CN114472940B - 用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构，涉及数控加工技术领域，包括主轴套筒和立式车削中心床身，其特征在于，所述主轴套筒的后端面安装有若干个黄铜棒，且主轴套筒的尾端安装有若干个与黄铜棒对应的内六角偏心螺钉，所述内六角偏心螺钉转动，带动黄铜棒径向顶出，将黄铜棒与立式车削中心床身内壁进行顶压，所述主轴套筒的底端安装有若干个将内六角偏心螺钉锁死的内六角平端紧定螺钉。本发明通过一机械结构得以解决获得操作空间、并保证装配可靠、效率优化的问题，该结构通过径向支撑该结构可以将主轴单元稳固地安装在机床床身上的正确位置。

Description

用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，具体为用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构。

背景技术

数控立式车削中心是一种高附加值的加工设备，适用于短轴类、盘类及形状复杂且重量较大零件高精度的加工，其机床自身结构和主轴单元的选择是保证其功能实现的基本前提基础。

立式车削中心的主轴单元经常在大切削负载下工作，为此，旋转主轴通常要采用高刚度的支撑轴承，而主轴套筒壳体也要具备足够的厚度以与这种大载荷相适应，并且主轴单元安装时，要保证主轴套筒与床身保持稳固的联结关系，在卧式车削中心中，由于采用独立的主轴箱体，箱体的尺寸规格不是很大，并且前后端面加工容易保持平行。此外，主轴箱处于床身上部，所以主轴单元的安装操作空间也基本不受限；主轴回转轴线的调节通过主轴箱与床身的结合面之间的刮研来实现，所以主轴单元安装有多种选择，即可以在前后端面均用法兰联结，也可以在后部选择径向的螺纹顶丝顶紧，所以卧式车削中心的主轴单元安装通常不需要做特殊的考虑。

但立式车削中心与此不同，其主轴单元安装孔处于床身上，床身结构尺寸较大，不易保证法兰安装面间的平行度；为提高机床的刚度，床身内部的筋隔设置较密，采用直接的径向支撑难以获得足够的操作空间；此外，若在主轴单元后端也采用法兰固定，主轴的带轮外径通常大于后法兰内孔，必须先将其拆下，待法兰固定后再将其重新装入，由于主轴单元后端距离地面空间较小，操作起来费时费力，有些时候甚至需要将床身吊起操作，对安全生产不利。

发明内容

本发明的目的在于提供用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构，在于提供一种数控立车主轴单元支撑结构，亦即一种改变操作的方向容易获得操作空间、并保证装配可靠、效率优化的机械装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构，包括立式车削中心床身，所述立式车削中心床身的顶端设置有安装端面，且立式车削中心床身的内部安装有延伸至立式车削中心床身上侧的主轴套筒，所述主轴套筒的外侧设置有与安装端面相连接的法兰，用于将主轴套筒与立式车削中心床身进行组装，且主轴套筒的底部安装有皮带轮；

所述主轴套筒侧面设置有若干个位于立式车削中心床身一侧的配合孔，若干个配合孔中均安装有黄铜棒，并且在组装主轴套筒时，黄铜棒不能超出主轴套筒的外壁，且主轴套筒的尾端安装有若干个与黄铜棒对应的内六角偏心螺钉，且主轴套筒的底端安装有若干个将内六角偏心螺钉锁死的内六角平端紧定螺钉，以防止意外松动的发生，所述内六角偏心螺钉转动，带动黄铜棒径向顶出，将黄铜棒顶压在立式车削中心床身的安装孔壁上。

作为本发明进一步的方案：所述内六角偏心螺钉设置有偏折段，且内六角偏心螺钉的偏折段侧面设置有位于主轴套筒侧壁的底孔，在使用时，黄铜棒的一端顶压在内六角偏心螺钉中偏折段的侧面，在内六角偏心螺钉旋转时，带动其偏折段转动，从而将黄铜棒顶出至主轴套筒的侧壁外部。

作为本发明进一步的方案：所述黄铜棒的直径与内六角偏心螺钉位于主轴套筒底部的底孔直径相同。

作为本发明进一步的方案：所述内六角偏心螺钉为细牙螺纹，偏心量e决定了黄铜棒的伸缩量，而偏心轴径m与偏心量e共同决定了偏心轴的回转范围，该范围不超过内六角偏心螺钉的螺纹底孔直径才能保证其旋入工作。

作为本发明进一步的方案：所述内六角偏心螺钉的头部刻有标记，可提示操作内六角偏心螺钉的偏心轴部分相对于内六角偏心螺钉所处的相对位置，标记可采用凹坑、刻线或任意可以表达信息的形式，并对应偏心轴的最大或最小偏心方位；

作为本发明进一步的方案：所述主轴套筒与皮带轮之间设置有空隙，用于获得扳手操作空间，无需将皮带轮拆下。

作为本发明进一步的方案：所述内六角偏心螺钉设置有偏折段，在主轴套筒安装进立式车削中心床身的安装孔之前，先调整内六角偏心螺钉的旋入深度和方向，再将黄铜棒插入，将黄铜棒整体安装至主轴套筒的配合孔中，并且将黄铜棒位于主轴套筒内部的一端抵接在内六角偏心螺钉的偏折段一侧。

作为本发明进一步的方案：所述内六角偏心螺钉和内六角平端紧定螺钉均为偶数个，并且在主轴套筒的尾部圆周均匀分布支撑点的数量，并且在施加压力过程中，空间相对的两个为一组，按组别多次加预紧力到目标值。

本发明的有益效果：

本发明通过一机械结构得以解决获得操作空间、并保证装配可靠、效率优化的问题，该结构包括一主轴套筒、若干支撑铜棒、相应数量的内六角偏心螺钉及内六角平端紧定螺钉，通过径向支撑该结构可以将主轴单元稳固地安装在机床床身上的正确位置，并且不受主轴单元前法兰安装面的刮研对法兰安装面与主轴单元安装孔垂直度、法兰安装面与后端面的平行度所造成的影响。

在使用所述机械结构时，支撑棒采用铜质材料的优点是，首先它能够确保在顶紧力足够的前提下具有充足的支撑强度，以满足主轴进行重切削的需要；此外，铜质材料在与主轴单元外套、内六角偏心螺钉的偏心圆柱面接触时，易于发生轻微的形变以改善其线接触的作用效果，增加受力面积、甚至使偏心螺杆具备一定的自锁能力。

更有利的是，所述的机械结构在进行操作时，利用了主轴单元带轮与主轴单元套筒之间的轴向空间，不需要拆装皮带轮、也不需要改变床身的筋板布置，就可以方便地对主轴单元进行安装固定，尤其在考虑到主轴要拆装维护的情况下，这种便利性的效果是显而易见的。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明中主轴单元安装支撑结构剖视图；

图2是本发明中内六角偏心螺钉投影图；

图3是本发明中内六角偏心螺钉标记示意图；

图4是本发明中支撑结构圆周布置及锁紧顺序说明图；

图5是卧式车削中心主轴箱剖面图。

图中：1、主轴套筒 2、黄铜棒 3、内六角偏心螺钉 4、内六角平端紧定螺钉 5、皮带轮 6、立式车削中心床身 7、卧式车削中心主轴箱；8、标记。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在加工时，具有卡盘接口的主轴通过圆柱滚子轴承、角接触球轴承的支撑安装在主轴套筒1之中，主轴带动工件高速回转进行车削主运动，可以获得高精度且形状复杂的工件。车削过程中，切削力很大，如果主轴套筒1得不到稳定的支撑，即主轴单元不能正确的安装固定，一方面会引起套筒的过大的形变，并引起加工精度超过允许误差，另一方面还可能引起切削的振动，对切削系统零部件造成损害。

请参阅图1-图5所示，本发明为用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构，包括立式车削中心床身6，立式车削中心床身6的顶端设置有安装端面，且立式车削中心床身6的内部安装有延伸至立式车削中心床身6上侧的主轴套筒1，主轴套筒1的外侧设置有与安装端面相连接的法兰，用于将主轴套筒1与立式车削中心床身6进行组装，且主轴套筒1的底部安装有皮带轮5，主轴套筒1与皮带轮5之间设置有空隙，用于获得扳手操作空间，无需将皮带轮5拆下；

主轴套筒1侧面设置有若干个位于立式车削中心床身6一侧的配合孔，若干个配合孔中均安装有黄铜棒2，并且在组装主轴套筒1时，黄铜棒2不能超出主轴套筒1的外壁，且主轴套筒1的尾端安装有若干个与黄铜棒2对应的内六角偏心螺钉3，且主轴套筒1的底端安装有若干个将内六角偏心螺钉3锁死的内六角平端紧定螺钉4，以防止意外松动的发生，内六角偏心螺钉3转动，带动黄铜棒2径向顶出，将黄铜棒2顶压在立式车削中心床身6的安装孔壁上。

请参阅图2所示，内六角偏心螺钉3设置有偏折段，且内六角偏心螺钉3的偏折段侧面设置有位于主轴套筒1侧壁的底孔，在使用时，黄铜棒2的一端顶压在内六角偏心螺钉3中偏折段的侧面，在内六角偏心螺钉3旋转时，带动其偏折段转动，从而将黄铜棒2顶出至主轴套筒1的侧壁外部。

黄铜棒2的直径与内六角偏心螺钉3位于主轴套筒1底部的底孔直径相同。

内六角偏心螺钉3为细牙螺纹，偏心量e决定了黄铜棒2的伸缩量，而偏心轴径m与偏心量e共同决定了偏心轴的回转范围，该范围不超过内六角偏心螺钉的螺纹底孔直径才能保证其旋入工作；

内六角偏心螺钉3的螺纹部分取M12X1，偏心e取0.3，偏心轴的直径m取9，而相应的主轴套筒1的对应螺纹底孔为10.2mm。

请参阅图3所示，内六角偏心螺钉3的头部刻有标记8，可提示操作内六角偏心螺钉3的偏心轴部分相对于内六角偏心螺钉3所处的相对位置，标记8可采用凹坑、刻线或任意可以表达信息的形式，并对应偏心轴的最大或最小偏心方位；

本实施例中，标记8采用圆形的凹坑，并对应内六角偏心螺钉3中偏心轴最大的方位，可以方便操作者对内六角偏心螺钉3的拧入深度和偏心所处方位进行控制，使黄铜棒2缩回到其配合孔中，而在主轴单元已经穿入床身座孔中之后，则不再需要观察该标记8，通过力矩控制进行顶紧。

请参阅图4所示，内六角偏心螺钉3设置有偏折段，在主轴套筒1安装进立式车削中心床身6的安装孔之前，先调整内六角偏心螺钉3的旋入深度和方向，再将黄铜棒2插入，将黄铜棒2整体安装至主轴套筒1的配合孔中，并且将黄铜棒2位于主轴套筒1内部的一端抵接在内六角偏心螺钉3的偏折段一侧。

请参阅图5所示，在卧式车削中心主轴箱7中，内六角偏心螺钉3和内六角平端紧定螺钉4均为偶数个，并且在主轴套筒1的尾部圆周均匀分布支撑点的数量，并且在施加压力过程中，空间相对的两个为一组，按组别多次加预紧力到目标值。

本发明的工作原理：

如图1所示，在主轴套筒1的前端法兰得到正确固定后，需要通过本专利所涉及的机械结构对主轴套筒1的后端进行支撑。

在主轴单元穿入数控立式车削中心床身6之前，内六角偏心螺钉3、黄铜棒2需要先装入，并保证黄铜棒2 整体处于主轴套筒1上的配合孔之中，不能超出主轴套筒1的外壁；之后，按照附图4所示的分组顺序，依次对a与a’、b与b’、c与c’进行逐级的加力，直到预紧力满足使用要求。在本实施案例中，圆周分6点支撑，所以分为三组。最后，通过内六角平端紧定螺钉4进行锁死，以防止意外松动的发生；

在整个安装过程中，不需要拆装主轴单元的皮带轮5，比如单元后端采用法兰的方式等，也不需要考虑法兰安装端面对主轴轴线的垂直度影响，并且操作容易，经济性好。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构，包括主轴套筒（1），其特征在于，所述主轴套筒（1）的后端面安装有若干个黄铜棒（2），且主轴套筒（1）的尾端安装有若干个与黄铜棒（2）对应的内六角偏心螺钉（3）；

所述内六角偏心螺钉（3）转动，带动黄铜棒（2）径向顶出；

所述主轴套筒（1）的底端安装有若干个将内六角偏心螺钉（3）锁死的内六角平端紧定螺钉（4）；

偏心量e决定了黄铜棒（2）的伸缩量，而偏心轴径m与偏心量e共同决定了偏心轴的回转范围，该范围不超过内六角偏心螺钉位于主轴套筒（1）底部的螺纹底孔直径才能保证其旋入工作。

2.根据权利要求1所述的用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构，其特征在于，所述内六角偏心螺钉（3）设置有偏折段，且内六角偏心螺钉（3）的偏折段侧面设置有位于主轴套筒（1）侧壁的底孔,在使用时，黄铜棒（2）的一端顶压在内六角偏心螺钉（3）中偏折段侧面，在内六角偏心螺钉（3）旋转时，带动其偏折段转动，从而将黄铜棒（2）顶出至主轴套筒（1）的侧壁外部。

3.根据权利要求2所述的用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构，其特征在于，所述黄铜棒（2）的直径与内六角偏心螺钉（3）位于主轴套筒（1）底部的底孔直径相同。

4.根据权利要求3所述的用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构，其特征在于，所述内六角偏心螺钉（3）为细牙螺纹。

5.根据权利要求4所述的用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构，其特征在于，所述内六角偏心螺钉（3）的头部刻有标记（8）。

6.根据权利要求1所述的用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构，其特征在于，所述主轴套筒（1）的底部安装有皮带轮（5），且主轴套筒（1）与皮带轮（5）之间设置有用于操作的空隙。

7.根据权利要求1所述的用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构，其特征在于，所述内六角偏心螺钉（3）和内六角平端紧定螺钉（4）均为偶数个，且内六角偏心螺钉（3）和内六角平端紧定螺钉（4）在主轴套筒（1）的尾部圆周均匀分布。

8.根据权利要求7所述的用于数控立式车削中心主轴单元安装支撑的机构，其特征在于，若干个所述内六角偏心螺钉（3）和内六角平端紧定螺钉（4）分为若干组，每组之间均包括两组所述内六角偏心螺钉（3）和内六角平端紧定螺钉（4），且每组所述内六角偏心螺钉（3）和内六角平端紧定螺钉（4）对称分布在主轴套筒（1）尾端的两侧。

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