專利名稱：攻絲用機(jī)床主軸箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及金屬加工機(jī)床領(lǐng)域，尤其是攻絲用機(jī)床主軸箱。 技術(shù)背景數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行金屬加工時(shí)，鉆孔要求機(jī)床進(jìn)給抗力大、攻絲則要求機(jī)床輸出扭 矩大，目前數(shù)控鉆、銑機(jī)床產(chǎn)品基本上都采用高速獨(dú)立主軸，進(jìn)行攻絲加工時(shí)只能用剛性攻 絲的方法，由于全無級(jí)變速主軸在低速時(shí)扭矩不足，剛性攻絲在高速下進(jìn)行存在諸多問題。 經(jīng)有關(guān)科研部門專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是即是用精度比較好的加工中心做剛性攻絲測試得 到的數(shù)據(jù)和結(jié)論，可以基本判定，當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)器參數(shù)和數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整滿足高速剛性 攻絲的要求比較困難。這是由于存在信息跟蹤誤差和兩軸同步誤差，同時(shí)由于多種原因包 括環(huán)境原因引起主軸參數(shù)不穩(wěn)定、主軸高速時(shí)抖動(dòng)、驅(qū)動(dòng)器在上電時(shí)跳閘等問題，另外由于 高速剛性攻絲對(duì)絲錐要求高，造成小型絲錐和部分型號(hào)絲錐攻絲時(shí)容易斷錐等。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的攻絲用 機(jī)床主軸箱。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是攻絲用機(jī)床主軸箱，包括箱 體、主軸、齒輪組、齒輪組檔位調(diào)整裝置、液壓系統(tǒng)，所述齒輪組、齒輪組檔位調(diào)整裝置均安 裝在箱體內(nèi)，主軸通過軸承安裝在主軸套內(nèi)從而使主軸及主軸套成為一個(gè)運(yùn)動(dòng)聯(lián)體，其不 同之處在于還包括導(dǎo)向套、主軸調(diào)整裝置，所述導(dǎo)向套套裝在箱體內(nèi)主軸及主軸套構(gòu)成的 運(yùn)動(dòng)聯(lián)體上，主軸及主軸套構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)聯(lián)體在導(dǎo)向套內(nèi)上下滑動(dòng)，所述主軸套外側(cè)部設(shè)置 有齒條結(jié)構(gòu)，所述主軸調(diào)整裝置包括調(diào)整軸、調(diào)整齒輪、平衡彈簧、連接在調(diào)整軸一端的調(diào) 節(jié)手柄，所述調(diào)整齒輪、平衡彈簧安裝在調(diào)整軸上，主軸調(diào)整裝置的調(diào)整齒輪與所述齒條結(jié) 構(gòu)相嚙合，所述平衡彈簧與主軸及主軸套構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)聯(lián)體相配置從而使得主軸和主軸套的 聯(lián)體結(jié)構(gòu)跟隨攻絲絲錐移動(dòng)。以上方案中，所述平衡彈簧對(duì)調(diào)整軸產(chǎn)生的彈簧扭轉(zhuǎn)力與所述主軸及主軸套構(gòu)成 的運(yùn)動(dòng)聯(lián)體的重力相平衡配置，從而使得主軸和主軸套的聯(lián)體結(jié)構(gòu)跟隨攻絲絲錐移動(dòng)。以上方案中，所述調(diào)整軸與主軸呈垂直交叉布置。以上方案中，所述齒輪組檔位調(diào)整裝置包括變速軸、安裝在變速軸上的油缸、與油 缸聯(lián)接的拔叉，所述變速軸兩端具有油孔，油缸的活塞固定在變速軸上，所述液壓系統(tǒng)將壓 力油通過變速軸油孔壓入油缸帶動(dòng)其缸體上下移動(dòng)，油缸缸體通過拔叉帶動(dòng)齒輪組進(jìn)行檔 位調(diào)整。以上方案中，所述平衡彈簧為卷簧。以上方案中，所述卷簧安裝在調(diào)整軸上與調(diào)節(jié)手柄相對(duì)的另一端。對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型技術(shù)方案的有益效果為1、傳動(dòng)系統(tǒng)采用多檔液壓自動(dòng)變速，使變頻主軸在低速扭矩超過300Nm以上，滿足M40螺紋攻絲大扭矩要求；2、通過主軸功率特性曲線圖和轉(zhuǎn)矩特性曲線圖可以看出，在主軸全變速范圍內(nèi)變 頻電機(jī)輸出功率基本無缺失，保證了主軸低速大扭矩、高速恒功率的攻、鉆、銑加工性能和 機(jī)床節(jié)能降耗要求；3、主軸通過主軸調(diào)整裝置可以在攻絲作業(yè)時(shí)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立自由進(jìn)給。在剛性攻絲狀態(tài) 下，主軸獨(dú)立自由進(jìn)給可以自動(dòng)調(diào)整和彌補(bǔ)信息跟蹤誤差和兩軸同步誤差，減緩超載荷的 沖擊影響。另外在攻絲時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)柔性攻絲，直接由主軸獨(dú)立自由進(jìn)給跟蹤絲錐螺 距，實(shí)現(xiàn)無信息反饋誤差和兩軸同步誤差，提高攻絲的質(zhì)量。4、主軸通過主軸調(diào)整裝置可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)柔性攻絲，但不影響機(jī)床剛性鉆、銑削性 能，主軸箱性能比全機(jī)械變速主軸箱自動(dòng)化程度高、適應(yīng)性更廣，比變頻全無級(jí)變速主軸箱 增加了主軸低速時(shí)輸出扭矩，提高了整機(jī)低速攻絲、鉆削的效率和質(zhì)量，若采用自動(dòng)柔性攻 絲也減少了復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)和運(yùn)算。攻絲加工不同于銑、鉆加工，特點(diǎn)是，當(dāng)絲錐進(jìn)入工件 后，由于不同絲錐其螺距不同，隨著主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，絲錐自身也在向下走。剛性攻絲和柔性攻絲 的不同點(diǎn)是；剛性攻絲是兩種運(yùn)的疊加，一種進(jìn)給是數(shù)控系統(tǒng)的程序控制著箱體在向下進(jìn) 給，另一種進(jìn)給是絲錐隨著主軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈也向下前進(jìn)一個(gè)螺距的距離，這兩種進(jìn)給必須 完全同步才能達(dá)到好的加工效果。柔性攻絲是使主軸相對(duì)于箱體可以獨(dú)立自由向下運(yùn)動(dòng)， 攻絲時(shí)由主軸轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞扭矩，絲錐攻入工件后自動(dòng)向下走，實(shí)現(xiàn)加工進(jìn)給，而主軸和主軸套 聯(lián)體是跟隨向下移動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生同步誤差，可以達(dá)到好的加工效果。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1、圖2所示，攻絲用機(jī)床主軸箱，包括箱體27、主軸13、齒輪組、齒輪組檔位調(diào) 整裝置、液壓系統(tǒng)25，所述齒輪組、齒輪組檔位調(diào)整裝置均安裝在箱體27內(nèi)，主軸13通過軸 承14安裝在主軸套15內(nèi)從而使主軸13及主軸套15成為一個(gè)運(yùn)動(dòng)聯(lián)體，其不同之處在于 還包括導(dǎo)向套26、主軸調(diào)整裝置，所述導(dǎo)向套套裝在箱體內(nèi)主軸13及主軸套15構(gòu)成的運(yùn)動(dòng) 聯(lián)體上，主軸13及主軸套15構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)聯(lián)體在導(dǎo)向套26內(nèi)上下滑動(dòng)，所述主軸套15外側(cè) 部設(shè)置有齒條結(jié)構(gòu)，所述主軸調(diào)整裝置包括調(diào)整軸19、調(diào)整齒輪28、平衡彈簧20、連接在調(diào) 整軸19 一端的調(diào)節(jié)手柄18，所述調(diào)整齒輪28、平衡彈簧20安裝在調(diào)整軸19上，主軸調(diào)整 裝置的調(diào)整齒輪28與所述齒條結(jié)構(gòu)相嚙合，所述平衡彈簧20與主軸13及主軸套15構(gòu)成 的運(yùn)動(dòng)聯(lián)體相配置從而使得主軸13和主軸套15的聯(lián)體結(jié)構(gòu)跟隨攻絲絲錐移動(dòng)，該攻絲用 機(jī)床主軸箱不會(huì)產(chǎn)生同步誤差，可以達(dá)到好的加工效果。具體的，導(dǎo)向套26為2個(gè)，分別是設(shè)置在主軸13的后部及中前部。具體的，平衡彈簧20對(duì)調(diào)整軸19產(chǎn)生的彈簧扭轉(zhuǎn)力與由主軸13及主軸套15構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)聯(lián)體的重力相平衡配置，從而使得主軸13和主軸套15的聯(lián)體結(jié)構(gòu)跟隨攻絲絲錐 移動(dòng)。具體的，所述調(diào)整軸19與主軸13呈垂直狀交叉布置。具體的，所述齒輪組檔位調(diào)整裝置包括變速軸21、安裝在變速軸21上的油缸22、 與油缸22聯(lián)接的拔叉24，所述變速軸21兩端具有油孔，油缸22的活塞固定在變速軸21 上，所述液壓系統(tǒng)25將壓力油通過變速軸21的油孔壓入油缸22帶動(dòng)其缸體上下移動(dòng)，油 缸缸體通過拔叉24帶動(dòng)齒輪組進(jìn)行檔位調(diào)整。具體的，平衡彈簧20可采用卷簧，卷簧安裝在調(diào)整軸19上與調(diào)節(jié)手柄18相對(duì)的
另一端。運(yùn)動(dòng)傳遞路線如圖1所示，主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)第一皮帶輪2與第二皮帶輪3構(gòu)成的皮帶輪組 轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶輪組將動(dòng)力通過可進(jìn)行變速傳動(dòng)的齒輪組傳遞到主軸13，從而最終使主軸13得 到高、中、低三種不同范圍內(nèi)的無級(jí)變速轉(zhuǎn)速。機(jī)械變速的目的是為了保證主軸低轉(zhuǎn)速加工 中有足夠大的扭矩。三種變速的實(shí)現(xiàn)如圖1所示，液壓系統(tǒng)25將壓力油通過兩端有油孔的變速軸21壓入油缸22 ；活 塞23是固定不動(dòng)的，油缸22可以上下移動(dòng)，油缸22缸體通過拔叉24上下動(dòng)作，拔叉24或 者帶動(dòng)第一齒輪5與第四齒輪9嚙合，或者帶動(dòng)第二齒輪6與第五齒輪10嚙合，或者帶動(dòng) 第三齒輪7與第六齒輪11嚙合，嚙合的定位由機(jī)械定位通過電子信號(hào)與數(shù)控系統(tǒng)通訊，控 制液壓系統(tǒng)起動(dòng)或關(guān)閉聯(lián)合控制實(shí)現(xiàn)。第一齒輪5、第二齒輪6、第三齒輪7依次裝配在第 一傳動(dòng)軸4上，第四齒輪9、第五齒輪10、第六齒輪11依次裝配在第二傳動(dòng)軸8上。主軸獨(dú)立進(jìn)給主軸13加軸承14裝入主軸套15中成為一個(gè)運(yùn)動(dòng)整體，主軸套15裝在箱體的導(dǎo) 向套26內(nèi)，主軸套在導(dǎo)向套26內(nèi)可以上下滑動(dòng)，主軸13相對(duì)于主軸套15可以正反向自由 轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸13與第七齒輪17通過花鍵聯(lián)接，主軸13在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)可以在第七齒輪17中心 花鍵孔內(nèi)上下移動(dòng)。主軸13和主軸套15的整體重力通過調(diào)整軸19由平衡彈簧20保持平 衡，常態(tài)下，主軸13和主軸套15的聯(lián)體結(jié)構(gòu)由于平衡彈簧20的支持，始終保持在最上端的 位置，以保證銑、鉆加工時(shí)主軸穩(wěn)定。如遇直徑較大螺紋孔，需要采用柔性攻絲加工作業(yè)時(shí)， 當(dāng)絲錐進(jìn)入工件后，隨著主軸13的轉(zhuǎn)動(dòng)，絲錐會(huì)自動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)加工進(jìn)給，如上述，由 于主軸13可以在第七齒輪17花鍵孔內(nèi)自由向下移動(dòng)，因此主軸13和主軸套15聯(lián)體可以 自動(dòng)跟隨絲錐進(jìn)給，達(dá)到柔性攻絲的目的。液壓系統(tǒng)25可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置在箱體內(nèi)或箱體外。以上實(shí)施例只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作較多的限制，凡 是依據(jù)對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)本質(zhì)作簡單修改或等同的變化和修飾，均仍屬本實(shí)用新型保護(hù) 的范圍。
權(quán)利要求攻絲用機(jī)床主軸箱，包括箱體、主軸、齒輪組、齒輪組檔位調(diào)整裝置、液壓系統(tǒng)，所述齒輪組、齒輪組檔位調(diào)整裝置均安裝在箱體內(nèi)，主軸通過軸承安裝在主軸套內(nèi)從而使主軸及主軸套成為一個(gè)運(yùn)動(dòng)聯(lián)體，其特征在于還包括導(dǎo)向套、主軸調(diào)整裝置，所述導(dǎo)向套套裝在箱體內(nèi)主軸及主軸套構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)聯(lián)體上，主軸及主軸套構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)聯(lián)體在導(dǎo)向套內(nèi)上下滑動(dòng)，所述主軸套外側(cè)部設(shè)置有齒條結(jié)構(gòu)，所述主軸調(diào)整裝置包括調(diào)整軸、調(diào)整齒輪、平衡彈簧、連接在調(diào)整軸一端的調(diào)節(jié)手柄，所述調(diào)整齒輪、平衡彈簧安裝在調(diào)整軸上，主軸調(diào)整裝置的調(diào)整齒輪與所述齒條結(jié)構(gòu)相嚙合，所述平衡彈簧與主軸及主軸套構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)聯(lián)體相配置從而使得主軸和主軸套的聯(lián)體結(jié)構(gòu)跟隨攻絲絲錐移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的攻絲用機(jī)床主軸箱，其特征在于所述平衡彈簧對(duì)調(diào)整軸產(chǎn)生 的彈簧扭轉(zhuǎn)力與所述主軸及主軸套構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)聯(lián)體的重力相平衡配置，從而使得主軸和主 軸套的聯(lián)體結(jié)構(gòu)跟隨攻絲絲錐移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的攻絲用機(jī)床主軸箱，其特征在于所述調(diào)整軸與主軸呈垂直交 叉布置。
4.如權(quán)利要求1所述的攻絲用機(jī)床主軸箱，其特征在于所述齒輪組檔位調(diào)整裝置包 括變速軸、安裝在變速軸上的油缸、與油缸聯(lián)接的拔叉，所述變速軸兩端具有油孔，油缸的 活塞固定在變速軸上，所述液壓系統(tǒng)將壓力油通過變速軸油孔壓入油缸帶動(dòng)其缸體上下移 動(dòng)，油缸缸體通過拔叉帶動(dòng)齒輪組進(jìn)行檔位調(diào)整。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的攻絲用機(jī)床主軸箱，其特征在于所述平衡彈簧 為卷簧。
6.如權(quán)利要求5所述的攻絲用機(jī)床主軸箱，其特征在于所述卷簧安裝在調(diào)整軸上與 調(diào)節(jié)手柄相對(duì)的另一端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及金屬加工機(jī)床領(lǐng)域，尤其是攻絲用機(jī)床主軸箱，包括箱體、主軸、齒輪組、齒輪組檔位調(diào)整裝置、液壓系統(tǒng)、導(dǎo)向套、主軸調(diào)整裝置，所述齒輪組、齒輪組檔位調(diào)整裝置均安裝在箱體內(nèi)，主軸通過軸承安裝在主軸套內(nèi)，所述導(dǎo)向套套裝在箱體內(nèi)主軸及主軸套構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)聯(lián)體上，主軸及主軸套構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)聯(lián)體在導(dǎo)向套內(nèi)上下滑動(dòng)，所述主軸套外側(cè)部設(shè)置有齒條結(jié)構(gòu)，所述主軸調(diào)整裝置包括調(diào)整軸、調(diào)整齒輪、平衡彈簧、連接在調(diào)整軸一端的調(diào)節(jié)手柄，所述調(diào)整齒輪、平衡彈簧安裝在調(diào)整軸上，主軸調(diào)整裝置的調(diào)整齒輪與所述齒條結(jié)構(gòu)相嚙合，所述平衡彈簧與主軸及主軸套構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)聯(lián)體相配置從而使得主軸和主軸套的聯(lián)體結(jié)構(gòu)跟隨攻絲絲錐移動(dòng)。
文檔編號(hào)B23B19/00GK201625787SQ20102012154
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者袁正武 申請(qǐng)人:湖北新三友數(shù)控機(jī)床有限公司