一种直驱滚齿机的刀架的制作方法

本发明涉及滚齿机设备领域，更具体的说是涉及一种直驱滚齿机的刀架。

背景技术：
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滚刀刀架用于支承滚刀主轴，并带动安装在主轴上的滚刀作垂直进给运动，滚齿机经长期使用后，滚刀架部件容易出现主轴径向圆跳动和轴向窜动超差、后支架与主轴同轴度误差增大等故障。为避免上述缺陷，主轴回转过程中需要传动链越短越好，而且要保证窜刀传动精度高。同时现有技术中滚刀更换与安装操作复杂，更换一次滚刀所用时间长。

技术实现要素：
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本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种直驱滚齿机的刀架，具有足够高的整体刚性，而且还有足够强的抗震性。能够进行高速、高精、高效、高强度切削加工。

本发明的技术解决措施如下：

一种直驱滚齿机的刀架，包括刀架本体部、刀架滑板部、刀架尾座部、刀具更换系统部和刀架窜刀部，所述刀架本体部装设于机床底座的外套上；所述刀架滑板部滑动安装在刀架本体部上，刀架尾座部安装在刀架本体部上；所述刀具更换系统部安装在刀架尾座部上；所述刀架窜刀部安装在刀架滑板部上。

作为优选，所述刀架本体部包括刀架体和紧固在刀架体上的直线导轨，所述刀架滑板部安装在直线导轨上。

作为优选，所述刀架滑板部包括高速主轴电机和刀架滑板，所述高速主轴电机的转子热套在主轴的右端，高速主轴电机的定子紧固在后盖座上；后盖座连同高速主轴电机的定子一同装入刀架滑板的预置孔中，并用内六角螺钉a紧固在刀架滑板的右端面上。

作为优选，所述主轴的右末端装有推力球轴承a和编码器，主轴上依次装入回转密封圈、一组推力球轴承b，内隔套、外隔套和三组推力球轴承b、套和套板，且套板内压入一组所述的回转密封圈，且套板紧固在刀架滑板上；所述主轴左端紧固有右定位套。

作为优选，所述刀架尾座部包括刀架尾座体和尾轴，所述尾轴外套接有推力球轴承c，且推力球轴承c装入刀架尾座体的孔中，尾轴的左端且位于推力球轴承c的左端通过紧固在刀架尾座体上的法兰定位，尾轴的右端且位于推力球轴承c的右端套接有垫套。

作为优选，所述刀架尾座体上装设有套板，尾轴上的右端紧固有左定位套。

作为优选，所述刀具更换系统部包括小轴、安装在小轴上的手把、通过一对齿轮付的啮合与小轴连接的丝杆，所述丝杆上配合安装有丝杆螺母，且丝杆螺母固定在刀架尾座体上。

作为优选，所述丝杆上安装有保证刀架尾座体移动但不产生松动的碟形弹簧。

作为优选，所述刀架窜刀部包括装设在刀架体上的伺服电机、与伺服电机通过弹性联轴节相连接的滚珠丝杆付，所述滚珠丝杆付上装设有推力球轴承d进行支撑，且推力球轴承d的外圈装在压套上，且压套装设于刀架体上；所述滚珠丝杆付的丝杆部上紧固定位有双螺母，滚珠丝杆付上配合安装有丝杆螺母，丝杆螺母紧固在固定块上，固定块紧固在刀架滑板部的刀架滑板上。

作为优选，所述滚珠丝杆付的丝杆螺母螺母通过内六角螺钉b紧固在固定块上，固定块通过圆柱销和内六角螺钉c紧固在刀架滑板上。

本发明的有益效果在于：

本发明高速主轴电机带动主轴回转，传动链超短，转速可达10000rpm，这样使夹在尾轴与主轴之间的滚刀旋转；伺服电机通过弹性联轴节直接驱动滚珠丝杆付旋转，使丝杆螺母推动刀架滑板部件作左右移动，伺服电机采用绝对编码器且闭环控制，窜刀传动精度达到1*10-mm。同时换刀时通过手把带动小轴转动，在齿轮付的作用下，使丝杆转动，使丝杆螺母带动刀架尾座体左右移动，便于滚刀更换与安装，整个刀具更换系统部是一个一体化动力滚刀夹紧系统，操作简单，安全可靠，更换一次滚刀所用时间少于30秒。

本直驱滚齿机刀架，布局形式独特，结构设计巧妙创新。在运动副多，组成零件多的情况下，保持整个刀架不仅具有足够高的整体刚性，而且还有足够强的抗震性。充分满足机床进行高速、高精、高效、高强度切削加工的一切条件。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的主视图；

图2为图1的左视图；

图3为图1中A-A的剖视图；

图4为图2中B-B的剖视图；

图5为图3中C-C的剖视图；

图6为图2中J-J的剖视图。

图中符号说明：Ⅰ—刀架本体部；Ⅱ—刀架滑板部；Ⅲ—刀架尾座部；Ⅳ—刀具更换系统部；Ⅴ—刀架窜刀部；

1—手把；2—固定套盖；3—内六角螺钉m；4—挡圈；5—六角块；6—固定套；7—内六角螺钉j；8—平键c；9—下轴承板；10—上轴承板；11—碟形弹簧；12—丝杆；13—护筒；14—刀架体；15—内六角螺钉h；16—丝杆螺母；161—挡圈；17—主轴电机；18—内六角螺钉i；19—刀架滑板；20—内六角螺钉d；21—后盖座；22—编码器；23—内六角螺钉e；24—推力球轴承a；25—圆柱销；26—内六角螺钉k；27—法兰；28—内六角螺钉g；29—推力球轴承c；30—刀架尾座体；31—尾轴；32—套板；33—垫套；34—左定位套；35—右定位套；36—回转密封圈；37—套板；38—套；39—推力球轴承b；40—内隔套；41—外隔套；42—主轴；43—内六角螺钉a；44—轴承后盖板；45—调整垫片；46—内六角螺钉f；47—压盖；48—平键a；50—拉轴；52—法兰式固定套；53—弹簧；54—内六角螺钉n；55—小盖；56—小拉手；57—深沟球轴承；58—套；59—平键b；60—齿轮付；61—小轴；62—伺服电机；63—双螺母；64—推力球轴承d；69—圆柱销；70—内六角螺钉c；71—橡皮挡圈；72—挡圈；73—弹簧垫圈；74—内六角螺钉p；75—直线导轨；76—弹性联轴节；77—压套；78—内六角螺钉b；79—固定块；80—滚珠丝杆付。

具体实施方式：

实施例，见附图1～6，一种直驱滚齿机的刀架，包括刀架本体部Ⅰ、刀架滑板部Ⅱ、刀架尾座部Ⅲ、刀具更换系统部Ⅳ和刀架窜刀部Ⅴ，所述刀架本体部装设于机床底座的外套上；所述刀架滑板部滑动安装在刀架本体部上，刀架尾座部安装在刀架本体部上；所述刀具更换系统部安装在刀架尾座部上；所述刀架窜刀部安装在刀架滑板部上。

所述刀架本体部包括刀架体14和紧固在刀架体14上的直线导轨75，所述刀架滑板部安装在直线导轨上。本实施例中，直线导轨75采用60个M6*30内六角螺钉紧固在刀架体14上组成刀架本体刚性体，刀架本体刚性体直驱滚齿机的刀架最主要的基础部件，直驱滚齿机的刀架通过5个M12*55内六角螺钉与机床底座的外套紧固连接，5个M12*55内六角螺钉作为这两部分的专业连接体。

所述刀架滑板部包括高速主轴电机17和刀架滑板19，所述高速主轴电机17为1FE1082-6W高速主轴电机，所述高速主轴电机17的转子热套在主轴42的右端，电机转子热套温度在145～235℃范围内。高速主轴电机17的定子通过4个M6*40内六角螺钉d20紧固在后盖座21上；后盖座21连同高速主轴电机17的定子一同装入刀架滑板19的预置孔中，并用6个M6*35内六角螺钉a43紧固在刀架滑板19的右端面上。1FE1082-6W高速主轴电机17定子采用循环油冷却，确保其高速正常运行。高速主轴电机17带动主轴42回转，传动链超短，转速可达10000rpm。

所述主轴42的右末端装有高精度40*80*18单列向心推力球轴承a24和编码器22，推力球轴承a24右端设有轴承后盖板44，且轴承后盖板44通过4个M4*16内六角螺钉e23紧固在后盖座21上，且推力球轴承24与轴承后盖板44之间安装有调整垫片45。所述后盖座21右端通过5个M5*12内六角螺钉f46紧固有压盖47，且压盖将编码器22封装在后盖座21内。

主轴42上从左端依次装入70*90*10回转密封圈36、一组高精度60*95*18单列向心推力球轴承b39，内隔套40、外隔套41和三组高精度60*95*18单列向心推力球轴承b39、套38和套板37，且套板37内压入一组所述的70*90*10回转密封圈36，且套板37采用6个M6*35内六角螺钉紧固在刀架滑板19上。本实施例中，四组高精度60*95*18单列向心推力球轴承b39按图3中所示方向安装并受力，4个推力球轴承b组装后预负荷EL达到100N。轴承组采用循环油润滑，通过热交换确保轴承组在长时间高速回转中温升不变。

所述主轴42左端用6个M6*20内六角螺钉紧固有右定位套35。

所述刀架尾座部包括刀架尾座体30和尾轴31，所述尾轴31外套接有4个高精度60*95*18单列向心推力球轴承c29，且推力球轴承c29装入刀架尾座体30的孔中，且尾轴31和4个高精度60*95*18单列向心推力球轴承c29整体装入尾座体30孔中，推力球轴承c29按图3中所示方向安装并受力，尾轴31的左端且位于推力球轴承c29的左端通过紧固在刀架尾座体30上的法兰27定位，法兰27用8个M5*16内六角螺钉g28紧固在刀架尾座体30上，尾轴31的右端且位于推力球轴承c29的右端套接有垫套33。本实施例中，尾轴31和主轴42同轴，4个高精度60*95*18单列向心推力球轴承c29组装后预负荷EL也要达到100N。轴承组内腔涂满优良的高速润滑脂。整个刀架尾座部件结构相当紧凑，刚性高。

所述刀架尾座体30上装设有套板32，尾轴31上的右端紧固有左定位套34，套板32用6个M6*20内六角螺钉固定在刀架尾座体30上，左定位套34用6个M5*16内六角螺钉紧固在尾轴31上。整个刀架尾座部件结构相当紧凑，刚性高。

所述刀具更换系统部包括小轴61、安装在小轴61上的手把1、通过一对齿轮付60的啮合与小轴61连接的丝杆12，手把1与小轴61之间通过5*12圆柱销25定位，手摇手把1就能驱动丝杆12转动，所述齿轮付60中与小轴61安装在一起的齿轮通过6*12平键b59固定在小轴61上，且小轴61通过2个17*40*12单列深沟球轴承57支撑，深沟球轴承57与齿轮付60之间的小轴上套接有套58。

所述丝杆12上配合安装有丝杆螺母16，且丝杆螺母16固定在刀架尾座体30上。所述丝杆12上套装有护筒13，且护筒13通过9个M5*16内六角螺钉h15紧固在丝杆螺母16上；所述丝杆螺母16的右端通过M8*25内六角螺钉i18安装有挡圈161。

本发明由于丝杆螺母16固定在刀架尾座体30上，刀架尾座体30整个部件随着手把1摇动，而实现左右移动，便于滚刀安装。

所述丝杆12上安装有保证刀架尾座体30移动但不产生松动的13组碟形弹簧11。

所述刀架尾座体30端部通过5个M5*16内六角螺钉j7紧固固定套6，固定套6的左端通过6个M5*12内六角螺钉k26锁紧有固定套盖2，所述丝杆12左部轴肩位置处安装有轴承，且轴承通过下轴承板9，上轴承板10夹紧定位，所述上轴承板10与13组50*25.4*3碟形弹簧11相抵持，13组碟形弹簧11的最小预紧力为13000N，丝杆12上且位于左部下轴承板9的左端安装有六角块5，且丝杆12左端通过M6*20内六角螺钉m3连接挡圈4，且六角块5夹持在挡圈4与下轴承板9之间，且六角块5通过2个6*20平键c8安装在丝杆12上。

所述六角块5上通过6*46平键a48安装有拉轴50，拉轴50的端部连接有小拉手56，拉轴50外套接有法兰式固定套52，法兰式固定套52的端部通过4个M6*12内六角螺钉n54紧固有小盖55，所述拉轴50上且位于拉轴50的轴肩与小盖55之间装设有弹簧53，为了保证刀架尾座体30在手摇锁紧刀杆后不再发生移位，就通过拉轴50在弹簧53作用下定位在六角块5的任一平面上来实现。

本发明整个滚刀更换系统是一个一体化动力滚刀夹紧系统，操作简单，安全可靠，更换一次滚刀所用时间少于30秒。

所述刀架窜刀部包括装设在刀架体14上的1FT6044伺服电机62、与伺服电机62通过XLJ-19/19弹性联轴节76相连接的滚珠丝杆付80，所述滚珠丝杆付80上装设有35*80*35双列向心推力球轴承d64进行支撑，且推力球轴承d64的外圈装在压套77上，且压套77用4个M8*25内六角螺钉装设于刀架体14上；所述滚珠丝杆付80的丝杆部上紧固定位有M35*1.5的双螺母63，用双螺母63紧固定位滚珠丝杆付80的丝杆部分，滚珠丝杆付80上配合安装有丝杆螺母，丝杆螺母通过6个M8*55内六角螺钉b78紧固在固定块79上，固定块79紧固在刀架滑板部的刀架滑板19上。

所述滚珠丝杆付80的端部通过M8*30内六角螺钉p74和弹簧垫圈73紧固有挡圈72，弹簧垫圈73位于内六角螺钉p74和挡圈72之间，且滚珠丝杆付80的右部套装有橡皮挡圈71，且橡皮挡圈71与挡圈72相接触。

所述滚珠丝杆付的丝杆螺母螺母通过6个M8*55内六角螺钉b78紧固在固定块79上，固定块79通过2个圆柱销69和4个M8*20内六角螺钉c70紧固在刀架滑板19上，构成极短的窜刀传动链。

本发明工作原理：高速主轴电机17带动主轴42回转，传动链超短，转速可达10000rpm，这样使夹在尾轴31与主轴42之间的滚刀旋转；1FT6044伺服电机62通过弹性联轴节76直接驱动滚珠丝杆付80旋转，使丝杆螺母推动刀架滑板部件作左右移动，伺服电机62采用绝对编码器且闭环控制，窜刀传动精度达到1*10-mm，这样调整。同时换刀时通过手把1带动小轴61转动，在齿轮付60的作用下，使丝杆12转动，使丝杆螺母16带动刀架尾座体30左右移动，便于滚刀更换与安装。

上述实施例是对本发明进行的具体描述，只是对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术人员根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。