的正面剖视示意图。

附图标记说明：

1-端面压盖，2-主轴单体，3-第一双列角接触球轴承，4-主轴套筒，5-外圈隔环，6-四瓣拉抓，7-内圈隔环，8-弹簧支撑环，9-蝶形弹簧，10-第二双列角接触球轴承，11-锁紧螺母，12-不锈钢管，13-压块，14-油缸活塞，15-限位环，16-空气快接接头，17-高刚性金属板簧联轴器，18-压块轴，19-油缸端压盖，20-拉刀杆、21-挡油环，22- 轴承压环，23-进油口，24-出油口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例一：

如图1所示，本实用新型公开了一种立式加工中心一体式主轴装置，包括端面压盖1、主轴套筒组件、压块13、油缸活塞14、高刚性金属板簧联轴器17、压块轴18和油缸端压盖19，所述主轴套筒组件一端面与端面压盖1锁紧，其中主轴套筒组件另一端面与油缸端压盖19锁紧，所述油缸端压盖19内部套设油缸活塞14，并且油缸活塞14套装入主轴套筒组件，所述油缸活塞14内安装有压块13和压块轴18，其中压块轴18设置于压块13上端，所述高刚性金属板簧联轴器17压紧压块13和压块轴18与主轴套筒组件锁紧。

如图1所示，优选的，所述油缸活塞14上端套设有限位环15，其中限位环15通过螺纹连接锁紧在油缸活塞14上端面。

如图1所示，优选的，所述油缸活塞14设有空气快接接头16，其中空气快接接头16锁紧在油缸活塞14上端面。

所述主轴套筒组件包括主轴单体组件、主轴套筒4、拉刀杆组件、轴承压环22、进油口23和出油口24，其中主轴套筒4外部设有进油口23和出油口24；

所述拉刀杆组件包括四瓣拉抓6、弹簧支撑环8、蝶形弹簧9、拉刀杆20，其中拉刀杆20下端锁紧四瓣拉抓6，所述四瓣拉抓6上端设有弹簧支撑环8，其中蝶形弹簧9安装在弹簧支撑环8上端；

所述主轴单体组件包括主轴单体2、第一双列角接触球轴承3、外圈隔环5、内圈隔环7、第二双列角接触球轴承10和锁紧螺母11，其中第一双列角接触球轴承3热装在主轴单体2外侧下端，所述内圈隔环7套装在主轴单体2外侧，其中外圈隔环5套装在内圈隔环7外侧，所述第二双列角接触球轴承10热装在主轴单体2外侧，并且设置于内圈隔环7上端，所述第二双列角接触球轴承10上端设有锁紧螺母11，其中锁紧螺母11锁紧在主轴单体2上；

所述拉刀杆组件的拉刀杆20与压块轴18锁紧，其中拉刀杆组件安装在主轴单体2内孔中，所述主轴单体组件安装于主轴套筒4内孔中，所述轴承压环22设置于端面压盖1和主轴套筒4之间，其中端面压盖1压紧轴承压环22与主轴套筒4锁紧。

如图1所示，优选的，所述进油口23和出油口24外侧均设有不锈钢管12。

如图1所示，优选的，所述主轴套筒4和油缸活塞14连接处设有挡油环21。

本实用新型采用高刚性金属板簧联轴器17，高刚性金属板簧联轴器17法兰端直接通过螺钉锁紧在主轴上端面上，高刚性金属板簧联轴器17另一端内孔直接与电机轴配合通过键连接，从而实现直接传动。

实施例二：

如图1所示，本发明弹簧支撑环8安装在拉刀杆20上，依次安装蝶形弹簧9、压块13、压块轴18，将压块轴18锁紧在拉刀杆20 的端面上，将上述安装完成的拉刀杆组件装入到主轴单体2内孔中，使用特制专用工装将四瓣拉抓6锁紧在拉刀杆20上完成装配。

如图1所示，所述双列角接触球轴承3热装在主轴单体2上，依次装入内圈隔环7、外圈隔环5，将双列角接触球轴承10热装在主轴单体2上端外侧，锁紧螺母11锁紧在主轴单体2上完成装配。

如图1所示，将上述安装完成的主轴单体组件装入到主轴套筒4 的内孔中，装入轴承压环22，主轴套筒4端面安装端面压盖1，端面压盖1压紧轴承压环22，将端面压盖1通过螺钉锁紧在套筒4端面上。

如图1所示，所述上序安装完成后，将油缸活塞14装入主轴套筒 4中，将油缸端压盖19装入主轴套筒4中并用螺钉锁紧，将限位环15通过螺纹链接锁紧在油缸活塞14上并调整位置用内六角紧定螺钉锁紧定位，将空气快接接头16锁紧在油缸活塞14端面调整到合适位置，将高刚性金属板簧联轴器17通过螺钉链接锁紧在主轴单体2上端面，完成一体式主轴装置的装配。

本实用新型的工作原理：

电机转动带动高刚性金属板簧联轴器17旋转，高刚性金属板簧联轴器17再带动主轴单体2旋转，将机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”，可减小安装空间，降低加工难度、装配难度，实现主轴的高精度、高稳定性。

换刀步奏：

液压站提供油压经过主轴套筒4的进油口23进入到主轴套筒4 内部，压动油缸活塞14往下运动，油缸活塞14压动压块13，压块 13带动拉刀杆20、四瓣拉抓6往下运动实现松刀动作，再由ATC凸轮刀库机构完成换刀动作。

液压站释放油压，油压经过主轴套筒4的出油口24进入到主轴套筒4内部，推动油缸活塞14往上运动，蝶形弹簧9弹回带动四瓣拉抓6、拉刀杆20、压块13往上运动实现拉刀动作。

本实用新型取消传统的同步带与同步带轮、齿轮啮合、连接轴的传动方式，改为使用高刚性金属板簧联轴器连接主轴与电机，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现机床的“零传动”，同时高刚性金属板簧联轴器具有高传递扭矩、高度可靠性、低惯性、高刚性、高绕性、安装简单，容许存在轴向的偏心、偏角、轴向位移的优点。

本实用新型将机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”，可减小安装空间，降低加工难度、装配难度，实现主轴的高精度、高稳定性。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (6)

1.一种立式加工中心一体式主轴装置，其特征在于：包括端面压盖(1)、主轴套筒组件、压块(13)、油缸活塞(14)、高刚性金属板簧联轴器(17)、压块轴(18)和油缸端压盖(19)，所述主轴套筒组件一端面与端面压盖(1)锁紧，其中主轴套筒组件另一端面与油缸端压盖(19)锁紧，所述油缸端压盖(19)内部套设油缸活塞(14)，并且油缸活塞(14)套装入主轴套筒组件，所述油缸活塞(14)内安装有压块(13)和压块轴(18)，其中压块轴(18)设置于压块(13)上端，所述高刚性金属板簧联轴器(17)压紧压块(13)和压块轴(18)与主轴套筒组件锁紧。

2.根据权利要求1所述的一种立式加工中心一体式主轴装置，其特征在于：所述油缸活塞(14)上端套设有限位环(15)，其中限位环(15)通过螺纹连接锁紧在油缸活塞(14)上端面。

3.根据权利要求2所述的一种立式加工中心一体式主轴装置，其特征在于：所述油缸活塞(14)设有空气快接接头(16)，其中空气快接接头(16)锁紧在油缸活塞(14)上端面。

4.根据权利要求1所述的一种立式加工中心一体式主轴装置，其特征在于：所述主轴套筒组件包括主轴单体组件、主轴套筒(4)、拉刀杆组件、轴承压环(22)、进油口(23)和出油口(24)，其中主轴套筒(4)外部设有进油口(23)和出油口(24)；

所述拉刀杆组件包括四瓣拉抓(6)、弹簧支撑环(8)、蝶形弹簧(9)、拉刀杆(20)，其中拉刀杆(20)下端锁紧四瓣拉抓(6)，所述四瓣拉抓(6)上端设有弹簧支撑环(8)，其中蝶形弹簧(9)安装在弹簧支撑环(8)上端；

所述主轴单体组件包括主轴单体(2)、第一双列角接触球轴承(3)、外圈隔环(5)、内圈隔环(7)、第二双列角接触球轴承(10)和锁紧螺母(11)，其中第一双列角接触球轴承(3)热装在主轴单体(2)外侧下端，所述内圈隔环(7)套装在主轴单体(2)外侧，其中外圈隔环(5)套装在内圈隔环(7)外侧，所述第二双列角接触球轴承(10)热装在主轴单体(2)外侧，并且设置于内圈隔环(7)上端，所述第二双列角接触球轴承(10)上端设有锁紧螺母(11)，其中锁紧螺母(11)锁紧在主轴单体(2)上；

所述拉刀杆组件的拉刀杆(20)与压块轴(18)锁紧，其中拉刀杆组件安装在主轴单体(2)内孔中，所述主轴单体组件安装于主轴套筒(4)内孔中，所述轴承压环(22)设置于端面压盖(1)和主轴套筒(4)之间，其中端面压盖(1)压紧轴承压环(22)与主轴套筒(4)锁紧。

5.根据权利要求4所述的一种立式加工中心一体式主轴装置，其特征在于：所述进油口(23)和出油口(24)外侧均设有不锈钢管(12)。

6.根据权利要求4所述的一种立式加工中心一体式主轴装置，其特征在于：所述主轴套筒(4)和油缸活塞(14)连接处设有挡油环(21)。