一種直驅(qū)式零傳動滾齒機刀具主軸裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種直驅(qū)式零傳動滾齒機刀具主軸裝置，包括刀桿拉桿、高精度編碼器、角接觸軸承組、電機連接座、連軸結、空心伺服電機、刀具主軸、雙向推力軸承、圓柱滾子軸承、擋圈、刀桿、刀桿托架、刀具主軸箱體、平鍵和精密鎖緊螺母；所述刀具主軸箱體上設有刀具主軸，所述刀具軸內(nèi)設有刀桿拉桿和刀桿；所述刀具主軸外側(cè)設置有空心伺服電機轉(zhuǎn)子、空心伺服電機定子、連軸結、高精度編碼器、角接觸軸承組a、角接觸軸承組b、雙向推力軸承和刀桿托架；所述刀具主軸設置為旋轉(zhuǎn)軸；所述連軸結通過平鍵與所述刀具主軸連接；本新型采用伺服電機直接驅(qū)動方式，零傳動直驅(qū)結構設計，排除了累積誤差與分度誤差產(chǎn)生，全閉環(huán)數(shù)控加工精度高。
【專利說明】一種直驅(qū)式零傳動滾齒機刀具主軸裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種滾齒機技術設備領域，特別涉及一種直驅(qū)式零傳動滾齒機刀具主軸裝置。

【背景技術】
[0002]齒輪是機械運動技術裝備中關鍵基礎性部件，各行各業(yè)中均有廣泛的應用。而滾齒機則是齒輪加工中使用最多的主要齒輪加工機床，其中刀具主軸是滾齒機關鍵重要部件之一。隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，對各類齒輪加工滾齒機提出了越來越高的要求，主要體現(xiàn)在數(shù)控、聞效、聞精度和環(huán)保加工等方面。
[0003]傳統(tǒng)滾齒機的刀具主軸，其托座安裝在主軸滑板座的滑動導軌上，主軸滑板座安裝在刀架殼體的滑動導軌上，因此，這種兩級滑動導軌副的刀具主軸結構造成刀具芯軸與刀架殼體定位安裝面之間的距離偏大，使切削力引起的顛覆力矩過大，滾齒精度偏低；其次，還造成刀具主軸的結構復雜，組合精度差；再次，現(xiàn)有滾齒機的主軸多采用滑動軸承結構，在使用中特別容易磨損，從而常因主軸精度的降低和保持性差而導致滾齒機不能承受重載荷的切削條件。
[0004]綜上所述，傳統(tǒng)滾齒機的刀具主軸存在著結構復雜、組合精度低、工藝性差、切削過程中承受顛覆力矩大、加工精度偏低等缺陷。
實用新型內(nèi)容
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種直驅(qū)式零傳動滾齒機刀具主軸裝置，針對現(xiàn)有技術中存在的不足，本實用新型刀具主軸采用伺服電機直接驅(qū)動方式，同時將與工件加工精度與分度精度相關的齒輪傳動部件均省略掉，通過零傳動直驅(qū)結構設計，從根本上排除了滾齒加工過程中，累積誤差與分度誤差的產(chǎn)生與累積問題，因此提高了工件加工精度，簡化了結構、工藝性能好。
[0006]為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下:一種直驅(qū)式零傳動滾齒機刀具主軸裝置，包括刀桿鎖緊螺母、刀桿拉桿、高精度編碼器、軸承蓋a、角接觸軸承組a、軸承蓋b、電機連接座、連軸結、空心伺服電機轉(zhuǎn)子、空心伺服電機定子、刀具主軸、蓋板、精密鎖緊螺母、軸承蓋C、角接觸軸承組b、外隔套a、雙向推力軸承、黃油杯、外隔套b、圓柱滾子軸承、擋圈、軸承蓋d、刀桿、刀墊、軸承蓋e、角接觸軸承組C、刀具壓緊套、軸承蓋f、壓緊螺母、油封組、刀桿托架、油封、內(nèi)隔套b、內(nèi)隔套a、套圈、刀具主軸箱體、平鍵和精密鎖緊螺母，其特征在于:
[0007]所述刀具主軸箱體上設置有刀具主軸，所述刀具主軸為空心軸，所述刀具空心軸內(nèi)設置有刀桿拉桿和刀桿，所述刀桿與刀桿拉桿之間為螺接；所述刀具主軸外側(cè)設置有空心伺服電機轉(zhuǎn)子、空心伺服電機定子、連軸結、高精度編碼器、角接觸軸承組a、角接觸軸承組b、雙向推力軸承、角接觸軸承組c和刀桿托架。
[0008]所述刀具主軸設置為旋轉(zhuǎn)軸，由所述空心伺服電機轉(zhuǎn)子通過所述連軸結直接驅(qū)動。所述刀具主軸的實際圓周位置由同軸高精度編碼器確定。
[0009]所述空心伺服電機轉(zhuǎn)子的一端靠緊在所述刀具主軸對應的臺階面上，所述空心伺服電機轉(zhuǎn)子的另一端與所述連軸結固定，所述連軸結通過精密鎖緊螺母鎖緊，所述連軸結通過平鍵與所述刀具主軸連接，實現(xiàn)所述空心伺服電機轉(zhuǎn)子與所述刀具主軸的連接。
[0010]所述空心伺服電機定子的一端靠緊在所述刀具主軸箱體預留的臺階面上，所述空心伺服電機定子的另一端通過所述電機連接座安裝在所述刀具主軸箱體上。
[0011]所述刀具主軸的前端與所述刀具主軸箱體之間安裝有角接觸軸承組b、外隔套a、內(nèi)隔套a、雙向推力軸承、外隔套b、內(nèi)隔套b、圓柱滾子軸承；所述圓柱滾子軸承的內(nèi)孔為圓錐面，所述刀具主軸與之對應的部分為相配合的圓錐面；所述圓柱滾子軸承與所述刀具主軸之間的配合公差由所述擋圈調(diào)整；所述精密鎖緊螺母通過所述套圈對所述圓柱滾子軸承的軸向預緊。
[0012]以上設置的軸承組承受徑向力與軸向力，受力結構好，可使所述刀具主軸具有高的回轉(zhuǎn)精度。
[0013]所述電機連接座設置有用于所述刀具主軸后端支承的角接觸軸承組a、軸承蓋
a、軸承蓋b及對應的氟膠油封。
[0014]所述圓柱滾子軸承的外端設置有軸承蓋d，所述軸承蓋d與所述刀具主軸的前端設置有氟膠油封。
[0015]所述角接觸軸承組b的后端設置有軸承蓋C。
[0016]所述刀具主軸箱體上設置有添加潤滑脂的黃油杯。
[0017]所述刀桿的尾端設有刀桿托架，所述刀桿托架上設置有刀具壓緊套、角接觸軸承組C、軸承蓋e、軸承蓋f、油封組、壓緊螺母。
[0018]所述刀桿通過刀桿拉桿拉緊，所述刀桿上可安裝相同孔徑的不同規(guī)格的滾刀，安裝孔徑不相同的滾刀時需更換對應的刀桿和刀墊。
[0019]更換所述刀桿時向下旋轉(zhuǎn)刀桿鎖緊螺母，取下壓緊螺母，取下刀桿托架，再松開刀桿拉桿。
[0020]本新型應用內(nèi)裝式電機即直驅(qū)技術，所述刀具主軸采用空心伺服電機直接套裝在所述刀具主軸上，所述刀具主軸尾部同軸安裝一個位置高精度編碼器反饋所述刀具主軸位置。反饋元件直接檢測滾刀位置，構成了真正意義的全閉環(huán)。
[0021]所述的刀具主軸采用伺服電機直接驅(qū)動方式，將與工件加工精度與分度精度相關的齒輪傳動部件均省略掉，因此從根本上排除了滾齒加工過程中，累積誤差與分度誤差的產(chǎn)生與累積問題，是提高工件加工精度的根本措施。
[0022]本新型具有高效率，刀具主軸采用高精度高速軸承且無中間傳動環(huán)節(jié)，使其主軸速度直接取決于其直驅(qū)電機的轉(zhuǎn)速，本發(fā)明中采用的直驅(qū)電機速度達到3000rpm;高轉(zhuǎn)速可以把現(xiàn)代刀具的高速性能淋漓盡致地發(fā)揮出來，從而獲得很高的生產(chǎn)效率。Speedcore (速切王)納米涂層滾刀切削線速度可達到350m/min,硬質(zhì)合金滾刀線速度可達到300m/min，比傳統(tǒng)臥式滾齒機床效率成倍提高。
[0023]所述的刀具主軸選用空心伺服電機，均采用軸套裝與高精度位置編碼器或光柵尺檢測位置信號，確保驅(qū)動與信號采集反饋的實時性和精確性。所述的刀具主軸直驅(qū)式零傳動設計構成了工件與刀具之間不存在任何機械傳動元件，真正意義上實現(xiàn)了零傳動，因此才能使位置編碼器檢測信號實現(xiàn)實時傳送與反饋，才能實現(xiàn)控制系統(tǒng)的全閉環(huán)數(shù)據(jù)控制。
[0024]采用直驅(qū)結構零傳動，從根本上消除了累積誤差環(huán)節(jié)，使工件的加工精度提高；優(yōu)化設計使機械結構大幅度簡化；由于直驅(qū)和優(yōu)化設計，使反饋元件直接檢測滾刀軸實時信號，構成真正意義上的全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，使本新型擁有理想的加工精度；由于采用了直驅(qū)零傳動技術，使本新型的運行穩(wěn)定性大大提高，從而可以實施高速運行和干切加工；加工的齒輪產(chǎn)品表面質(zhì)量優(yōu)良。
[0025]通過上述技術方案，本實用新型技術方案的有益效果是:所述刀具主軸裝置采用伺服電機直接驅(qū)動方式，同時將與工件加工精度與分度精度相關的齒輪傳動部件均省略掉，通過零傳動直驅(qū)結構設計，從根本上排除了滾齒加工過程中，累積誤差與分度誤差的產(chǎn)生與累積問題，因此提高了工件加工精度，簡化了結構、工藝性能好，實現(xiàn)了全閉環(huán)數(shù)據(jù)控制、加工切削效率高、滾齒加工精度高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本實用新型實施例所公開的一種直驅(qū)式零傳動滾齒機刀具主軸裝置結構示意圖。
[0028]圖中數(shù)字和字母所表示的相應部件名稱:
[0029]1.刀桿鎖緊螺母 2.刀桿拉桿 3.高精度編碼器 4.軸承蓋a
[0030]5.角接觸軸承組a 6.軸承蓋b 7.電機連接座 8.連軸結
[0031]9.空心伺服電機轉(zhuǎn)子10.空心伺服電機定子11.刀具主軸12.蓋板
[0032]13.精密鎖緊螺母 14.軸承蓋c 15.角接觸軸承組b 16.外隔套a
[0033]17.雙向推力軸承 18.黃油杯 19.外隔套b 20.圓柱滾子軸承
[0034]21.擋圈 22.軸承蓋d23.刀桿24.刀墊
[0035]25.軸承蓋e 26.角接觸軸承組c 27.刀具壓緊套 28.軸承蓋f
[0036]29.壓緊螺母 30.油封組 31.刀桿托架32.油封
[0037]33.內(nèi)隔套b 34.內(nèi)隔套a 35.套圈 36刀具主軸箱體
[0038]37.平鍵 38.精密鎖緊螺母

【具體實施方式】
[0039]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0040]根據(jù)圖1，本實用新型提供了一種直驅(qū)式零傳動滾齒機刀具主軸裝置，包括刀桿鎖緊螺母1、刀桿拉桿2、高精度編碼器3、軸承蓋a4、角接觸軸承組a5、軸承蓋b6、電機連接座
7、連軸結8、空心伺服電機轉(zhuǎn)子9、空心伺服電機定子10、刀具主軸11、蓋板12、精密鎖緊螺母13、軸承蓋cl4、角接觸軸承組bl5、外隔套al6、雙向推力軸承17、黃油杯18、外隔套bl9、圓柱滾子軸承20、擋圈21、軸承蓋d22、刀桿23、刀墊24、軸承蓋e25、角接觸軸承組c26、刀具壓緊套27、軸承蓋f28、壓緊螺母29、油封組30、刀桿托架31、油封32、內(nèi)隔套b33、內(nèi)隔套a34、套圈35、刀具主軸箱體36、平鍵37和精密鎖緊螺母38。
[0041]所述刀具主軸箱體36上設置有刀具主軸11，所述刀具主軸為空心軸，所述刀具空心軸內(nèi)設置有刀桿拉桿2和刀桿23 ;所述刀具主軸外側(cè)設置有空心伺服電機轉(zhuǎn)子9、空心伺服電機定子10、連軸結8、高精度編碼器3、角接觸軸承組a5、角接觸軸承組b 15、雙向推力軸承17、角接觸軸承組c26和刀桿托架31。
[0042]所述刀具主軸11設置為旋轉(zhuǎn)軸，由所述空心伺服電機轉(zhuǎn)子9通過所述連軸結8直接驅(qū)動。所述刀具主軸11的實際圓周位置由同軸高精度編碼器3確定。
[0043]所述空心伺服電機轉(zhuǎn)子9的一端靠緊在所述刀具主軸11對應的臺階面上，所述空心伺服電機轉(zhuǎn)子9的另一端與所述連軸結8固定，所述連軸結8通過精密鎖緊螺母38鎖緊，所述連軸結8通過平鍵37與所述刀具主軸11連接，實現(xiàn)所述空心伺服電機轉(zhuǎn)子9與所述刀具主軸11的連接。
[0044]所述空心伺服電機定子10的一端靠緊在所述刀具主軸箱體36預留的臺階面上，所述空心伺服電機定子10的另一端通過所述電機連接座7安裝在所述刀具主軸箱體36上。
[0045]所述刀具主軸11的前端與所述刀具主軸箱體36之間安裝有角接觸軸承組bl5、外隔套al6、內(nèi)隔套a34、雙向推力軸承17、外隔套bl9、內(nèi)隔套b33、圓柱滾子軸承20。所述圓柱滾子軸承20的內(nèi)孔為圓錐面，所述刀具主軸11與之對應的部分為相配合的圓錐面；所述圓柱滾子軸承20與所述刀具主軸11之間的配合公差由擋圈21調(diào)整；所述精密鎖緊螺母13通過所述套圈35對所述圓柱滾子軸承的軸向預緊。
[0046]以上設置的軸承組承受徑向力與軸向力，受力結構好，可使所述刀具主軸11具有高的回轉(zhuǎn)精度。
[0047]所述電機連接座7設置有用于所述刀具主軸11后端支承的角接觸軸承組a5、軸承蓋a4、軸承蓋b6及對應的氟膠油封。
[0048]所述圓柱滾子軸承20的外端設置有軸承蓋d22,所述軸承蓋d22與所述刀具主軸11的前端設置有氟膠油封32。
[0049]所述角接觸軸承組bl5的后端設置有軸承蓋cl4。
[0050]所述刀具主軸箱體36上設置有添加潤滑脂的黃油杯18。
[0051]所述刀桿23的尾端設有刀桿托架31，所述刀桿托架31上設置有刀具壓緊套27、角接觸軸承組c26、軸承蓋e25、軸承蓋f28、油封組30、壓緊螺母29。
[0052]所述刀桿23通過刀桿拉桿2拉緊，所述刀桿23上可安裝相同孔徑的不同規(guī)格的滾刀，安裝孔徑不相同的滾刀時需更換對應的刀桿23和刀墊24。
[0053]更換所述刀桿23時向下旋轉(zhuǎn)刀桿鎖緊螺母I，取下壓緊螺母29，取下刀桿托架31，再松開刀桿拉桿2。
[0054]通過上述具體實施例，本實用新型的有益效果是:所述刀具主軸裝置采用伺服電機直接驅(qū)動方式，同時將與工件加工精度與分度精度相關的齒輪傳動部件均省略掉，通過零傳動直驅(qū)結構設計，從根本上排除了滾齒加工過程中，累積誤差與分度誤差的產(chǎn)生與累積問題，因此提高了工件加工精度，簡化了結構、工藝性能好，實現(xiàn)了全閉環(huán)數(shù)據(jù)控制、加工切削效率高、滾齒加工精度高。
[0055]對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種直驅(qū)式零傳動滾齒機刀具主軸裝置，其特征在于，包括刀桿鎖緊螺母、刀桿拉桿、高精度編碼器、軸承蓋a、角接觸軸承組a、軸承蓋b、電機連接座、連軸結、空心伺服電機轉(zhuǎn)子、空心伺服電機定子、刀具主軸、蓋板、精密鎖緊螺母、軸承蓋C、角接觸軸承組b、外隔套a、雙向推力軸承、黃油杯、外隔套b、圓柱滾子軸承、擋圈、軸承蓋d、刀桿、刀墊、軸承蓋e、角接觸軸承組C、刀具壓緊套、軸承蓋f、壓緊螺母、油封組、刀桿托架、油封、內(nèi)隔套b、內(nèi)隔套a、套圈、刀具主軸箱體、平鍵和精密鎖緊螺母；所述刀具主軸箱體上設置有刀具主軸，所述刀具主軸為空心軸，所述刀具空心軸內(nèi)設置有刀桿拉桿和刀桿，所述刀桿與刀桿拉桿之間為螺接；所述刀具主軸外側(cè)設置有空心伺服電機轉(zhuǎn)子、空心伺服電機定子、連軸結、高精度編碼器、角接觸軸承組a、角接觸軸承組b、雙向推力軸承、角接觸軸承組c和刀桿托架；所述刀具主軸設置為旋轉(zhuǎn)軸，由所述空心伺服電機轉(zhuǎn)子通過所述連軸結直接驅(qū)動；所述刀具主軸的實際圓周位置由同軸高精度編碼器確定；所述空心伺服電機轉(zhuǎn)子的一端靠緊在所述刀具主軸對應的臺階面上，所述空心伺服電機轉(zhuǎn)子的另一端與所述連軸結固定，所述連軸結通過精密鎖緊螺母鎖緊，所述連軸結通過平鍵與所述刀具主軸連接，實現(xiàn)所述空心伺服電機轉(zhuǎn)子與所述刀具主軸的連接；所述空心伺服電機定子的一端靠緊在所述刀具主軸箱體預留的臺階面上，所述空心伺服電機定子的另一端通過所述電機連接座安裝在所述刀具主軸箱體上。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種直驅(qū)式零傳動滾齒機刀具主軸裝置，其特征在于，所述刀具主軸的前端與所述刀具主軸箱體之間安裝有角接觸軸承組b、外隔套a、內(nèi)隔套a、雙向推力軸承、外隔套b、內(nèi)隔套b、圓柱滾子軸承；所述圓柱滾子軸承的內(nèi)孔為圓錐面，所述刀具主軸與之對應的部分為相配合的圓錐面；所述圓柱滾子軸承與所述刀具主軸之間的配合公差由所述擋圈調(diào)整；所述精密鎖緊螺母通過所述套圈對所述圓柱滾子軸承的軸向預先鎖緊。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種直驅(qū)式零傳動滾齒機刀具主軸裝置，其特征在于，所述電機連接座設置有角接觸軸承組a、軸承蓋a、軸承蓋b及對應的氟膠油封。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種直驅(qū)式零傳動滾齒機刀具主軸裝置，其特征在于，所述刀桿的尾端設有刀桿托架，所述刀桿托架上設置有刀具壓緊套、角接觸軸承組C、軸承蓋e、軸承蓋f、油封組、壓緊螺母。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種直驅(qū)式零傳動滾齒機刀具主軸裝置，其特征在于，所述刀桿通過刀桿拉桿拉緊，所述刀桿上可安裝相同孔徑的不同規(guī)格的滾刀。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種直驅(qū)式零傳動滾齒機刀具主軸裝置，其特征在于，所述刀具主軸采用空心伺服電機直接套裝在所述刀具主軸上，所述刀具主軸尾部同軸安裝一個位置高精度編碼器反饋所述刀具主軸位置，反饋元件直接檢測滾刀位置，構成了真正意義的全閉環(huán)控制。
【文檔編號】B23F23/00GK203917945SQ201420183533
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權日:2014年4月16日
【發(fā)明者】謝云生 申請人:張家港乙騰機械有限公司