一种适用性强的数控车床刀塔的制作方法

本发明涉及一种机加工主轴单元，尤其是一种加工中心主轴单元。

背景技术：

车床是工业的母机，随着国家装备制造业的振兴与发展，车床也全部数控化发展；而在加工工件较为复杂时，转位刀塔就是必备的关键部件。刀塔的回转定位精度与刚性对加工质量能产生直接影响；传统数控车床的刀塔结构复杂，成本高、维护也不方便；给客户带来负担。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种精度高、刚性强、结构简单、适用性强的数控车床刀塔。

为了达到上述的发明目的，本发明所采用的技术方案为：它主要由座体、刀盘、端面弧形齿盘、中心轴、拉紧油缸、数控减速电机组成，其特征在于：端面弧形齿盘采用两片齿端面弧形齿盘结构，其相对传统三片齿端面弧形齿盘结构更为简单，同规格下刚性与精度更高；两片齿端面弧形齿盘分为动齿盘与静齿盘；在刀盘后部中开有一孔安装动齿盘与静齿盘，其中动齿盘固定安装刀盘中，静齿盘的外圆与上述中刀盘开的孔之间为间隙配合，并且两者间安装有一个密封圈，静齿盘固定安装在座体中；刀盘和动齿盘与中心轴相互固定安装为一体；中心轴与静齿盘间安装有前支撑轴承，前支撑轴承可轴向和回转运动，它可为单个轴承也可不同类轴承组合；拉紧油缸的缸体由座体加工台阶孔来形成，活塞为中空结构，并安装在该台阶孔中；活塞套在中心轴上，和中心轴间隙配合；活塞的前端与前支撑轴承相接触，活塞的后端与后支撑轴承相接触；后支撑轴承安装在中心轴与后法兰之间，后支撑轴承可轴向和回转运动，它可为单个轴承也可不同类轴承组合；后法兰固定安装在座体后端，与座体连为一体，后法兰与活塞、中心轴、后支撑轴承同轴；中心轴在后支撑轴承的后端安装有一个主轴螺母；数控减速电机的输出轴通过联轴器与中心轴联接，数控减速电机的外壳安装在后法兰上。数控减速电机优选行星减速电机，次选蜗轮减速电机。

为方便描述，本发明中靠刀盘方向为前方，反之为后方。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的座体与活塞靠刀盘方向的端面间安装有压力弹簧，该结构在平常时可增大拉紧力，在拉紧油缸无动力时，可自行拉紧两片齿端面弧形齿盘，使其不会随意错位。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的后法兰上安装有两个行程开关，用于检测中心轴前后移动位置，该行程开关优选感应开关。

本发明的有益效果是：本发明由于采用两片齿端面弧形齿盘进行刀盘精密等分定位，因而其精度高、刚性好；另外本发明两片齿端面弧形齿盘与刀尖轴向距离靠得近，这样有利于刚性的提高；座体与活塞靠刀盘方向的端面间安装有压力弹簧，该结构在平常时可增大拉紧力，在拉紧油缸无动力时，可自行拉紧两片齿端面弧形齿盘，使其不会随意错位；本发明结构简洁、部件少，制造与安装维护都很方便，其适用性特别强。

附图说明

图1是本发明第一实施例的结构示意图。

图2是本发明第一实施例的中心轴结构示意图。

图3是本发明第一实施例的联轴器的主视与右视结构示意图。

图4是本发明第二实施例的结构示意图。

图5是本发明第三实施例的结构示意图。

图6是本发明第四实施例的结构示意图。

图中：1为座体，2为刀盘，3为密封圈，4为动齿盘，5为静齿盘，6为中心轴，7为活塞，8为数控减速电机，9为向心球轴承，10为角接触轴承，11为2号角接触轴承，12为后法兰，13为重载矩形压力弹簧，14为主轴螺母，15为感应开关，16为联轴器，17为定位片，20为3号向心球轴承，21为3号角接触轴承，22为连接套，23为锡青铜滑动轴承，24为推力滚针轴承，25为推力球轴承，26为2号锡青铜滑动轴承，27为减速器安装板，28为前法兰。

具体实施方式

参照图1所示的第一实施例，它主要由座体1、刀盘2、端面弧形齿盘、中心轴6、拉紧油缸、数控减速电机8组成。两片齿端面弧形齿盘分为动齿盘4与静齿盘5；在刀盘2后部中开有一孔安装动齿盘4与静齿盘5，其中动齿盘4用螺丝和定位销固定安装刀盘2中，静齿盘5的外圆与上述中刀盘2开的孔之间为0.1毫米的间隙配合，并且两者间安装有一个密封圈3，静齿盘5用螺丝和定位销固定安装在座体1中；刀盘2和动齿盘4与中心轴6相互固定安装为一体；中心轴6与静齿盘5间安装有前支撑轴承，前支撑轴承由一个向心球轴承9和一个角接触轴承10组合，向心轴承9和角接触轴承10的外圈与静齿盘5和座体1间为间隙配合；拉紧油缸的缸体由座体1加工台阶孔来形成，活塞7为中空结构，并安装在该台阶孔中；活塞7套在中心轴6上，和中心轴之间为1毫米的间隙配合；活塞7的前端与角接触轴承10外圈相接触，活塞7的后端与2号角接触轴承11外圈相接触；2号角接触轴承11安装在中心轴6与后法兰12之间，2号角接触轴承11的外圈与后法兰12为间隙配合；后法兰12固定安装在座体1后端，与座体1连为一体，后法兰12与活塞7、中心轴6、2号角接触轴承11同轴；中心轴6在2号角接触轴承11的后端安装有一个主轴螺母14；数控减速电机8的输出轴通过联轴器16与中心轴6联接，数控减速电机8的外壳安装在后法兰12上。

座体1与活塞7靠刀盘2方向的端面间安装有6个重载矩形压力弹簧13，该结构在平常时可增大拉紧力，在拉紧油缸无动力时，可自行拉紧两片齿端面弧形齿盘，使其不会随意错位。

中心轴6上开有定位槽，主轴螺母14端面上安装有一个定位片17，定位片17内圈上加工有防转止口卡在中心轴6上的定位槽中。后法兰12圆柱面上开有两个与主轴螺母14端面相对应的孔，在该孔中安装有两个感应开关15，用于检测中心轴前后移动位置。

参照图2、3所示的第一实施例的中心轴与联轴器，中心轴尾端加工有一个定位槽K和内孔F；联轴器圆柱前端加工有中心轴尾端的内孔F相对应的间隙配合的外圆柱面M；联轴器的后端加工与中心轴尾端的内孔F相对应的间隙配合的外圆柱弧面N，和中心轴尾端的定位槽K相对应的间隙配合的凸台H；联轴器中心加工有与数控减速电机输出轴相对应的孔与键槽，它们优选过盈配合。该联轴结构，即可精确传递回转运动，也可允许中心轴与联轴器轴向相对位移，另外其结构简单、紧凑、易于制造，适用性特强。

参照图4所示的第二实施例与第一实施例的主要区别在于活塞7与后法兰12结构不同，另外后支撑轴承由一个3号向心球轴承20和一个3号角接触轴承21组合。活塞7后端加工成内凹孔结构，后法兰12加工有与活塞7后端加工成内凹孔结构相对应的间隙配合的凸环；该结构可有效缩短刀塔长度，让结构更为紧凑。

参照图5所示的第三实施例与第一、第二实施例的主要区别在于前后支撑轴承结构和检测开关安装位置不同。本实施例中前支撑轴承由一个推力滚针轴承24和一个锡青铜滑动轴承23组成；另外为方便静齿盘5定位及座体1的加工方便，静齿盘5与座体1间安装有一个连接套22，它们优选过盈配合；锡青铜滑动轴承23与连接套22之间为间隙配合；后支撑轴承由一个推力球轴承25和一个2号锡青铜滑动轴承26组成。本实施例检测开关15采用轴向安装在减速器安装板27上。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员，在本发明的领域内所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中，例如图6所示的第四实施例就是在第一、第二实施例有机结合和增加前法兰28结构，其也在本发明保护范围内。