机床无级变速头架的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种机床无级变速头架。它解决了现有磨床头架稳定性差等技术问题。包括主轴箱，在主轴箱的顶部设有驱动电机，驱动电机为无级变速电机，主轴箱具有水平设置的主轴通道，在主轴通道中穿设有主轴，驱动电机通过传动机构与主轴相连，主轴箱前端具有安装筒，后端固定有尾座，尾座、主轴通道和安装筒同轴设置，主轴前端穿出安装筒外并与传动机构相连，后端穿设在尾座中，主轴呈轴向贯通的中空结构，在主轴的前端具有呈前端大后端小的安装孔，安装孔内插有外形与安装孔相适应的顶尖。本机床无级变速头架的优点在于：结构简单，各部件紧凑分布，采用无级变速电机实现磨床主轴的无级变速，各部件配合紧密，传动稳定性好。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于机床加工设备【技术领域】，尤其是涉及一种机床无级变速头架。 机床无级变速头架
【背景技术】
[0002] 磨床是加工工件圆柱形、圆锥形或其他形状素线展成的外表面和轴肩端面的磨 床，主要用于成批轴类零件的端面、外圆及圆锥面的精密磨削，是汽车发动机等行业的主要 设备。也适用于军工、航天、一般精密机械加工车间批量小，精度要求高的轴类零件加工。外 圆磨床由床身，头架，车尾，磨头，传动吸尘装置等部件构成。传统的磨床的机头主轴旋转动 力来自额定功率的电机，电机的输出功率通过主轴和电机连接的皮带轮的大小不一来实现 变化，其输出的功率的变化必须停下电机，通过更换皮带轮或者更换皮带轮上不同直径的 圆槽，完成输出功率的切换。该种方式不但影响加工的效率、精度，而且操作复杂，皮带损耗 量大，输出功率不准确等问题。连接电机和主轴的皮带轮大小直径不一，增加了许多不必要 尺寸的皮带轮，或者输出功率单一缺少变化不能适应高精密工件加工时对转速的要求。另 夕卜，现有技术中，头架设计不够合理，体积较大，且拆装不便利，维护较为繁琐。
[0003] 为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决 方案。例如，中国专利文献公开了一种外圆磨床头架[申请号：201010257682. 6]，包括头架 安装座和安装在头架安装座上的顶针以及驱动顶针运转的驱动机构，所述驱动机构包括变 频电机，变频电机通过传动机构带动工件工作。
[0004] 上述方案在一定程度上改进了现有磨床头架依靠更换皮带轮变速的问题，但是该 方案依然存在：结构设计不够合理，整体稳定性差，结构不够紧凑，运行不够平稳等问题。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构紧凑，稳定性好的机 床无级变速头架。
[0006] 为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本机床无级变速头架，包括主 轴箱，在主轴箱的顶部设有驱动电机，所述的驱动电机为无级变速电机，所述的主轴箱具有 水平设置的主轴通道，在主轴通道中穿设有主轴，所述的驱动电机通过传动机构与主轴相 连且能带动主轴转动，其特征在于，所述的主轴箱前端具有呈圆筒状的安装筒且主轴箱与 安装筒连为一体，后端固定有呈筒状的尾座，所述的尾座、主轴通道和安装筒同轴设置，所 述的主轴前端穿出安装筒外并与所述传动机构相连，后端穿设在尾座中，所述的主轴呈轴 向贯通的中空结构，在主轴的前端具有呈前端大后端小的安装孔，所述的安装孔内插有外 形与安装孔相适应的顶尖。该结构中，通过将主轴穿设在主轴通道中，并通过传动机构驱动 其转动，使得主轴转动平稳，且主轴、主轴箱与安装筒之间分布紧凑。
[0007] 在上述的机床无级变速头架中，所述的传动机构包括固定在驱动电机输出轴上的 主动轮和套于安装筒外围且呈圆筒状的从动轮，所述的主动轮与从动轮之间套有传动带， 所述的主轴前端具有位于安装筒外侧的盘状体，在盘状体外围套设有传动环且传动环与从 动轮并列设置，所述的从动轮通过第一定位螺栓与传动环固连，所述的传动环通过定位结 构与盘状体固连，所述的从动轮内侧与安装筒外侧之间设有至少两个并列设置的外轴承， 所述的安装筒内侧与主轴外侧之间设有至少两个并列设置的内轴承，所述的主轴后端外侧 与主轴箱后端内侧之间设有至少两个并列设置的转动轴承。显然，该结构中通过主动轮带 动盘状体转动从而实现主轴的转动，各部件配合紧密，外轴承、内轴承与转动轴承使得主轴 转动更加平稳。
[0008] 在上述的机床无级变速头架中，所述的定位结构包括径向开于传动环上的第一定 位槽和径向开于盘状体上的第二定位槽，所述的第一定位槽和第二定位槽径向对应设置且 在两者之间设有传动块，所述的传动块通过第二定位螺栓固定在第一定位槽和第二定位槽 中。传动环与盘状体可拆式相连使得本头架便于拆装与维护，且连接牢固。
[0009] 在上述的机床无级变速头架中，所述的主轴箱前端外侧固定有罩体，所述的罩体 上部延伸至驱动电机前端并罩于主动轮外围，所述的传动环位于罩体下部的开口中，所述 的传动环伸出罩体外侧部分的外围设有端环。便于保护头架内部部件，防尘隔音效果好。
[0010] 在上述的机床无级变速头架中，所述的尾座通过第三螺栓固定在主轴箱后端，在 尾座侧部设有侧孔，在主轴后端侧部开有槽体，所述的侧孔与第四螺栓螺纹连接且第四螺 栓的内端能插于侧孔中。使用时需要将第四螺栓脱离侧孔。
[0011] 在上述的机床无级变速头架中，所述的传动环与盘状体之间设有第一密封件，所 述的尾座与主轴后端之间设有第二密封件。显然，这里的第一密封件与第二密封件增强了 本头架的密封性，防尘效果好。
[0012] 在上述的机床无级变速头架中，所述的主轴箱底部固定有拼接式导轨座，所述的 拼接式导轨座包括基座，该基座的底部设有单边缺口的开放槽，在基座上固定有位于开放 槽一侧的拼接块，所述的拼接块内侧壁与开放槽拼合成燕尾槽。使得本头架的安装与拆卸 更加方便。
[0013] 在上述的机床无级变速头架中，所述的内轴承与转动轴承通过安装结构设置在主 轴与主轴箱之间。
[0014] 在上述的机床无级变速头架中，所述的安装结构包括套设置在主轴上且与主轴固 定相连的第一筒状体，所述的第一筒状体上套设有固定设置在主轴箱上且端部与安装筒固 定相连的第二筒状体，所述的内轴承和转动轴承均周向转动设置在第一筒状体与第二筒状 体之间。即通过设置在第一筒状体与第二筒状体之间的内轴承和转动轴承使得主轴转动时 稳定性好。
[0015] 在上述的机床无级变速头架中，所述的转动轴承设置在第一筒状体的一端的外 围，所述的内轴承设置在第一筒状体的另一端的外围。
[0016] 与现有的技术相比，本机床无级变速头架的优点在于：结构简单，各部件紧凑分 布，采用无级变速电机实现磨床主轴的无级变速，各部件配合紧密，稳定性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本实用新型提供的结构剖视图。
[0018] 图2是本实用新型提供的结构示意图。
[0019] 图中，主轴箱1、主轴通道11、安装筒12、尾座13、拼接式导轨座14、基座141、开放 槽142、拼接块143、燕尾槽144、第一筒状体15、第二筒状体16、驱动电机2、主轴3、安装孔 31、顶尖32、传动机构4、主动轮41、从动轮42、传动带43、盘状体44、传动环45、第一定位 螺栓46、外轴承47、内轴承48、转动轴承49、定位结构5、第一定位槽51、第二定位槽52、传 动块53、第二定位螺栓54、罩体6、开口 61、端环62、第三螺栓7、侧孔71、槽体72、第四螺栓 73、第一密封件8、第二密封件9。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细的说明。
[0021] 如图1和2所示，本机床无级变速头架，包括主轴箱1，在主轴箱1的顶部设有驱动 电机2,驱动电机2为无级变速电机，主轴箱1具有水平设置的主轴通道11，在主轴通道11 中穿设有主轴3,驱动电机2通过传动机构4与主轴3相连且能带动主轴3转动，主轴箱1 前端具有呈圆筒状的安装筒12且主轴箱1与安装筒12连为一体，后端固定有呈筒状的尾 座13,尾座13、主轴通道11和安装筒12同轴设置，主轴3前端穿出安装筒12外并与所述 传动机构4相连，后端穿设在尾座13中，主轴3呈轴向贯通的中空结构，在主轴3的前端具 有呈前端大后端小的安装孔31，安装孔31内插有外形与安装孔31相适应的顶尖32,该结 构中，通过将主轴3穿设在主轴通道11中，并通过传动机构4驱动其转动，使得主轴3转动 平稳，且主轴3、主轴箱1与安装筒12之间分布紧凑。
[0022] 本实施例中的传动机构4包括固定在驱动电机2输出轴上的主动轮41和套于安 装筒12外围且呈圆筒状的从动轮42,主动轮41与从动轮42之间套有传动带43,主轴3前 端具有位于安装筒12外侧的盘状体44,在盘状体44外围套设有传动环45且传动环45与 从动轮42并列设置，从动轮42通过第一定位螺栓46与传动环45固连，传动环45通过定 位结构5与盘状体44固连，从动轮42内侧与安装筒12外侧之间设有至少两个并列设置的 外轴承47,安装筒12内侧与主轴3外侧之间设有至少两个并列设置的内轴承48,主轴3后 端外侧与主轴箱1后端内侧之间设有至少两个并列设置的转动轴承49,显然，该结构中通 过主动轮41带动盘状体44转动从而实现主轴3的转动，各部件配合紧密，外轴承47、内轴 承48与转动轴承49使得主轴3转动更加平稳。进一步地，这里的定位结构5包括径向开 于传动环45上的第一定位槽51和径向开于盘状体44上的第二定位槽52,第一定位槽51 和第二定位槽52径向对应设置且在两者之间设有传动块53,传动块53通过第二定位螺栓 54固定在第一定位槽51和第二定位槽52中，传动环45与盘状体44可拆式相连使得本头 架便于拆装与维护，且连接牢固。
[0023] 优选地，在主轴箱1前端外侧固定有罩体6,罩体6上部延伸至驱动电机2前端并 罩于主动轮41外围，传动环45位于罩体6下部的开口 61中，传动环45伸出罩体6外侧部 分的外围设有端环62,这样便于保护头架内部部件，防尘隔音效果好。这里的尾座13通过 第三螺栓7固定在主轴箱1后端，在尾座13侧部设有侧孔71，在主轴3后端侧部开有槽体 72,侧孔71与第四螺栓73螺纹连接且第四螺栓73的内端能插于侧孔71中，在使用前需要 将第四螺栓73脱离侧孔71，避免主轴3无法转动。
[0024] 进一步地，传动环45与盘状体44之间设有第一密封件8,尾座13与主轴3后端之 间设有第二密封件9,显然，这里的第一密封件8与第二密封件9增强了本头架的密封性，防 尘效果好。另外，主轴箱1底部固定有拼接式导轨座14,拼接式导轨座14包括基座141，该 基座141的底部设有单边缺口的开放槽142,在基座141上固定有位于开放槽142 -侧的拼 接块143,拼接块143内侧壁与开放槽142拼合成燕尾槽144,该结构使得使得本头架的安 装与拆卸更加方便。
[0025] 另外，这里的内轴承48与转动轴承49通过安装结构设置在主轴3与主轴箱1之 间。进一步地，安装结构包括套设置在主轴3上且与主轴3固定相连的第一筒状体15,第一 筒状体15上套设有固定设置在主轴箱1上且端部与安装筒12固定相连的第二筒状体16, 内轴承48和转动轴承49均周向转动设置在第一筒状体15与第二筒状体16之间。即通过 设置在第一筒状体与第二筒状体之间的内轴承和转动轴承使得主轴转动时稳定性好。优选 地，这里的转动轴承49设置在第一筒状体15的一端的外围，内轴承48设置在第一筒状体 15的另一端的外围。
[0026] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所 属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似 的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0027] 尽管本文较多地使用了主轴箱1、主轴通道11、安装筒12、尾座13、拼接式导轨座 14、基座141、开放槽142、拼接块143、燕尾槽144、第一筒状体15、第二筒状体16、驱动电机 2、主轴3、安装孔31、顶尖32、传动机构4、主动轮41、从动轮42、传动带43、盘状体44、传动 环45、第一定位螺栓46、外轴承47、内轴承48、转动轴承49、定位结构5、第一定位槽51、第 二定位槽52、传动块53、第二定位螺栓54、罩体6、开口 61、端环62、第三螺栓7、侧孔71、槽 体72、第四螺栓73、第一密封件8、第二密封件9等术语，但并不排除使用其它术语的可能 性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何 一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
【权利要求】
1. 一种机床无级变速头架，包括主轴箱（1)，在主轴箱（1)的顶部设有驱动电机（2)， 所述的驱动电机（2)为无级变速电机，所述的主轴箱（1)具有水平设置的主轴通道（11)，在 主轴通道（11)中穿设有主轴（3)，所述的驱动电机（2)通过传动机构（4)与主轴（3)相连 且能带动主轴（3)转动，其特征在于，所述的主轴箱（1)前端具有呈圆筒状的安装筒（12) 且主轴箱（1)与安装筒（12)连为一体，后端固定有呈筒状的尾座（13)，所述的尾座（13)、 主轴通道（11)和安装筒（12)同轴设置，所述的主轴（3)前端穿出安装筒（12)外并与所述 传动机构（4)相连，后端穿设在尾座（13)中，所述的主轴（3)呈轴向贯通的中空结构，在主 轴（3)的前端具有呈前端大后端小的安装孔（31)，所述的安装孔（31)内插有外形与安装孔 (31)相适应的顶尖（32)。
2. 根据权利要求1所述的机床无级变速头架，其特征在于，所述的传动机构（4)包括 固定在驱动电机（2)输出轴上的主动轮（41)和套于安装筒（12)外围且呈圆筒状的从动 轮（42)，所述的主动轮（41)与从动轮（42)之间套有传动带（43)，所述的主轴（3)前端具 有位于安装筒（12)外侧的盘状体（44)，在盘状体（44)外围套设有传动环（45)且传动环 (45)与从动轮（42)并列设置，所述的从动轮（42)通过第一定位螺栓（46)与传动环（45) 固连，所述的传动环（45)通过定位结构（5)与盘状体（44)固连，所述的从动轮（42)内侧 与安装筒（12)外侧之间设有至少两个并列设置的外轴承（47)，所述的安装筒（12)内侧与 主轴（3)外侧之间设有至少两个并列设置的内轴承（48)，所述的主轴（3)后端外侧与主轴 箱（1)后端内侧之间设有至少两个并列设置的转动轴承（49)。
3. 根据权利要求2所述的机床无级变速头架，其特征在于，所述的定位结构（5)包括径 向开于传动环（45)上的第一定位槽（51)和径向开于盘状体（44)上的第二定位槽（52)，所 述的第一定位槽（51)和第二定位槽（52)径向对应设置且在两者之间设有传动块（53)，所 述的传动块（53)通过第二定位螺栓（54)固定在第一定位槽（51)和第二定位槽（52)中。
4. 根据权利要求2或3所述的机床无级变速头架，其特征在于，所述的主轴箱（1)前 端外侧固定有罩体（6)，所述的罩体（6)上部延伸至驱动电机（2)前端并罩于主动轮（41) 外围，所述的传动环（45)位于罩体（6)下部的开口（61)中，所述的传动环（45)伸出罩体 (6)外侧部分的外围设有端环（62)。
5. 根据权利要求4所述的机床无级变速头架，其特征在于，所述的尾座（13)通过第三 螺栓（7)固定在主轴箱（1)后端，在尾座（13)侧部设有侧孔（71)，在主轴（3)后端侧部开 有槽体（72)，所述的侧孔（71)与第四螺栓（73)螺纹连接且第四螺栓（73)的内端能插于侧 孔（71)中。
6. 根据权利要求4所述的机床无级变速头架，其特征在于，所述的传动环（45)与盘状 体（44)之间设有第一密封件（8)，所述的尾座（13)与主轴（3)后端之间设有第二密封件 (9)。
7. 根据权利要求1或2或3所述的机床无级变速头架，其特征在于，所述的主轴箱（1) 底部固定有拼接式导轨座（14)，所述的拼接式导轨座（14)包括基座（141)，该基座（141) 的底部设有单边缺口的开放槽（142)，在基座（141)上固定有位于开放槽（142) -侧的拼接 块（143)，所述的拼接块（143)内侧壁与开放槽（142)拼合成燕尾槽（144)。
8. 根据权利要求2所述的机床无级变速头架，其特征在于，所述的内轴承（48)与转动 轴承（49)通过安装结构设置在主轴（3)与主轴箱（1)之间。
9. 根据权利要求8所述的机床无级变速头架，其特征在于，所述的安装结构包括套设 置在主轴（3)上且与主轴（3)固定相连的第一筒状体（15)，所述的第一筒状体（15)上套设 有固定设置在主轴箱（1)上且端部与安装筒（12)固定相连的第二筒状体（16)，所述的内 轴承（48)和转动轴承（49)均周向转动设置在第一筒状体（15)与第二筒状体（16)之间。
10. 根据权利要求9所述的机床无级变速头架，其特征在于，所述的转动轴承（49)设置 在第一筒状体（15)的一端的外围，所述的内轴承（48)设置在第一筒状体（15)的另一端的 外围。
【文档编号】B24B41/04GK203875748SQ201420265955
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】钱潘平 申请人:浙江全顺机床有限公司