[发明专利]Z轴进给系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种四轴联动立式加工中心上的Z轴进给系统，属于机械加工设备技术领域。

背景技术

加工中心是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家的设计制造水平。加工中心综合加工能力强，工件一次装夹定位后能完成较多的加工步骤，加工中心适用于形状较复杂，精度要求高的单件加工活中小批量多品种加工。它也是判断企业技术能力和工艺水平的一个重要标志。如今，加工中心已成为现代机床发展的主流方向，广泛应用于机械制造中。

四轴联动立式加工中心是一种先进的加工设备，其与传统的立式加工中心相比，床身长度大大缩减，由此带来了底座刚度提高、浇铸材料减少、占地面积减少、加工难度降低等优点。

Z轴进给系统是四轴联动加工中心中的主要组成部分，其设计合性与否对四轴联动立式加工中心的加工性能和加工精度有至关重要的影响，现有技术中的Z轴进给系统通常存在稳定性不佳的问题，影响四轴联动立式加工中心的加工性能和加工精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种Z轴进给系统，其应用于四周联动立式加工中心中，具有结构巧妙合理，提升稳定性好等优点，有利于提高四轴联动立式加工中心的加工性能和加工精度。

按照本发明提供的技术方案：Z轴进给系统，其特征在于：包括动力主轴装置和Z轴进给传动装置；

所述动力主轴装置包括主轴箱、主轴、伺服驱动电机、打刀缸和主动同步轮；所述主轴箱右侧面上设有连接体；主轴箱的内腔空间分割为左上腔、右上腔、左下腔和右下腔，所述左下腔内设有主轴安装筒，所述主轴安装在主轴安装筒内，主轴上端从动同步轮位于左上腔内；所述打刀缸安装在主轴箱顶部左侧，打刀缸的活塞杆端向下与主轴的拉刀杆配合；所述伺服驱动电机安装在主轴箱顶部右侧，伺服驱动电机的输出端安装主动同步轮，该主动同步轮与主轴上端的从动同步轮通过同步带连接传动；

所述Z轴进给传动装置包括立柱、进给伺服电机、电机座、Z轴丝杆螺母副、线性滑轨、Z轴配重组件、配重链支架、转向链轮和配重链条，所述立柱底部设有用于连接X轴进给驱动机构的X向连接体；所述立柱左侧面上设有竖向滑道，所述进给伺服电机通过电机座安装在竖向滑道的顶部，所述Z轴丝杆螺母副竖向设置，通过转动支撑组件可转动地安装在竖向滑道内，Z轴丝杆螺母副包括Z轴丝杆和Z轴螺母，Z轴丝杆上端通过联轴器与进给伺服电机的输出轴连接，Z轴螺母能够在竖向滑道内竖向自由移动，Z轴螺母与动力主轴装置中的连接体连接；所述竖向滑道两边安装线性滑轨，线性滑轨的滑块与主轴箱连接；所述立柱的右侧部分设有配重安装腔，所述Z轴配重组件装在配重安装腔内，在立柱顶部的前后两侧安装配重链支架，配重链支架上安装转向链轮，配重链轮上绕装配重链条，配重链条一端连接Z轴配重组件，配重链条另一端连接动力主轴装置中的主轴箱。

作为本发明的进一步改进，所述主动同步轮通过锥外套和锥内套安装在伺服驱动电机的输出端；所述锥内套包括一体设置的内套体和内套法兰，所述内套体为一头粗一头细的锥形结构，内套体的内套中心孔套装在伺服驱动电机的输出轴上，内套中心孔为圆柱形孔，所述内套法兰设置在内套体的粗端，内套法兰上设有内套锁紧连接孔，整个锥内套上设有两道中心对称的轴向切槽，其中一道轴向切槽轴向贯穿整个锥内套，另一道轴向切槽仅从内套体的细端贯穿至粗端并止于内套法兰；所述锥外套包括一体设置的外套体和外套法兰，所述外套体为圆柱体结构，外套体的外套中心孔为锥形孔，所述锥内套的内套体对应装在外套中心孔内，内套体的外壁形状与外套中心孔的内壁形状适配贴合，外套体前端面设有外套锁紧连接孔，所述外套锁紧连接孔与内套连接孔内装有锁紧螺栓，通过拧紧锁紧螺栓将锥内套和锥外套锁紧固定在伺服驱动电机的输出轴上，所述外套法兰设置在外套体外壁中部，外套法兰上设有周向分布的外套连接孔；所述主动同步轮套装在锥内套和锥外套上，主动同步轮的后端面设有周向分布的同步轮连接孔，主动同步轮与锥外套上的外套法兰之间通过装在外套连接孔和同步轮连接孔内的连接螺栓紧固连接。

作为本发明的进一步改进，所述伺服驱动电机通过电机调节板与主轴箱固定连接，伺服驱动电机固定安装在电机调节板上，电机调节板固定安装在主轴箱上，电机调节板上的用于连接主轴箱的螺钉安装孔为腰形孔。

作为本发明的进一步改进，所述主轴箱右侧面向前后两侧延伸设置有连接翼板，连接翼板与线性滑轨上的滑块连接；所述前后两侧的连接翼板与主轴箱的前后面板之间设置有加强筋板。