专利名称：Y轴双伺服动力刀架的制作方法
技术领域：
本发明创造涉及车削中心用Y轴双伺服动力刀架。
背景技术：
随着国家经济的快速发展，航空、航天、军工、发电设备等重要工业部门对车削中 心及车铣复合加工中心的需求正在飞速增长。动力刀架是车削中心及车铣复合加工中心的 核心功能部件之一，直接影响机床的性能和可靠性。目前，国内发展比较成熟的是主要应用 于经济型及普及型数控车床的电动刀架、液压刀架等非动力刀架。而动力刀架包括双伺服 动力刀架和单伺服动力刀架在我国仍处于起步阶段，各方面性能和可靠性均较低。相关技术领域的专利和文献中GB-A-2. 126. 143和SU-A-1196155中所述的刀具 的驱动系统，刀具在各自的可旋转刀架中旋转的运动传动装置包括一系列具有较小直径的 齿轮，它将电机连接于该刀架心轴的驱动轴，并且设置在垂直于该工作台转动轴线的多个 平面内，相互轴向分开。这种结构小齿轮具有坚固耐用和成本低的优点，但具有由复杂运动 部件所需相当大轴向尺寸的缺点。意大利发明创造189. 444，以及文献EP 0. 302. 998A1中，采用与转塔的可转动工 作台的轴线共轴的单个齿冠(toothed crown)，将旋转运动从电机传递到可旋转刀具的驱 动轴。该技术具有占用较小轴向空间的优点，但该齿冠需要高成本的机加工设备来制备，而 且组装困难，不容易实现模块化。韩国专利10-2008-0081420中，Y轴模块采用了直线滚动导轨，但直线滚动导轨刚 度较差，一般只能承受中等的倾覆负载，而在重切削时，导轨变形将影响整体刀架刚度以及 机床的加工精度。
发明内容本发明创造的目的是提供一种能够实现模块化，提高机床整体性能，传动链成本 低、精度高、可靠性好，结构简单、调试方便的Y轴双伺服动力刀架。本发明创造的目的是通过下述技术方案实现的一种Y轴双伺服动力刀架，包括 伺服刀架本体、刀盘，其特征在于在伺服刀架本体上加装动力驱动模块和Y轴模块，所述 的动力驱动模块是由驱动电机带动电机端齿轮旋转，通过电机端齿轮经由若干传动齿轮传 动后与离合器端传动齿轮啮合，从而将动力驱动模块与离合器连接在一起，离合器结构为 在活塞腔内安装有活塞杆，活塞杆与活塞心轴连接，活塞心轴与动力输出轴连接，动力输出 轴上的外花键与离合器端传动齿轮配合，动力输出轴的内花键与动力刀座的外花键配合， 在活塞腔外部安装有接近开关；所述的Y轴模块包括Y轴电机、Y轴立柱和Y轴滑板；Y轴 电机通过同步带带动丝杠旋转，利用滚珠丝杠螺母副，带动Y轴滑板在Y轴立柱的滑动导轨 面上滑动。所述的Y轴模块上设有锁紧机构，锁紧机构的油缸安装在压板内，压板压紧滑动 导轨。[0009]本发明创造的有益效果本发明创造采用上述结构，在伺服刀架本体上加装动力 驱动模块、离合器、Y轴模块构成，实现模块化，伺服刀架本体自带伺服电机实现刀架转位功 能，动力驱动模块带电机通过平行轴齿轮系统传动实现回转刀具的驱动，经由液压离合器 实现将动力驱动模块的动力传递到动力刀座的目的，传动链成本低、精度高、可靠性好，Y轴 驱动模块电机通过同步带带动丝杠旋转驱动安装在Y轴滑板上的整个伺服刀架本体和动 力驱动模块在Y轴立柱滑动导轨上作直线轴运动；本发明创造使得现有液压刀架产品，电 动刀架和伺服刀架在搭配动力驱动模块后均可以实现铣钻功能，搭配Y轴模块后可以实现 偏心孔和偏心槽的加工，增加机床功能的灵活选配，拓展了机床的加工能力，提高机床整体 性能，结构简单、调试方便。将Y轴双伺服动力刀架加装在三轴卧式车床上就可以使得机床 变成四轴车削中心。
图1是本发明创造总体的示意图；图2为本发明创造Y轴模块的示意图；图3为本发明创造Y轴模块锁紧结构示意图；图4为本发明创造动力驱动模块刀架本体示意图；图5为本发明创造动力驱动模块内部传动机构示意图；图6为本发明创造离合器结构示意图。
具体实施方式
一种Y轴双伺服动力刀架，在伺服刀架本体8上加装动力驱动模块6和Y轴模块， 动力驱动模块6是由驱动电机4带动电机端齿轮14旋转，通过电机端齿轮经由第一传动大 齿轮15、第二传动大齿轮16、第三传动大齿轮17传动，第三传动大齿轮17与离合器端传动 齿轮18啮合，从而将动力驱动模块6与离合器7连接在一起，动力驱动模块的动力通过离 合器6将动力传递到动力刀座，离合器7结构为在活塞腔22内安装有活塞杆21，活塞杆 21与活塞心轴20连接，活塞心轴20与动力输出轴19连接，在液压油的作用下可带动活塞 心轴20和动力输出轴19沿活塞杆21的轴向移动。动力输出轴19上的外花键与离合器端 传动齿轮18配合，动力输出轴19的内花键与动力刀座24的外花键配合在活塞腔22外部 安装有接近开关23，该结构可将动力通过离合器端传动齿轮18、动力输出轴19传递给动力 刀座24。动力输出轴19与动力刀座24结合或分离过程通过液压油推动活塞杆21来实现， 而具体位置则通过安装在尾部的接近开关23来检测。Y轴模块包括Y轴电机1、Y轴立柱3 和Y轴滑板9，Y轴电机1通过同步带2带动丝杠10旋转，利用滚珠丝杠螺母副，带动Y轴 滑板9在Y轴立柱3的滑动导轨面3a上滑动。采用上述结构设置，伺服刀架本体8内部自 带伺服电机可带动刀盘5旋转实现刀架转位功能；动力驱动模块6通过驱动电机4带动其 内部平行轴轮系传动，再经由离合器传递到可旋转的刀具驱动轴上，实现回转刀具的驱动， 该传动链的成本低、精度高、可靠性好。Y轴模块中的Y轴电机1通过同步带2传动驱动安 装在Y轴滑板9上的整个伺服刀架本体8和动力驱动模块6实现一个直线轴运动，进而实 现直接加装在三轴卧式车床上进行四轴车削的功能。为了提高重切削时Y轴模块的刚度，在Y轴模块上设有锁紧机构，车削时，锁紧机
4构的油缸12安装在压板11内，液压油通过压板11内的油孔作用在油缸12上，油缸12压 紧Y轴立柱3的导轨面3b。采用该结构，Y轴立柱3导轨承受切削过程中的主要切削力，由 于滑动导轨有较好的刚度，加之锁紧机构的应用，可有效克服丝杠在切削力作用下变形带 来的精度误差，提高了整个刀架的刚度。
权利要求一种Y轴双伺服动力刀架，包括伺服刀架本体、刀盘，其特征在于在伺服刀架本体上加装动力驱动模块和Y轴模块，所述的动力驱动模块是由驱动电机带动电机端齿轮旋转，通过电机端齿轮经由若干个传动齿轮传动后与离合器端传动齿轮啮合，从而将动力驱动模块与离合器连接在一起，离合器结构为在活塞腔内安装有活塞杆，活塞杆与活塞心轴连接，活塞心轴与动力输出轴连接，动力输出轴上的外花键与离合器端传动齿轮配合，动力输出轴的内花键与动力刀座的外花键配合，在活塞腔外部安装有接近开关；所述的Y轴模块包括Y轴电机、Y轴立柱和Y轴滑板；Y轴电机通过同步带带动丝杠旋转，利用滚珠丝杠螺母副，带动Y轴滑板在Y轴立柱的滑动导轨面上滑动。
2.根据权利要求1所述的Y轴双伺服动力刀架，其特征在于所述的Y轴模块上设有 锁紧机构，锁紧机构的油缸安装在压板内，压板压紧滑动导轨。
专利摘要Y轴双伺服动力刀架，由伺服刀架本体加装动力驱动模块和Y轴模块构成，动力驱动模块是由驱动电机带动电机端齿轮旋转，通过电机端齿轮经由若干传动齿轮传动后与离合器端传动齿轮啮合，从而将动力驱动模块与离合器连接在一起，离合器内部的活塞杆与活塞心轴连接，活塞心轴与动力输出轴连接，动力输出轴上的外花键与离合器端传动齿轮配合，动力输出轴的内花键与动力刀座的外花键配合，在活塞腔外部安装有接近开关；Y轴模块包括Y轴电机、Y轴立柱和Y轴滑板；本发明创造采用上述结构，实现了模块化，传动链成本低、精度高、可靠性好，增加机床功能的灵活选配，拓展了机床的加工能力，提高机床整体性能，结构简单、调试方便。
文档编号B23B21/00GK201702390SQ20102015981
公开日2011年1月12日 申请日期2010年4月15日 优先权日2010年4月15日
发明者关锡友, 刘春时, 刘洪强, 史荣生, 吴迪, 宋威, 张维官, 徐吉存, 李中明, 李兆维, 李焱, 林剑峰, 索天星, 贺鑫元, 赵进, 郭智春, 马仕龙 申请人:沈阳机床(集团)设计研究院有限公司