CN200984647Y

CN200984647Y - 一种数控自动车床

Info

Publication number: CN200984647Y
Application number: CN 200620155487
Authority: CN
Inventors: 蔡品水
Original assignee: QINGYUAN RONG JING SERIL MACHINE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: QINGYUAN RONG JING SERIL MACHINE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2016-12-27

Abstract

本实用新型涉及车床领域，具体地说是对数控自动车床主轴及棒料夹紧机构的改进。所述机床主轴采用电主轴，电主轴通过角接触轴承安装在电主轴外套筒中，电主轴两端伸出电主轴两侧外，棒料夹紧机构包括电主轴前端内腔设置的弹性夹头和电主轴尾端设置的拨叉机构，拨叉机构通过设置于电主轴内腔的拉杆与前端内腔的弹性夹头相扣接，拨叉机构的滑套置于电主轴外壁开设的特形过渡槽内并与拉杆相联接，滑套外径上装有推套，推套通过轴承以及轴承转角块与拨叉相联接，拨叉与气动执行元件由CNC控制器所控制。本实用新型的数控自动车床的电主轴结构紧凑，响应性能好，其后拉式棒料夹紧机构控制稳定性好，灵敏度高，温升低，摩擦系数小，能稳定实现10000r/min以上棒料松开—送料—夹紧。

Description

一种数控自动车床

技术领域

本实用新型涉及数控自动车床、数控仪表车床领域，具体地说是对数控自动车床主轴及棒料夹紧机构的改进。

背景技术

以高切削速度、高进给速度、高加工精度为主要特征的高速加工是当代四大先进制造技术之一，是继数控技术之后使制造技术产生第二次革命性飞跃的一项高新技术。它不仅具有极高的生产率，而且可显著地提高零件的加工精度和表面质量。高速精密电主轴作为高速数控加工机床中的核心功能部件，其性能的高低直接影响到高速加工机床的整体发展水平。

高速精密电主轴是一种直接依赖于轴承技术、精密制造技术、变频调速技术、数控系统的升级与装配技术等相结合的高度机电一体化的高科技产品。其特点在于，将电机的功能与机床主轴功能从结构上融为一体，省去了复杂的中间传动环节，具有调速范围宽、转动惯量小、可快速起动和停车、易于实现无级调速和精密控制等优点。随着现代装备，制造业向高速度、高精度、高效率方向的飞速发展，对机床主轴单元的性能要求越来越高。随着变频调速技术的发展，现代先进CNC机床主传动系统已达到了全新的简化，它基本上取消了齿轮变速箱，代之以大功率，宽调速交流变频电机来实现数控机床主轴的调速，电主轴因结构紧凑、重量轻、惯性小、响应性能好并可避免震动和噪声，是高速主轴单元的理想结构选择，电主轴正逐步成为现代机床主轴的主流结构。

二十世纪九十年代末我国开始引进、开发“电主轴”。但是小型五金件加工行业的凸轮自动车床、纵切自动车床，卧式仪表车床以及数控仪表车床上仍然局限于机械式主轴结构，如中国200520100367.7号专利《一种单轴自动车床用的夹紧装置》以及中国200320112358.0号专利《改进的自动车床》所采用的主轴。对自动纵切车床、仪表车床开发电主轴及其高速运转时棒料夹紧装置的换代创新还是研究的新课题。

实用新型内容

本发明所要解决的技术问题提供一种具有加减速转化快、响应性能好的电主轴和灵敏度高的棒料夹紧机构的高精度数控自动车床。

为解决上述技术问题，本实用新型技术方案是：一种应用于数控自动车床的电主轴以及棒料夹紧机构，主轴采用电主轴，电主轴通过轴承安装在电主轴外套筒中，电主轴两端位于套筒两侧外，棒料夹紧机构包括有电主轴前端内孔安装的弹性夹头和电主轴尾端设置的拨叉机构，拨叉机构通过安装于电主轴尾端内孔的拉杆与前端弹性夹头相扣接，所述拨叉机构通过气动执行元件与CNC控制器联接。

本实用新型技术与现有技术相比较具有以下显著效果：

本实用新型技术所提供的数控自动车床，其采用的电主轴重量轻，加减速度快，电主轴最高转速达12000r/min；电主轴轴向窜动≤0.001mm；电主轴锥孔径向跳动＜0.0025mm；夹持棒料松开-自动送料-锁紧周期一般为0.3-0.5S；电主轴配上闭环伺服控制器，通过CNC系统编程，可实现主轴无级分度，其定位精度可达到＜8^>；高速旋转噪声控制在75dB。本实用新型的电主轴能广泛应用在精密仪表数控自动车床，精密数控纵切自动车床上，加工效率可提高50％以上，加工产品质量可提高1～2个精度等级。

附图说明

下面结合附图通过实施例对本实用新型技术作进一步详述。

图1是本实用新型工作原理框图；

图2是本实用新型的结构示意图。

附图标记：1、电主轴；2、护圈；3、前轴承内压盖；4前轴承外压盖；5、前角接触球轴承；6、前轴承内圈；7、前轴承外圈；8、前轴承座；10、电主轴外套筒；11、电机线圈绕组；13、后角接触球轴承；14、后轴承内圈；15、后轴承外圈；16、后端盖；17、后轴承内压盖；19螺钉；20、螺母；21、拨叉；22、轴承转角块；23、深沟球轴承；24、钢球；25、推套；26、滑套；27、紧定螺钉；28、拉杆；29、导向键，30、弹性夹头。

具体实施方式

参照图1和图2，一种高精度数控自动车床，该高精度数控自动车床的主轴采用电主轴结构形式，电主轴1通过前、后高精度角接触球轴承5、13安装在电主轴外套筒10中，前端设有迷宫式防油防尘的前轴承内压盖3，调整前轴承内圈6相对于电主轴的径向跳动和轴向窜动，前端配套的迷宫式前轴承外压盖4是用来固定前轴承外圈7，防止电主轴轴向窜动，前端还设有护圈2，进一步起到保护前轴承的防尘防油作用。同样，后角接触球轴承内圈14外设有后轴承内压盖17，起到最终调整轴承内圈，达到前后轴承最佳运行状态和主轴(转子)精度满意度。后端盖16与后轴承外圈15不接触，避免双向调整损失轴承精度，仅起防尘防油作用。

电主轴套筒中部设置的电机线圈绕组11，其特性设计的主参数为：

功率(SI制)7.5KW，电流15A

频率200Hz电压350V 6000r/min

最高频率400Hz电压350V 1200r/min

采用开环变频器控制和采用闭环变频器控制两种，7.5～11KW，使用开环控制时为普通控制，适配增量光电编码器配机后，数控机床呈现的功能为主轴无级变速200～12000r/min，车内外螺纹及刚性攻丝。

采用闭环功能变频器控制，为高档控制适配增量光电编码器，配机后除满足上述功能外，电主轴还可以作无级分度。配制侧面加工功能，使机床达到复合多功能加工。

本实用新型待加工的棒料是通过拉杆28内孔进入前端弹性夹头的，并由棒料夹紧机构来完成夹紧程序。棒料夹紧机构包括有电主轴前端内孔配制的弹性夹头、电主轴尾端设置的拨叉机构两部分组成，拨叉机构通过设置于电主轴内孔的拉杆与弹性夹头相联接的。拨叉机构包括有拨叉21、轴承转角块22、深沟球轴承23、推套25、滑套26及钢球24，滑套置于电主轴1尾端外壁设计的特形过渡槽部位。拉杆28一端与前端弹性夹头扣接，另一端与电主轴尾端滑套联接，滑套与拉杆之间还设置有紧定螺钉27，滑套外部安装有推套，推套通过轴承以及轴承转角块与拨叉联接，拨叉、轴承转角块、深沟球轴承通过调节螺钉19和螺母20定位在一起。电主轴1尾端外壁设置的导向键29与电主轴、滑套26、推套25相联接保证运动平滑。所述拨叉与执行气缸联接，执行气缸由CNC控制的电磁阀控制。在电主轴、滑套、推套中间设置的钢球24可以使夹紧装置工作平稳、减小摩擦易润滑、降低工作温度，具有瞬间锁紧的灵敏度和可靠性。

本实用新型的数控自动车床在工作时，首先将待加工的数据输入CNC控制器系统，待加工的棒料从电主轴尾端内孔伸进去，直至弹性夹头卡口伸出，CNC控制系统发出指令经过I/O板、中间继电器控制电磁阀动作，电磁阀带电后执行气缸工作，由气缸活塞杆传递给拨叉21推拉力，在运动过程中，拨叉轴线与电主轴轴线错开一个夹角，这时通过一对轴承转角块22来补充平衡调整，从而使高速旋转的深沟球轴承23，仍然把作用力平衡的过渡给推套25，使推套前进或后退，推套前进或后退带动滑套26前进或后退，滑套前、后移动使拉杆拉动夹头在主轴内孔中移动，最终使棒料在弹性夹头内灵活的松开-锁紧。

夹紧定位好的棒料随电主轴高速旋转，实现对棒料切削加工。电主轴的转速可通过与电主轴编码器联接测速元件反馈到CNC控制系统，如果电主轴转速需要调整，CNC发出指令通过矢量控制器发送到电主轴变频，最终使电主轴速度随时得到调控。

本实用新型所提供的数控自动车床，其采用的电主轴重量轻，加减速度快，电主轴最高转速达到12000r/min；电主轴轴向窜动≤0.001mm；电主轴锥孔径向跳动＜0.0025mm；夹持棒料松开-自动送料-锁紧周期一般为0.3～0.5S；主轴配上闭环伺服控制器，用CNC系统编程，可实现主轴无级分度，其定位精度可达到＜8’。本实用新型的电主轴能广泛应用在精密仪表数控自动车床，精密数控纵切自动车床上。

Claims

1、一种数控自动车床，包括有电主轴及棒料夹紧机构，其特征在于：所述主轴为车床用电主轴，电主轴(1)通过轴承安装在电主轴外套筒(10)中，电主轴两端位于电主轴外套筒两侧外，棒料夹紧机构包括有电主轴前端内孔安装的弹性夹头和电主轴尾端设置的拨叉机构，拨叉机构通过安装于电主轴尾端内孔的拉杆(28)与前端弹性夹头(30)相扣接，所述拨叉机构通过气动执行元件与CNC控制器联接。

2、根据权利要求1所述的数控自动车床，其特征在于：所述拨叉机构包括有拨叉(21)、轴承转角块(22)、深沟球轴承(23)、推套(25)、滑套(26)及钢球(24)，所述滑套安装于电主轴尾端外壁开设的过渡槽内，电主轴尾端外壁还设置有一使拨叉机构平滑运动的导向键(29)，拉杆(28)前端与安装在电主轴内的弹性夹头(30)扣接，拉杆(28)后端与安装在尾端的滑套(26)相配合，滑套外圆上配有推套(25)，推套通过轴承(23)以及一对轴承转角块(22)与拨叉(21)相联接，拨叉与气缸执行元件相联接。

3、根据权利要求2所述的数控自动车床，其特征在于：所述的电主轴通过前、后角接触球轴承(5)、(13)安装在电主轴外套筒(10)中，电主轴前端设有迷宫式防油防尘前轴承内压盖(3)和配套的迷宫式前轴承外压盖(4)，电主轴后端设有的后轴承内压盖(17)和后端盖(16)。

4、根据权利要求2所述的数控自动车床，其特征在于：所述电主轴前端还设置有保护前轴承的防尘防油的护圈(2)。