龙门加工中心主轴传动结构的制作方法

本实用新型涉及一种龙门加工中心主轴，具体是涉及一种龙门加工中心主轴传动结构。

背景技术：

随着经济建设与科技的不断发展，我国数控龙门加工中心行业向着高速、高效、高刚性方向发展。龙门加工中心在航空航天，工程机械，风力发电和机车车辆等行业应用也越来越广泛。龙门加工中心结构设计必须在在满足机床整体性能的前提下，逐步提高机床加工，装配的工艺性及可靠性。上述行业深腔零件，高落差大型零件比较多，其要求机床可以大切削量重切削且可进行深腔加工。要满足上述使用需求，龙门加工中心主轴必须能够提供足够的切削扭矩且主轴头部在深腔加工期间不能与零件干涉。参见图1和图2，现有龙门加工中心的主轴传动结构主要由主轴头100、主轴电机座200和主轴电机300组成，主轴电机通过皮带及带轮传递动力至主轴头的直联主轴，该虽然结构简单，但是主轴输出扭矩小，不能进行重切削，降低了机床的切削性能；且主轴电机座设计在主轴头下方，不能进行深腔加工，会与零件碰撞，而且Z轴重心下移，主轴电机的热量会传递给主轴，造成主轴头扭曲变形，从而影响机床整体加工精度及稳定性。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种龙门加工中心主轴传动结构，可以提供大扭矩重切削，且进行深腔加工时，主轴头与零件无干涉。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种龙门加工中心主轴传动结构，包括主轴电机、齿轮箱、传动箱、直联主轴和主轴头，所述传动箱包括传动座、主动带轮、同步带、被动带轮和传动轴，所述传动座包括主体架、上支架和下支架，所述上支架和所述下支架上下间隔安装于所述主体架的一侧，所述齿轮箱安装于所述主体架顶部，所述主轴电机安装于所述齿轮箱的箱体顶部，所述主动带轮安装于所述齿轮箱的出力轴上，所述传动轴竖向设置并通过轴承转动安装于所述上支架和所述下支架上，所述被动带轮套固于所述传动轴中部，并与所述主动带轮位于同一水平位，所述主体架安装于所述主轴头的一侧，使所述主体架的底部与所述主轴头的底部相距设定距离，并使所述上支架、所述下支架、所述传动轴及所述被动带轮位于所述主轴头内，所述直联主轴安装于所述主轴头底部的通孔内，且所述直联主轴的顶端出力轴通过联轴器与所述传动轴的底端连接在一起，所述主轴电机通过所述齿轮箱出力轴上的主动带轮将动力传递给所述同步带，所述同步带传动于所述被动带轮并带动所述传动轴，所述传动轴通过联轴器带动所述直联主轴转动，传递动力进行切削。

进一步的，所述传动轴与所述上支架之间通过深沟球轴承转动连接，所述上支架顶部设有上轴承孔，所述深沟球轴承安装于所述上轴承孔内，并通过上轴承压盖进行固定。

进一步的，所述被动带轮套固在所述传动轴中部的结构是：所述被动带轮的内孔套入所述传动轴上，并通过胀紧套进行固定。

进一步的，所述传动轴与所述下支架之间通过角接触轴承转动连接，所述下支架底部设有下轴承孔，所述角接触轴承安装于所述下轴承孔内，并通过下轴承压盖进行固定。

进一步的，所述主体架包括顶板、连接于所述顶板相邻三边底部的竖板和两个竖框，所述顶板中部具有第一避让窗口，所述竖板中部具有第二避让窗口，所述齿轮箱的箱体通过连接板安装于所述顶板顶部，且所述齿轮箱的出力轴穿过所述第一避让窗口进入两个所述竖框之间，所述主动带轮也位于两个所述竖框之间，所述同步带穿过所述第二避让窗口套在所述主动带轮和所述被动带轮的外圈上。

进一步的，还包括非接触编码器、编码器固定环、读数头和读数头支架，所述编码器固定环套固在所述传动轴上，并位于所述下支架与所述联轴器之间，所述非接触编码器安装于所述编码器固定环上，所述读数头支架安装在所述主轴头上，所述读数头安装于所述读数头支架上，用于感应所述非接触编码器的转速。

进一步的，所述传动箱还包括中喷杆和旋转接头，所述传动轴中部具有避让所述中喷杆的避让孔，所述中喷杆穿设于所述避让孔内，并在所述传动轴的底端进行固定，所述旋转接头固定在所述传动轴的顶端。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种龙门加工中心主轴传动结构，主要由直联主轴、主轴头、传动箱、齿轮箱和主轴电机等组成，主轴电机通过齿轮箱出力轴上的主动带轮将动力传递给同步带，同步带带动传动轴上的被动带轮，传动轴通过联轴器带动直联主轴转动，实现了传递动力进行切削的功能，且连接刚性高，传递扭矩大，噪音小，安装调试简单。相较于现有龙门加工中心主轴传动结构，本实用新型有以下优点：

1，主轴电机安装于齿轮箱上，齿轮箱安装于传动座上，传动座通过传动轴传递动力至直联主轴，使得传动座可以上移，即提高了传动座距离主轴头底部的距离，这样，传动座无凸出，在进行深腔加工时，与零件无干涉，可满足深腔加工的要求。

2，主轴头加工简单，传动座及其上安装的齿轮箱及主轴电机，使整体重心靠上，结构刚性好，且主轴电机的热量不容易传递给直联主轴，避免了主轴头扭曲变形，提高了机床整体加工精度及稳定性。

3，主轴电机通过齿轮箱出力轴，再通过带轮和传动轴输出动力，输出扭矩较大，可重切削，从而提高了切削性能。

4，这种结构加装中心出水只需要安装旋转接头和中喷杆即可，而主轴与主轴电机直接连接结构，如果加装中心出水，则需要购买中心出水型主轴电机，价格较高。

附图说明

图1为传统龙门加工中心主轴传动结构的立体图；

图2为传统龙门加工中心主轴传动结构的侧视图；

图3为本实用新型龙门加工中心主轴传动结构的立体图；

图4为本实用新型龙门加工中心主轴传动结构的侧视图；

图5为本实用新型龙门加工中心主轴直联转皮带传动的示意图；

图6为本实用新型主轴头及直联主轴与传动箱及主轴电机分解开的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

图3为本实用新型龙门加工中心主轴传动结构的立体图；图4为本实用新型龙门加工中心主轴传动结构的侧视图；图5为本实用新型龙门加工中心主轴直联转皮带传动的示意图；图6为本实用新型主轴头及直联主轴与传动箱及主轴电机分解开的示意图。

如图3、图4、图5和图6所示，一种龙门加工中心主轴传动结构，包括主轴电机1、齿轮箱2、传动箱3、直联主轴4和主轴头5，所述传动箱包括传动座301、主动带轮302、同步带303、被动带轮304和传动轴305，所述传动座包括主体架3011、上支架3012和下支架3013，所述上支架和所述下支架上下间隔安装于所述主体架的一侧，所述齿轮箱安装于所述主体架顶部，所述主轴电机安装于所述齿轮箱的箱体顶部，所述主动带轮安装于所述齿轮箱的出力轴上，所述传动轴竖向设置并通过轴承转动安装于所述上支架和所述下支架上，所述被动带轮套固于所述传动轴中部，并与所述主动带轮位于同一水平位，所述主体架安装于所述主轴头的一侧，使所述主体架的底部与所述主轴头的底部相距设定距离，并使所述上支架、所述下支架、所述传动轴及所述被动带轮位于所述主轴头内，所述直联主轴安装于所述主轴头底部的通孔内，且所述直联主轴的顶端出力轴通过联轴器401与所述传动轴的底端连接在一起，所述主轴电机通过所述齿轮箱出力轴上的主动带轮将动力传递给所述同步带，所述同步带传动于所述被动带轮并带动所述传动轴，所述传动轴通过联轴器带动所述直联主轴转动，传递动力进行切削。

上述结构中，主轴电机通过齿轮箱出力轴上的主动带轮将动力传递给同步带，同步带带动传动轴上的被动带轮，传动轴通过联轴器带动主轴转动，实现了传递动力进行切削的功能，且连接刚性高，传递扭矩大，噪音小，安装调试简单。相较于现有龙门加工中心主轴传动结构，本发明有以下优点：

1，主轴电机通过传动座进行了上移，传动座距离主轴头底部设定距离(比如980mm)，无凸出，在进行深腔加工时，主轴头与零件无干涉，适合深腔加工。

2，主轴头加工简单，传动座及其上安装齿轮箱及主轴电机，使整体重心靠上，结构刚性好，且主轴电机的热量不容易传递给直联主轴，避免了主轴头扭曲变形，提高了机床整体加工精度及稳定性。

3，主轴电机通过齿轮箱出力轴，再通过带轮和传动轴输出动力，输出扭矩较大，可重切削，从而提高了切削性能。

4，这种结构加装中心出水只需要安装旋转接头和中喷杆即可，而主轴与主轴电机直接连接结构，如果加装中心出水，则需要购买中心出水型主轴电机，价格较高。

优选的，所述传动轴与所述上支架之间通过深沟球轴承306转动连接，所述上支架顶部设有上轴承孔，所述深沟球轴承安装于所述上轴承孔内，并通过上轴承压盖307进行固定。这样，可以实现传动轴相对上支架转动，其中，深沟球轴承与上轴承孔之间间隙配合，传动轴与所述深沟球轴承之间过盈配合。所述传动轴与所述下支架之间通过角接触轴承309转动连接，所述下支架底部设有下轴承孔，所述角接触轴承安装于所述下轴承孔内，并通过下轴承压盖310进行固定。这样，可以实现传动轴相对下支架转动，其中，角接触轴承与下轴承孔之间间隙配合，传动轴与所述角接触轴承之间过盈配合。这样，在节约成本的同时，在满足径向负荷的同时也能承受一定的轴向负荷。

优选的，所述被动带轮套固在所述传动轴中部的结构是：所述被动带轮的内孔套入所述传动轴上，并通过胀紧套308进行固定。这样，胀紧套安装于被动带轮和传动轴之间，可以实现被动带轮与传动轴的套固连接。

优选的，所述主体架包括顶板30111、连接于所述顶板相邻三边底部的竖板30112和两个竖框30113，所述顶板中部具有第一避让窗口，所述竖板中部具有第二避让窗口，所述齿轮箱的箱体通过连接板30114安装于所述顶板顶部，且所述齿轮箱的出力轴穿过所述第一避让窗口进入两个所述竖框之间，所述主动带轮也位于两个所述竖框之间，所述同步带穿过所述第二避让窗口套在所述主动带轮和所述被动带轮的外圈上。

优选的，还包括非接触编码器6、编码器固定环7、读数头8和读数头支架9，所述编码器固定环套固在所述传动轴上，并位于所述下支架与所述联轴器之间，所述非接触编码器安装于所述编码器固定环上，所述读数头支架安装在所述主轴头上，所述读数头安装于所述读数头支架上，用于感应所述非接触编码器的转速。这样，通过读数头感应非接触编码器的转速，可以提高主轴定位及转速检测。

优选的，所述传动箱还包括中喷杆311和旋转接头312，所述传动轴中部具有避让所述中喷杆的避让孔，所述中喷杆穿设于所述避让孔内，并在所述传动轴的底端进行固定，所述旋转接头固定在所述传动轴的顶端。其中，中喷杆用于连接传动轴与直联主轴，传递冷却液。旋转接头可以随着传动轴旋转，防止扯断油管。

以上实施例是参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本实用新型的实质的情况下，都落在本实用新型的保护范围之内。