TW201628766A - 直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法 - Google Patents

Abstract

一種直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法，伺服電機通過聯軸器與絲桿一端連接，絲桿連接板一端與絲桿螺母連接，絲桿連接板另一端與主軸套筒連接，主軸套筒位於主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼內，絲桿與絲桿螺母旋且帶動主軸套筒前後移動，絲桿連接板底部或兩側或底部及兩側對開有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔，一個或兩個或三個螺栓型圓柱滾子滾輪穿過絲桿連接板底部或兩側或底部及兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母旋接，位於絲桿連接板底部或兩側或底部及兩側螺栓型圓柱滾子滾輪中的兩個圓柱滾子滾輪與位於主軸頭鑄件殼底部或兩側或底部及兩側中的長條圓孔內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板滾動配合，主軸通過軸承位於主軸套筒內，主軸的動力輸入端為花鍵軸，花鍵軸上套有花鍵套，花鍵套上固有同步帶輪，同步帶輪通過同步帶與電機軸上的同步帶輪形成動力傳輸，主軸由動力軸和花鍵軸對接構成，動力軸及花鍵軸為空心通孔軸，通孔內裝有手動或自動快速換刀機構。

Description

直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法

本發明涉及一種既能滿足高速運動，又具有高剛性切削能力，同時又能實現主軸套筒與主軸頭鑄件殼中的主軸套筒殼內壁無摩擦移動，及手、自動換刀的直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法。

習知第CN103801729A號“液壓振動鑽削動力頭”案，包括鑽削動力頭機構，所述鑽削動力頭機構包括第一伺服電機、左端蓋、主軸、第一靜壓滑動軸承、第二靜壓滑動軸承、外殼體、右端蓋、顫振體、彈性端蓋和用於裝配鑽頭的卡頭，所述第一伺服電機的輸出軸與所述主軸連接，所述外殼體內部開有容腔，所述第一靜壓滑動軸承安裝於所述外殼體容腔左端，所述第二靜壓滑動軸承安裝於所述外殼體容腔右端，所述左端蓋與所述外殼體左端連接，所述右端蓋與所述外殼體右端連接，所述主軸依次穿過左端蓋、第一靜壓滑動軸承、容腔、第二靜壓滑動軸承和右端蓋並伸出所述右端蓋，所述第一靜壓滑動軸承與第二靜壓滑動軸承的進油口通過所述外殼體中的進油流道 連通，所述進油流道與外殼體的進油口連通，所述外殼體的進油口與減壓閥的出油口連接，所述第一靜壓滑動軸承與第二靜壓滑動軸承的回油口通過所述外殼體中部的回油流道與油箱回油口連接，所述顫振體與所述主軸的右端連接，所述顫振體中部開有進出油孔，高頻激振閥的出油口與外殼體的進出油口連接，並通過外殼體中的進出流道和所述主軸中的軸向流道與所述進出油孔連通，所述顫振體右端與彈性端蓋連接，所述顫振體右端與所述彈性端蓋左端構成一個振動容腔，所述彈性端蓋右端與卡頭固定連接。其不足之處：一是加工主軸行程範圍為固定式，適用範圍小；二是無法實現自動換刀；三是加工精度低。

習知第CN201644870U號“一種平板鑽床的動力頭”案，包括裝有主軸(1)的箱體(2)，箱體(2)上連接有驅動主軸(1)旋轉的主電機(4)，箱體(2)一側設有主機板(9)，其特徵在於：所述主機板(9)前後兩側豎直方向分別設有導軌(12)，所述導軌(12)分別與支撐板(11)上相應設置的滑塊(13)配合連接，支撐板(11)上連接有由伺服電機(7)驅動的絲桿(5)，絲桿(5)上配合連接有絲母座(8)，絲母座(8)固連於主機板(9)上。其不足之處：其絲桿無法實現既帶動主軸套筒前後移後，又不能防止主軸套筒轉動。

本發明之主要目的在於：避免習知技術中的不 足之處，設計一種既能通過絲桿帶動主軸套筒前後移動，又能又能防止主軸套筒轉動，設計一種能滿足直進式靜壓伺服動力主軸頭手動或自動換刀的直進式靜壓伺服動力主軸頭專用主軸，及設計一種既能滿足高速運動，又具有高剛性切削能力，同時又能實現主軸套筒與主軸頭鑄件殼中的主軸套筒殼內壁無摩擦移動的直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法。

本發明的技術特點包括：伺服電機通過聯軸器帶動絲桿旋轉，絲桿通過與主軸套筒連接的絲桿連接板帶動主軸套筒前後移動的設計特點，特點為由於主軸套筒位於主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼內，而主軸套筒鑄殼內壁與主軸套筒外壁為高精密間隙油膜配合，該油膜採用靜壓迴圈低壓給油產生油膜，因而消除主軸套筒與主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼之間的裝配公差，其油膜使主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼內壁與主軸套筒外壁之間不會產生摩擦，實現了高精度無摩損移動。

本發明的技術特點包括：絲桿連接板底部或兩側或底部及兩側開設有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔，一個或兩個或三個螺栓型圓柱滾子滾輪分別穿過絲桿連接板底部或兩側或底部及兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母旋接的設計特點，特點為由於主軸頭鑄件殼底部或兩側或底部及兩側中的長條圓孔係為主軸套筒前後移動 行程，而主軸與主軸套筒內壁採用高精密軸承定位一體，主軸帶動軸承內套旋轉，因而主軸套筒前後移動行程即為主軸的移動行程，為了確保主軸直線行程的高精準，防止主軸轉動帶動主軸套筒轉動，本發明採用一個或兩個或三個螺栓型圓柱滾子滾輪中的一個或兩個或三個圓柱滾子滾輪與位於主軸頭鑄件殼底部或兩側或底部及兩側中的長條圓孔內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板滾動配合，其螺栓型圓柱滾子滾輪中螺栓部穿過絲桿連接板底部或兩側或底部及兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且採用鎖緊螺母鎖緊，這樣既實現了螺栓型圓柱滾子滾輪中的滾輪與位於主軸頭鑄件殼底部或兩側或底部及兩側中的長條圓孔內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板滾動配合，最大限度地降低了摩損，同時通過對螺栓型圓柱滾子滾輪墊板厚度的調整，確保了主軸同心度，使得主軸加工切削平穩進行，提高絲桿傳動精度及絲桿使用壽命，避免了主軸啟動旋轉對絲桿的衝擊及損害。

本發明的技術特點包括：主軸由動力軸和花鍵軸採用錐度螺絲插接對接而成的設計特點，特點為由於構成主軸的動力軸和花鍵軸的長度在1米左右，如果不將其分段設計，不僅無法在軸的中心製造長在1米左右的通孔，而且長達1米左右的整體主軸的製造成本非常昂貴，並且難以確保其剛性。本申請將其設計成分體對接結構不僅可以實 現動力軸和花鍵軸軸心的順長開通孔，而且使動力軸和花鍵軸軸心的開通孔的目的得以實現，即實現自動快速換刀的目的，並且大大地降低了軸的製造成本，確保了其剛性要求。

本發明的技術手段包括：一種直進式靜壓伺服動力主軸頭，伺服電機通過聯軸器與絲桿一端連接，絲桿連接板一端與絲桿螺母連接，絲桿連接板另一端與主軸套筒連接，主軸套筒位於主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼內，殼絲桿與絲桿螺母旋且帶動主軸套筒前後移動，絲桿連接板兩側對開有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔，兩個螺栓型圓柱滾子滾輪分別穿過絲桿連接板兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母旋接，兩個螺栓型圓柱滾子滾輪中的兩個圓柱滾子滾輪與位於主軸頭鑄件殼兩側中的長條圓孔內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板滾動配合，主軸通過軸承位於主軸套筒內，主軸的動力輸入端為花鍵軸，花鍵軸上套有花鍵套，花鍵套上固有同步帶輪，同步帶輪通過同步帶與電機軸上的同步帶輪形成動力傳輸，主軸由動力軸及花鍵軸對接構成，動力軸及花鍵軸的軸心為空心通孔軸，空心通孔主軸內裝設有手動或自動快速換刀機構。

本發明的技術手段包括：一種直進式靜壓伺服動力主軸頭的工作方法，主軸需要調節工作行程時，伺服 電機通過聯軸器驅動絲桿轉動，套在絲桿上的絲桿螺母帶動絲桿連接板轉動，絲桿連接板帶動主軸套筒移動，主軸套筒帶動主軸移動同時，位於絲桿連接板底部或兩側或底部及兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪中的一個或兩個或三個圓柱滾子滾輪分別與位於主軸頭鑄件殼底部或兩側或底部及兩側中的長條圓孔內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板滾動配合；主軸需要工作時，電機通過同步帶輪傳動機構帶動套在花鍵軸上的花鍵軸套轉動，花鍵軸套帶動花鍵軸及主軸旋轉。

本發明與習知技術比較：

一、主軸頭無需滑台既可進行進給切削，且加工精度高、適用範圍廣。

二、位於絲桿連接板底部或兩側或底部及兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪中的一個或兩個或三個圓柱滾子滾輪分別與位於主軸頭鑄件殼底部或兩側或底部及兩側中的長條圓孔內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板滾動配合的設計，既避免了主軸套筒的轉動，又實現了滿足了主軸行程前後調節，確保了主軸的平穩加工切削，提高絲桿了傳動精度及絲桿使用壽命，又避免了主軸啟動旋轉對絲桿的衝擊及損害。

三、主軸套筒與主軸頭鑄件殼中主軸套筒鑄殼的配合公差尺寸內注滿潤滑油，採用油分子全方位支撐主 軸套筒的設計，實現了主軸頭鑄件殼中主軸套筒鑄殼全支持主軸套筒的長度尺寸大於兩倍主軸套筒直徑，從而確保主軸加工軸心度。

四、主軸的採用分體式方法設計，既實現了花鍵軸與動力軸組成的主軸其軸心為空心通孔的目的，減少主軸的生產成本，實現了油壓動力頭及伺服動力頭自動換刀具的目的。

1-1‧‧‧伺服電機

1-2‧‧‧聯軸器

1-3‧‧‧絲桿

1-4‧‧‧絲桿連接板

1-4A‧‧‧絲桿連接板

1-4B‧‧‧絲桿連接板

1-4C‧‧‧絲桿連接板

141‧‧‧絲桿螺母安裝孔

142‧‧‧主軸套筒連接孔

143‧‧‧螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔

1-5‧‧‧螺栓型圓柱滾子滾輪

1-6‧‧‧螺栓型圓柱滾子滾輪墊板

1-7‧‧‧主軸

1-8‧‧‧鎖緊螺母

1-9‧‧‧主軸套筒

1-10‧‧‧主軸頭鑄件殼

1-11‧‧‧動力軸

1-12‧‧‧錐度螺絲

1-13‧‧‧花鍵軸

1-14‧‧‧主軸套筒鑄殼

1-15‧‧‧長條圓孔

1-16‧‧‧絲桿螺母

1-17‧‧‧絲桿支撐座

3-6‧‧‧油缸支撐圈

3-7‧‧‧油缸

3-8‧‧‧油缸接頭

3-9‧‧‧打刀油缸底板

3-10‧‧‧氣缸

3-11‧‧‧打刀插片

3-12‧‧‧打刀底板

3-13‧‧‧花鍵環槽

3-14‧‧‧O型圈

3-16‧‧‧打刀連接桿

3-17‧‧‧O型圈

3-18‧‧‧調壓螺母

3-20‧‧‧碟簧

3-21‧‧‧主軸打刀桿

3-22‧‧‧拉爪

3-23‧‧‧刀具

A-12‧‧‧拉桿

A-13‧‧‧鎖固螺母

第一圖係直進式靜壓伺服動力主軸頭之立體結構示意圖。。

第二圖係第一圖的局部立體結構示意圖。

第三圖係主軸之剖視結構示意圖。

第四圖係絲桿連接板之結構立體示意圖。

第五圖係第一圖的外部結構示意圖。

第六圖係直進式靜壓伺服手動快速換刀動力主軸頭之立體結構示意圖。

第七圖係直進式靜壓伺服動力主軸頭專用單孔絲桿連接板其一結構示意圖。

第八圖係配合第七圖單孔絲桿連接板之主軸頭鑄件殼的結構示意圖。

第九圖係第七圖單孔絲桿連接板的應用結構示意圖。

第十圖係直進式靜壓伺服動力主軸頭專用兩孔絲桿連接板另一結構示意圖。

第十一圖係配合第十圖兩孔絲桿連接板之主軸頭鑄件殼的結構示意圖。

第十二圖係第十圖兩孔絲桿連接板的應用結構示意圖。

第十三圖係直進式靜壓伺服動力主軸頭專用三孔絲桿連接板又一結構示意圖。

第十四圖係配合第十三圖三孔絲桿連接板之主軸頭鑄件殼的結構示意圖。

第十五圖係第十三圖三孔絲桿連接板的應用結構示意圖。

參閱第一至第三圖所示，一種直進式靜壓伺服動力主軸頭，包括PLC控制器，伺服電機1-1通過聯軸器1-2與絲桿1-3一端連接，絲桿1-3另與主軸頭鑄件殼1-10上絲桿支撐座1-17配合，絲桿連接板1-4一端與絲桿螺母1-16連接，絲桿連接板1-4另一端與主軸套筒1-9連接，主軸套筒1-9位於主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼1-14內，絲桿1-3與絲桿螺母旋且帶動主軸套筒1-9前後移動，絲桿連接板1-4底部或兩側或底部及兩側開設有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔，一個或兩個或三個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5分別穿過絲桿連接板1-4底部或兩側或底部及兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母1-8旋接，一個或兩個 或三個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5中的兩個圓柱滾子滾輪與位於主軸頭鑄件殼1-10底部或兩側或底部及兩側中的長條圓孔1-15內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合，主軸1-7通過軸承位於主軸套筒1-9內，主軸1-7的動力輸入端為花鍵軸1-13，花鍵軸1-13上套有花鍵套，花鍵套上固有同步帶輪，同步帶輪通過同步帶與電機軸上的同步帶輪形成動力傳輸，主軸1-7由動力軸1-11及花鍵軸1-13對接構成，為空心通孔主軸，空心通孔主軸設有手動或自動快速換刀機構。

自動快速換刀機構由主軸1-7實現快速自動換刀，伺服電機1-1通過聯軸器1-2驅動絲桿1-3，絲桿1-3固定於絲桿連接板1-4上，絲桿連接板1-4與主軸套筒1-9連接，主軸套筒1-9與動力軸1-11通過軸承配合組裝完成主軸，花鍵軸1-13安裝於動力軸1-11尾端，實現花鍵軸退到換刀指定點，氣缸3-10安裝於打刀底板3-12和打刀油缸底板3-9上，氣缸3-10與打刀插片3-11通過螺紋連接動作，打刀插片3-11安裝在打刀底板3-12中，打刀底板3-12設有內槽可以定位打刀插片3-11，推出打刀插片與花鍵環槽3-13配合，氣缸3-10推出一定行程後感應到換刀信號，打刀插片3-11支撐花鍵環槽3-13，防止換刀時油缸3-7壓力對絲桿1-3及軸承的的損傷，實現自動換刀或按下換刀按鈕，使得油缸3-7動作，油缸3-7通過油缸支撐圈3-6安裝 於打刀油缸底板3-9上，打刀油缸底板3-9固定在打刀底板3-12上，打刀油缸底板3-9壓住打刀插片3-11；油缸活塞伸出，油缸接頭與油缸連接，油缸接頭3-8與打刀連接桿3-16接觸，推動打刀連接桿3-16往前走動，打刀連接桿3-16與主軸打刀桿3-21接觸，壓縮主軸打刀桿3-21上的碟簧3-20，使得與主軸打刀桿3-21上連接的拉爪3-22往前動作，鬆開拉爪3-22，實現快速換刀具3-23；按下換刀按鈕，油缸3-7連接油缸接頭3-8退回到原行程位置，主軸打刀桿3-21上的碟簧3-20反作用力拉緊刀具，同時把打刀連接桿3-16往後頂出，打刀連接桿3-16安裝有O型圈3-14和3-17可以防止打刀連接桿3-16竄動，當PLC檢測到油缸活塞重定信號後，氣缸3-10拉動打刀插片3-11復位，氣缸活塞復位後，允許直進式靜壓伺服動力主軸頭操作。

手動換刀機構由主軸1-7，拉桿A-12及鎖固螺母A-13構成，拉桿A-12兩端製有絲扣，拉桿A-12位於空心通孔主軸1-7內，且拉桿A-12前端與刀具旋接，後端旋有鎖固螺母A-13後，充許直進式靜壓伺服手動換刀動力主軸頭操作。

主軸1-7由動力軸1-11和花鍵軸1-13採用錐度螺絲1-12插接對接而成，其動力軸1-11和花鍵軸1-13的軸心為空心通孔軸。主軸頭鑄件殼1-10中主軸套筒鑄殼1-14內壁與主軸套筒1-9外壁為間隙油膜配合。主軸頭鑄件殼中 的主軸套筒鑄殼1-14內壁開有一道一以上油環槽。主軸套筒1-9位於主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼1-14內且主軸套筒鑄殼1-14開有注油孔。

絲桿連接板1-4呈葫蘆形絲桿連接，葫蘆形絲桿連接板上部與絲桿螺母連接、下部與主軸套筒1-9連接。調壓螺母3-18旋接在碟簧3-20一端的主軸打刀桿3-21上。

一種直進式靜壓伺服動力主軸頭的工作方法，主軸1-7需要調節工作行程時，伺服電機1-1通過聯軸器驅動絲桿1-3轉動，套在絲桿1-3上的絲桿螺母帶動絲桿連接板1-4轉動，絲桿連接板1-4帶動主軸套筒1-9移動，主軸套筒1-9帶動主軸1-7移動同時，位於絲桿連接板1-4兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪1-5中的兩個圓柱滾子滾輪分別與位於主軸頭鑄件殼1-10兩側中的長條圓孔1-15內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合；主軸1-7需要工作時，電機通過同步帶輪傳動機構帶動套在花鍵軸1-13上的花鍵軸套轉動，花鍵軸套帶動花鍵軸1-13及主軸旋轉。

參閱第七圖所示，以下係針對單孔絲桿連接板1-4A說明，單孔絲桿連接板1-4A底部開有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔143，一個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5穿過單孔絲桿連接板1-4A底部的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母1-8旋接。

參閱第八、九圖所示，係針對單孔絲桿連接板 1-4A說明，一個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5穿過絲桿連接板1-4底部的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母1-8旋接。一個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5中的圓柱滾子滾輪與位於主軸頭鑄件殼1-10底部的長條圓孔1-15內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合。

參閱第七至九圖所示，係針對單孔絲桿連接板1-4A說明，一種直進式靜壓伺服動力主軸頭主軸套筒前後移動結構，單孔絲桿連接板1-4A底部有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔143，一個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5穿過單孔絲桿連接板1-4A底部的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母1-8旋接，一個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5中的一個圓柱滾子滾輪與位於主軸頭鑄件殼1-10底部的長條圓孔1-15內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合。單孔絲桿連接板1-4A上部分開有絲桿螺母安裝孔141、下部開有主軸套筒連接孔142。單孔絲桿連接板1-4A呈扁平葫蘆形。

一種由直進式靜壓伺服動力主軸頭主軸套筒前後移動結構構成的直進式靜壓伺服動力主軸頭，包括PLC控制器，伺服電機1-1通過聯軸器1-2與絲桿1-3一端連接，絲桿1-13另與與主軸頭鑄件殼1-10上絲桿支撐座1-17配合，單孔絲桿連接板1-4A一端與絲桿螺母連接1-16，絲桿1-13另與與主軸頭鑄件殼1-10上絲桿支撐座17配合，單孔絲桿連接板1-4A另一端與主軸套筒1-9連接，主軸套 筒1-9位於主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼1-14內，殼絲桿1-3與絲桿螺母旋且帶動主軸套筒1-9前後移動，單孔絲桿連接板1-4A底部設有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔，一個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5分別穿過單孔絲桿連接板1-4A底部的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母1-8旋接，一個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5中的圓柱滾子滾輪與位於主軸頭鑄件殼1-10底部的長條圓孔1-15內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合，主軸1-7通過軸承位於主軸套筒1-9內，主軸1-7的動力輸入端為花鍵軸1-13，花鍵軸1-3上套有花鍵套，花鍵套上固有同步帶輪，同步帶輪通過同步帶與電機軸上的同步帶輪形成動力傳輸，主軸1-7為空心通孔軸，通孔內裝有手動或自動快速換刀機構。

主軸1-7由主軸心軸1-11和花鍵軸1-13採用錐度螺絲1-12插接對接而成，其動力軸1-11和花鍵軸1-13的軸心為通孔空心軸。主軸頭鑄件殼1-10中主軸套筒鑄殼1-14內壁與主軸套筒1-9外壁為間隙油膜配合。主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼1-14內壁開有一道一以上油環槽。主軸套筒1-9位於主軸頭鑄件殼中的主軸套筒殼1-14內且主軸套筒殼1-14開有注油孔。單孔絲桿連接板1-4A呈葫蘆形絲桿連接，葫蘆形單孔絲桿連接板1-4A上部與絲桿螺母連接、下部與主軸套筒1-9連接。其直進式靜壓伺服動力主軸頭的工作方法，主軸1-7需要調節工作行程時，伺服電機 1-1通過聯軸器驅動絲桿1-3轉動，套在絲桿1-3上的絲桿螺母帶動單孔絲桿連接板1-4A轉動，單孔絲桿連接板1-4A帶動主軸套筒1-9移動，主軸套筒1-9帶動主軸1-7移動同時，位於單孔絲桿連接板1-4A兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪1-5中的兩個圓柱滾子滾輪分別與位於主軸頭鑄件殼1-10兩側中的長條圓孔1-15內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合；主軸1-7需要工作時，電機通過同步帶輪傳動機構帶動套在花鍵軸1-3上的花鍵軸套轉動，花鍵軸套帶動花鍵軸及主軸旋轉。

參閱第十圖所示，以下係針對兩孔絲桿連接板1-4B說明，一種直進式靜壓伺服動力主軸頭專用兩孔絲桿連接板，兩孔絲桿連接板1-4B兩側對開有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔143，兩個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5分別穿過兩孔絲桿連接板1-4B兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且分別與鎖緊螺母1-8旋接。兩孔絲桿連接板1-4B上部分開有絲桿螺母安裝孔141、下部開有主軸套筒連接孔142。兩孔絲桿連接板1-4B呈扁平葫蘆形。

參閱第十一、十二圖所示，係針對兩孔絲桿連接板1-4B說明，一種由直進式靜壓伺服動力主軸頭專用兩孔絲桿連接板構成的直進式靜壓伺服動力主軸頭，包括PLC控制器，伺服電機1-1通過聯軸器1-2與絲桿1-3一端連接，絲桿1-13另與與主軸頭鑄件殼1-10上絲桿支撐座17配 合，兩孔絲桿連接板1-4B一端與絲桿螺母1-16連接，兩孔絲桿連接板1-4B另一端與主軸套筒1-9連接，主軸套筒1-9位於主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼1-14內，絲桿1-3與絲桿螺母1-16旋且帶動主軸套筒1-9前後移動，兩孔絲桿連接板1-4B兩側開有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔，兩個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5分別穿過兩孔絲桿連接板1-4B兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母1-8旋接，兩個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5中的兩個圓柱滾子滾輪與位於主軸頭鑄件殼1-10兩側中的長條圓孔1-15內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合，主軸1-7通過軸承位於主軸套筒1-9內，主軸1-7的動力輸入端為花鍵軸1-13，花鍵軸1-3上套有花鍵套，花鍵套上固有同步帶輪，同步帶輪通過同步帶與電機軸上的同步帶輪形成動力傳輸，主軸1-7為空心通孔軸，通孔內裝有手動或自動快速換刀機構。

主軸1-7由主軸心軸1-11和花鍵軸1-13採用錐度螺絲1-12插接對接而成，其動力軸1-11和花鍵軸1-13的軸心為通孔空心軸。主軸頭鑄件殼1-10中主軸套筒鑄殼1-14內壁與主軸套筒1-9外壁為間隙油膜配合。主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼1-14內壁開有一道一以上油環槽。主軸套筒1-9位於主軸頭鑄件殼中的主軸套筒殼1-14內且主軸套筒殼1-14開有注油孔。兩孔絲桿連接板1-4B呈葫蘆形絲桿連接，葫蘆形兩孔絲桿連接板B上部與絲桿螺母連接 、下部與主軸套筒1-9連接。其直進式靜壓伺服動力主軸頭的工作方法，主軸1-7需要調節工作行程時，伺服電機1-1通過聯軸器驅動絲桿1-3轉動，套在絲桿1-3上的絲桿螺母帶動兩孔絲桿連接板1-4B轉動，兩孔絲桿連接板1-4B帶動主軸套筒1-9移動，主軸套筒1-9帶動主軸1-7移動同時，位於兩孔絲桿連接板1-4B兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪1-5中的兩個圓柱滾子滾輪分別與位於主軸頭鑄件殼1-10兩側中的長條圓孔1-15內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合；主軸1-7需要工作時，電機通過同步帶輪傳動機構帶動套在花鍵軸1-3上的花鍵軸套轉動，花鍵軸套帶動花鍵軸及主軸旋轉。

參閱第十至第十二圖所示，係針對兩孔絲桿連接板1-4B說明，兩孔絲桿連接板1-4B兩側開有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔143，二個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5穿過兩孔絲桿連接板1-4B兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母1-8旋接。兩個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5穿過兩孔絲桿連接板1-4B兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母1-8旋接。兩個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5中的圓柱滾子滾輪與位於主軸頭鑄件殼1-10底部的長條圓孔1-15內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合。

參閱第十三圖所示，以下係針對三孔絲桿連接板1-4C說明，三孔絲桿連接板1-4C兩側和底部設有螺栓型 圓柱滾子滾輪安裝孔143，三個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5分別穿過三孔絲桿連接板1-4C兩側和底部的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且分別與鎖緊螺母1-8旋接。

參閱第十四、十五圖所示，係針對三孔絲桿連接板1-4C說明，三個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5分別穿過三孔絲桿連接板1-4C兩側和底部的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且分別與鎖緊螺母1-8旋接，三個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5中的兩個圓柱滾子滾輪與位於主軸頭鑄件殼1-10兩側和底部中的長條圓孔1-15內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合。

參閱第十三至第十五圖所示係針對三孔絲桿連接板1-4C說明，三孔絲桿連接板1-4C兩側和底部對開有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔，三個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5分別穿過三孔絲桿連接板1-4C兩側和底部的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且分別與鎖緊螺母1-8旋接。三個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5分別穿過三孔絲桿連接板1-4C兩側和底部的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且分別與鎖緊螺母1-8旋接，三個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5中的兩個圓柱滾子滾輪與位於主軸頭鑄件殼1-10兩側和底部中的長條圓孔1-15內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合。

前文係針對本發明之較佳實施例為本發明之技術特徵進行具體之說明；惟，熟悉此項技術之人士當可在 不脫離本發明之精神與原則下對本發明進行變更與修改，而該等變更與修改，皆應涵蓋於如下申請專利範圍所界定之範疇中。

綜上所述，本發明係提供一種直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法，其確已達到本發明之所有目的，另其組合結構之空間型態未見於同類產品，亦未曾公開於申請前，已符合專利法之規定，爰依法提出申請。

1-1‧‧‧伺服電機

1-2‧‧‧聯軸器

1-3‧‧‧絲桿

1-4‧‧‧絲桿連接板

1-5‧‧‧螺栓型圓柱滾子滾輪

1-11‧‧‧動力軸

1-15‧‧‧長條圓孔

3-6‧‧‧油缸支撐圈

3-7‧‧‧油缸

3-8‧‧‧油缸接頭

3-9‧‧‧打刀油缸底板

3-10‧‧‧氣缸

3-11‧‧‧打刀插片

3-12‧‧‧打刀底板

3-13‧‧‧花鍵環槽

3-14‧‧‧O型圈

3-16‧‧‧打刀連接桿

3-17‧‧‧O型圈

3-18‧‧‧調壓螺母

3-20‧‧‧碟簧

3-21‧‧‧主軸打刀桿

3-22‧‧‧拉爪

3-23‧‧‧刀具

Claims (10)

1. 一種直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法，包括PLC控制器，其特徵是：伺服電機1-1通過聯軸器1-2與絲桿1-3一端連接，絲桿連接板1-4一端與絲桿螺母連接，絲桿連接板1-4另一端與主軸套筒1-9連接，主軸套筒1-9位於主軸頭鑄件殼1-10中的主軸套筒鑄殼1-14內，絲桿1-3與絲桿螺母旋且帶動主軸套筒1-9前後移動，絲桿連接板1-4底部或兩側或底部及兩側開設有螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔143，一個或兩個或三個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5分別穿過絲桿連接板1-4底部或兩側或底部及兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪安裝孔且與鎖緊螺母1-8旋接，一個或兩個或三個螺栓型圓柱滾子滾輪1-5中的一個或兩個或三個圓柱滾子滾輪與位於主軸頭鑄件殼1-10底部或兩側或底部及兩側中的長條圓孔1-15內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合，主軸1-7通過軸承位於主軸套筒1-9內，主軸1-7的動力輸入端為花鍵軸1-13，花鍵軸1-3上套有花鍵套，花鍵套上固有同步帶輪，同步帶輪通過同步帶與電機軸上的同步帶輪形成動力傳輸，主軸1-7為空心通孔主軸，空心通孔主軸設有手動或自動快速換刀機構。
2. 如申請專利範圍第1項所述之直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法，其特徵是：自動快速換刀機構由主軸 1-7實現快速自動換刀，氣缸3-10安裝於打刀底板3-12和打刀油缸底板3-9上，氣缸3-10與打刀插片3-11通過螺紋連接動作，打刀插片3-11安裝在打刀底板3-12中，打刀底板3-12設有內槽可以定位打刀插片3-11，推出打刀插片與花鍵環槽3-13配合，氣缸3-10推出一定行程後感應到換刀信號，打刀插片3-11支撐花鍵環槽3-13，防止換刀時油缸3-7壓力對絲桿1-3及軸承的的損傷，實現自動換刀或按下換刀按鈕，使得油缸3-7動作，油缸3-7通過油缸支撐圈3-6安裝於打刀油缸底板3-9上，打刀油缸底板3-9固定在打刀底板3-12上，打刀油缸底板3-9壓住打刀插片3-11；油缸活塞伸出，油缸接頭與油缸連接，油缸接頭3-8與打刀連接桿3-16接觸，推動打刀連接桿3-16往前走動，打刀連接桿3-16與主軸打刀桿3-21接觸，壓縮主軸打刀桿3-21上的碟簧3-20，使得與主軸打刀桿3-21上連接的拉爪3-22往前動作，鬆開拉爪3-22，實現快速換刀具3-23；按下換刀按鈕，油缸3-7連接油缸接頭3-8退回到原行程位置，主軸打刀桿3-21上的碟簧3-20反作用力拉緊刀具，同時把打刀連接桿3-16往後頂出，打刀連接桿3-16安裝有O型圈3-14和3-17可以防止打刀連接桿3-16竄動，當PLC檢測到油缸活塞重定信號後，氣缸3-10拉動打刀插片3-11復位，氣缸活塞復位後，允許直進式靜壓伺服動力主軸頭操作。
3. 如申請專利範圍第1項所述之直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法，其特徵是：主軸1-7由動力軸1-11和花鍵軸1-13採用錐度螺絲1-12插接對接而成，其動力軸1-11和花鍵軸1-13的軸心為空心通孔軸。
4. 如申請專利範圍第1項所述之直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法，其特徵是：主軸頭鑄件殼1-10中主軸套筒鑄殼1-14內壁與主軸套筒1-9外壁為間隙油膜配合。
5. 如申請專利範圍第1項所述之直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法，其特徵是：主軸套筒1-9位於主軸頭鑄件殼中的主軸套筒鑄殼1-14內且主軸套筒鑄殼1-14開有注油孔。
6. 如申請專利範圍第1項所述之直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法，其特徵是：主軸頭鑄件殼1-10中的主軸套筒鑄殼1-14內壁開有一道一以上油環槽。
7. 如申請專利範圍第2項所述之直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法，其特徵是：主軸打刀桿3-21包含設有一調壓螺母3-28，調壓螺母3-18旋接在碟簧3-20一端的主軸打刀桿3-21上。
8. 如申請專利範圍第1項所述之直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法，其特徵是：手動快速換刀機構由主軸1-7，拉桿A-12及鎖固螺母A-13構成，拉桿A-12兩端製有絲扣，拉桿A-12位於空心通孔主軸1-7內，且拉桿A-12前 端與刀具旋接，後端旋有鎖固螺母A-13鎖定。
9. 如申請專利範圍第1項所述之直進式靜壓伺服動力主軸頭及工作方法，其特徵是：絲桿連接板1-4呈扁平葫蘆形，絲桿連接板上部分開有絲桿螺母安裝孔141與絲桿螺母連接、下部開有主軸套筒連接孔142與主軸套筒1-9連接。
10. 一種直進式靜壓伺服動力主軸頭的工作方法，其特徵是及工作方法：主軸1-7需要調節工作行程時，伺服電機1-1通過聯軸器驅動絲桿1-3轉動，套在絲桿1-3上的絲桿螺母帶動絲桿連接板1-4轉動，絲桿連接板1-4帶動主軸套筒1-9移動，主軸套筒1-9帶動主軸1-7移動同時，位於絲桿連接板1-4兩側的螺栓型圓柱滾子滾輪1-5中的兩個圓柱滾子滾輪分別與位於主軸頭鑄件殼1-10兩側中的長條圓孔1-15內壁面上的螺栓型圓柱滾子滾輪墊板1-6滾動配合；主軸1-7需要工作時，電機通過同步帶輪傳動機構帶動套在花鍵軸1-13上的花鍵軸套轉動，花鍵軸套帶動花鍵軸及主軸1-7旋轉。