一种芯轴中空直驱式立卧转换摆头结构制造技术

本发明专利技术提供一种芯轴中空直驱式立卧转换摆头结构，结构简单紧凑，精度高，易于安装和维修，方便管道和线缆穿过。其包括主轴、主轴固定件、壳体和中空芯轴；所述的中空芯轴通过轴承转动设置在壳体的内腔中，中空芯轴的连接端同轴固定有连接盘；中空芯轴和壳体之间设置有用于驱动中空芯轴转动的力矩电机；所述的轴承采用滚动轴承，内圈与连接盘固定连接，外圈与壳体固定连接；所述的主轴下部设置有刀头，主轴固定设置在主轴固定件上；所述的主轴固定件的一侧与连接盘固定；所述的壳体的结合面、主轴的轴线均与中空芯轴的轴线呈立卧转换布置，且刀头的刀尖点位于中空芯轴的轴线上。

【技术实现步骤摘要】
一种芯轴中空直驱式立卧转换摆头结构
本专利技术涉及一种摆头结构，具体为一种芯轴中空直驱式立卧转换摆头结构。
技术介绍
随着现代制造业的不断发展和进步，对制造精度和生产效率的要求越来越高，目前，利用立卧自动转换摆头是最先进最快速的方式，可以实现很高的立卧转换速率和效率，从而提高整个机加工过程的适应性，而立卧转换摆头，则是立卧转换式车铣复合加工中心的核心部件。但是传统的立卧转换摆头，径向轴承和止推轴承分开设计，这种径向和轴向的连接件分开设计方式，结构复杂；其次，传统的立卧转换摆头，采用减速结构连接伺服电机和摆头，由于减速机构存在反向间隙，从而定位精度和重复定位精度差；最后，传统的立卧转换摆头，主轴的管道和线缆往往裸露在整个摆头的外侧，立卧转换摆动加工时，需要注意管道和线缆是否会干涉加工区域，很不方便。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种芯轴中空直驱式立卧转换摆头结构，结构简单紧凑，精度高，易于安装和维修，方便管道和线缆穿过。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种芯轴中空直驱式立卧转换摆头结构，包括主轴、主轴固定件、壳体和中空芯轴；所述的中空芯轴通过轴承转动设置在壳体的内腔中，中空芯轴的连接端同轴固定有连接盘；中空芯轴和壳体之间设置有用于驱动中空芯轴转动的力矩电机；所述的轴承采用滚动轴承，内圈与连接盘固定连接，外圈与壳体固定连接；所述的主轴下部设置有刀头，主轴固定设置在主轴固定件上；所述的主轴固定件的一侧与连接盘固定；所述的壳体的结合面、主轴的轴线均与中空芯轴的轴线呈立卧转换布置，且刀头的刀尖点位于中空芯轴的轴线上。优选的，所述的力矩电机包括力矩电机定子和力矩电机转子；所述壳体的内腔中设置有水套，水套通过定子压盖压紧在壳体的内腔中；力矩电机定子设置在水套内孔中，力矩电机转子固定在中空芯轴外壁的中空芯轴法兰上。进一步，还包括抱闸薄套和抱闸固定件；所述抱闸固定件固定在定子压盖上，抱闸固定件上设置有通油孔；所述的抱闸薄套固定于抱闸固定件内侧，抱闸薄套的外圆上设置有环形油腔，环形油腔两端设置有密封圈，通油孔和环形油腔连通设置；抱闸薄套的内孔和中空芯轴的轴颈之间设置有间隙。进一步，还包括圆光栅和圆光栅读数头；所述的圆光栅固定于中空芯轴轴端的台阶上；圆光栅读数头通过支架固定于抱闸固定件上。进一步，还包括行程开关撞块和行程开关；所述的行程开关撞块固定于中空芯轴轴端的端面上；所述的行程开关通过支架固定于抱闸固定件上。优选的，所述的主轴固定件上还设置有连通的穿线孔和空槽，空槽与中空芯轴内部连通。优选的，主轴固定件上与主轴相对的另一侧设置有配重块。优选的，所述的中空芯轴的自由端外设置有与壳体固定连接的护罩。优选的，所述的中空芯轴内设有采用耐磨软材质制成的衬套。优选的，所述的壳体和连接盘的结合处设置有唇形密封圈。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开了一种芯轴中空直驱式立卧转换摆头结构，将中空芯轴作为摆轴，通过采用径向和止推联合的滚动轴承与作为摆头的主轴进行立卧位转换，相比传统的径向轴承和止推轴承单独设计的情况，该设计简单，结构更加紧凑，安装维修较为方便；而且，采用中空芯轴，因其芯轴中空，方便管道和线缆穿过，相比传统的管道和线缆直接摆动裸露在整个摆头外侧，使主轴的管道和线缆远离了加工区域，性能可靠安全；本专利技术的主轴轴线和中空芯轴轴线呈45°，且主轴的刀尖点位于中空芯轴的轴线上，在立卧转换加工时刀尖点不变；同时采用力矩电机直驱，使摆头精度高，结构紧凑。进一步，本专利技术采用力矩电机直驱式结构，相比传统的伺服电机加减速机构的模式，定位精度和重复定位精度高。进一步，本专利技术通过设置抱闸薄套和抱闸固定件的结构，方便了摆轴的刹车控制，当抱闸薄套的环形油腔通入高压流体介质时，抱闸薄套变形，抱紧中空芯轴的外圆，从而实现摆轴的刹车。进一步，本专利技术采用圆光栅信号实现摆轴的闭环控制，能有效提高加工精度。进一步，本专利技术通过采用行程开关撞块和行程开关的结构，无需人工手动控制，行程开关信号可用于摆轴的正反行程限位以及原点。进一步，本专利技术采用在主轴固定件上设置穿线孔和空槽的方式，方便主轴管道和线缆穿过摆轴，使线缆不会影响摆头的摆动；同时通过在主轴固定件下方设置配重块，来减轻主轴的重力不平衡力矩负担。进一步，本专利技术通过在中空芯轴内设置衬套，且衬套的材质为耐磨软材质，以使中空芯轴内的线缆和管道与衬套接触，不与中空芯轴直接接触，从而在摆头摆动时可保证线缆和管道不会发生刮伤。进一步，本专利技术通过壳体和连接盘的结合处设置唇形密封圈的方式，能有效保证摆轴的前端密封，防止进入灰尘和切削液等污染物。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为图1的A-A向剖视图；图3为图2中B向的旋转视图；图4为图3中C-C向的局部剖视图；图5为图3中D-D向的局部剖视图；图6为图2中E处的局部放大图。图中：1、主轴，2、主轴固定件，2-1、螺钉孔，2-2、穿线孔，2-3、圆环面内孔，2-4、连接面，2-5、空槽，3、壳体，3-1、连接孔，3-2、结合面，4、抱闸固定件，5、抱闸薄套，5-1、抱闸法兰，6、定子压盖，7、水套，8、力矩电机定子，9、力矩电机转子，10、中空芯轴，10-1、中空芯轴法兰，11、轴承，12、连接盘，13、护罩，14、圆光栅，15、唇形密封圈，16、配重块，17、衬套，18、圆光栅读数头，19、行程开关撞块，20、行程开关。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术一种芯轴中空直驱式立卧转换摆头结构，包括主轴1、主轴固定件2、壳体3、抱闸固定件4、抱闸薄套5、定子压盖6、水套7、力矩电机定子8、力矩电机转子9、中空芯轴10、轴承11、连接盘12、护罩13、圆光栅14、唇形密封圈15、配重块16、衬套17、圆光栅读数头18、行程开关撞块19和行程开关20；如图1和图2所示，所述的主轴1下部设有刀头，主轴1通过螺钉与主轴固定件2的端面相连，通过前后的圆环面内孔2-3定位；主轴固定件2通过螺钉孔2-1用螺钉与连接盘12一端相连，其结合处为连接面2-4；主轴1的轴线与中空芯轴10的轴线呈立卧转换布置；壳体3的结合面3-2与中空芯轴10的轴线呈立卧转换布置。所述的立卧转换布置是指当壳体3通过结合面3-2固定后，中空芯轴10在力矩电机的驱动下，在壳体3内腔中绕其轴线转动，带动主轴1进行立位和卧位两个状态转换；主轴1立位时，主轴1的轴线竖直，主轴1卧位时，主轴1的轴线水平。壳体3的结合面3-2上设置有连接孔3-1，用于整个摆头结构的固定；所述的中空芯轴10设置在壳体3内，中空芯轴10通过轴承11与连接盘12的另一端连接；所述的轴承11的内圈和连接盘12通过螺钉相连，连接盘12和中空芯轴10通过螺钉相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯轴中空直驱式立卧转换摆头结构，其特征在于，包括主轴(1)、主轴固定件(2)、壳体(3)和中空芯轴(10)；/n所述的中空芯轴(10)通过轴承(11)转动设置在壳体(3)的内腔中，中空芯轴(10)的连接端同轴固定有连接盘(12)；中空芯轴(10)和壳体(3)之间设置有用于驱动中空芯轴(10)转动的力矩电机；/n所述的轴承(11)采用滚动轴承，内圈与连接盘(12)固定连接，外圈与壳体(3)固定连接；/n所述的主轴(1)下部设置有刀头，主轴(1)固定设置在主轴固定件(2)上；所述的主轴固定件(2)的一侧与连接盘(12)固定；/n所述的壳体(3)的结合面、主轴(1)的轴线均与中空芯轴(10)的轴线呈立卧转换布置，且刀头的刀尖点位于中空芯轴(10)的轴线上。/n

【技术特征摘要】
1.一种芯轴中空直驱式立卧转换摆头结构，其特征在于，包括主轴(1)、主轴固定件(2)、壳体(3)和中空芯轴(10)；
所述的中空芯轴(10)通过轴承(11)转动设置在壳体(3)的内腔中，中空芯轴(10)的连接端同轴固定有连接盘(12)；中空芯轴(10)和壳体(3)之间设置有用于驱动中空芯轴(10)转动的力矩电机；
所述的轴承(11)采用滚动轴承，内圈与连接盘(12)固定连接，外圈与壳体(3)固定连接；
所述的主轴(1)下部设置有刀头，主轴(1)固定设置在主轴固定件(2)上；所述的主轴固定件(2)的一侧与连接盘(12)固定；
所述的壳体(3)的结合面、主轴(1)的轴线均与中空芯轴(10)的轴线呈立卧转换布置，且刀头的刀尖点位于中空芯轴(10)的轴线上。


2.根据权利要求1所述的一种芯轴中空直驱式立卧转换摆头结构，其特征在于，所述的力矩电机包括力矩电机定子(8)和力矩电机转子(9)；所述壳体(3)的内腔中设置有水套(7)，水套(7)通过定子压盖(6)压紧在壳体(3)的内腔中；力矩电机定子(8)设置在水套(7)内孔中，力矩电机转子(9)固定在中空芯轴(10)外壁的中空芯轴法兰(10-1)上。


3.根据权利要求2所述的一种芯轴中空直驱式立卧转换摆头结构，其特征在于，还包括抱闸薄套(5)和抱闸固定件(4)；
所述抱闸固定件(4)固定在定子压盖(6)上，抱闸固定件(4)上设置有通油孔；
所述的抱闸薄套(5)固定于抱闸固定件(4)内侧，抱闸薄套(5)的外圆上设置有环形油腔，环形油腔两端设置有密封圈，通油孔和环形油腔连通设置；抱闸薄套(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀龙，查俊，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61