一种以铣或磨代镗加工的动力主轴头装置制造方法及图纸

一种以铣或磨代镗加工的动力主轴头装置，包括具有偏心内孔的机械主轴，机械主轴通过端面轴承连接转子轴，机械主轴的内孔中安装有用于根据角度指令驱动转子轴进行旋转的力矩电机，所述的转子轴也具有偏心内孔，转子轴通过法兰固定连接电主轴，转子轴在力矩电机的驱动下能够改变电主轴与机械主轴之间轴线的相对距离，继而改变加工范围；所述电主轴的端部连接刀具或者磨具；转子轴的端部设有能够通过其固定电主轴位置的抱闸。本实用新型专利技术集成了精密机械主轴与高速电主轴的优势，利用精密机械主轴低速旋转进给运动保证被加工零件孔的同轴度及圆度，利用高速电主轴带动刀具实现高速切削加工，结构紧凑合理。

A power spindle head device used for milling or grinding and boring

A dynamic spindle head device with milling or grinding instead of boring machining, including mechanical spindle with eccentric holes, connected by mechanical spindle rotor shaft end bearing, the inner hole is arranged in the machine spindle according to order driven rotor shaft torque angle rotation of the motor, the rotor shaft also has an eccentric hole the rotor shaft is fixedly connected by a flange, spindle, relative distance between the rotor shaft in the driving torque of the motor can change the axis between the spindle and mechanical spindle, and then change the processing scope; the end of the spindle connecting tool or grinding tool; end of the rotor shaft is provided with the fixed position of the spindle through electric brake. The utility model integrates the advantages of the precision mechanical spindle and the high-speed motorized spindle, and utilizes the low speed rotary feed movement of the precision mechanical spindle to ensure the hole's coaxiality and roundness of the processed parts, and realizes the high speed machining with the high-speed electric spindle to drive the cutter, and the structure is compact and reasonable.

【技术实现步骤摘要】
一种以铣或磨代镗加工的动力主轴头装置
本技术属于机械加工领域，具体涉及一种以铣或磨代镗加工的动力主轴头装置，尤其适用于缸体、连杆及其它箱体的圆孔、锥孔、异形孔的以铣代镗和以磨代镗的加工。
技术介绍
零件关键孔的加工工艺和加工质量直接影响零部件的使用性能，而镗削和磨削作为孔加工的关键工序一直受到很多研究者关注。缸体孔、连杆孔及其它箱体等零件的轴承孔、连接孔等一般呈圆柱孔，或内部圆柱呈台阶状，其关键工序常采用镗削工艺。传统的镗削工艺多具有低转速、低进给量的特点，特别是单齿镗刀是以点接触的加工方式进行零件的精加工，存在效率不高的缺陷，且孔表面留有进给的刀痕。而且这些传统工艺与装备并不适用于锥孔、锥面和其他零件的异形孔加工。另外，针对工件孔径的尺寸变化，工厂需要投入额外的刀具和机床设备，增加了加工流程和操作强度，从而也降低了生产效率。遇到工件孔径较大时，如果采用较小直径的刀具或砂轮加工工件内孔、外圆，其圆周方向通常采用直线轴数控插补方式，容易造成圆度不高、台阶孔同轴度不高等问题。关于联动插补镗削加工，按其实现方式分为两大类，一类是数控平旋盘，另一类是带有径向补偿功能的镗刀。数控平旋盘往往尺寸较大，且容易造成动不平衡，加工速度较低，不适用于高转速加工。带径向补偿功能的镗刀由于存在机构间隙和弹性变形的问题，会造成机械传动件的精度损失，补偿量不稳定，且补偿范围较小。因此，需要研究新的工艺装备满足孔的加工要求。特别地，在大型回转体零件的外圆加工时，通常采用车床进行外圆或者外圆锥加工，加工过程中刀具保持不动，零件通过主轴进行回转进给，加工效率低而且粗造度差。如果遇到大型零件会造成装夹困难，而且零件越大转动惯量也越大，因此造成零件加工精度低。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种以铣或磨代镗加工的动力主轴头装置，保持大型零件固定不动，通过刀具进行旋转进给切削，在保证径向、轴向高刚性的同时，减小动力主轴头的径向和轴向尺寸，径向调整精度高、结构紧凑合理。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：包括具有偏心内孔的机械主轴，机械主轴通过端面轴承连接转子轴，机械主轴的内孔中安装有用于根据角度指令驱动转子轴进行旋转的力矩电机，所述的转子轴也具有偏心内孔，转子轴通过法兰固定连接电主轴，转子轴在力矩电机的驱动下能够改变电主轴与机械主轴之间轴线的相对距离，继而改变加工范围；所述电主轴的端部连接刀具或者磨具；转子轴的端部设有能够通过其固定电主轴位置的抱闸。所述的机械主轴通过螺钉连接主轴延长段，抱闸设置在主轴延长段内部。所述的主轴延长段内部设有光栅读数头，转子轴的端部设置有圆光栅尺；所述的转子轴上开设有连通抱闸的液压油路，液压油路连接液压油管。所述机械主轴的外端通过滑环支架安装第一滑环，与力矩电机相连的力矩电机动力信号线通过第一滑环转换为滑环引出线；所述主轴延长段的内部通过盖板固定有第二滑环，所述的第二滑环上固定有光栅信号线、电主轴动力信号线以及液压油管。所述的机械主轴通过前端轴承组和后端轴承组安装在主轴箱的内部；所述的主轴箱通过前端盖板和后端盖板组成整体支承箱体。所述的转子轴从前端盖板延伸而出，所述的主轴延长段与后端盖板的接触部位设有第一密封件，转子轴与前端盖板的衔接处设有第二密封件。所述的转子轴通过转台轴承与机械主轴连接。所述的刀具采用单齿镗刀、多齿镗刀、密齿铣刀或砂轮中的任意一种。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：集成了精密机械主轴与高速电主轴的优势，利用精密机械主轴低速旋转进给运动保证被加工零件孔的同轴度及圆度，利用高速电主轴带动刀具实现高速切削加工。本技术利用以铣代镗和以磨代镗工艺，在加工缸体孔、连杆孔及其它箱体的圆孔、锥孔、异形孔方面有较大优势，并且适用于法兰面的加工。本技术能够实现零件的高速切削，降低电主轴功率，又能扩展机床和刀具的加工范围，孔径尺寸不受刀具尺寸的限制。本技术的调整精度高，结构紧凑合理。进一步的，本技术采用多齿铣刀高速切削，相比于单齿或少齿镗刀低速切削的方式，能够延长刀具的寿命，提高加工效率，总体降低了加工成本。附图说明图1本技术的整体结构示意图；图2(a)是O0与O2坐标重合示意图；图2(b)是转子轴绕O1转动后O0与O2坐标开始分离示意图；图2(c)是转子轴绕O1转动90度后O0与O2坐标示意图；图2(d)是转子轴绕O1转动180度后O0与O2坐标示意图；附图中：1-刀具；2-电主轴；3-转子轴；4-前端盖板；5-转台轴承；6-机械主轴；7-主轴箱；8-前端轴承组；9-力矩电机转子；10-力矩电机定子；11-轴承调整套；12-轴承套筒；13-主轴延长段；14-抱闸；15-后端轴承组；16-光栅读数头；17-锁紧螺母；18-主轴箱调整套；19-后端盖板；20-滑环支架；21-第一滑环；22-光栅信号线；23-电主轴动力信号线；24-液压油管；25-盖板；26-第二滑环；27-滑环引出线；28-圆光栅尺；29-第一密封件；30-液压油路；31-力矩电机动力信号线；32-第二密封件；13-1.主轴延长段螺纹；13-2.主轴延长段带轮。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明。参见图1，本技术在整体结构上包括刀具1、高速电主轴2、转子轴3、前端盖板4、转台轴承5、机械主轴6、主轴箱7、前端轴承组8、力矩电机转子9、力矩电机定子10、轴承调整套11、轴承套筒12、主轴延长段13、抱闸14、后端轴承组15、光栅读数头16、锁紧螺母17、主轴箱调整套18、后端盖板19、滑环支架20、第一滑环21、光栅信号线22、电主轴动力信号线23、液压油管24、盖板25、第二滑环26、滑环引出线27、圆光栅尺28、第一密封件29、液压油路30、力矩电机动力信号线31以及第二密封件32。其中，机械主轴6的内孔安装有力矩电机定子10和力矩电机转子9，转子轴3内安装有电主轴2。电主轴2通过法兰固定于转子轴3上，转子轴3内孔为偏心孔。转子轴3前端通过端面轴承5与机械主轴6连接，转子轴3后端连接有抱闸14、圆光栅28和液压油管24，转子轴3侧壁上开设有液压油路30。机械主轴6与主轴延长段13通过螺钉连接，机械主轴6通过前端轴承组8、主轴延长段13通过后端轴承组15分别与主轴箱7连接，并安装于主轴箱7内，机械主轴6的内孔为偏心孔。在主轴延长段13的内部设置有抱闸14，抱闸14固定于转子轴3的后端，抱闸14可以有采取径向抱闸和轴向抱闸两种形式，压力介质通入液压油路30后，抱闸14薄壁处变形，抱紧与之间隙配合的转动件。主轴延长段13内壁的前端设置有光栅读数头16、后端设有滑环26，其外圈中端有螺纹13-1、后端有带轮13-2，锁紧螺母17通过螺纹13-1固定后端轴承组15的最外端轴承内圈。第一滑环21通过滑环支架20固定于主轴延长段13的外圈，力矩电机动力信号线31通过滑环21转换为滑环引出线27。第二滑环26通过盖板25固定于主轴延长段13的内孔，光栅信号线22、电主轴动力信号线23和液压油管24通过第二滑环26引出。主轴箱7与前端盖板4和后端盖板19通过螺钉直接连接形成复合动力主轴头的支承箱体，为了防止外部介质进入主轴箱体内，前端盖板4与转子轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以铣或磨代镗加工的动力主轴头装置，其特征在于：包括具有偏心内孔的机械主轴(6)，机械主轴(6)通过端面轴承连接转子轴(3)，机械主轴(6)的内孔中安装有用于根据角度指令驱动转子轴(3)进行旋转的力矩电机，所述的转子轴(3)也具有偏心内孔，转子轴(3)通过法兰固定连接电主轴(2)，转子轴(3)在力矩电机的驱动下能够改变电主轴(2)与机械主轴(6)之间轴线的相对距离，继而改变加工范围；所述电主轴(2)的端部连接刀具或者磨具；转子轴(3)的端部设有能够通过其固定电主轴(2)位置的抱闸(14)。

【技术特征摘要】
1.一种以铣或磨代镗加工的动力主轴头装置，其特征在于：包括具有偏心内孔的机械主轴(6)，机械主轴(6)通过端面轴承连接转子轴(3)，机械主轴(6)的内孔中安装有用于根据角度指令驱动转子轴(3)进行旋转的力矩电机，所述的转子轴(3)也具有偏心内孔，转子轴(3)通过法兰固定连接电主轴(2)，转子轴(3)在力矩电机的驱动下能够改变电主轴(2)与机械主轴(6)之间轴线的相对距离，继而改变加工范围；所述电主轴(2)的端部连接刀具或者磨具；转子轴(3)的端部设有能够通过其固定电主轴(2)位置的抱闸(14)。2.根据权利要求1所述以铣或磨代镗加工的动力主轴头装置，其特征在于：所述的机械主轴(6)通过螺钉连接主轴延长段(13)，抱闸(14)设置在主轴延长段(13)内部。3.根据权利要求2所述以铣或磨代镗加工的动力主轴头装置，其特征在于：所述的主轴延长段(13)内部设有光栅读数头(16)，转子轴(3)的端部设置有圆光栅尺(28)；所述的转子轴(3)上开设有连通抱闸(14)的液压油路(30)，液压油路(30)连接液压油管(24)。4.根据权利要求3所述以铣或磨代镗加工的动力主轴头装置，其特征在于：所述机械主轴(6)的外端通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，卢秉恒，汤永凯，薛飞，
申请(专利权)人：西安增材制造国家研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61