專利名稱：超重型數(shù)控臥式車(chē)床主軸箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及重型數(shù)控機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種超重型數(shù)控臥式車(chē)床主軸箱。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)重型數(shù)控臥式車(chē)床主傳動(dòng)軸箱包括主傳動(dòng)軸、花盤(pán)、主軸箱箱體、電機(jī)、前靜壓軸承、后靜壓軸承和軸向軸承，主傳動(dòng)軸分別經(jīng)前靜壓軸承和后靜壓軸承與主軸箱箱體固定連接，軸向軸承安裝在主傳動(dòng)軸后端，用來(lái)承受主傳動(dòng)軸軸向載荷，花盤(pán)設(shè)在主傳動(dòng)軸前端，主傳動(dòng)軸上設(shè)有傳動(dòng)齒輪，電機(jī)經(jīng)驅(qū)動(dòng)齒輪與傳動(dòng)齒輪相嚙合帶動(dòng)主傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)花盤(pán)的旋轉(zhuǎn)，前靜壓軸承和后靜壓軸承有的采用滾動(dòng)軸承，也有的采用靜壓軸承，并且主傳動(dòng)軸經(jīng)單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其不足是若采用滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承支承主傳動(dòng)軸在切削過(guò)程中會(huì)有振動(dòng)及較大噪聲，導(dǎo)致車(chē)削的零件會(huì)產(chǎn)生振紋，影響工件表面的粗糙度，由于其滾動(dòng)支撐剛性差、精度低，不能滿足現(xiàn)有超重型數(shù)控臥式車(chē)床重載、高精度的需求，同樣、單電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)不能滿足超重型數(shù)控臥式車(chē)床主傳動(dòng)軸大扭矩需求；若采用靜壓軸承，由于靜壓軸承的內(nèi)孔為圓柱孔，當(dāng)油液從軸正向流出，油液將連續(xù)增量，即有一加速度，方向指向Z軸正向，使油液迅速流出Z軸正向，流體經(jīng)圓柱孔內(nèi)腔“從容”流出，整體有壓力極值的變化，導(dǎo)致工作不穩(wěn)定，造成花盤(pán)的分度不精確。工作精度差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)新穎、徑向剛度高、 定位準(zhǔn)確、分度精確、工作精度高、工作穩(wěn)定、可實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)軸箱重載、大扭矩、高精加工的超重型數(shù)控臥式車(chē)床主軸箱。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種超重型數(shù)控臥式車(chē)床主軸箱，設(shè)有主傳動(dòng)軸、花盤(pán)、主軸箱箱體、前靜壓軸承、 后靜壓軸承和軸向軸承，其特征在于主軸箱箱體后端設(shè)有齒輪箱，齒輪箱內(nèi)設(shè)有兩套以上的電子預(yù)加載并聯(lián)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電子預(yù)加載并聯(lián)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)三級(jí)減速同時(shí)驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)軸低速與高速之間的無(wú)級(jí)變速,主傳動(dòng)軸后端設(shè)有編碼器，以利于對(duì)主傳動(dòng)軸進(jìn)行位置數(shù)據(jù)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)花盤(pán)的精確分度及定位形成閉環(huán)控制，前靜壓軸承和后靜壓軸承分別為錐度軸承，大口方向朝向花盤(pán)，花盤(pán)后端設(shè)有與前靜壓軸承內(nèi)圓錐孔相配合的錐形臺(tái)面，主傳動(dòng)軸與后靜壓軸承的對(duì)應(yīng)面的錐度與后靜壓軸承的錐形孔的錐度相同，錐度軸承內(nèi)孔的靜壓油腔呈回形，以使前靜壓軸承與花盤(pán)之間、后靜壓軸承與主傳動(dòng)軸之間經(jīng)靜壓油腔形成柔性接觸，使主傳動(dòng)軸帶動(dòng)花盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)形成巨大的主動(dòng)力，當(dāng)油液從軸正向流出，油液將連續(xù)增量，即有一加速度，方向指向Z軸正向，使油液迅速流出Z軸正向，流體呈噴射狀流出軸承，而不是傳統(tǒng)圓柱軸承那樣“從容”流出，因此，錐度軸承的軸承系統(tǒng)剛度遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的圓柱孔軸承剛度，且由于采用回形的靜壓油腔，使主傳動(dòng)軸在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，整體無(wú)壓力極值變化，達(dá)到主傳動(dòng)軸傳遞扭矩大、徑向剛度高、定位準(zhǔn)確、分度精確、工作精度高、工作穩(wěn)定的作用。本實(shí)用新型中的電子預(yù)加載伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由兩個(gè)主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)為一組并聯(lián)而成并分別固定在齒輪箱上，主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)軸端直連齒輪，兩齒輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)齒輪，齒輪帶動(dòng)同軸齒輪，齒輪驅(qū)動(dòng)齒輪，齒輪帶動(dòng)同軸齒輪，上下兩齒輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)齒輪，齒輪通過(guò)螺釘固定于花盤(pán)上，花盤(pán)通過(guò)螺釘固定于主軸上，齒輪通過(guò)鍵傳遞扭矩給花盤(pán)，使電子預(yù)加載并聯(lián)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)三級(jí)減速并同時(shí)驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)軸低速與高速之間的無(wú)級(jí)變速。本實(shí)用新型由于采用上述結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)新穎、徑向剛度高、定位準(zhǔn)確、分度精確、 工作精度高、工作穩(wěn)定、可實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)軸箱重載、大扭矩、高精加工等優(yōu)點(diǎn)。
圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中A-A的剖視示意圖。圖3是圖I其中B-B的剖視示意圖。圖4是本實(shí)用新型中前靜壓軸承和后靜壓軸承的剖視圖。附圖標(biāo)記1.主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，2.齒輪，3.齒輪，4.齒輪，5.齒輪，6.齒輪，7.齒輪，8.主軸，9.螺釘，10.固定法蘭，11.推力軸承，12.后靜壓軸承，13.推力軸承，14.前靜壓軸承，15.花盤(pán)，16.編碼器，17.齒輪箱，18.鍵塊，19.螺釘，20.螺釘，21.螺釘，22.螺釘， 23.主軸箱箱體。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明一種超重型數(shù)控臥式車(chē)床主軸箱，設(shè)有主傳動(dòng)軸8、花盤(pán)15、主軸箱箱體23、前靜壓軸承14、后靜壓軸承12和軸向軸承11、13，其特征在于主軸箱箱體23后端設(shè)有齒輪箱 17，齒輪箱17內(nèi)設(shè)有兩套以上的電子預(yù)加載并聯(lián)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電子預(yù)加載并聯(lián)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)三級(jí)減速同時(shí)驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)軸8低速與高速之間的無(wú)級(jí)變速，主傳動(dòng)軸8后端設(shè)有編碼器16，以利于對(duì)主傳動(dòng)軸8進(jìn)行位置數(shù)據(jù)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)花盤(pán) 15的精確分度及定位形成閉環(huán)控制，前靜壓軸承14和后靜壓軸承12分別為錐度軸承，大口方向朝向花盤(pán)15，花盤(pán)15后端設(shè)有與前靜壓軸承14內(nèi)圓錐孔相配合的錐形臺(tái)，主傳動(dòng)軸8 與后靜壓軸承12的對(duì)應(yīng)面的錐度與后靜壓軸承12的錐形孔的錐度相同，錐度軸承內(nèi)孔的靜壓油腔呈回形，以使前靜壓軸承14與花盤(pán)15之間、后靜壓軸承12與主傳動(dòng)軸8之間經(jīng)靜壓油腔形成柔性接觸，使主傳動(dòng)軸8帶動(dòng)花盤(pán)15高速旋轉(zhuǎn)時(shí)形成巨大的主動(dòng)力，當(dāng)油液從軸正向流出，油液將連續(xù)增量，即有一加速度，方向指向Z軸正向，使油液迅速流出Z軸正向，流體呈噴射狀流出軸承，而不是傳統(tǒng)圓柱軸承那樣“從容”流出，因此，錐度軸承的軸承系統(tǒng)剛度遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的圓柱孔軸承剛度，且由于采用回形的靜壓油腔，使主傳動(dòng)軸8在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，整體無(wú)壓力極值變化，達(dá)到主傳動(dòng)軸8傳遞扭矩大、徑向剛度高、定位準(zhǔn)確、 分度精確、工作精度高、工作穩(wěn)定的作用。本實(shí)用新型中的電子預(yù)加載伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由兩個(gè)主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)I為一組并聯(lián)而成并分別固定在齒輪箱17上，主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)I軸端直連齒輪2，兩齒輪2同時(shí)驅(qū)動(dòng)齒輪3，齒輪3帶動(dòng)同軸齒輪4，齒輪4驅(qū)動(dòng)齒輪5，齒輪5帶動(dòng)同軸齒輪6，上下兩齒輪6同時(shí)驅(qū)動(dòng)齒輪齒輪7，齒輪7通過(guò)螺釘20固定于花盤(pán)15上，花盤(pán)15通過(guò)螺釘22固定于主軸8上，齒輪7通過(guò)鍵18傳遞扭矩給花盤(pán)15，使電子預(yù)加載并聯(lián)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)三級(jí)減速并同時(shí)驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)軸8轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)軸8低速與高速之間的無(wú)級(jí)變速。本實(shí)用新型在實(shí)施時(shí)，參見(jiàn)圖I、圖2、圖3所示以主傳動(dòng)軸8為分界線上下結(jié)構(gòu)相同，4個(gè)主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)1，每電機(jī)軸端直聯(lián)齒輪2，每?jī)芍黩?qū)動(dòng)伺服電機(jī)I為一組構(gòu)成電子預(yù)加載并聯(lián)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)并固定于I個(gè)齒輪箱17上。兩齒輪2同時(shí)驅(qū)動(dòng)齒輪3，齒輪 3帶動(dòng)同軸齒輪4，齒輪4驅(qū)動(dòng)齒輪5，齒輪5帶動(dòng)同軸齒輪6，上下兩齒輪6同時(shí)驅(qū)動(dòng)齒輪齒輪7，齒輪7通過(guò)鍵18傳遞扭矩給花盤(pán)15，鍵塊18通過(guò)螺釘19固定于花盤(pán)15上，齒輪7 通過(guò)螺釘20固定于花盤(pán)15上，花盤(pán)15通過(guò)螺釘22固定于主軸8上，這樣構(gòu)成主傳動(dòng)系統(tǒng)鏈，主軸前部徑向支撐定位依靠前靜壓軸承14實(shí)現(xiàn)，前靜壓軸承14內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一錐孔結(jié)構(gòu)前端大后端小，內(nèi)部表面加工出若干回形靜壓油腔，前靜壓軸承14通過(guò)螺釘21固定于主軸箱體23上，花盤(pán)15后端的定位臺(tái)與前靜壓軸承14配合處加工出相配合的錐形臺(tái)，二者配合可實(shí)現(xiàn)主軸前部徑向支撐定位；主軸后部徑向支撐定位依靠后靜壓軸承12實(shí)現(xiàn)，后靜壓軸承12內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一錐形孔結(jié)構(gòu)前端大后端小，內(nèi)部表面加工出若干回形靜壓油腔，后靜壓軸承12通過(guò)螺釘17固定于主軸箱體23上，主軸后部軸向支撐定位的軸向軸承采用推力軸承11和推力軸承13實(shí)現(xiàn)，軸向鎖緊依靠固定法蘭10通過(guò)螺釘9固定于8主軸上實(shí)現(xiàn)， 編碼器16與主軸后端直聯(lián)對(duì)主軸位置數(shù)據(jù)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。本實(shí)用新型由于采用上述結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)新穎、徑向剛度高、定位準(zhǔn)確、分度精確、 工作精度高、工作穩(wěn)定、可實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)軸箱重載、大扭矩、高精加工等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種超重型數(shù)控臥式車(chē)床主軸箱，設(shè)有主傳動(dòng)軸、花盤(pán)、主軸箱箱體、前靜壓軸承、后靜壓軸承和軸向軸承，其特征在于主軸箱箱體后端設(shè)有齒輪箱，齒輪箱內(nèi)設(shè)有兩套以上的電子預(yù)加載并聯(lián)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電子預(yù)加載并聯(lián)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)三級(jí)減速同時(shí)驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主傳動(dòng)軸后端設(shè)有編碼器，前靜壓軸承和后靜壓軸承分別為錐度軸承，大口方向朝向花盤(pán)，花盤(pán)后端設(shè)有與前靜壓軸承內(nèi)圓錐孔相配合的錐形臺(tái)面，主傳動(dòng)軸與后靜壓軸承的對(duì)應(yīng)面的錐度與后靜壓軸承的錐形孔的錐度相同，錐度軸承內(nèi)孔的靜壓油腔呈回形。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超重型數(shù)控臥式車(chē)床主軸箱，其特征在于電子預(yù)加載伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由兩個(gè)主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)為一組并聯(lián)而成并分別固定在齒輪箱上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及重型數(shù)控機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種超重型數(shù)控臥式車(chē)床主軸箱，設(shè)有主傳動(dòng)軸、花盤(pán)、主軸箱箱體、前靜壓軸承、后靜壓軸承和軸向軸承，其特征在于主軸箱箱體后端設(shè)有齒輪箱，齒輪箱內(nèi)設(shè)有兩套以上的電子預(yù)加載并聯(lián)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電子預(yù)加載并聯(lián)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)三級(jí)減速同時(shí)驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主傳動(dòng)軸后端設(shè)有編碼器，以利于對(duì)主傳動(dòng)軸進(jìn)行位置數(shù)據(jù)檢測(cè)，前靜壓軸承和后靜壓軸承分別為錐度軸承，大口方向朝向花盤(pán)，花盤(pán)后端設(shè)有與前靜壓軸承內(nèi)圓錐孔相配合的錐形臺(tái)，主傳動(dòng)軸與后靜壓軸承的對(duì)應(yīng)面的錐度與后靜壓軸承的錐形孔的錐度相同，具有結(jié)構(gòu)新穎、徑向剛度高、定位準(zhǔn)確、分度精確、工作精度高、工作穩(wěn)定、可實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)軸箱重載、大扭矩、高精加工等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23B19/00GK202343957SQ20112048896
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者張建州, 李琨, 車(chē)忠偉, 高洪浩, 魏洪森 申請(qǐng)人:威海華東數(shù)控股份有限公司