专利名称：一种数控主轴单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械加工主轴单元领域，特别是指一种数控主轴单元。
背景技术：
主轴单元主要安装于机械加工设备上用来进行钻、铰、镗、攻丝等机械加工，传统的 驱动方式为气压或液压驱动，加工到位限位方式为机械限位。这种驱动方式单一，易产生 漏气或漏油等缺陷，进给速度不易控制，加工到位震动大，加工工件时轴向尺寸精度不易 控制，加工的工件表面光洁度不高，易损件不易更换。随着机械工业的不断发展，这种传 统的主轴单元已经不能满足市场的需求。
而现有技术中的数控主轴单元虽然对于进给速度的控制能力得到了很大的提升,但是 由于其零部件间间隙等的影响，仍然使得加工时震动较大，影响了加工工件的精度。不但
如此，现有的数控主轴单元某个零部件损坏时，往往需要将整个装置拆下才能更换，非常 不方便。如中国专利号200620084194.9公开了一种"数控主轴装置"，包括主轴、电动 机、联轴器和工控微计算机，其特征在于电动机采用开关磁阻调速电动机，开关磁阻调 速电动机通过联轴器与主轴相连，开关磁阻调速电动机连接控制器，控制器连接工控微计 算机。再如中国200620083765.7公开了一种"数控开槽机主轴机构"，这种数控开槽机主 轴机构，包括主轴箱，主轴箱下端设计有主轴通孔，主轴箱下端的主轴通孔内装有轴承， 轴承内装有主轴，主轴通孔的左侧端螺纹连接有轴承压盖，轴承压盖中心开有压盖通孔， 主轴穿过压盖通孔；主轴的左右两端分别位于主轴箱的外侧，主轴的右端螺纹连接有螺纹 压盖，螺纹压盖的右侧的主轴上安装有刀夹。这两个专利都有上述所述的缺点。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有技术机械加工中主轴加工精度不易控制、主轴不 易拆卸的缺点，提供一种新型数控主轴单元。
本实用新型采用如下技术方案 一种数控主轴单元，包括 一用于承载机械加工工具的主轴，该主轴具有一贯通其两端部的内腔；一空心拉杆，装设于主轴的内腔中，其前端部固定设有所述机械加工工具； 一用于驱动主轴轴向滑动的主轴进给驱动装置，包括一接于机械加工设备数控中心的 第一伺服电机、 一由该第一伺服电机驱动的第一同步带装置、 一由该第一同步带装置驱动 的螺母装置、 一与该螺母装置相互配合并固定套接于主轴上的丝杆，主轴随该丝杆轴向滑 动；
一用于驱动主轴径向旋转的主轴旋转驱动装置，包括一接于机械加工设备数控中心的 第二伺服电机、 一由该第二伺服电机驱动的第二同步带装置，该第二同步带装置带动主轴 径向旋转；
一箱体，上述各组件均安装于该箱体中。
进一步地，本实用新型的一种数控主轴单元还包括一用于使主轴进给驱动装置和主轴 旋转驱动装置同步运转的联动机构,包括一设于第一同步带装置或第二同步带装置上的第 五同步带轮，该第五同步带轮上设有一编码器，该编码器并接于机械加工设备数控中心。
进一步地，本实用新型的一种数控主轴单元，所述主轴的后端部抵靠有一回位装置， 所述空心拉杆的后端部抵靠有一限位块。
更进一步地，所述回位装置为一回位弹簧。
进一步地，本实用新型的一种数控主轴单元，所述空心拉杆的前端部连接有一拉爪， 该拉爪可拆卸地连接有一拉紧螺钉，该拉紧螺钉可拆卸地连接所述机械加工工具。
所述第一同步带装置包括一设于第一伺服电机上的第一同步带轮，该第一同步带轮通 过一同步带连接一第二同步带轮；所述螺母装置包括一左螺母和一右螺母；该第二同步带 轮连接于该左螺母和右螺母。
进一步地，本实用新型的一种数控主轴单元，所述左螺母上设有一并紧螺母，所述右 螺母上设有一限位轴承。
所述第二同步带装置包括一设于第二伺服电机上的第三同步带轮，该第三同步带轮通 过一同步带带动一第四同步带轮，该第四同步带轮上设有一轴承，该轴承固定于一支撑座 上。
进一步地，本实用新型的一种数控主轴单元，所述丝杆为滚珠丝杆。由上述对本实用新型的描述可知，和现有技术相比，本实用新型的一种数控主轴单元 通过支撑座、轴承、第四同步带轮的配合作用实现主轴的卸荷，使主轴只承受工作扭矩， 而不承受径向扭矩，不但提升了主轴轴向动作的精确性，也使得主轴的寿命延长；其次， 本实用新型通过并紧螺母、左螺母、右螺母、丝杆的配合作用，使得左螺母、右螺母与丝 杆的间隙消除掉，形成无间隙传动，使得主轴工作时震动较小，不但提高加工的精确性， 也使得主轴的寿命延长；另外，本实用新型通过在主轴进给驱动装置或主轴旋转驱动装置 上设有的编码器来实现主轴轴向和径向动作的联动，使得加工工件的加工精度更易控制 最后，本实用新型通过空心拉杆、拉紧螺钉、拉爪、机械加工工具、回位装置、限位块及 主轴进给驱动装置的配合作用实现机械加工工具的自动装卸，更换简易。总之，本实用新 型的一种数控主轴单元主要安装于机械加工设备上用于钻、铰、镗、攻丝等机械加工，主 轴的进给速度易控制，加工到位时的震动较小，加工工件时轴向尺寸的精度容易控制，加 工的工件表面光洁度高，易损件易更换，充分满足现代机械加工的需求。
图1为本实用新型一种数控主轴单元的剖视结构示意图。
具体实施方式
参照图l，本实用新型的一种数控主轴单元，包括
一用于承载机械加工工具的主轴1,该主轴1具有一贯通其两端部的内腔； 一空心拉杆15,装设于主轴1的内腔中，其前端部连接有一拉爪1-2，该拉爪1-2 可拆卸地连接有一拉紧螺钉1-1，该拉紧螺钉1-1可拆卸地连接一机械加工工具1-3，该 机械加工工具l-3可以是完成切、钻、镗、铰、攻丝等动作的工具；拉爪l-2与拉紧螺钉 1-1之间的连接方式为卡接，拉紧螺钉1-1与机械加工工具1-3之间的连接方式为螺纹连 接；
一用于驱动主轴1轴向滑动的主轴进给驱动装置,包括一接于机械加工设备数控中心 的第一伺服电机ll、 一由该第一伺服电机ll驱动的第一同步带装置、 一由该第一同步带 装置驱动的螺母装置、 一与该螺母装置相互配合并固定套接于主轴1上的滚珠丝杆2，主 轴1随该滚珠丝杆2轴向滑动；该第一同步带装置包括一设于第一伺服电机11上的第一同步带轮10,该第一同步带轮10通过一同步带10-1连接一第二同步带轮2-1;该螺母装 置包括一左螺母13和一右螺母12;该第二同步带轮2-1连接于该左螺母13和右螺母12;
一用于驱动主轴1径向旋转的主轴旋转驱动装置，包括一接于机械加工设备数控中心
的第二伺服电机3、 一由该第二伺服电机3驱动的第二同步带装置，该第二同步带装置带 动主轴1径向旋转；该第二同步带装置包括一设于第二伺服电机3上的第三同步带轮4， 该第三同步带轮4通过一同步带4-1带动一第四同步带轮8，该第四同步带轮8上设有一 轴承9-1，该轴承9-1固定于一支撑座9上；
一用于使主轴进给驱动装置和主轴旋转驱动装置同步运转的联动机构，包括一设于第 二同步带装置上的第五同步带轮6，该第五同步带轮6上设有一编码器5，该编码器5并
接于机械加工设备数控中心；
一箱体16,上述各组件均安装于该箱体16中。
另外，本实用新型的一种数控主轴单元，主轴1的后端部抵靠有一回位弹簧7,空心 拉杆15的后端部抵靠有一限位块17;左螺母13上设有一并紧螺母14,右螺母12上设有 一限位轴承2-2。
本实用新型的一种数控主轴单元，在装配时，调节并紧螺母14,左螺母13向左移动， 带动丝杆2向左移动，丝杆2带动右螺母12向左移动，因为右螺母12在向左移动时被限 位轴承2-2限位不能向左移动,这样右螺母12的螺纹右侧面就紧贴在丝杆2的螺纹左侧， 同时，左螺母13的螺纹左侧面紧贴在丝杆2的右侧面，这样就把左螺母13、右螺母12 与丝杆2的间隙消除掉，形成无间隙传动。
本实用新型的一种数控主轴单元，在工作时，第二伺服电机3通过第三同步带轮4、 同步带4-l、第四同步带轮8带动主轴1旋转，由于第四同步带轮8上设有轴承9-l，该 轴承9-1固定于支撑座9上，这样第四同步带轮8就可以通过该轴承9-1由支撑座9承受 径向扭矩，而主轴l只承受工作扭矩，起到卸荷效果。
本实用新型的一种数控主轴单元，在主轴l旋转的同时，第一伺服电机ll通过第一 同步带轮10、同步带10-1、第二同步带轮2-1带动左螺母13、右螺母12旋转，从而带 动丝杆2沿轴向滑动、主轴1沿轴向进给，而此时，设于第五同步带轮6上的编码器5将采集到的数据反馈至机械加工设备数控中心,并由机械加工设备数控中心控制第一伺服 电机11和第二伺服电机3的动作，从而使主轴l实现沿轴向滑动的同时沿径向旋转，达 到联动效果。
本实用新型的一种数控主轴单元，在更换机械加工工具1-3时，在主轴进给驱动装置 作用下，主轴l轴向后移，当空心拉杆15碰到限位块17后，空心拉杆15停止后移，而 主轴l继续后移，回位弹簧7被压缩，拉爪l-2松开，拉紧螺钉1-1和机械加工工具1-3 从拉爪1-2松开卸掉，与此同时，可在电磁阀的作用下，吹气阀门打开，通过空心拉杆 15对主轴1前端部的锥孔吹气，将锥孔中的铁屑等杂物吹落，将机械加工工具l-3换好 后，将拉紧螺钉1-l和机械加工工具l-3装入拉爪l-2，在主轴进给驱动装置作用下，主 轴1轴向前移，在回位弹簧7作用下拉爪1-2拉紧拉紧螺钉1-1，从而完成机械加工工具 1-3的装夹。
上述仅为本实用新型的一个具体实施方式
，但本实用新型的设计构思并不局限于此， 凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行 为。
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权利要求1、一种数控主轴单元，其特征在于包括一用于承载机械加工工具的主轴，该主轴具有一贯通其两端部的内腔；一空心拉杆，装设于主轴的内腔中，其前端部固定设有所述机械加工工具；一用于驱动主轴轴向滑动的主轴进给驱动装置，包括一接于机械加工设备数控中心的第一伺服电机、一由该第一伺服电机驱动的第一同步带装置、一由该第一同步带装置驱动的螺母装置、一与该螺母装置相互配合并固定套接于主轴上的丝杆，主轴随该丝杆轴向滑动；一用于驱动主轴径向旋转的主轴旋转驱动装置，包括一接于机械加工设备数控中心的第二伺服电机、一由该第二伺服电机驱动的第二同步带装置，该第二同步带装置带动主轴径向旋转；一箱体，上述各组件均安装于该箱体中。
2、 如权利要求1所述的一种数控主轴单元，其特征在于还包括一用于使主轴进给驱动装置和主轴旋转驱动装置同步运转的联动机构，包括一设于第一同步带装置或第二同步带装置上的第五同步带轮，该第五同步带轮上设有一编码器，该编码器并接于机械加工设备数控中心。
3、 如权利要求1或2所述的一种数控主轴单元，其特征在于所述主轴的后端部抵靠有一回位装置，所述空心拉杆的后端部抵靠有一限位块。
4、 如权利要求3所述的一种数控主轴单元，其特征在于所述回位装置为一回位弹簧。
5、 如权利要求1或2所述的一种数控主轴单元，其特征在于所述空心拉杆的前端部连接有一拉爪，该拉爪可拆卸地连接有一拉紧螺钉，该拉紧螺钉可拆卸地连接所述机械加工工具。
6、 如权利要求1或2所述的一种数控主轴单元，其特征在于所述第一同步带装置包括一设于第一伺服电机上的第一同步带轮，该第一同步带轮通过一同步带连接一第二同步带轮；所述螺母装置包括一左螺母和一右螺母；该第二同步带轮连接于该左螺母和右螺母。
7、 如权利要求6所述的一种数控主轴单元，其特征在于所述左螺母上设有一并紧螺母，所述右螺母上设有一限位轴承。
8、 如权利要求1或2所述的一种数控主轴单元，其特征在于所述第二同步带装置包括一设于第二伺服电机上的第三同步带轮,该第三同步带轮通过一同步带带动一第四同步带轮，该第四同步带轮上设有一轴承，该轴承固定于一支撑座上。
9、 如权利要求1或2或4或7所述的一种数控主轴单元，其特征在于所述丝杆为滚珠丝杆。
专利摘要本实用新型涉及机械加工主轴单元领域，特别是指一种数控主轴单元，包括一用于承载机械加工工具的主轴、一空心拉杆、一用于驱动主轴轴向滑动的主轴进给驱动装置、一用于驱动主轴径向旋转的主轴旋转驱动装置、一箱体，和现有技术相比，本实用新型的一种数控主轴单元主要安装于机械加工设备上用于钻、铰、镗、攻丝等机械加工，主轴的进给速度易控制，加工到位时的震动较小，加工工件时轴向尺寸的精度容易控制，加工的工件表面光洁度高，易损件易更换，充分满足现代机械加工的需求。
文档编号B23Q5/00GK201271808SQ200820145698
公开日2009年7月15日 申请日期2008年9月23日 优先权日2008年9月23日
发明者洪清德 申请人:洪清德