一种铣车复合主轴及其工作方法技术

本发明专利技术公开一种铣车复合主轴及其工作方法，复合主轴包括主轴外壳、主轴、前端盖、后端盖、前轴承、后轴承、前轴承嵌套、前轴承端盖、后轴承端盖、主轴驱动装置和主轴松开锁紧装置。主轴安装在主轴外壳内，前轴承和后轴承对主轴进行支撑，前端盖、后端盖对轴承进行轴向定位，主轴驱动装置驱动主轴高速旋转，主轴松开锁紧装置包括齿盘一、齿盘二、齿盘三、左活塞盘和右活塞盘，通过油压作用，锁紧或松开主轴。本复合主轴结构简单、发生故障率低、既能用于车削加工又能用于铣削加工，经济适用性强。

A Milling Turning Composite Spindle and Its Working Method

The invention discloses a milling machine composite spindle and its working method. The composite spindle comprises a spindle shell, a spindle, a front end cover, a rear end cover, a front bearing, a rear bearing, a front bearing, a front bearing nesting, a front bearing end cover, a rear bearing end cover, a spindle driving device and a spindle loosening and locking device. The spindle is installed in the housing of the spindle. The front bearing and the rear bearing support the spindle. The front cover and the back cover locate the bearing axially. The spindle drive device drives the spindle to rotate at high speed. The spindle release locking device includes the gear disc 1, the gear disc 2, the gear disc 3, the left piston disc and the right piston disc. Through the oil pressure, the spindle is locked or loosened. The composite spindle has the advantages of simple structure, low failure rate, good economic applicability, and can be used for both turning and milling.

【技术实现步骤摘要】
一种铣车复合主轴及其工作方法
本专利技术涉及机床领域，具体地讲，涉及一种铣车复合主轴及其工作方法。
技术介绍
复合机床是当前世界机床技术发展的潮流。复合加工在保持工序集中和消除（或减少）工件重新安装定位的总的发展趋势中，使更多的不同加工过程复合在一台机床上，从而达到减少机床和夹具，免去工序间的搬运和储存，提高工件加工精度，缩短加工周期和节约作业面积的目的。铣车复合机床的两个基本而重要的加工成型方式为车削和铣削，车削，即车床加工，车床加工主要是用车刀对旋转的工件进行车削加工；铣削是用旋转的刀具对工件进行切削；因此，铣车复合机床的核心是既具备铣削能力还具备车削能力的铣车复合主轴，当铣车复合机床处于铣削加工状态时，复合主轴可旋转，当铣车复合机床处于车削加工状态时，复合主轴需处于锁紧不旋转状态，现有复合主轴存在结构复杂、锁紧时刚性不足的缺点，其制造成本和维护成本高，不适合应用于经济型机床上，应用范围不广泛，例如授权公告号为CN205519685U的中国专利：铣车复合加工中心的一体化复合主轴，就存在上述缺点，因此，有必要对现有的复合主轴进行改进和优化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、简单、刚性好、能高速旋转、经济适用性好的铣车复合主轴，并给出其工作方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种铣车复合主轴，包括主轴外壳、主轴、前端盖、后端盖、前轴承、后轴承、前轴承嵌套、前轴承端盖和后轴承端盖；其特征在于：还包括主轴驱动装置和主轴松开锁紧装置；所述主轴外壳具有一贯通孔，所述贯通孔从前端至后端依次分为第一安装腔、第二安装腔、第三安装腔、第四安装腔和第五安装腔；所述第一安装腔的内径大于第二安装腔的内径，所述第二安装腔的内径大于第三安装腔的内径，所述第三安装腔的内径小于第四安装腔的内径，所述第四安装腔的内径大于第五安装腔的内径；所述第一安装腔和第二安装腔的过渡连接面形成第一限位端面，第二安装腔和第三安装腔的过渡连接面形成第二限位端面；所述前端盖、后端盖、前轴承嵌套和后轴承端盖均具有与贯通孔同轴的轴向通孔；所述前端盖安装在贯通孔的前端，位于第一安装腔内；所述前轴承嵌套安装在前端盖的轴向通孔内；所述前轴承位于前轴承嵌套的轴向通孔内；所述轴承端盖安装在前轴承嵌套的轴向通孔内，用于对前轴承的内圈进行轴向定位并对前轴承嵌套进行密封；所述后端盖安装在贯通孔的后端，位于第五安装腔内，所述后轴承位于后端盖的轴向通孔内，所述后轴承端盖安装在后端盖的轴向通孔内，用于对后轴承进行轴向定位；所述主轴位于贯通孔内，主轴的前端通过前轴承进行支撑定位，主轴的后端通过后轴承进行支撑定位，并且主轴的后端从贯通孔伸出作为与刀具连接的动力输出端；所述主轴驱动装置安装在贯通孔内，位于第四安装腔和第五安装腔内，用于驱动主轴转动，主轴驱动装置包括定子、定子支撑套、转子和转子固定套；所述定子支撑套套装在贯通孔内，并与贯通孔孔壁固定连接；所述转子固定套套设并固定在主轴上，所述转子套设并固定在转子固定套上；所述定子套设于转子，并与转子留有间隙，定子与定子支撑套固定连接；所述主轴松开锁紧装置包括齿盘一、齿盘二、齿盘三、左活塞盘和右活塞盘；所述齿盘一固定套设于主轴上，位于第二安装腔内；所述齿盘二套设在齿盘一外围，并且齿盘二的右端面贴合固定在第二限位端面上，即齿盘二与主轴外壳固定连接在一起，所述齿盘二的外圆面与第二安装腔的周向壁面之间留有间隙；所述齿盘三套设在主轴上，位于齿盘一左侧，所述齿盘三上的齿与齿盘二上的齿以及齿盘一上的齿能啮合；所述右活塞盘套设固定在齿盘三外围，且位于第一安装腔内；所述左活塞盘套设在主轴上，位于齿盘三左侧，与齿盘三、右活塞盘均固定连接；所述右活塞盘的右端面与第一限位端面之间形成一环状腔体，该环状腔体为主轴松开油腔，右活塞盘的右端面上具有一凸缘，该凸缘的端部插入齿盘二的外圆面与第二安装腔的周向壁面之间留有的间隙里；所述前端盖的右端面上具有凸缘，所述左活塞盘的左端面与前端盖的右端面之间形成一环状腔体，该环状腔体为主轴锁紧油腔，所述主轴外壳上分别开设有与主轴锁紧油腔、主轴松开油腔相通连接的通油孔。优选的，本专利技术所述前轴承和后轴承均为角接触球轴承。优选的，本专利技术所述主轴为中空主轴。优选的，本专利技术所述主轴的后端连接有刀具连接座。优选的，本专利技术所述主轴的后端处设置有用于对刀具连接座进行轴向定位的轴端挡圈。优选的，本专利技术所述主轴外壳的后端处套设用用于使后端盖紧固安装在贯通孔后端的抱箍。优选的，本专利技术所述后轴承端盖与主轴的接触面处设置密封圈进行密封。为解决上述技术问题，本专利技术还提供另一技术方案：一种铣车复合主轴的工作方法为：1、往主轴锁紧油腔内通入液压油，在油压作用下，齿盘三、左活塞盘和右活塞盘作为一个整体向右移动，并且右活塞盘右端面上的凸缘沿着齿盘二的外圆面与第二安装腔的周向壁面之间留有的间隙里进行导向移动，然后齿盘三与齿盘一、齿盘二啮合在一起，由于齿盘二和主轴外壳固定连接，此时主轴被锁紧，不发生转动，刀具连接座可安装车刀，进行车削加工；2、往主轴松开油腔内通入液压油，在油压作用下，齿盘三、左活塞盘和右活塞盘作为一个整体向左移动，并且右活塞盘右端面上的凸缘沿着齿盘二的外圆面与第二安装腔的周向壁面之间留有的间隙里进行导向移动，然后齿盘三与齿盘一、齿盘二脱离，此时主轴驱动装置通电即可驱动主轴转动，刀具连接座可安装铣刀，进行铣削加工。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、主轴驱动装置采用定转子通电驱动，主轴能实现高速旋转，且精度高；2、主轴外壳内部设置限位端面，其中第一限位端面用于和右活塞盘的右端面形成油腔，并对右活塞盘向右移动进行限位，防止过渡向右移动，第二限位端面对右活塞盘的凸缘进行限位，利用结构设计控制齿盘三的移动距离，不用借助其他的位置测量器件，简化了整个复合主轴的设计，不易发生故障；3、齿盘二的外圆面与第二安装腔的周向壁面之间留有间隙，当主轴锁紧时，右活塞盘右端面上的凸缘插入所述间隙中，增强了主轴锁紧时的稳固性，提高了主轴刚性；4、复合主轴结构简单、发生故障率低、既能用于车削加工又能用于铣削加工，经济适用性强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的主视结构示意图。图2是图1中A-A剖视结构示意图。图3是图2中局部结构示意图。图4是图2中主轴外壳的结构示意图。附图标记说明：主轴外壳1、贯通孔101、第一安装腔1011、第二安装腔1012、第三安装腔1013、第四安装腔1014、第五安装腔1015、前端盖2、齿盘一3、齿盘二4、齿盘三5、左活塞盘51、右活塞盘52、主轴6、前轴承嵌套7、前轴承端盖8、前轴承9、抱箍10、刀具连接座11、定子12、转子13、定子支撑套14、转子固定套15、后端盖16、后轴承端盖17、后轴承18、轴端挡圈19、主轴锁紧油腔a、主轴松开油腔b、第一限位端面c、第二限位端面d。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铣车复合主轴，包括主轴外壳（1）、主轴（6）、前端盖（2）、后端盖（16）、前轴承（9）、后轴承（18）、前轴承嵌套（7）、前轴承端盖（8）和后轴承端盖（17）；其特征在于：还包括主轴驱动装置和主轴松开锁紧装置；所述主轴外壳（1）具有一贯通孔（101），所述贯通孔（101）从前端至后端依次分为第一安装腔（1011）、第二安装腔（1012）、第三安装腔（1013）、第四安装腔（1014）和第五安装腔（1015）；所述第一安装腔（1011）的内径大于第二安装腔（1012）的内径，所述第二安装腔（1012）的内径大于第三安装腔（1013）的内径，所述第三安装腔（1013）的内径小于第四安装腔（1014）的内径，所述第四安装腔（1014）的内径大于第五安装腔（1015）的内径；所述第一安装腔（1011）和第二安装腔（1012）的过渡连接面形成第一限位端面（c），第二安装腔（1012）和第三安装腔（1013）的过渡连接面形成第二限位端面（d）；所述前端盖（2）、后端盖（16）、前轴承嵌套（7）和后轴承端盖（17）均具有与贯通孔（101）同轴的轴向通孔；所述前端盖（2）安装在贯通孔（101）的前端，位于第一安装腔（1011）内；所述前轴承嵌套（7）安装在前端盖（2）的轴向通孔内；所述前轴承（9）位于前轴承嵌套（7）的轴向通孔内；所述轴承端盖（8）安装在前轴承嵌套（7）的轴向通孔内，用于对前轴承（9）的内圈进行轴向定位并对前轴承嵌套（7）进行密封；所述后端盖（16）安装在贯通孔（101）的后端，位于第五安装腔（1015）内，所述后轴承（18）位于后端盖（16）的轴向通孔内，所述后轴承端盖（17）安装在后端盖（16）的轴向通孔内，用于对后轴承（18）进行轴向定位；所述主轴（6）位于贯通孔（101）内，主轴（6）的前端通过前轴承（9）进行支撑定位，主轴（6）的后端通过后轴承（18）进行支撑定位，并且主轴（6）的后端从贯通孔（101）伸出作为与刀具连接的动力输出端；所述主轴驱动装置安装在贯通孔（101）内，位于第四安装腔（1014）和第五安装腔（1015）内，用于驱动主轴（6）转动，主轴驱动装置包括定子（12）、定子支撑套（14）、转子（13）和转子固定套（15）；所述定子支撑套（14）套装在贯通孔（101）内，并与贯通孔（101）孔壁固定连接；所述转子固定套（15）套设并固定在主轴（6）上，所述转子（13）套设并固定在转子固定套（15）上；所述定子（12）套设于转子（13），并与转子（13）留有间隙，定子（12）与定子支撑套（14）固定连接；所述主轴松开锁紧装置包括齿盘一（3）、齿盘二（4）、齿盘三（5）、左活塞盘（51）和右活塞盘（52）；所述齿盘一（3）固定套设于主轴（6）上，位于第二安装腔（1012）内；所述齿盘二（4）套设在齿盘一（3）外围，并且齿盘二（4）的右端面贴合固定在第二限位端面（d）上，即齿盘二（4）与主轴外壳（1）固定连接在一起，所述齿盘二（4）的外圆面与第二安装腔（1012）的周向壁面之间留有间隙；所述齿盘三（5）套设在主轴（6）上，位于齿盘一（3）左侧，所述齿盘三（5）上的齿与齿盘二（4）上的齿以及齿盘一（3）上的齿能啮合；所述右活塞盘（52）套设固定在齿盘三（5）外围，且位于第一安装腔（1011）内；所述左活塞盘（51）套设在主轴（6）上，位于齿盘三（5）左侧，与齿盘三（5）、右活塞盘（52）均固定连接；所述右活塞盘（52）的右端面与第一限位端面（c）之间形成一环状腔体，该环状腔体为主轴松开油腔（b），右活塞盘（52）的右端面上具有一凸缘，该凸缘的端部插入齿盘二（4）的外圆面与第二安装腔（1012）的周向壁面之间留有的间隙里；所述前端盖（2）的右端面上具有凸缘，所述左活塞盘（51）的左端面与前端盖（2）的右端面之间形成一环状腔体，该环状腔体为主轴锁紧油腔（a），所述主轴外壳（1）上分别开设有与主轴锁紧油腔（a）、主轴松开油腔（b）相通连接的通油孔。...

【技术特征摘要】
1.一种铣车复合主轴，包括主轴外壳（1）、主轴（6）、前端盖（2）、后端盖（16）、前轴承（9）、后轴承（18）、前轴承嵌套（7）、前轴承端盖（8）和后轴承端盖（17）；其特征在于：还包括主轴驱动装置和主轴松开锁紧装置；所述主轴外壳（1）具有一贯通孔（101），所述贯通孔（101）从前端至后端依次分为第一安装腔（1011）、第二安装腔（1012）、第三安装腔（1013）、第四安装腔（1014）和第五安装腔（1015）；所述第一安装腔（1011）的内径大于第二安装腔（1012）的内径，所述第二安装腔（1012）的内径大于第三安装腔（1013）的内径，所述第三安装腔（1013）的内径小于第四安装腔（1014）的内径，所述第四安装腔（1014）的内径大于第五安装腔（1015）的内径；所述第一安装腔（1011）和第二安装腔（1012）的过渡连接面形成第一限位端面（c），第二安装腔（1012）和第三安装腔（1013）的过渡连接面形成第二限位端面（d）；所述前端盖（2）、后端盖（16）、前轴承嵌套（7）和后轴承端盖（17）均具有与贯通孔（101）同轴的轴向通孔；所述前端盖（2）安装在贯通孔（101）的前端，位于第一安装腔（1011）内；所述前轴承嵌套（7）安装在前端盖（2）的轴向通孔内；所述前轴承（9）位于前轴承嵌套（7）的轴向通孔内；所述轴承端盖（8）安装在前轴承嵌套（7）的轴向通孔内，用于对前轴承（9）的内圈进行轴向定位并对前轴承嵌套（7）进行密封；所述后端盖（16）安装在贯通孔（101）的后端，位于第五安装腔（1015）内，所述后轴承（18）位于后端盖（16）的轴向通孔内，所述后轴承端盖（17）安装在后端盖（16）的轴向通孔内，用于对后轴承（18）进行轴向定位；所述主轴（6）位于贯通孔（101）内，主轴（6）的前端通过前轴承（9）进行支撑定位，主轴（6）的后端通过后轴承（18）进行支撑定位，并且主轴（6）的后端从贯通孔（101）伸出作为与刀具连接的动力输出端；所述主轴驱动装置安装在贯通孔（101）内，位于第四安装腔（1014）和第五安装腔（1015）内，用于驱动主轴（6）转动，主轴驱动装置包括定子（12）、定子支撑套（14）、转子（13）和转子固定套（15）；所述定子支撑套（14）套装在贯通孔（101）内，并与贯通孔（101）孔壁固定连接；所述转子固定套（15）套设并固定在主轴（6）上，所述转子（13）套设并固定在转子固定套（15）上；所述定子（12）套设于转子（13），并与转子（13）留有间隙，定子（12）与定子支撑套（14）固定连接；所述主轴松开锁紧装置包括齿盘一（3）、齿盘二（4）、齿盘三（5）、左活塞盘（51）和右活塞盘（52）；所述齿盘一（3）固定套设于主轴（6）上，位于第二安装腔（1012）内；所述齿盘二（4）套设在齿盘一（3）外围，并且齿盘二（4）的右端面贴合固定在第二限位端面（...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵帅，
申请(专利权)人：浙江恒大数控机床制造有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33