[发明专利]液压驱动车铣复合主轴结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压驱动车铣复合主轴结构。

背景技术

车削主要是用车刀对旋转的工件进行车削加工，车刀的吃入量较小，转速较高，需要主轴具有高转速和低扭矩，保证具有高效的加工速度；而铣削加工是使用旋转的多刃刀具切削工件，刀具转动，工件移动，铣削量较大，因此，需要主轴具有低转速和高扭矩，保证刀具的定位和角度调整。

目前，大多数的车铣复合车床，是在车削中心上稍作改进，一般的车削中心只是把车床的普通转塔刀架换成带动力刀具的转塔刀架，主轴增加C轴功能。这种方式不但造价高，而且由于转塔刀架结构、外形尺寸的限制，动力头的功率小，转速不高，也不能安装较大的刀具。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：根据车铣复合机床的特点，本发明提供一种液压驱动车铣复合主轴结构，采用驱动切换组件实现皮带轮驱动和凸轮驱动的切换，从而实现主轴的低转速高扭矩与高转速低扭矩的切换，从而实现同一主轴同时实现高转速低扭矩和低转速高扭矩，满足车铣复合车床的需求。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种液压驱动车铣复合主轴结构，包括主轴箱、主轴、凸轮驱动组件、皮带轮驱动组件和驱动切换组件，所述主轴置于所述主轴箱内且两端贯穿所述主轴箱，所述主轴一端与卡盘连接，所述皮带轮驱动组件位于所述主轴箱和所述驱动切换组件之间的主轴上，所述凸轮驱动组件通过驱动切换组件与所述主轴连接；通过驱动切换组件实现所述皮带轮驱动组件与主轴传动连接和凸轮驱动组件与主轴传动连接之间的切换；

所述驱动切换组件包括储油环、转台、啮合齿盘、旋转齿盘和定位齿盘，所述储油环、转台和啮合齿盘从外到内依次连接，通过控制储油环内的压力油来驱动啮合齿盘在转台内沿轴向往复运动，实现啮合齿盘与旋转齿盘和定位齿盘的啮合与分离，所述定位齿盘内圈与所述旋转齿盘转动连接，且所述定位齿盘与所述旋转齿盘同心设置，所述定位齿盘外圈与所述转台固定连接，且所述定位齿盘和旋转齿盘的齿面在同一平面上，所述凸轮驱动组件控制转台转动，所述旋转齿盘与所述主轴远离卡盘的一端连接，所述皮带轮驱动组件位于所述主轴箱和所述旋转齿盘之间的主轴上。

凸轮驱动组件用于主轴低转速高扭矩工况的驱动，皮带轮驱动组件用于主轴高转速低扭矩工况的驱动。通过驱动切换组件实现采用不同驱动组件驱动主轴的切换；驱动切换组件采用油压系统和齿盘的配合实现切换，啮合齿盘用于实现定位齿盘和旋转齿盘之间的连接，实现转矩的传递。啮合齿盘的齿面与定位齿盘和旋转齿盘的齿面相对设置。

进一步，为了实现啮合齿盘的轴向运动的控制，所述储油环内壁上设有油道，所述油道与油压系统连通，所述转台侧壁上设有油孔，所述油孔连通所述油道与所述转台内腔。通过改变转台内腔中的液压油的压力来实现啮合齿盘的轴向往复运动。

具体的，所述凸轮驱动组件包括第一电机、凸轮箱和凸轮，所述凸轮置于所述凸轮箱内，所述第一电机驱动所述凸轮转动，所述凸轮与所述转台传动连接，且驱动所述转台转动。

优选的，所述凸轮为弧面凸轮。

三爪卡盘通过夹紧和松开实现工件的装夹，现有的三转卡盘是通过外部的机构驱动的，结构较复杂。

进一步，还包括中空回转油缸和拉杆，所述拉杆一端与所述中空回转油缸的推杆固定连接，所述拉杆另一端依次贯穿凸轮驱动组件、驱动切换组件和主轴与所述卡盘连接。中空回转油缸带动拉杆轴向运动，通过拉杆的移动实现三爪卡盘的夹紧和松开，从而完成工件装夹的动作，结构简单。拉杆仅仅与中空回转油缸之间连接，与其他机构不连接，只是为了减小机构的体积和减少外部结构的设置，使拉杆从凸轮驱动组件、驱动切换组件和主轴的中部贯穿。

具体的，所述皮带轮驱动组件包括第二电机、皮带和皮带轮，所述皮带轮固定在所述旋转齿盘和主轴箱之间的主轴上，所述第二电机、皮带、皮带轮和主轴依次传动连接。

进一步，为了提高主轴的控制精度，所述主轴上设有编码器。通过编码器反馈主轴的位置信息到控制系统，控制系统根据反馈结果调整主轴的驱动速度，从而实现主轴的闭环控制。

进一步，为了实现复合主轴的固定，还包括基座，所述凸轮箱和主轴箱固定在基座上方。

工作原理：

当进行车削加工时，需要提供高转速低扭矩，通过控制储油环内的压力油来驱动啮合齿盘，使啮合齿盘与旋转齿盘和定位齿盘分离，定位齿盘的扭矩无法传递到旋转齿盘上，同时，第二电机通过皮带和皮带轮驱动主轴高速低扭矩旋转，实现切削加工；