一种紧凑型并行驱动式双卡盘车床主轴系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种紧凑型并行驱动式双卡盘车床主轴系统，其包括：驱动主轴伺服电机、主轴箱体、装夹卡盘A、装夹卡盘B，主轴和副主轴，所述主轴和副主轴为空心轴结构，与右液缸拉杆（16）、左液缸拉杆（17）和左螺套（19）构成3个密封腔结构Q1、Q2和Q3，主轴（5）上设置有与密封腔相对应连通的进出油孔T1、T2、T3，主轴系统配套有液压控制系统，通过控制3个密封腔内液压油的体积实现装夹卡盘A（3）和装夹卡盘B（12）的动作；通过分阶段上升液压油压力，防止工件表面出现装夹损伤。本实用新型专利技术结构简单、控制方便可靠，能获得稳定可靠的定位装夹长轴类零件，避免工件出现装夹变形，提高加工质量。提高加工质量。提高加工质量。

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型并行驱动式双卡盘车床主轴系统


[0001]本技术涉及机械加工领域，特别涉及一种紧凑型并行驱动式双卡盘车床主轴系统。

技术介绍

[0002]卡盘是车床上用以定位装夹工件的装置，它确保工件在被车削加工时处于正确位置；卡盘对机械加工效率、成本、质量以及安全性有直接、重要影响，因此其结构设计应兼顾实用性、经济性和可靠性。
[0003]传统车床主轴系统利用卡盘装夹轴类零件的一端，对另一端进行车削或钻削加工。为提高加工效率和进度，近几年还出现了双头车床；其特点在于，利用卡盘装夹轴类零件中部，对工件两侧同时进行车削或钻削加工。对于长轴类零件，单个卡盘装夹轴类零件中部会产生较大定位、加工误差，因此需要配以两个卡盘装夹零件中部，以增加零件装夹的跨度。在现有技术方案中，通过数控系统发出的电信号同时控制两个卡盘的夹紧和放松动作；但是，由于两个卡盘的机械结构、控制回路存在细微差别，两者动作的一致性难以可靠保证。当两个卡盘的加紧/放松动作出现明显不一致，工件就会发生侧偏，进而产生较大定位误差；即便是定位误差有限的情形下，被加工工件出现的轻微侧偏也会造成工件与卡盘高副接触，在工件表面形成机械损伤，进而影响工件的机械加工质量。另一方面，虽然共用了一路控制信号，但是两个卡盘的动作是由两套运动执行机构实现的，使得主轴系统内部结构较为复杂、制造成本也相对较高。
[0004]本技术提供了一种紧凑型并行驱动式双卡盘车床主轴系统，其利用同一套液压/气压装置，并行驱动双卡盘车床主轴的夹紧和放松动作，能够快速、稳定地定位装夹工件，提高车削加工稳定性；有效减少夹紧动作在工件表面产生的损伤。

技术实现思路

[0005]本技术提出了一种紧凑型并行驱动式双卡盘车床主轴系统，其利用同一套液压/气压装置，并行驱动双卡盘车床主轴的夹紧和放松动作，能够快速定位装夹工件，提高车削加工稳定性；有效减少夹紧动作在工件表面产生的损伤。
[0006]本技术的一种紧凑型并行驱动式双卡盘车床主轴系统，具体包括：主轴伺服电机、主轴箱体、装夹卡盘A和B，主轴和副主轴；所述主轴伺服电机安装在主轴箱体上，在主轴伺服电机末端连接有直斜齿轮，直斜齿轮与安装在主轴上的直齿锥齿轮啮合，后者通过锁定螺母固定在主轴上；上述传动机构将主轴伺服电机的旋转运动传递给主轴和副主轴；
[0007]所述主轴与副主轴相连，两者贯穿主轴箱体；从主轴一侧向副主轴一侧依次安装有装夹卡盘A、主轴接盘A、主轴右法兰、圆锥滚子轴承A、直齿锥齿轮、锁定螺母、分油套、圆锥滚子轴承B、主轴左法兰、主轴接盘B和装夹卡盘B；分别起到固定主轴、副主轴和齿轮的作用。
[0008]所述主轴与副主轴是中空轴结构，两者内截面积不同；所述主轴与右液缸拉杆、左
液缸拉杆和左螺套分别构成密封腔Q1、密封腔Q2和密封腔Q3；主轴上设置有与密封腔Q1、密封腔Q2和密封腔Q3对应设置的进出油孔T1、进出油孔T2和进出油孔T3，液压油通过从进出油孔进入密封腔从而并行驱动左、右液缸拉杆的动作，而左、右液缸拉杆又分别与装夹卡盘A和装夹卡盘B相连，从而实现装夹卡盘的夹紧与松开；
[0009]所述实现装夹卡盘的夹紧与松开的具体方法是：液缸拉杆末端设置有楔形垫料，其将拉杆轴向的运动转化为卡盘卡爪的径向运动，从而实现卡盘的夹紧和松开动作。
[0010]所述主轴箱体内部除安装各部件之外的空间储存润滑油，所述润滑油对直齿锥齿轮和直斜齿轮进行润滑；
[0011]优选地，所述密封腔Q1、密封腔Q2和密封腔Q3的体积随着液压油注入体积同步变化，Q1和Q3腔分别属于驱动装夹卡盘A和装夹卡盘B的松开动作的驱动腔，Q2为驱动装夹卡盘A和装夹卡盘B夹紧动作的驱动腔；
[0012]优选地，所述密封腔Q1与左螺套接触端设有骨型密封圈A，密封腔Q2与左液缸拉杆接触端设有骨型密封圈B，密封腔Q3与主轴接触端设有骨型密封圈C；
[0013]优选地，所述左螺套与主轴配合的内侧设有O型密封圈A，左液缸拉杆与主轴配合的内侧设有O型密封圈B，右液缸拉杆与主轴配合的内侧设有O型密封圈C；
[0014]优选地，所述右液缸拉杆与装夹卡盘A内部的传动机构螺纹连接，左液缸拉杆与装夹卡盘B内部的传动机构螺纹连接，动力驱动右液缸拉杆和左液缸拉杆的轴向运动转化为装夹卡盘A和装夹卡盘B卡爪的径向运动，实现对工件的夹紧和松开；
[0015]所述右液缸拉杆外端面侧设有防尘挡圈，用以防止工件表面的渣料、金属颗粒进入右液缸拉杆和左液缸拉杆之间的间隙中；
[0016]优选地，防尘挡圈为橡胶或尼龙材质，其内径比长轴类工件最小外径值小1
‑
10mm。
[0017]所述密封腔Q1、Q2和Q3内部设有压力传感器，实时监测密封腔内的液体压力；
[0018]为防止装夹卡盘损伤工件表面，优选地，在装夹卡盘夹紧动作的过程中，密封腔Q2内的液体压力分阶段上升；当装夹卡盘未完全夹紧工件之前，密封腔Q2内的液体压力为最终夹紧压力的70
‑
85%；当装夹卡盘已完全夹紧工件，密封腔Q2内的液体压力上升为最终夹紧压力；
[0019]优选地，主轴箱体与主轴平行的侧面安装一个与主轴中心线水平的可伸缩卡尺；对工件进行定位操作时，利用卡尺在线测量工件端面到装夹卡盘外侧端面的距离，从而实现对工件定位精度的快速校验；
[0020]优选地，主轴箱箱体前后两端面各设置有放油孔，前端面放油孔距离主轴箱体底部2~5mm，后端面放油孔距离主轴箱体底部70~90mm；通过上述两处放油孔，调节主轴箱体内储存液压油的体积。
附图说明
[0021]图1主轴系统的俯视图
[0022]图2主轴系统A
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A截面剖视图
[0023]图3主轴系统A
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A截面剖视图的局部放大图
[0024]图4主轴系统装夹工件示意图
[0025]图5主轴系统A
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A截面剖视图的轴侧视图
[0026]图中，1，主轴伺服电机；2，主轴箱体；3，装夹卡盘A；4，主轴接盘A；5，主轴；6，主轴右法兰；7，直齿锥齿轮；8，锁定螺母；9，分油套；10，主轴左法兰；11，副主轴；12，装夹卡盘B；13，主轴接盘B；14，直斜齿轮；15，圆锥滚子轴承B；16，右液缸拉杆；17，左液缸拉杆；18，圆锥滚子轴承A；19，左螺套；20，平键A；21，平键B；22，骨型密封圈A；23，骨型密封圈B；24，骨型密封圈C；25，O型密封圈A；26，O型密封圈B；27，O型密封圈C；28，防尘挡圈；29，工件。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于帮助更好的理解本技术的技术原理，本技术的保护范围不仅仅局限于下述实施例；与本技术相似的技术方案都属于本技术的保护范围。
[0028]实施例一。
[0029]如图1、2和4所示，主轴系统包括：主轴伺服电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型并行驱动式双卡盘车床主轴系统，其特征在于包括：主轴伺服电机（1）、主轴箱体（2）、装夹卡盘A（3）和装夹卡盘B（12），主轴（5）和副主轴（11）；所述主轴伺服电机（1）安装在主轴箱体（2）上，末端连接有直斜齿轮（14），直斜齿轮（14）与安装在主轴（5）上的锥齿轮（7）啮合，通过锁定螺母（8）将锥齿轮（7）固定在主轴上；所述主轴（5）与副主轴（11）通过平键A（20）固定相连在一起，贯穿主轴箱体（2）；从主轴一侧向副主轴一侧依次安装有装夹卡盘A（3）、主轴接盘A（4）、主轴右法兰（6）、圆锥滚子轴承A（18）、锥齿轮（7）、锁定螺母（8）、分油套（9）、圆锥滚子轴承B（15）、主轴左法兰（10）、主轴接盘B（13）和装夹卡盘B（12）；所述主轴（5）与副主轴（11）是中空轴结构，与右液缸拉杆（16）、左液缸拉杆（17）和左螺套（19）构成密封腔Q1、密封腔Q2和密封腔Q3；主轴（5）上设置有与所述密封腔相对应连通的进出油孔T1、进出油孔T2、进出油孔T3；所述密封腔Q1与左螺套（19）接触端设有骨型密封圈A（22），密封腔Q2与左液缸拉杆（17）接触端设有骨型密封圈B（23），密封腔Q3与主轴（5）接触端设有骨型密封圈C（24）；所述左螺套（19）与主轴（5）配合的内侧设有O型密封圈A（25），左液缸拉杆（17）与主轴（5）配合的内侧设有O型密封圈B（26），右液缸拉杆（16）与主轴（5）配合的内侧设有O型密封圈C（27）；液压油通过从进出油孔进入密封腔从而并行驱动左液缸拉杆（17）和右液缸拉杆（16）的动作，而左液缸拉杆（17）和右液缸拉杆（16）又分别与装夹卡盘A（3）和装夹卡盘B（12）相连，从而实现装夹卡盘的夹紧与松开。2.根据权利要求1所述的一种紧凑型并行驱动式双卡盘车床主轴系统，其特征在于：驱动所述右液缸拉杆（16）和左液缸拉杆（17）轴向运动的动力来源是液压或者气压...

【专利技术属性】
技术研发人员：康传勇，康正阳，汪木兰，殷俊，房可，
申请(专利权)人：南京钛康数控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：