一種主軸內(nèi)置機(jī)械式在線動(dòng)平衡裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高速主軸在線動(dòng)平衡技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種主軸內(nèi)置機(jī)械式在線動(dòng)平衡裝置，用于動(dòng)不平衡狀態(tài)的在線校正。
【背景技術(shù)】
[0002]高速數(shù)控機(jī)床是裝備制造業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展方向之一，高速數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的標(biāo)志。主軸是所有旋轉(zhuǎn)加工的數(shù)控機(jī)床中最為關(guān)鍵的部件之一，其性能對(duì)整臺(tái)機(jī)床的加工精度、可靠性等都有至關(guān)重要的影響。旋轉(zhuǎn)不平衡是影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素之一，在主軸上實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡已成為一項(xiàng)不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，它是以提高主軸的回轉(zhuǎn)精度、可靠性及使用壽命為奮斗的終極目標(biāo)。因此，設(shè)計(jì)一種主軸動(dòng)平衡裝置將是高速數(shù)控機(jī)床考慮的重要問題。采取內(nèi)置式雙面動(dòng)平衡技術(shù)一直是行業(yè)內(nèi)的難點(diǎn)。首先，在主軸裝配空間越來越緊湊的趨勢(shì)使得主軸動(dòng)平衡裝置需要采取內(nèi)置于主軸中心孔中。然而，內(nèi)置式動(dòng)平衡裝置需要放置在主軸內(nèi)部隨主軸旋轉(zhuǎn)，動(dòng)平衡裝置的任何設(shè)計(jì)的不合理都可能給主軸帶來附加的動(dòng)不平衡及其它影響，難以滿足高速數(shù)控機(jī)床的要求和發(fā)展趨勢(shì)。再者，由于一般主軸工藝孔空間狹小，而機(jī)械式動(dòng)平衡裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如何在狹小空間進(jìn)行動(dòng)平衡裝置的固定、裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置都具有挑戰(zhàn)性。目前，國(guó)內(nèi)外還未發(fā)現(xiàn)一種適合于高速主軸的、采用雙平面動(dòng)平衡方法的、內(nèi)置的機(jī)械式主軸動(dòng)平衡裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種主軸內(nèi)置機(jī)械式在線動(dòng)平衡裝置，用于主軸動(dòng)不平衡狀態(tài)的在線校正。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本發(fā)明一種主軸內(nèi)置機(jī)械式在線動(dòng)平衡裝置，包括屏蔽罩、兩沿軸向并列設(shè)置的質(zhì)量調(diào)整組塊、至少兩個(gè)穩(wěn)固漲環(huán)、控制腔、穩(wěn)固絎架及兩端蓋；所述屏蔽罩內(nèi)依次設(shè)置兩質(zhì)量調(diào)整組塊和穩(wěn)固絎架I，兩質(zhì)量調(diào)整組塊分別帶有穩(wěn)固絎架II和III，相鄰穩(wěn)固絎架間分別通過螺栓固定連接，在穩(wěn)固絎架I內(nèi)形成安裝運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制腔，屏蔽罩兩端分別設(shè)置端蓋，屏蔽罩外周設(shè)置穩(wěn)固漲環(huán)。
[0006]進(jìn)一步地，所述質(zhì)量調(diào)整組塊包括大質(zhì)量塊、小質(zhì)量塊、穩(wěn)固絎架及相互連接的兩組電機(jī)、減速器，所述兩組電機(jī)、減速器對(duì)稱設(shè)置在穩(wěn)固絎架上，相對(duì)端的一個(gè)減速器輸出軸上安裝大質(zhì)量塊，另一個(gè)減速器輸出軸上安裝小質(zhì)量塊，所述大質(zhì)量塊和小質(zhì)量塊均為扇形塊，相互套置，初始安裝時(shí)扇形缺口處對(duì)應(yīng)設(shè)置，兩質(zhì)量塊產(chǎn)生的質(zhì)量偏心為零，工作時(shí)，兩質(zhì)量塊同心旋轉(zhuǎn)形成角度并產(chǎn)生質(zhì)量偏心。
[0007]進(jìn)一步地，所述大質(zhì)量塊、小質(zhì)量塊均為扇形塊，初始安裝時(shí)，兩質(zhì)量塊的扇形缺口對(duì)應(yīng)設(shè)置。
[0008]進(jìn)一步地，所述穩(wěn)固漲環(huán)為兩端帶缺口的金屬薄環(huán)結(jié)構(gòu)，穩(wěn)固漲環(huán)每端缺口至少三處且形狀相同、均布，兩端對(duì)稱布置。
[0009]進(jìn)一步地，所述端蓋沿圓周設(shè)置有至少三個(gè)漲片。
[0010]進(jìn)一步地，所述端蓋外端開有兩個(gè)同心的環(huán)形槽，分別容置運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的天線環(huán)和電源環(huán)，端蓋中部開有連通控制腔的導(dǎo)線通孔。
[0011]進(jìn)一步地，所述屏蔽罩為金屬圓筒。
[0012]進(jìn)一步地，所述電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
[0014]本發(fā)明的主軸內(nèi)置機(jī)械式動(dòng)平衡裝置適合各種主軸運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)主軸動(dòng)不平衡狀態(tài)的校正。從所獲特性可知該裝置可提高高速主軸的回轉(zhuǎn)精度，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量零件的加工。
[0015]本發(fā)明的主軸內(nèi)置機(jī)械式動(dòng)平衡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可適應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，而且損耗低、效率高。動(dòng)平衡調(diào)整功能全面，可實(shí)現(xiàn)剛性主軸、撓性主軸的在線動(dòng)不平衡校正。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為圖1中質(zhì)量調(diào)整組結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為圖1中穩(wěn)固漲環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為圖1中端蓋結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]其中，1-穩(wěn)固漲環(huán)，2-動(dòng)平衡質(zhì)量調(diào)整塊，3-電機(jī)，4-減速器，5-穩(wěn)固絎架，6_控制腔，屏蔽罩，8_端蓋，9-大質(zhì)量塊，10-小質(zhì)量塊，11.漲片，12-電源環(huán)，13_缺口，14-天線環(huán)，15-環(huán)形槽，16-通孔。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面通過實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0022]實(shí)施例:如圖1所示，本發(fā)明包括屏蔽罩7、兩沿軸向并列設(shè)置的質(zhì)量調(diào)整組塊、至少兩個(gè)穩(wěn)固漲環(huán)1、控制腔6、穩(wěn)固絎架5及兩端蓋8 ;所述屏蔽罩7內(nèi)依次設(shè)置兩質(zhì)量調(diào)整組塊和穩(wěn)固絎架I，兩質(zhì)量調(diào)整組塊分別帶有穩(wěn)固絎架II和III，相鄰穩(wěn)固絎架5間分別通過螺栓固定連接，在穩(wěn)固絎架I內(nèi)形成安裝運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制腔6，屏蔽罩7兩端分別設(shè)置端蓋8，屏蔽罩7外周設(shè)置穩(wěn)固漲環(huán)I。
[0023]所述質(zhì)量調(diào)整組塊包括大質(zhì)量塊9、小質(zhì)量塊10、穩(wěn)固絎架5及相互連接的兩組電機(jī)3、減速器4，所述兩組電機(jī)3、減速器4對(duì)稱設(shè)置在穩(wěn)固絎架II或III上，相對(duì)端的一個(gè)減速器輸出軸上安裝大質(zhì)量塊0，另一個(gè)減速器輸出軸上安裝小質(zhì)量塊10，所述大質(zhì)量塊9和小質(zhì)量塊10相互套置，質(zhì)量偏心，偏心處對(duì)應(yīng)設(shè)置，兩質(zhì)量塊產(chǎn)生的離心力為0，工作時(shí)，兩質(zhì)量塊同心旋轉(zhuǎn)形成角度并產(chǎn)生質(zhì)量偏心。
[0024]所述穩(wěn)固漲環(huán)I為兩端帶缺口的金屬薄環(huán)結(jié)構(gòu)，漲環(huán)每端缺口 13至少三處且形狀相同、均布，兩端對(duì)稱布置。安裝本發(fā)明時(shí)，通過穩(wěn)固漲環(huán)I固定在主軸內(nèi)腔中。
[0025]所述大質(zhì)量塊9、小質(zhì)量塊10均為扇形塊，初始安裝時(shí)，兩質(zhì)量塊的扇形缺口對(duì)應(yīng)設(shè)置。
[0026]所述端蓋8沿圓周設(shè)置有至少三個(gè)漲片11，起固定支撐作用。在端蓋8外端開有兩個(gè)同心的環(huán)形槽15，分別容置運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的天線環(huán)14和電源環(huán)12，端蓋中部開有連通控制腔的導(dǎo)線通孔16。所述屏蔽罩7為金屬圓筒，起到屏蔽的作用。所述電機(jī)3為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，設(shè)置于本發(fā)明的穩(wěn)固絎架I內(nèi)的控制腔6內(nèi)，其電源環(huán)12安裝在端蓋8上。
[0027]本發(fā)明所述的動(dòng)平衡裝置置于主軸內(nèi)，工作時(shí)，由同心且并列的兩組質(zhì)量調(diào)整組塊產(chǎn)生質(zhì)量偏心，主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)由質(zhì)量偏心產(chǎn)生與主軸自身產(chǎn)生的動(dòng)不平衡力(離心力)作用位置相同、大小相等、方向相反的動(dòng)平衡力，執(zhí)行在線校正主軸的動(dòng)不平衡。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種主軸內(nèi)置機(jī)械式在線動(dòng)平衡裝置，其特征在于:包括屏蔽罩、兩沿軸向并列設(shè)置的質(zhì)量調(diào)整組塊、至少兩個(gè)穩(wěn)固漲環(huán)、控制腔、穩(wěn)固絎架及兩端蓋；所述屏蔽罩內(nèi)依次設(shè)置兩質(zhì)量調(diào)整組塊和穩(wěn)固絎架I，兩質(zhì)量調(diào)整組塊分別帶有穩(wěn)固絎架II和III，相鄰穩(wěn)固絎架間分別通過螺栓固定連接，在穩(wěn)固絎架I內(nèi)形成安裝運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制腔，屏蔽罩兩端分別設(shè)置端蓋，屏蔽罩外周設(shè)置穩(wěn)固漲環(huán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述主軸內(nèi)置機(jī)械式在線動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述質(zhì)量調(diào)整組塊包括大質(zhì)量塊、小質(zhì)量塊、穩(wěn)固絎架及相互連接的兩組電機(jī)、減速器，所述兩組電機(jī)、減速器對(duì)稱設(shè)置在穩(wěn)固絎架上，相對(duì)端的一個(gè)減速器輸出軸上安裝大質(zhì)量塊，另一個(gè)減速器輸出軸上安裝小質(zhì)量塊，所述大質(zhì)量塊和小質(zhì)量塊均為扇形塊，相互套置，初始安裝時(shí)扇形缺口處對(duì)應(yīng)設(shè)置，兩質(zhì)量塊產(chǎn)生的質(zhì)量偏心為零，工作時(shí)，兩質(zhì)量塊同心旋轉(zhuǎn)形成角度并產(chǎn)生質(zhì)量偏心。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述主軸內(nèi)置機(jī)械式在線動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述大質(zhì)量塊、小質(zhì)量塊均為扇形塊，初始安裝時(shí)，兩質(zhì)量塊的扇形缺口對(duì)應(yīng)設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述主軸內(nèi)置機(jī)械式在線動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述穩(wěn)固漲環(huán)為兩端帶缺口的金屬薄環(huán)結(jié)構(gòu)，穩(wěn)固漲環(huán)每端缺口至少三處且形狀相同、均布，兩端對(duì)稱布置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述主軸內(nèi)置機(jī)械式在線動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述端蓋沿圓周設(shè)置有至少三個(gè)漲片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述主軸內(nèi)置機(jī)械式在線動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述端蓋外端開有兩個(gè)同心的環(huán)形槽，分別容置運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的天線環(huán)和電源環(huán)，端蓋中部開有連通控制腔的導(dǎo)線通孔。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述主軸內(nèi)置機(jī)械式在線動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述屏蔽罩為金屬圓筒。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述主軸內(nèi)置機(jī)械式在線動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。
【專利摘要】一種主軸內(nèi)置機(jī)械式在線動(dòng)平衡裝置，屬于高速主軸在線動(dòng)平衡技術(shù)領(lǐng)域。包括屏蔽罩、兩沿軸向并列設(shè)置的質(zhì)量調(diào)整組塊、至少兩個(gè)穩(wěn)固漲環(huán)、控制腔、穩(wěn)固絎架及兩端蓋；所述屏蔽罩內(nèi)依次設(shè)置兩質(zhì)量調(diào)整組塊和穩(wěn)固絎架Ⅰ，兩質(zhì)量調(diào)整組塊分別帶有穩(wěn)固絎架Ⅱ和Ⅲ，相鄰穩(wěn)固絎架間分別通過螺栓固定連接，在穩(wěn)固絎架Ⅰ內(nèi)形成安裝運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制腔，屏蔽罩兩端分別設(shè)置端蓋，屏蔽罩外周設(shè)置穩(wěn)固漲環(huán)。本發(fā)明的主軸在線動(dòng)平衡裝置適合各種主軸運(yùn)行工況，結(jié)合運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)用于主軸動(dòng)不平衡狀態(tài)的在線校正。其統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可適應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，而且損耗低、效率高?？蓪?shí)現(xiàn)剛性主軸、撓性主軸的在線動(dòng)不平衡校正。
【IPC分類】B23Q11/00, B23B19/02
【公開號(hào)】CN104999330
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510398608
【發(fā)明人】吳玉厚, 張珂, 鄧華波, 張麗秀, 張馳宇
【申請(qǐng)人】沈陽建筑大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年7月8日