專利名稱：攻絲用機床主軸箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及金屬加工機床領(lǐng)域，尤其是攻絲用機床主軸箱。 技術(shù)背景數(shù)控機床在進行金屬加工時，鉆孔要求機床進給抗力大、攻絲則要求機床輸出扭 矩大，目前數(shù)控鉆、銑機床產(chǎn)品基本上都采用高速獨立主軸，進行攻絲加工時只能用剛性攻 絲的方法，由于全無級變速主軸在低速時扭矩不足，剛性攻絲在高速下進行存在諸多問題。 經(jīng)有關(guān)科研部門專項實驗得到的結(jié)論是即是用精度比較好的加工中心做剛性攻絲測試得 到的數(shù)據(jù)和結(jié)論，可以基本判定，當前的驅(qū)動器參數(shù)和數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整滿足高速剛性 攻絲的要求比較困難。這是由于存在信息跟蹤誤差和兩軸同步誤差，同時由于多種原因包 括環(huán)境原因引起主軸參數(shù)不穩(wěn)定、主軸高速時抖動、驅(qū)動器在上電時跳閘等問題，另外由于 高速剛性攻絲對絲錐要求高，造成小型絲錐和部分型號絲錐攻絲時容易斷錐等。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的攻絲用 機床主軸箱。本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是攻絲用機床主軸箱，包括箱 體、主軸、齒輪組、齒輪組檔位調(diào)整裝置、液壓系統(tǒng)，所述齒輪組、齒輪組檔位調(diào)整裝置均安 裝在箱體內(nèi)，主軸通過軸承安裝在主軸套內(nèi)從而使主軸及主軸套成為一個運動聯(lián)體，其不 同之處在于還包括導向套、主軸調(diào)整裝置，所述導向套套裝在箱體內(nèi)主軸及主軸套構(gòu)成的 運動聯(lián)體上，主軸及主軸套構(gòu)成的運動聯(lián)體在導向套內(nèi)上下滑動，所述主軸套外側(cè)部設置 有齒條結(jié)構(gòu)，所述主軸調(diào)整裝置包括調(diào)整軸、調(diào)整齒輪、平衡彈簧、連接在調(diào)整軸一端的調(diào) 節(jié)手柄，所述調(diào)整齒輪、平衡彈簧安裝在調(diào)整軸上，主軸調(diào)整裝置的調(diào)整齒輪與所述齒條結(jié) 構(gòu)相嚙合，所述平衡彈簧與主軸及主軸套構(gòu)成的運動聯(lián)體相配置從而使得主軸和主軸套的 聯(lián)體結(jié)構(gòu)跟隨攻絲絲錐移動。以上方案中，所述平衡彈簧對調(diào)整軸產(chǎn)生的彈簧扭轉(zhuǎn)力與所述主軸及主軸套構(gòu)成 的運動聯(lián)體的重力相平衡配置，從而使得主軸和主軸套的聯(lián)體結(jié)構(gòu)跟隨攻絲絲錐移動。以上方案中，所述調(diào)整軸與主軸呈垂直交叉布置。以上方案中，所述齒輪組檔位調(diào)整裝置包括變速軸、安裝在變速軸上的油缸、與油 缸聯(lián)接的拔叉，所述變速軸兩端具有油孔，油缸的活塞固定在變速軸上，所述液壓系統(tǒng)將壓 力油通過變速軸油孔壓入油缸帶動其缸體上下移動，油缸缸體通過拔叉帶動齒輪組進行檔 位調(diào)整。以上方案中，所述平衡彈簧為卷簧。以上方案中，所述卷簧安裝在調(diào)整軸上與調(diào)節(jié)手柄相對的另一端。對比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型技術(shù)方案的有益效果為1、傳動系統(tǒng)采用多檔液壓自動變速，使變頻主軸在低速扭矩超過300Nm以上，滿足M40螺紋攻絲大扭矩要求；2、通過主軸功率特性曲線圖和轉(zhuǎn)矩特性曲線圖可以看出，在主軸全變速范圍內(nèi)變 頻電機輸出功率基本無缺失，保證了主軸低速大扭矩、高速恒功率的攻、鉆、銑加工性能和 機床節(jié)能降耗要求；3、主軸通過主軸調(diào)整裝置可以在攻絲作業(yè)時實現(xiàn)獨立自由進給。在剛性攻絲狀態(tài) 下，主軸獨立自由進給可以自動調(diào)整和彌補信息跟蹤誤差和兩軸同步誤差，減緩超載荷的 沖擊影響。另外在攻絲時也可以實現(xiàn)自動柔性攻絲，直接由主軸獨立自由進給跟蹤絲錐螺 距，實現(xiàn)無信息反饋誤差和兩軸同步誤差，提高攻絲的質(zhì)量。4、主軸通過主軸調(diào)整裝置可以實現(xiàn)自動柔性攻絲，但不影響機床剛性鉆、銑削性 能，主軸箱性能比全機械變速主軸箱自動化程度高、適應性更廣，比變頻全無級變速主軸箱 增加了主軸低速時輸出扭矩，提高了整機低速攻絲、鉆削的效率和質(zhì)量，若采用自動柔性攻 絲也減少了復雜的程序設計和運算。攻絲加工不同于銑、鉆加工，特點是，當絲錐進入工件 后，由于不同絲錐其螺距不同，隨著主軸轉(zhuǎn)動，絲錐自身也在向下走。剛性攻絲和柔性攻絲 的不同點是；剛性攻絲是兩種運的疊加，一種進給是數(shù)控系統(tǒng)的程序控制著箱體在向下進 給，另一種進給是絲錐隨著主軸每轉(zhuǎn)動一圈也向下前進一個螺距的距離，這兩種進給必須 完全同步才能達到好的加工效果。柔性攻絲是使主軸相對于箱體可以獨立自由向下運動， 攻絲時由主軸轉(zhuǎn)動傳遞扭矩，絲錐攻入工件后自動向下走，實現(xiàn)加工進給，而主軸和主軸套 聯(lián)體是跟隨向下移動，不會產(chǎn)生同步誤差，可以達到好的加工效果。

圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的具體實施方式
。圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1、圖2所示，攻絲用機床主軸箱，包括箱體27、主軸13、齒輪組、齒輪組檔位調(diào) 整裝置、液壓系統(tǒng)25，所述齒輪組、齒輪組檔位調(diào)整裝置均安裝在箱體27內(nèi)，主軸13通過軸 承14安裝在主軸套15內(nèi)從而使主軸13及主軸套15成為一個運動聯(lián)體，其不同之處在于 還包括導向套26、主軸調(diào)整裝置，所述導向套套裝在箱體內(nèi)主軸13及主軸套15構(gòu)成的運動 聯(lián)體上，主軸13及主軸套15構(gòu)成的運動聯(lián)體在導向套26內(nèi)上下滑動，所述主軸套15外側(cè) 部設置有齒條結(jié)構(gòu)，所述主軸調(diào)整裝置包括調(diào)整軸19、調(diào)整齒輪28、平衡彈簧20、連接在調(diào) 整軸19 一端的調(diào)節(jié)手柄18，所述調(diào)整齒輪28、平衡彈簧20安裝在調(diào)整軸19上，主軸調(diào)整 裝置的調(diào)整齒輪28與所述齒條結(jié)構(gòu)相嚙合，所述平衡彈簧20與主軸13及主軸套15構(gòu)成 的運動聯(lián)體相配置從而使得主軸13和主軸套15的聯(lián)體結(jié)構(gòu)跟隨攻絲絲錐移動，該攻絲用 機床主軸箱不會產(chǎn)生同步誤差，可以達到好的加工效果。具體的，導向套26為2個，分別是設置在主軸13的后部及中前部。具體的，平衡彈簧20對調(diào)整軸19產(chǎn)生的彈簧扭轉(zhuǎn)力與由主軸13及主軸套15構(gòu)成的運動聯(lián)體的重力相平衡配置，從而使得主軸13和主軸套15的聯(lián)體結(jié)構(gòu)跟隨攻絲絲錐 移動。具體的，所述調(diào)整軸19與主軸13呈垂直狀交叉布置。具體的，所述齒輪組檔位調(diào)整裝置包括變速軸21、安裝在變速軸21上的油缸22、 與油缸22聯(lián)接的拔叉24，所述變速軸21兩端具有油孔，油缸22的活塞固定在變速軸21 上，所述液壓系統(tǒng)25將壓力油通過變速軸21的油孔壓入油缸22帶動其缸體上下移動，油 缸缸體通過拔叉24帶動齒輪組進行檔位調(diào)整。具體的，平衡彈簧20可采用卷簧，卷簧安裝在調(diào)整軸19上與調(diào)節(jié)手柄18相對的
另一端。運動傳遞路線如圖1所示，主傳動電動機1帶動第一皮帶輪2與第二皮帶輪3構(gòu)成的皮帶輪組 轉(zhuǎn)動，皮帶輪組將動力通過可進行變速傳動的齒輪組傳遞到主軸13，從而最終使主軸13得 到高、中、低三種不同范圍內(nèi)的無級變速轉(zhuǎn)速。機械變速的目的是為了保證主軸低轉(zhuǎn)速加工 中有足夠大的扭矩。三種變速的實現(xiàn)如圖1所示，液壓系統(tǒng)25將壓力油通過兩端有油孔的變速軸21壓入油缸22 ；活 塞23是固定不動的，油缸22可以上下移動，油缸22缸體通過拔叉24上下動作，拔叉24或 者帶動第一齒輪5與第四齒輪9嚙合，或者帶動第二齒輪6與第五齒輪10嚙合，或者帶動 第三齒輪7與第六齒輪11嚙合，嚙合的定位由機械定位通過電子信號與數(shù)控系統(tǒng)通訊，控 制液壓系統(tǒng)起動或關(guān)閉聯(lián)合控制實現(xiàn)。第一齒輪5、第二齒輪6、第三齒輪7依次裝配在第 一傳動軸4上，第四齒輪9、第五齒輪10、第六齒輪11依次裝配在第二傳動軸8上。主軸獨立進給主軸13加軸承14裝入主軸套15中成為一個運動整體，主軸套15裝在箱體的導 向套26內(nèi)，主軸套在導向套26內(nèi)可以上下滑動，主軸13相對于主軸套15可以正反向自由 轉(zhuǎn)動，主軸13與第七齒輪17通過花鍵聯(lián)接，主軸13在轉(zhuǎn)動的同時可以在第七齒輪17中心 花鍵孔內(nèi)上下移動。主軸13和主軸套15的整體重力通過調(diào)整軸19由平衡彈簧20保持平 衡，常態(tài)下，主軸13和主軸套15的聯(lián)體結(jié)構(gòu)由于平衡彈簧20的支持，始終保持在最上端的 位置，以保證銑、鉆加工時主軸穩(wěn)定。如遇直徑較大螺紋孔，需要采用柔性攻絲加工作業(yè)時， 當絲錐進入工件后，隨著主軸13的轉(zhuǎn)動，絲錐會自動向下運動，實現(xiàn)加工進給，如上述，由 于主軸13可以在第七齒輪17花鍵孔內(nèi)自由向下移動，因此主軸13和主軸套15聯(lián)體可以 自動跟隨絲錐進給，達到柔性攻絲的目的。液壓系統(tǒng)25可根據(jù)實際情況設置在箱體內(nèi)或箱體外。以上實施例只是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作較多的限制，凡 是依據(jù)對本實用新型的技術(shù)本質(zhì)作簡單修改或等同的變化和修飾，均仍屬本實用新型保護 的范圍。
權(quán)利要求攻絲用機床主軸箱，包括箱體、主軸、齒輪組、齒輪組檔位調(diào)整裝置、液壓系統(tǒng)，所述齒輪組、齒輪組檔位調(diào)整裝置均安裝在箱體內(nèi)，主軸通過軸承安裝在主軸套內(nèi)從而使主軸及主軸套成為一個運動聯(lián)體，其特征在于還包括導向套、主軸調(diào)整裝置，所述導向套套裝在箱體內(nèi)主軸及主軸套構(gòu)成的運動聯(lián)體上，主軸及主軸套構(gòu)成的運動聯(lián)體在導向套內(nèi)上下滑動，所述主軸套外側(cè)部設置有齒條結(jié)構(gòu)，所述主軸調(diào)整裝置包括調(diào)整軸、調(diào)整齒輪、平衡彈簧、連接在調(diào)整軸一端的調(diào)節(jié)手柄，所述調(diào)整齒輪、平衡彈簧安裝在調(diào)整軸上，主軸調(diào)整裝置的調(diào)整齒輪與所述齒條結(jié)構(gòu)相嚙合，所述平衡彈簧與主軸及主軸套構(gòu)成的運動聯(lián)體相配置從而使得主軸和主軸套的聯(lián)體結(jié)構(gòu)跟隨攻絲絲錐移動。
2.如權(quán)利要求1所述的攻絲用機床主軸箱，其特征在于所述平衡彈簧對調(diào)整軸產(chǎn)生 的彈簧扭轉(zhuǎn)力與所述主軸及主軸套構(gòu)成的運動聯(lián)體的重力相平衡配置，從而使得主軸和主 軸套的聯(lián)體結(jié)構(gòu)跟隨攻絲絲錐移動。
3.如權(quán)利要求1所述的攻絲用機床主軸箱，其特征在于所述調(diào)整軸與主軸呈垂直交 叉布置。
4.如權(quán)利要求1所述的攻絲用機床主軸箱，其特征在于所述齒輪組檔位調(diào)整裝置包 括變速軸、安裝在變速軸上的油缸、與油缸聯(lián)接的拔叉，所述變速軸兩端具有油孔，油缸的 活塞固定在變速軸上，所述液壓系統(tǒng)將壓力油通過變速軸油孔壓入油缸帶動其缸體上下移 動，油缸缸體通過拔叉帶動齒輪組進行檔位調(diào)整。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的攻絲用機床主軸箱，其特征在于所述平衡彈簧 為卷簧。
6.如權(quán)利要求5所述的攻絲用機床主軸箱，其特征在于所述卷簧安裝在調(diào)整軸上與 調(diào)節(jié)手柄相對的另一端。
專利摘要本實用新型涉及金屬加工機床領(lǐng)域，尤其是攻絲用機床主軸箱，包括箱體、主軸、齒輪組、齒輪組檔位調(diào)整裝置、液壓系統(tǒng)、導向套、主軸調(diào)整裝置，所述齒輪組、齒輪組檔位調(diào)整裝置均安裝在箱體內(nèi)，主軸通過軸承安裝在主軸套內(nèi)，所述導向套套裝在箱體內(nèi)主軸及主軸套構(gòu)成的運動聯(lián)體上，主軸及主軸套構(gòu)成的運動聯(lián)體在導向套內(nèi)上下滑動，所述主軸套外側(cè)部設置有齒條結(jié)構(gòu)，所述主軸調(diào)整裝置包括調(diào)整軸、調(diào)整齒輪、平衡彈簧、連接在調(diào)整軸一端的調(diào)節(jié)手柄，所述調(diào)整齒輪、平衡彈簧安裝在調(diào)整軸上，主軸調(diào)整裝置的調(diào)整齒輪與所述齒條結(jié)構(gòu)相嚙合，所述平衡彈簧與主軸及主軸套構(gòu)成的運動聯(lián)體相配置從而使得主軸和主軸套的聯(lián)體結(jié)構(gòu)跟隨攻絲絲錐移動。
文檔編號B23B19/00GK201625787SQ20102012154
公開日2010年11月10日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者袁正武 申請人:湖北新三友數(shù)控機床有限公司