专利名称：一种自动换挡变速数控卧式车床的制作方法
技术领域：
本实用新型属于数控卧式车床技术领域，具体地说是一种自动换挡变速数控卧式车床。
背景技术：
现有独立主轴结构的数控卧式车床，其多数采用伺服或变频电机通过皮带直接与独立主轴箱直联结构，其结构简单，输出扭矩小。
发明内容本实用新型的目的是解决现有技术的不足，提供一种自动换挡变速箱通过皮带与独立主轴箱连接的自动换挡变速数控卧式车床，可实现独立主轴大扭矩输出、温升低、精度高、节能降耗、提高劳动效率。本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的本实用新型的自动换挡变速数控卧式车床包括前床脚、后床脚、安装于前床脚内的主轴电机、安装于前床脚和后床脚上的床身、安装于床身前部的Z轴电机座、安装于Z轴电机座上的Z轴电机、安装于Z轴电机座上的Z轴丝杆、连接Z轴电机和丝杆的连轴器、安装于床身上的独立主轴箱、安装于独立主轴上的卡盘、安装于床身上的床鞍、安装于床鞍上的滑板、安装于滑板上的刀架、安装于床身后端的尾座、安装于床鞍上的X轴电机座、安装于X 轴电机座上的X轴电机、安装于床鞍上的X轴、连接X轴电机和X轴丝杆的连轴器；其特征在于主轴电机上的皮带轮通过皮带与自动换挡变速箱上的输入轴皮带轮连接，自动换挡变速箱的输出轴皮带轮通过皮带与独立主轴箱上的皮带轮连接。所述自动换挡变速箱内依次设置有传动一轴、传动二轴、传动三轴、传动丝杆、导杆；在传动一轴上顺序安装有皮带轮、固定齿轮、固定内齿轮、固定外齿轮，固定内齿轮和外齿轮做成连体齿轮；传动二轴上顺序安装有固定大齿轮、固定齿轮、固定齿轮；传动三轴上顺序安装有用于高速挡的内齿和用于中速挡的外齿一体的连体齿轮、大齿轮、输出皮带轮， 连体齿轮和大齿轮通过连接在传动三轴上形成滑移齿轮；传动丝杆上顺序安装有用于变速的拨叉、小齿轮；减速电机和减速器安装于变速箱体上；小齿轮安装于减速电机和减速器的轴上；导杆直接安装于箱体上，并与拨叉形成滑动导向作用；传动一轴上的固定齿轮与传动二轴上的固定大齿轮啮合，把传动一轴上的动力传递到传动二轴；传动一轴上的固定齿轮与传动一轴上的固定内齿轮啮合带动固定外齿轮同步转动；传动三轴上的连体齿轮的内齿轮与传动一轴上的固定外齿轮啮合是高速挡；传动三轴上的连体齿轮的外齿轮与传动二轴上的固定齿轮啮合是中速挡；传动三轴上的大齿轮与传动二轴上的固定齿轮啮合是低速挡；当中速挡齿轮和低速挡齿轮都没有啮合，在其中间形成的是空挡。本实用新型自动换挡变速箱换挡是通过减速电机和减速器驱动齿轮转动，齿轮带动传动丝杆转动，传动丝杆的转动带动拨叉左右移动，拨叉再带动滑移齿轮左右移动，同时通过变频器使主电机小角度正反转动，变速箱上的输入轴皮带轮使变速箱内的固定齿轮也小角度正反转动，方便高速挡、中速挡、低速挡齿轮的啮合。挡位到位后变频器输出不同的频率控制主电机转速，实现高速挡、中速挡、低速挡位上的变频调速。本实用新型主电机采用普通电机或变频电机，变速箱的输出皮带轮与主轴皮带轮通过皮带传动实现主轴的调速和大扭矩输出。本实用新型的自动换挡变速数控卧式车床主轴的输出扭矩大，精度高，电机选用功率小，节能降耗。不采用液压换挡实现低成本换挡。换挡效率高，减少劳动强度。
以下结合附图和实施方式对本实用新型的内容作进一步的阐述。
图1为本实用新型的自动换挡变速箱传动结构简图。图2为本实用新型的自动换挡变速数控卧式车床结构示意图。图3是图2的A-A (X轴进给)剖视图。图4为本实用新型的自动换挡变速数控卧式车床传动系统示意图。图中，1 一前床脚，Ia—后床脚，Ib —床身，2 —独立主轴箱，2b—皮带轮，3 —尾座， 4一刀架，5—床鞍，一滑板，釙一 X轴，5c—连轴器，5d— X轴电机座，^一 X轴电机，6—溜板箱，7 — Z轴电机座，7a— Z轴电机，7b—连轴器，7c — Z轴丝杆，9一卡盘，15—主轴电机， 1 一皮带轮，21 —自动换挡变速箱，21a —减速电机和减速器，21a-5 —小齿轮，21_1—传动一轴，21-la—皮带轮，21-lb—固定齿轮，21-lc —固定内齿轮，21_ld —固定外齿轮， 21-2—传动二轴，21- —固定大齿轮，21-2b—固定齿轮，21-2c-固定齿轮，21_3 —传动三轴，21-3a —连体齿轮，21-3b 一大齿轮，21_3c —输出皮带轮，21-4—传动丝杆，21- —拨叉，21-4b—小齿轮，21-6 —导杆。
具体实施方式
如图2和图3所示，本实用新型由前床脚1、后床脚la、安装于前床脚内的主轴电机15、安装于主轴电机上的皮带轮15a、安装于前床脚上的自动换挡变速箱21、安装于自动换挡变速箱上的输入轴皮带轮21-la、安装于自动换挡变速箱上的输出轴皮带轮21-3c、安装于自动换挡变速箱上的减速电机和减速器21a、安装于前床脚1和后床脚Ia上的床身 lb、安装于床身前部的Z轴电机座7、安装于Z轴电机座上的Z轴电机7a、安装于Z轴电机座上的Z轴丝杆7c、连接Z轴电机和丝杆的连轴器7b、安装于床身上的独立主轴箱2、安装于独立主轴箱上的皮带轮2b、安装于独立主轴上的卡盘9、安装于床身上的床鞍5、安装于床鞍上的溜板箱6、安装于床鞍上的滑板5a、安装于滑板上的刀架4、安装于床身后端的尾座3、安装于床鞍上的X轴电机座5d、安装于X轴电机座上的X轴电机k、安装于床鞍上的 X轴恥、连接X轴电机和X轴丝杆的连轴器5c等构成。主轴电机15输出的动力通过皮带轮1 输入到自动换挡变速箱输入轴21-la，自动换挡变速箱输出轴皮带轮21-3c通过皮带连接到独立主轴箱上的皮带轮2b。主轴电机15用普通电机，也可使用变频电机，换挡时减速电机和减速器驱动丝杆通过变频器使主电机小角度正反转动实现换挡通过变频器实现主电机的摆动和实现主轴电机的变频。所述的自动换挡变速箱21内依次设置有传动一轴21-1、传动二轴21-2、传动三轴21-3、传动丝杆21-4、导杆21-6 ；在传动一轴21_1上顺序安装有皮带轮21_la、固定齿轮21-lb、固定内齿轮21-lc、固定外齿轮21-ld，固定内齿轮21-lc和外齿轮21_ld做成连体齿轮；传动二轴21-2上顺序安装有固定大齿轮21-2a、固定齿轮21_2b、固定齿轮21_2c ；传动三轴21-3上顺序安装有用于高速挡的内齿和用于中速挡的外齿一体的连体齿轮21-3a、 大齿轮21-3b、输出皮带轮21-3c，连体齿轮21-3a和大齿轮21- 通过连接在传动三轴 21-3上形成滑移齿轮；传动丝杆21-4上顺序安装有用于变速的拨叉21-4a、小齿轮21_4b ； 减速电机和减速器21a安装于变速箱体上；小齿轮21a_5安装于减速电机和减速器21a的轴上；导杆21-6直接安装于箱体上，并与拨叉21- 形成滑动导向作用；传动一轴21-1上的固定齿轮21-lb与传动二轴21-2上的固定大齿轮21- 啮合，把传动一轴21-1上的动力传递到传动二轴21-2。传动一轴21-1上的固定齿轮21-lb与传动一轴21-1上的固定内齿轮21-lc啮合带动固定外齿轮21-ld同步转动。传动三轴21-3上的连体齿轮21_3a的内齿轮与传动一轴21-1上的固定外齿轮21-ld啮合；传动三轴21-3上的连体齿轮21-3a 的外齿轮与传动二轴21-2上的固定齿轮21-2b啮合；传动三轴21-3上的大齿轮21- 与传动二轴21-2上的固定齿轮21-2c啮合。本实用新型工作时，可实现如下四挡(含空挡)变速①主电机15上的皮带轮15a与变速箱传动一轴21_1上的皮带轮21_la通过皮带连接，皮带轮21-la输入的动力通过传动一轴21-1上的固定齿轮21-lb与固定内齿轮 21-lc啮合带动固定外齿轮21-ld同步转动，减速电机和减速器21a带动安装于减速器轴上的小齿轮21a-5同步转动，小齿轮21a-5带动传动丝杆21_4上的小齿轮21_4b转动，小齿轮21-4b带动传动丝杆21-4转动，传动丝杆21-4的转动带动拨叉21- 移动，拨叉21- 的移动带动连体齿轮21-3a的内齿轮与传动一轴21-1上的固定外齿轮21_ld啮合，此状态为高速挡。③传动一轴21-1上的固定齿轮21-lb与传动二轴21-2上的固定大齿轮21- 啮合，带动传动二轴21-2转动。传动丝杆21-4的转动带动拨叉21- 移动，拨叉21- 的移动带动连体齿轮21-3a上的外齿轮与传动二轴21-2上的固定齿轮21_2b啮合，此状态为中速挡。Q传动一轴21-1上的固定齿轮21-lb与传动二轴21-2上的固定大齿轮21- 啮合，带动传动二轴21-2转动。传动丝杆21-4的转动带动拨叉21- 移动，拨叉21- 的移动带动传动三轴21-3上的大齿轮21- 与传动二轴21-2上的固定齿轮21-2c啮合，此状态为低速挡。④连体齿轮21_3a和大齿轮21- 通过连接组成滑移齿轮，当连体齿轮21_3a上的外齿轮不与固定齿轮21-2b啮合，且大齿轮21- 不与固定齿轮21-2c啮合，在这两种状态下形成的是空挡。上述高速挡、中速挡、低速挡和空挡的换挡都是通过减速电机和减速器21a驱动小齿轮21a-5和小齿轮21-4b转动，小齿轮21_4b驱动传动丝杆21_4转动，丝杆螺母副带动拨叉21- 移动从而拨动各挡位滑移齿轮换挡。通过变频器控制主电机15正反转动，使各个挡位换挡时固定齿轮都在正反转动，方便各挡位齿轮的啮合和控制换挡噪音。本实用新型X轴进给用交流伺服驱动电机k驱动，该伺服驱动电机通过联轴器直联把旋转运动传递给X轴5b，由X轴通过配装的螺母带动滑板fe移动，实现刀架4的横向进给。Y轴进给用ζ轴交流伺服驱动电机7a驱动，该伺服驱动电机通过联轴器直联把旋转运动传递给Z轴7c，由Z轴7c通过配装的螺母带动床鞍5移动，实现刀架4的纵向进给。
权利要求1.一种自动换挡变速数控卧式车床，包括前床脚(1 )、后床脚(la)、安装于前床脚内的主轴电机(15)、安装于前床脚(1)上的自动换挡变速箱(21)、安装于前床脚(1)和后床脚 (Ia)上的床身(lb)、安装于床身前部的Z轴电机座(7)、安装于Z轴电机座上的Z轴电机 (7a)、安装于Z轴电机座上的Z轴丝杆(7c)、连接Z轴电机和丝杆的连轴器(7b)、安装于床身上的独立主轴箱(2)、安装于独立主轴上的卡盘(9)、安装于床身上的床鞍(5)、安装于床鞍上的溜板箱(6)、安装于床鞍上的滑板(5a)、安装于滑板上的刀架(4)、安装于床身后端的尾座(3)、安装于床鞍上的X轴电机座(5d)、安装于X轴电机座上的X轴电机(5e)、安装于床鞍上的X轴(5b)、连接X轴电机和X轴丝杆的连轴器(5c)，其特征在于主轴电机(15) 上的皮带轮(15a)通过皮带与自动换挡变速箱(21)上的输入轴皮带轮(21-la)连接，自动换挡变速箱(21)的输出轴皮带轮(21-3c)通过皮带与独立主轴箱(2)上的皮带轮(2b)连接。
2.根据权利要求1所述的自动换挡变速数控卧式车床，其特征在于所述自动换挡变速箱(21)内依次设置有传动一轴(21-1)、传动二轴(21-2)、传动三轴(21-3)、传动丝杆 (21-4)、导杆(21-6);在传动一轴(21-1)上顺序安装有皮带轮(21-la)、固定齿轮(21-lb)、 固定内齿轮(21-lc)、固定外齿轮(21-ld)，固定内齿轮(21-lc)和外齿轮(21-ld)做成连体齿轮；传动二轴(21-2)上顺序安装有固定大齿轮(21- )、固定齿轮(21-2b)、固定齿轮(21-2c)；传动三轴(21-3)上顺序安装有用于高速挡的内齿和用于中速挡的外齿一体的连体齿轮(21-3a)、大齿轮(21-北)、输出皮带轮(21-3c)，连体齿轮(21-3a)和大齿轮 (21-3b)通过连接在传动三轴(21-3)上组成滑移齿轮；传动丝杆(21-4)上顺序安装有用于变速的拨叉(21-如)、小齿轮(21-4b);减速电机和减速器(21a)安装于变速箱体上；小齿轮(21a-5)安装于减速电机和减速器的轴上；导杆(21-6)直接安装于箱体上，并与拨叉形成滑动导向作用；传动一轴(21-1)上的固定齿轮(21-lb)与传动二轴(21-2)上的固定大齿轮(21- )啮合，传动一轴(21-1)上的固定齿轮(21-lb)与传动一轴(21-1)上的固定内齿轮(21-lc)啮合，传动三轴(21-3)上的连体齿轮(21-3a)的内齿轮与传动一轴(21_1) 上的固定外齿轮(21-ld)啮合；传动三轴(21-3)上的连体齿轮(21-3a)的外齿轮与传动二轴(21-2)上的固定齿轮(21-2b)啮合；传动三轴(21-3)上的大齿轮(21- )与传动二轴 (21-2)上的固定齿轮(21-2c)啮合。
专利摘要本实用新型是一种自动换挡变速数控卧式车床。包括前床脚、后床脚、主轴电机、自动换挡变速箱、减速电机和减速器、床身、Z轴电机、安装于Z轴电机座上的Z轴丝杆、连轴器、独立主轴箱、卡盘、床鞍、溜板箱、滑板、刀架、尾座、X轴电机座(5d)、安装于X轴电机及丝杆连轴器等；其特征在于主轴电机上的皮带轮通过皮带与自动换挡变速箱上的输入轴皮带轮连接，自动换挡变速箱的输出轴皮带轮通过皮带与独立主轴箱上的皮带轮连接。本实用新型的自动换挡变速数控卧式车床主轴的输出扭矩大，精度高，电机选用功率小，节能降耗。不采用液压换挡实现低成本换挡。换挡效率高，减少劳动强度。
文档编号B23Q5/12GK202088019SQ201120117368
公开日2011年12月28日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者刘平, 普雪飞, 曾开文, 李雁, 蒋学才, 蔡昭藏, 赵建明, 赵江皓 申请人:云南Cy集团有限公司