一种展刀动力头的制作方法

本发明属于加工机械技术领域，涉及一种展刀动力头。

背景技术：

阀门能够实现控制介质的开关、流量的控制及导流等功能，目前传统的车床加工已满足不了阀门的实际需求，为此市场上开始出现了展刀动力头，它能够同时对一个闸阀等阀门上的两个密封面进行加工。例如申请号为201721395249.2的一种改进型展刀动力头，它包括壳体、设于壳体上的旋转主轴、主轴套筒、展刀座、主轴动力机构、主轴轴向传动机构、展刀变径传动机构和cnc控制器，展刀座设于旋转主轴一端上，主轴动力机构包括第一伺服电机、第一同步轮、第二同步轮和同步带，第一伺服电机输出轴与第一同步带相连接，第二同步轮套设于旋转主轴远离设置展刀座的一端上，同步带套设于同一同步轮和第二同步轮上，主轴套筒经轴承套设于旋转主轴设有展刀座的一端，主轴轴向传动机构包括第二伺服电机、第一传动丝杆和第一推动块，第一传动丝杆可转动的设于壳体上，第二伺服电机输出轴与第一传动丝杆相连接带动第一传动丝杆转动，第一推动块一侧固设于第一传动丝杆上，第一推动块另一侧与主轴套筒固定连接，展刀变径传动机构包括第三伺服电机、第二传动丝杆、第二推动块和刀杆，第三伺服电机输出轴与第二传动丝杆相连接带动第二传动丝杆转动，第二推动块一侧固设于第二传动丝杆上，第二推动块另一侧与刀杆一端固定连接，旋转主轴沿轴向中心设有通孔，展刀座包括座体、设于座体内可滑动的滑动块、设于滑动块上并突出座体表面的刀夹和一端与滑动块啮合连接带动滑动块滑动的齿条，刀杆穿设于旋转主轴的通孔且其自由端与展刀座内的齿条自由端相连接，第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机均连接并受控于cnc控制器。它通过在旋转主轴上开设通孔，通过主轴动力机构带动旋转主轴旋转，通过主轴轴向传动机构带动旋转主轴水平轴向进给，通过展刀变径传动机构带动展刀座内滑动块滑动进而带动刀夹变位完成展刀座上的刀具变径。

然而，上述改进型展刀动力头也存在着一些不足之处：整个展刀变径传动机构的组成部件不是固定在旋转主轴上就是固定在刀杆上，相当于整个展刀变径传动机构的重量完全是由旋转主轴与刀杆进行支撑的，而旋转主轴与刀杆又均为长杆状结构，因此长久使用时容易造成旋转主轴与刀杆弯曲，从而影响到展刀动力头的工作稳定性和加工精度。还有一些具有相同功能的展刀动力头，如申请号为201010129804.3所公开的展刀动力头、申请号为201020668737.8所公开的多功能展刀动力头以及申请号为201520594437.2所公开的展刀动力头等，它们也均是将用于实现展刀变径功能的相应结构设置在旋转主轴与刀杆端部，因此也都存在着相同的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种展刀动力头，所要解决的技术问题是如何提高工作稳定性、保证加工精度。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种展刀动力头，包括壳体以及穿设在壳体内且能够转动的主轴，主轴的前端与后端均伸出壳体且主轴能够沿着壳体前后移动，主轴内沿轴向穿设有拉杆，其特征在于，所述的壳体后端固定有滑筒座，滑筒座内沿前后方向滑动设置有大滑筒且两者周向固定，主轴后端与大滑筒轴向固定且两者能相对转动，大滑筒内沿前后方向滑动设置有小滑筒且两者周向固定，拉杆后端伸出主轴后端并与小滑筒前端轴向固定，小滑筒后端固定有螺母套一，小滑筒内穿设有与螺母套一螺纹连接的丝杆一，大滑筒后端部固定有电机座一，电机座一后端部固定有进给电机一，丝杆一后端部伸至电机座一内且丝杆一后端部与进给电机一的输出轴之间连接有联轴器一。

使用时，在主轴前端固定刀座，拉杆前端与设于刀座内可滑动的滑动块相连接，需要拉杆前后进给时，由进给电机一的输出轴通过联轴器一带动丝杆一转动，丝杆一与螺母套一螺纹连接且螺母套一固定在小滑筒后端，大滑筒沿前后方向滑动设置在滑筒座内且两者周向固定，同时小滑筒沿前后方向滑动设置在大滑筒内且两者周向固定，这样小滑筒及螺母套一就被限制了周向的转动，因此丝杆一就会驱动小滑筒向前或向后滑动，而又由于拉杆后端与小滑筒前端轴向固定，因此小滑筒向前或向后滑动就会实现拉杆向前或向后移动，从而实现刀座上刀具的相应动作。同时，由于小滑筒滑动设置在大滑筒内，同时主轴后端与大滑筒轴向固定，刀座设置在主轴前端，因此主轴向前移动时通过刀座能够拉动拉杆同步向前移动，从而达到展刀的目的。

相比于现有技术中均由主轴及拉杆后端承受各零部件的重量而言，本展刀动力头通过进给电机一、联轴器一、丝杆一及螺母套一的设置实现了拉杆的直线传动，且各零配件均布置在主轴及拉杆的轴线方向上，同时采用滑筒座对大滑筒进行支撑、大滑筒对小滑筒进行支撑以及电机座一对进给电机一进行支撑，使得壳体代替了主轴及拉杆来承受各零部件的重量，由于壳体本身重量较重且具有一定的体积，因此各零部件的重量对壳体产生的影响可以忽略不计，从而在保证展刀动力头正常工作性能的同时很好地提高了工作稳定性，确保了加工精度。

在上述的展刀动力头中，所述的壳体后端固定有安装支架，安装支架上固定有旋转电机，壳体后端固定有同步带轮座，同步带轮座位于安装支架内，旋转电机的输出轴伸入安装支架内并固定有同步带轮一，同步带轮座内侧设有能够转动的同步带轮二，同步带轮二套在主轴上且两者周向固定，，同步带轮一与同步带轮二之间通过同步带传递动力，同步带轮座的后端面开口，滑筒座前端外侧设有凸耳，滑筒座与同步带轮座通过穿过凸耳并穿入同步带轮座后端面内的紧固件相固定。

当旋转电机的输出轴转动时，同步带轮一随着转动并通过同步带驱动同步带轮二同步转动，由于同步带轮二与主轴周向固定并滑动连接，因此最终同步带轮二会带动主轴旋转。另外，在本展刀动力头中，同步带轮座的后端面开口，滑筒座前端外侧设有凸耳，滑筒座与同步带轮座由穿过凸耳并穿入同步带轮座后端面内的紧固件相固定，这样一方面使得滑筒座由同步带轮座而与壳体相固定，从而使壳体能够代替主轴与拉杆来承受后端各零部件的重量以提高工作稳定性、保证加工精度，另一方面又可以利用滑筒座直接作为同步带轮座的端盖使用来将同步带轮二限制在同步带轮座内。

在上述的展刀动力头中，所述的滑筒座包括圆筒状的本体以及固连于本体前端且外径大于本体的嵌入部，大滑筒位于本体内，凸耳位于嵌入部外侧，嵌入部的前端嵌入同步带轮座的后端内。

滑筒座包括圆筒状的本体以及固连于本体前端且外径大于本体的嵌入部，在滑筒座与同步带轮座通过紧固件相固定的基础上再结合嵌入部的前端嵌入同步带轮座的后端内，使得滑筒座与同步带轮座的连接更加紧密，从而使壳体得以更好地承受后端各零部件的重量来提高整个展刀动力头的工作稳定性，保证了加工精度。

在上述的展刀动力头中，所述的同步带轮二中心固定有传动套，传动套呈筒形，传动套后端内侧壁设有内花键，主轴后端具有带外花键的结合段，主轴穿过传动套，结合段上的外花键与传动套后端的内花键相配合，传动套后端伸入嵌入部内，传动套后端与嵌入部之间设有深沟球轴承一，传动套前端与同步带轮座之间设有深沟球轴承二。

在同步带轮二中心固定呈筒形的传动套，传动套后端内侧壁设有内花键，并在主轴后端加工出带外花键的结合段，让主轴穿过传动套而使结合段上的外花键与传动套后端的内花键相配合，这样当主轴前后移动时通过结合段仍然能够保证主轴与传动套周向固定在一起。

在上述的展刀动力头中，所述的传动套外侧设有环形阻隔部，同步带轮座前端内设有环状凸部，深沟球轴承二固定在传动套前端上，深沟球轴承二的内圈后端面与环形阻隔部的前端面相抵靠，深沟球轴承二的外圈前端面与环状凸部的后端面相抵靠，嵌入部前端面设有凹腔，深沟球轴承一固定在传动套后端上，深沟球轴承一位于凹腔内。

深沟球轴承二固定在传动套前端且深沟球轴承二的内圈后端面与环形阻隔部的前端面相抵靠，深沟球轴承二的外圈前端面与环状凸部的后端面相抵靠，这样传动套就被限制了向前移动；同时，在嵌入部前端面设置凹腔，深沟球轴承一固定在传动套后端上，深沟球轴承一位于凹腔内，这样传动套就被限制了向后移动。

在上述的展刀动力头中，所述的同步带轮二前端面抵靠在环形阻隔部的后端面上，同步带轮二后端面设有环形凸部，环形凸部的后端面与深沟球轴承一的内圈前端面相抵靠。

同步带轮二前端面抵靠在环形阻隔部的后端面上，由于传动套被轴向限位，这样同步带轮二就被限制向前移动，同时在同步带轮二后端设置环形凸部，环形凸部的后端面与深沟球轴承一的内圈前端面相抵靠，这样同步带轮二又被限制了向后移动。

在上述的展刀动力头中，所述的结合段后端部固连有连接头，连接头位于大滑筒前端内，连接头上固定有支撑轴承一，大滑筒前端内侧设有环形抵靠面，支撑轴承一的后端面部分抵靠在环形抵靠面上，且在大滑筒前端固定有大轴承盖，大轴承盖与支撑轴承一的前端面相抵靠。

利用环形抵靠面与大轴承盖的设置对支撑轴承一形成了轴向限固定，而支撑轴承一固定在连接头上，因此使得主轴后端与大滑筒前端轴向固定在了一起，这样当主轴前后移动时就会通过大滑筒而带动进给电机一、丝杆一、小滑筒以及拉杆等一同前后移动，从而保证了本展刀动力头的正常功能。

在上述的展刀动力头中，所述的拉杆后端具有联结头，联结头位于小滑筒前端内，联结头上固定有支撑轴承二，小滑筒前端内侧设有环形阻挡面，支撑轴承二的后端面抵靠在环形阻挡面上，且在小滑筒前端固定有小轴承盖，小轴承盖与支撑轴承二的前端面相抵靠。

利用环形阻挡面与小轴承盖的设置对支撑轴承二形成了轴向限固定，而支撑轴承二固定在拉杆后端的联结头上，因此拉杆后端与小滑筒前端便轴向固定在了一起，这样当丝杆一通过螺母套一驱动小滑筒前后移动时便可以实现拉杆的前后移动，由于小滑筒设置于大滑筒内且大滑筒由滑筒座进行支撑，因此在利用壳体代替主轴与丝杆承受各零部件重量以提高加工精度的同时保证了拉杆的正常前后移动。

在上述的展刀动力头中，所述的壳体后端外侧设有板状连接部，板状连接部的后端面固定有电机座二，电机座二后端部固定有进给电机二，电机座二内轴向限位有能转动的丝杆二，丝杆二后端与进给电机二的输出轴之间连接有联轴器二，壳体内滑动设置有套筒，主轴穿设在套筒内且主轴与套筒轴向固定，套筒后端固定有连接板，壳体后端外侧贯穿设置有让位槽，让位槽沿壳体的前后方向延伸，连接板自让位槽伸出壳体，连接板上固定有螺母套二，丝杆二前端与螺母套二螺纹连接。

主轴前后进给时，由进给电机二的输出轴通过联轴器二带动丝杆二转动，丝杆二与螺母套二螺纹连接而驱动连接板连带着套筒前后移动，同时由于主轴与套筒轴向固定，因此最终主轴会随着套筒前后移动。

在上述的展刀动力头中，所述的壳体外侧固定有两滑轨，让位槽位于两滑轨之间且两滑轨均沿壳体的前后方向延伸，两滑轨上分别设置有滑块，位于壳体外的连接板上固定有两联结块，两联结块分别与对应的滑块相固定。

在两滑轨上分别设置滑块，位于壳体外的连接板上固定两联结块，两联结块分别与对应的滑块相固定，在丝杆二通过螺母套二驱动套筒前后移动时，两滑块会沿着滑轨前后移动以对连接板起到支撑和导向作用。

与现有技术相比，本展刀动力头采用滑筒座对大滑筒进行支撑、大滑筒对小滑筒进行支撑以及电机座一对进给电机一进行支撑，使得壳体代替了主轴及拉杆来承受各零部件的重量，由于壳体本身重量较重且具有一定的体积，因此各零部件的重量对壳体产生的影响可以忽略不计，从而在保证展刀动力头正常工作性能的同时很好地提高了工作稳定性，确保了加工精度。

附图说明

图1是本展刀动力头的示意图。

图2是本展刀动力头的剖视图。

图3是图2中本展刀动力头后端处的局部放大图。

图4是图3中a处的放大图。

图5是图3中b处的放大图。

图中，1、壳体；1a、板状连接部；1b、让位槽；1c、安装凸环；2、主轴；2a、结合段；2b、连接头；3、拉杆；3a、联结头；4、滑筒座；4a、本体；4b、嵌入部；4b1、凸耳；5、大滑筒；5a、环形抵靠面；6、小滑筒；6a、环形阻挡面；7、螺母套一；8、丝杆一；9、电机座一；10、进给电机一；11、联轴器一；12、安装支架；13、旋转电机；14、同步带轮座；14a、环状凸部；15、同步带轮一；16、同步带轮二；17、传动套；17a、环形阻隔部；18、深沟球轴承一；19、深沟球轴承二；20、支撑轴承一；21、大轴承盖；22、支撑轴承二；23、小轴承盖；24、电机座二；25、进给电机二；26、丝杆二；27、联轴器二；28、套筒；29、连接板；30、螺母套二；31、滑轨；32、滑块；33、联结块；34、同步带。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，一种展刀动力头，包括壳体1，壳体1呈长方体状，壳体1的前后端为壳体1的长度方向，壳体1外侧设有安装凸环1c，在安装展刀动力头时，壳体1前端伸入加工设备的机壳内，安装凸环1c抵靠在机壳上并利用穿过安装凸环1c并穿入机壳内的紧固件将展刀动力头固定在加工设备的机壳上。

如图1和图2所示，壳体1内穿设有能够转动的主轴2，主轴2的前端与后端均伸出壳体1且主轴2能够沿着壳体1前后移动。具体来说，壳体1后端外侧设有板状连接部1a，板状连接部1a的后端面固定有电机座二24，电机座二24后端部固定有进给电机二25，电机座二24内轴向限位有能转动的丝杆二26，丝杆二26后端与进给电机二25的输出轴之间连接有联轴器二27。壳体1内滑动设置有套筒28，主轴2穿设在套筒28内且主轴2与套筒28轴向固定，套筒28后端固定有连接板29，壳体1后端外侧贯穿设置有让位槽1b，让位槽1b沿壳体1的前后方向延伸，连接板29自让位槽1b伸出壳体1，连接板29上固定有螺母套二30，丝杆二26前端与螺母套二30螺纹连接。壳体1外侧固定有两滑轨31，让位槽1b位于两滑轨31之间，两滑轨31均沿壳体1的前后方向延伸，两滑轨31上分别设置有滑块32，位于壳体1外的连接板29上固定有两联结块33，两联结块33分别与对应的滑块32相固定。

如图2和图3所示，主轴2内穿设有拉杆3，壳体1后端固定有滑筒座4，滑筒座4内沿前后方向滑动设置有大滑筒5且两者周向固定，主轴2后端与大滑筒5轴向固定且两者能相对转动，大滑筒5内沿前后方向滑动设置有小滑筒6且两者周向固定，拉杆3后端伸出主轴2后端并与小滑筒6前端轴向固定，小滑筒6后端固定有螺母套一7，小滑筒6内穿设有与螺母套一7螺纹连接的丝杆一8，大滑筒5后端部固定有电机座一9，电机座一9的后端部固定有进给电机一10，丝杆一8后端部伸至电机座一9内且丝杆一8后端部与进给电机一10的输出轴之间连接有联轴器一11。对于大滑筒5与小滑筒6的周向固定，可采用在大滑筒侧部贯穿设置条形导向孔，条形导向孔沿前后方向延伸并在小滑筒6外侧设置导向部，导向部经条形导向孔伸出，通过导向部与条形导向孔的配合可以使大滑筒5与小滑筒6周向固定并且小滑筒6能够沿着前后方向相对于大滑筒5移动。同样的，大滑筒5与滑筒座4的周向固定也可采用上述方式。

在使用时，在主轴2前端固定刀座，刀座内设有可滑动的滑动块，拉杆3前端与滑动块相连接，通过主轴2的前后移动可以实现刀座前后移动以实现加工刀具的纵向进给，通过拉杆3的前后移动可以实现加工刀具的横向进给。

需要主轴2前后移动时，由进给电机二25的输出轴通过联轴器二27带动丝杆二26转动，丝杆二26与螺母套二30螺纹连接而驱动连接板29连带着套筒28前后移动，由于主轴2与套筒28轴向固定，因此主轴2便会随着套筒28前后移动。由于主轴2后端与大滑筒5轴向固定，进给电机一10通过电机座一9与大滑筒5相固定，小滑筒6通过螺母套一7与丝杆一8轴向固定，拉杆3后端与小滑筒6轴向固定，因此在主轴2前后移动的过程中拉杆3也是同步前后移动的。需要拉杆3前后移动时，由进给电机一10的输出轴通过联轴器一11带动丝杆一8转动，丝杆一8与螺母套一7螺纹连接而驱动小滑筒6前后移动，小滑筒6前后移动便会带动拉杆3前后移动。

如图2和图3所示，壳体1的后端面固定有安装支架12，安装支架12上固定有旋转电机13，壳体1后端面固定有同步带轮座14，同步带轮座14位于安装支架12内，旋转电机13的输出轴伸入安装支架12内并固定有同步带轮一15，同步带轮座14内侧设有能够转动的同步带轮二16，同步带轮二16轴向限位于同步带轮座14内，且同步带轮二16与主轴2周向固定并滑动连接。同步带轮一15与同步带轮二16之间通过同步带34传递动力，为了使同步带34能够套在同步带轮二16上，需要在同步带轮座14的外侧加工出两个让位缺口。需要主轴2进行旋转时，由旋转电机13的输出轴转动，同步带轮一15随着输出轴同步转动，同时同步带轮一15通过同步带34驱动同步带轮二16转动，同步带轮二16便连带着主轴2进行旋转。

如图3所示，同步带轮座14的后端面开口，滑筒座4前端外侧设有凸耳4b1，滑筒座4与同步带轮座14通过穿过凸耳4b1并穿入同步带轮座14后端面内的紧固件相固定。滑筒座4包括圆筒状的本体4a以及固连于本体4a前端的嵌入部4b，大滑筒5位于本体4a内，嵌入部4b外径大于本体4a，嵌入部4b的前端嵌入同步带轮座14的后端内，凸耳4b1设置于嵌入部4b的外侧。

如图3所示，同步带轮座14二中心固定有传动套17，传动套17呈筒形，传动套17后端内侧壁设有内花键，主轴2后端具有带外花键的结合段2a，主轴2穿过传动套17，结合段2a上的外花键与传动套17后端的内花键相配合，传动套17后端伸至嵌入部4b内，传动套17后端与嵌入部4b之间设有深沟球轴承一18，传动套17前端与同步带轮座14之间设有深沟球轴承二19。传动套17外侧设有环形阻隔部17a，同步带轮座14前端内设有环状凸部14a，深沟球轴承二19固定在传动套17前端上，深沟球轴承二19的内圈后端面与环形阻隔部17a的前端面相抵靠，深沟球轴承二19的外圈前端面与环状凸部14a的后端面相抵靠。嵌入部4b的前端面设有凹腔，深沟球轴承一18固定在传动套17的后端上，深沟球轴承一18位于凹腔内。同步带轮二16前端面抵靠在环形阻隔部17a的后端面上，同步带轮二16的后端面设有环形凸部，环形凸部的后端面与深沟球轴承一18的内圈前端面相抵靠。

如图4所示，在本实施例中，结合段2a后端部固连有连接头2b，连接头2b位于大滑筒5的前端内，连接头2b上固定有支撑轴承一20，大滑筒5前端内侧设有环形抵靠面5a，支撑轴承一20的后端面部分抵靠在环形抵靠面5a上，且在大滑筒5的前端固定有大轴承盖21，大轴承盖21与支撑轴承一20的前端面相抵靠。大轴承盖21与环形抵靠面5a相配合而将支撑轴承一20轴向限位在了大滑筒5内，这样主轴2便与大滑筒5前端实现了轴向固定，从而在进给电机二25驱动主轴2向前或向后移动时，主轴2能够通过大滑筒5连带着进给电机二25、小滑筒6以及拉杆3同步向前或向后移动。

如图5所示，拉杆3后端具有联结头3a，联结头3a位于小滑筒6前端内，联结头3a上固定有支撑轴承二22，小滑筒6前端内侧设有环形阻挡面6a，支撑轴承二22的后端面抵靠在环形阻挡面6a上，且在小滑筒6前端固定有小轴承盖23，小轴承盖23与支撑轴承二22的前端面相抵靠。小轴承盖23与环形阻挡面6a相配合而将支撑轴承二22轴线限位在了小滑筒6内，这样拉杆3便与小滑筒6前端实现了轴向固定，从而在进给电机一10通过丝杆一8与螺母套一7的螺纹连接而驱动小滑筒6前后移动时，小滑筒6能够带动拉杆3同步向前或向后移动。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明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，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。