CN108971527A - 一种动力头主轴及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
一种动力头主轴，包括车头部、支撑部和转动部，车头部、支撑部和转动部位于同一直线上；所述车头部、支撑部和转动部依次连接，且支撑部位于车头部和转动部之间；所述车头部上设有螺纹，螺纹位于车头部外圈上；所述转动部上设有键槽；与现有技术相比，可适用于较高的转速，适应小直径刀具的切削，具有较高的精度，可确保刀具在安装后的跳动，确保切削精度，同时具有较高的刚性，防止切削时产生震刀现象。
Description
技术领域
本发明属于装夹主轴技术领域，尤其是涉及一种动力头主轴及其加工工艺。
背景技术
动力头也称动力刀座，指的是安装在动力刀塔上、可由伺服电机驱动的刀座，这种刀座一般应用在车铣复合机上，也有少数可应用在带动力刀塔的加工中心上。
伴随着加工件的日益复杂化、精度等级以及加工效率的提高，多轴向、高转速成为工具机必备的条件，除了加工中心机走向机能复合化外，车床方面已由早期的卧式车床开发出许多新的加工形态，例如双刀塔、立式车床、倒立车床、以及车铣复合机种，以顺应新时代加工方式的需求，最大的优点在于可轻易地在同一机台上做复杂零件的加工，可同时进行车削、钻孔、攻牙、端面切槽、侧面切槽、侧面铣削、角度钻孔、曲线铣削等等，因此一款功能性佳、精度高的C轴动力头，将使新世代机台更臻完善。
在现有技术中，在动力头内的刀具对进行加工时，会产生震刀现象，从而影响工件的加工精度，同时部分加工头在加工过程中的加工精度影响加工头与刀具装配后的锥孔跳动，部分加工头也无法满足刀具在切削过程中的转速要求。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种结构简单，功效多样，定位精准的动力头主轴及其加工工艺。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种动力头主轴，包括车头部、支撑部和转动部，车头部、支撑部和转动部位于同一直线上；所述车头部、支撑部和转动部依次连接，且支撑部位于车头部和转动部之间；所述车头部上设有螺纹，螺纹位于车头部外圈上；所述转动部上设有键槽。
作为本发明的一种优选方案，所述车头部与支撑部之间设有第一退刀槽，支撑部与转动部之间设有第二退刀槽。
作为本发明的一种优选方案，所述车头部包括螺纹段、铣扁位段和圆环段，螺纹段、铣扁位段和圆环段依次连接。
作为本发明的一种优选方案，所述螺纹段上设有螺纹，铣扁位段上设有铣扁位。
作为本发明的一种优选方案，所述车头部、支撑部和转动部均为中空结构，车头部、支撑部和转动部内孔相连接形成中心孔。
作为本发明的一种优选方案，所述车头部设有朝向外界的锥孔，且锥孔与中心孔相连接。
作为本发明的一种优选方案，所述转动部设有朝向外接的螺纹孔，且螺纹孔与中心孔相连接。
一种动力头主轴的加工工艺，其特征在于以下流程：
步骤a:将棒材根据实际需要进行锯断，对棒材的外形进行粗车；
步骤b:用正火回火处理材料残余应力，对棒材的外形进行精车；
步骤c:加工铣扁位和键槽，钻攻螺纹孔，且对表面进行渗碳处理；
步骤d:研磨中心孔，对外圆进行粗磨；
步骤e:加工车头部螺纹和锥孔倒角，并对锥孔进行精磨；
步骤f:对外圆进行精磨。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤e在对锥孔进行精磨之后，对锥孔的贴合度进行检查。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤f在精磨外圆后，对外径进行检测，并对外径和锥孔跳动进行检测。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，可适用于较高的转速，适应小直径刀具的切削，具有较高的精度，可确保刀具在安装后的跳动，确保切削精度，同时具有较高的刚性，防止切削时产生震刀现象。
附图说明
图1是本发明的机构示意图；
图2是本发明的主视图；
图3是本发明的右视图；
图4是本发明的安装示意图；
图中附图标记：车头部1，螺纹段1-1，铣扁位段1-2，圆环段1-3，螺纹1-4，铣扁位1-5，锥孔1-6，支撑部2，转动部3，第一转动段3-1，轴套段3-2，第二转动段3-3，键槽3-4，螺纹孔3-5，第一退刀槽4，第二退刀槽5。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
如图1-4所示，一种动力头主轴，包括车头部1、支撑部2和转动部3，车头部1、支撑部2和转动部3位于同一直线上；所述车头部1、支撑部2和转动部3依次连接，且支撑部2位于车头部1和转动部3之间；车头部1上设有螺纹1-4，螺纹1-4位于车头部1外圈上；转动部3上设有键槽3-4。
车头部1用于和刀具相连接，支撑部2用于对整个主轴的位置进行定位，且操作人员通过支撑部2对这个主轴进行拿取和安装，而转动部3用于和机床转动连接，在机床的作用下实现主轴的转动。
车头部1与支撑部2之间设有第一退刀槽4，支撑部2与转动部3之间设有第二退刀槽5，第一退刀槽4和第二退刀槽5的设计保证了车头部1、支撑部2和转动部3的加工到位，同时保证了车头部1、支撑部2和转动部3相邻断面靠近，从而使得主轴具有更好的精度。
车头部1包括螺纹段1-1、铣扁位段1-2和圆环段1-3，螺纹段1-1、铣扁位段1-2和圆环段1-3依次连接，螺纹段1-1上设有螺纹，铣扁位段1-2上设有铣扁位1-5，铣扁位1-5位于铣扁位段1-2两侧，螺纹段1-1用于和螺母相连接，用于对车头部1上的刀具在装备后进行定位和夹紧，铣扁位1-5用于扳手对主轴的位置进行固定，转动部3上设有轴承，用于在动力头外壳内对主轴进行旋转，而转动部3底部键槽3-4处设有键，键上连有传动齿轮，传动齿轮的转动带动主轴的转动，从而使得传动齿轮与主轴之间具有更好的稳定性。
车头部1、支撑部2和转动部3均为中空结构，车头部1、支撑部2和转动部3内孔相连接形成中心孔，车头部1设有朝向外界的锥孔1-6，且锥孔1-6与中心孔相连接。
中心孔与锥孔1-6相连通，中心孔用于连接轴，锥孔1-6用于安装夹头，从而夹头用于安装刀具，实现刀具与主轴之间的连接，在锥孔1-6的作用下，保证了刀具在安装后刀具的跳动，确保了切削精度误差，主轴的刀具在安装装配后需要使得跳动在0.005以内。
转动部3设有朝向外接的螺纹孔3-5，且螺纹孔3-5与中心孔相连接，螺纹孔3-5用于和动力头外壳相连接，使得主轴在转动过程中，主轴与动力头外壳之间具有更好的稳定性，在螺纹孔3-5和键槽3-4的作用下，使得主轴在高转速的情况下更加稳定，从而使得主轴可适用于小直径刀具的切削。
这种主轴的加工工艺包括：
步骤a:将棒材根据实际需要进行锯断，棒材选用20CrMo材质，对棒材的外形进行粗车加工，20CrMo淬透性较高，无回火脆性，焊接性相当好，形成冷裂的倾向很小，可切削性及冷应变塑性良好，使得这种材质制成的主轴具有更好的强度；
步骤b:在粗加工过用正火回火处理，去除材料中残余的应力，之后对主轴的外形进行精车；
步骤c:加工铣扁位和键槽3-4，钻攻螺纹孔3-5，且对表面进行渗碳处理，使得主轴表层的含碳量形成一定的谈浓度梯度，从而将主轴在渗碳介质中加热并保温使碳原子渗入表层，从而提高表面硬度，有确保了主轴的抗拉及耐冲击性能；
步骤d:研磨中心孔，对外圆进行粗磨；
步骤e:加工车头部1螺纹1-4和锥孔1-6倒角，并对锥孔1-6进行精磨，之后对锥孔1-6的贴合度进行检查；
步骤f:对外圆进行精磨，对主轴的外径进行检测，并对外径和锥孔1-6跳动进行检测，确保装配后主轴锥孔跳动均可达到0.003以内。
转动部3包括第一转动段3-1，轴套段3-2和第二转动段3-3，第一转动段3-1和第二转动段3-3外套有轴承，轴套段3-2外设有轴套，第一转动段3-1处设有3个轴承，第二转动段3-3处设有2个轴承，轴承均为向心推力球轴承，使得主轴与动力头外壳之间的连接更加稳定。
支撑部2外设有防尘密封圈和法兰，用于对支撑部2的位置进行调节，从而对主轴的位置进行调节，车头部1靠近支撑部2处设有护板，护板用于加固车头部1的位置，从而使得刀具在主轴1上具有更好的稳定性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记：车头部1，螺纹段1-1，铣扁位段1-2，圆环段1-3，螺纹1-4，铣扁位1-5，锥孔1-6，支撑部2，转动部3，第一转动段3-1，轴套段3-2，第二转动段3-3，键槽3-4，螺纹孔3-5，第一退刀槽4，第二退刀槽5等术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种动力头主轴，其特征在于，包括车头部（1）、支撑部（2）和转动部（3），车头部（1）、支撑部（2）和转动部（3）位于同一直线上；所述车头部（1）、支撑部（2）和转动部（3）依次连接，且支撑部（2）位于车头部（1）和转动部（3）之间；所述车头部（1）上设有螺纹（1-4），螺纹（1-4）位于车头部（1）外圈上；所述转动部（3）上设有键槽（3-4）。
2.根据权利要求1所述的一种动力头主轴，其特征在于，所述车头部（1）与支撑部（2）之间设有第一退刀槽（4），支撑部（2）与转动部（3）之间设有第二退刀槽（5）。
3.根据权利要求2所述的一种动力头主轴，其特征在于，所述车头部（1）包括螺纹段（1-1）、铣扁位段（1-2）和圆环段（1-3），螺纹段（1-1）、铣扁位段（1-2）和圆环段（1-3）依次连接。
4.根据权利要求3所述的一种动力头主轴，其特征在于，所述螺纹段（1-1）上设有螺纹，铣扁位段（1-2）上设有铣扁位（1-5）。
5.根据权利要求1所述的一种动力头主轴，其特征在于，所述车头部（1）、支撑部（2）和转动部（3）均为中空结构，车头部（1）、支撑部（2）和转动部（3）内孔相连接形成中心孔。
6.根据权利要求5所述的一种动力头主轴，其特征在于，所述车头部（1）设有朝向外界的锥孔（1-6），且锥孔（1-6）与中心孔相连接。
7.根据权利要求5所述的一种动力头主轴，其特征在于，所述转动部（3）设有朝向外接的螺纹孔（3-5），且螺纹孔（3-5）与中心孔相连接。
8.一种动力头主轴的加工工艺，其特征在于以下流程：
步骤a:将棒材根据实际需要进行锯断，对棒材的外形进行粗车；
步骤b:用正火回火处理材料残余应力，对棒材的外形进行精车；
步骤c:加工铣扁位和键槽（3-4），钻攻螺纹孔（3-5），且对表面进行渗碳处理；
步骤d:研磨中心孔，对外圆进行粗磨；
步骤e:加工车头部（1）螺纹（1-4）和锥孔（1-6）倒角，并对锥孔（1-6）进行精磨；
步骤f:对外圆进行精磨。
9.根据权利要求8所述的一种动力头主轴的加工工艺，其特征在于，所述步骤e在对锥孔（1-6）进行精磨之后，对锥孔（1-6）的贴合度进行检查。
10.根据权利要求8所述的一种动力头主轴的加工工艺，其特征在于，所述步骤f在精磨外圆后，对外径进行检测，并对外径和锥孔（1-6）跳动进行检测。
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