本发明专利技术公开了一种内置式机床主轴驱动装置，包括内置驱动主轴组件、驱动机构和联轴器，内置驱动主轴组件安装在滑枕的内侧，滑枕安装在滑鞍上，驱动机构安装在滑鞍的一侧，驱动机构与滑枕连接，内置驱动主轴组件经联轴器与机械主轴连接，滑枕、机械主轴、联轴器和内置驱动主轴组件构成滑枕组件，在驱动机构的驱动下，滑枕组件可在滑鞍内上下滑动。本发明专利技术结构紧凑，利用内置驱动主轴组件替代了传统的减速箱、主轴电机和传递轴结构，通过内置驱动主轴组件驱动机械主轴，减轻了滑枕移动部件的重量；消除了减速箱和传递轴可能带来的振动；同时内置驱动主轴组件的加工、运转精度远低于电主轴；保留了机械主轴的精度和刚性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数控机床主轴的驱动装置，具体是一种内置式机床主轴驱动装置，用以实现机床主轴滑枕部件的优化。
技术介绍
对于龙门式机床，其主轴形式分为机械主轴和电主轴。机械主轴采用主轴电机驱动，其传动链为:动力从主轴电机产生，经过联轴器传递至减速箱，再由减速箱经过一根与机械主轴相连的用于传递扭矩的传递轴，最终传递到机械主轴上。其中，机械主轴位于机床滑枕前端，主轴电机和减速箱位于滑枕的上方，传递轴则位于主轴电机和减速箱之间。不利因素有:传动链长，传递效率降低；减速箱增加了滑枕的重量，且减速箱齿轮振动大；扭矩传递轴刚度低且容易产生振动。而电主轴的优点是:最大程度地简化了传动链，减少了很多不必要的振源(如减速箱、传递轴的振动)，而且也减轻了滑枕整体的质量。但是电主轴制造加工难度高，且主轴内置电机在热延伸等问题上存在硬伤，无法很好的解决。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:针对现有技术的不足，提供一种内置式机床主轴驱动装置，利用内置驱动主轴组件替代了传统的减速箱、主轴电机和传递轴结构，通过内置驱动主轴组件驱动机械主轴，减轻了滑枕移动部件的重量；消除了减速箱和传递轴可能带来的振动；同时内置驱动主轴组件的加工、运转精度远低于电主轴；保留了机械主轴的精度和刚性。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种内置式机床主轴驱动装置，包括内置驱动主轴组件、驱动机构和联轴器，所述的内置驱动主轴组件安装在滑枕的内侧，所述的滑枕安装在滑鞍上，所述的驱动机构安装在所述的滑鞍的一侧，所述的驱动机构与所述的滑枕连接，所述的内置驱动主轴组件经所述的联轴器与机械主轴连接，所述的滑枕、所述的机械主轴、所述的联轴器和所述的内置驱动主轴组件构成滑枕组件，在所述的驱动机构的驱动下，所述的滑枕组件可在所述的滑鞍内上下滑动。本专利技术内置式机床主轴驱动装置，结构紧凑，利用内置驱动主轴组件驱动机械主轴转动，通过内置驱动主轴组件替代了传统的减速箱、主轴电机和传递轴结构，减轻了滑枕移动部件和主轴系统的重量，减小了主轴系统的转动惯性，可优化主轴系统的响应特性，避免了传统结构可能带来的有害因素；同时，内置驱动主轴组件结构简单，加工制造难度远低于电主轴，因此加工制造方便；另外，本专利技术可消除传动环节带来的振动和噪音问题，改善主轴传动的平稳性；并且，内置驱动主轴的加工、运转精度远小于电主轴，可保留机械主轴的精度和刚性。所述的内置驱动主轴组件包括动力轴、电机转子、电机定子和支撑套筒，所述的动力轴的前端经所述的联轴器与所述的机械主轴连接，所述的动力轴由轴承组支撑，所述的动力轴的中部套有转子内套，所述的转子内套靠近所述的滑枕的后端，所述的转子内套一端开设有第一动平衡调整孔，所述的转子内套的另一端安装有平衡环，所述的平衡环上开设有第二动平衡调整孔，所述的电机转子安装在所述的转子内套上，所述的动力轴、所述的转子内套和所述的电机转子通过大过盈配合连为一体，所述的电机定子同心安装在所述的电机转子的外侧，所述的电机定子通过过盈配合固定在所述的支撑套筒的内侧，所述的支撑套筒安装在所述的滑枕的内侧，当往电机定子中通三相交流电时，电机定子带动电机转子转动，进而带动动力轴转动并输出扭矩。由电子转子和电机定子组成的内置电机位于滑枕后端，内置电机安装在内置驱动主轴组件内部，其发热现象对前端机械主轴的切削精度的影响可忽略不计。当动力轴、转子内套、电机定子和平衡环四者安装完成时，可利用第一动平衡调整孔和第二动平衡调整孔实现动平衡控制。工作时，动力由内置电机产生，即动力从内置驱动主轴组件内部产生，经动力轴传动给联轴器，再传递至机械主轴。将动力来源的内置电机与动力轴结合，使驱动装置的整体结构更加紧凑、合理。所述的支撑套筒的前后端分别固定有前支撑座和后支撑座，所述的前支撑座和所述的后支撑座固定在所述的滑枕上，所述的轴承组包括套设在所述的动力轴上的圆柱滚子轴承和两组角接触球轴承，所述的两组角接触球轴承为两个一组或四个一组，所述的前支撑座的内侧固定有前轴承座，所述的两组角接触球轴承安装在所述的前轴承座的内侧，所述的两组角接触球轴承之间安装有外隔套和内隔套，所述的内隔套套设在所述的动力轴上，所述的外隔套套设在所述的内隔套上，所述的两组角接触球轴承的内圈的一侧紧靠所述的动力轴的一个轴肩，所述的两组角接触球轴承的内圈的另一侧通过一内挡圈由一个锁紧螺母固定，所述的两组角接触球轴承的外圈安装在所述的前轴承座内，所述的两组角接触球轴承的外圈分别由端盖和前压盖固定，所述的端盖固定在所述的前轴承座的后端，所述的前压盖固定在所述的前轴承座的前端，所述的后支撑座的内侧固定有后轴承座，所述的圆柱滚子轴承的外圈安装在所述的后轴承座上，所述的圆柱滚子轴承的外圈由后压盖压紧，所述的后压盖安装在所述的后轴承座的后端。动力轴的前后两端通过两组角接触球轴承和圆柱滚子轴承支撑，动力轴的安装有两组角接触球轴承的一端为固定端，安装有圆柱滚子轴承的一端为浮动端，当工作过程中动力轴受热伸长时，该浮动端可自由伸长，确保机械主轴的加工精度和动力轴的使用寿命。所述的后支撑座通过螺钉固定在所述的滑枕的后端，所述的前支撑座与所述的滑枕之间设置有环形的灌胶槽，所述的滑枕的侧壁上开设有与所述的灌胶槽相连通的灌胶孔，安装时通过灌胶孔向灌胶槽中注入定位胶，定位胶凝固后即将前支撑座固定在滑枕上，操作方便。所述的驱动机构包括丝杆、丝杆螺母、电机座、两组丝杆轴承组件、丝杆联轴器和伺服电机，所述的丝杆的一端通过所述的丝杆联轴器与所述的伺服电机的输出端连接，所述的丝杆的两端分别通过两组所述的丝杆轴承组件固定在所述的滑鞍上，每组所述的丝杆轴承组件包括若干对轴承，两组所述的丝杆轴承组件分别安装在所述的滑鞍的前后两端，所述的丝杆安装在两组所述的丝杆轴承组件上，所述的丝杆螺母套在所述的丝杆上，所述的丝杆螺母的一侧与所述的滑枕固定，在伺服电机的驱动下，丝杆转动但轴向不可移动，因此丝杆螺母随着丝杆的转动，实现上下运动，从而带动滑枕组件在滑鞍内上下滑动。丝杆的转动动力来源为伺服电机，伺服电机的输出端与丝杆的一端通过丝杆联轴器传递转动，伺服电机可以控制丝杆转动的角度，而通过丝杆转动的角度可以确定丝杆螺母上下移动的距离，因此与丝杆螺母固定的滑枕的上下移动距离也是可以控制的。所述的滑鞍的另一侧设置有平衡油缸组件，所述的平衡油缸组件用于抵消所述的滑枕组件的部分重量，实现滑枕组件移动过程的受力平衡，所述的平衡油缸组件包括油缸和活塞，所述的油缸的一端固定在所述的滑鞍的底端，所述的油缸的另一侧由固定块固定，所述的固定块固定在所述的滑鞍的顶端，所述的活塞可在所述的油缸内部伸缩移动，所述的活塞的端部通过连接板和连接销钉与所述的滑枕连接，所述的连接板安装在所述的滑枕上，所述的连接销钉的一端与所述的连接板连接，所述的连接销钉的另一端与所述的活塞的端部连接。滑枕可视作左右对称的平衡结构，驱动机构位于滑枕的一侧，平衡油缸组件位于滑枕的另一侧，与驱动机构对称分布，有利于滑枕移动过程的受力平衡。油缸内部的油压可使活塞对滑枕产生一定大小的推力，抵消滑枕组件的部分重量，使滑枕移动过程中的受力更为平衡，从而提高装置运行的平稳性和可靠性。所述的后轴承座的外表面设有第一螺旋环槽，所述的后支撑座上开设有与所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种内置式机床主轴驱动装置，其特征在于包括内置驱动主轴组件、驱动机构和联轴器，所述的内置驱动主轴组件安装在滑枕的内侧，所述的滑枕安装在滑鞍上，所述的驱动机构安装在所述的滑鞍的一侧，所述的驱动机构与所述的滑枕连接，所述的内置驱动主轴组件经所述的联轴器与机械主轴连接，所述的滑枕、所述的机械主轴、所述的联轴器和所述的内置驱动主轴组件构成滑枕组件，在所述的驱动机构的驱动下，所述的滑枕组件可在所述的滑鞍内上下滑动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汪旭光，谢瑞木，宣文魁，孙杰，唐科平，饶磊，邵明辉，王文杰，
申请(专利权)人：宁波海天精工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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