一种液压锁紧车铣主轴单元的制作方法

1.本实用新型涉及车铣复合加工机床技术领域，特别是指一种液压锁紧车铣主轴单元。


背景技术：

2.近几年国产数控机床发展较快，体现工序集约化的复合加工中心是一个重要发展方向，工件一次装夹即可实现车削内外圆及端面、切槽、螺纹，还可以任意分度，实现平面铣削、平面钻孔、攻螺纹等工序。车铣复合主轴单元是机床重要的功能部件，从目前现状来看，主轴单元的车铣转换主要有二种方式，第一种是单独的主轴头分别实现车削功能和铣削功能(这种方式较少)；第二种方式是车削时依靠主轴动力电机的电磁力锁紧主轴。
3.第一种方式需要二个单独的主轴动力单元，还需要有转换装置，如果再配置自动换刀，结构复杂，造价高昂，目前使用较少；第二种方式是目前车铣复合机床的主流，但主要以精加工为主，因为主轴动力电机的电磁锁紧力较小，强力车削时主轴会抖动，降低刀具使用寿命，影响加工质量。


技术实现要素：

4.本实用新型提出一种液压锁紧车铣主轴单元，通过活动端齿盘与固定端齿盘的啮合与脱离来实现主轴的锁紧与松开，锁紧可靠，锁紧力矩大。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：一种液压锁紧车铣主轴单元，包括主轴本体和主轴外套筒，主轴外套筒转动套装在主轴本体的外侧，主轴本体上还设有液压锁紧机构，液压锁紧机构包括环形的液压缸，液压缸套装在主轴本体的外侧，且通过主轴后法兰与主轴外套筒固定相连，液压缸内设置有轴向移动的环形活塞，环形活塞在液压缸内可周向旋转，环形活塞靠近主轴后法兰的一端设置有活动端齿盘，活动端齿盘通过键连接与主轴本体同步旋转，主轴后法兰上设置有与活动端齿盘相啮合的固定端齿盘。
6.进一步地，环形活塞两侧的液压缸上均设置有进出油口。
7.进一步地，主轴本体的外侧还套装固定有同步带轮。
8.进一步地，同步带轮位于液压缸远离主轴外套筒的一侧。
9.进一步地，液压锁紧机构位于主轴本体的后端，主轴本体的前端设置有二个端面键，主轴后法兰与主轴外套筒的后端相连，主轴外套筒的后端通过双列圆柱滚子轴承i与主轴外套筒转动相连，主轴外套筒的前端通过前支撑机构与主轴本体转动相连。
10.进一步地，前支撑机构包括从后到前依次套装在主轴本体上的前锁紧螺母、前轴承隔套、角接触球轴承、双列圆柱滚子轴承、前挡圈和主轴前密封盖，前挡圈的外侧套装有主轴前法兰，主轴前密封盖位于主轴外套筒的前侧，主轴前法兰位于主轴外套筒与主轴前密封盖之间。
11.进一步地，双列圆柱滚子轴承i前侧的主轴本体上设置有后轴承隔套，后侧的主轴本体上设置有后轴承密封盖，后轴承密封盖后侧的的主轴本体上设置有后锁紧螺母。
12.进一步地，液压缸包括油缸体，油缸体内设置有轴向贯穿的环形内管，环形内管套装在主轴本体的外侧，油缸体内固定有油缸盖，环形活塞包括套装在环形内管外侧的活动管，活动管的一端固定有环形塞体，另一端滑动穿过油缸盖与活动端齿盘相连，环形塞体两侧的油缸体上均设置有进出油口。
13.本实用新型的有益效果：
14.本实用新型采用液压推动活塞的运动实现活动端齿盘与固定端齿盘的啮合与脱离，从而实现主轴本体的锁紧与松开，锁紧可靠，锁紧力矩大，当需要主轴旋转实现铣削、钻孔、攻丝时，可以安装铣削刀具，活动端齿盘和固定端齿盘脱离，主轴本体自由旋转，实现铣削功能，当需要主轴固定实现车削功能时，通过液压推动活动端齿盘和固定端齿盘啮合，端齿盘的机械锁紧力与主轴电机的电磁锁紧力共同作用，实现主轴的可靠锁紧，可以实现强力车削，提高车削效率。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
16.图1为本实用新型的结构示意图；
17.图2为本实用新型的拆分结构示意图。
18.主轴本体1、胀紧套2、同步带轮3、油缸体4、环形活塞5、进出油口6、油缸盖7、活动端齿盘8、固定端齿盘9、后锁紧螺母10、主轴后法兰11、后轴承密封盖12、双列圆柱滚子轴承i13、后轴承隔套14、主轴外套筒15、前锁紧螺母16、前轴承隔套17、角接触球轴承18、双列圆柱滚子轴承ii19、前挡圈20、主轴前法兰21、主轴前密封盖22、端面键23。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.本实用新型的后端指的是图1的左侧，前端指的是图1的右侧。
21.实施例1
22.如图1
‑
2所示，一种液压锁紧车铣主轴单元，包括主轴本体1和主轴外套筒15，主轴外套筒15转动套装在主轴本体1的外侧，主轴本体1上还设有液压锁紧机构，液压锁紧机构包括环形的液压缸，液压缸套装在主轴本体1的外侧，且通过螺钉紧固于主轴后法兰11的端面，主轴后法兰11通过螺钉与主轴外套筒15固定相连，液压缸内设置有轴向移动的环形活塞5，环形活塞5在液压缸内可周向旋转，环形活塞5靠近主轴后法兰11的一端用螺钉固定有活动端齿盘8，活动端齿盘8通过键连接与主轴本体1同步旋转，主轴后法兰11上通过螺钉固定有固定端齿盘9，固定端齿盘9与活动端齿盘8相啮合。液压缸、主轴外套筒15、环形活塞5、固定端齿盘9和活动端齿盘8均同轴线设置，主轴外套筒15为主轴各零件提供支撑，其固定
于机体主轴孔内。
23.本实施例的使用方法：当需要主轴本体1带动刀具回转加工时，如铣削、钻孔、攻丝等，环形活塞5带动活动端齿盘8脱离固定端齿盘9，从而使主轴本体1可自由回转。当需要刀具固定加工时，如车削时，更换车削刀具，环形活塞5带动活动端齿盘8与固定端齿盘9啮合，限制主轴的径向旋转。
24.实施例2
25.本实施与实施例1基本相同，不同之处在于：如图1
‑
2所示，环形活塞5两侧的液压缸上均设置有进出油口6。进出油口6与电磁液压阀相连，在电磁液压阀的控制下实现进、出油转换，从而实现环形活塞5的前进和后退，从而带动活动端齿盘8与固定端齿盘9的啮合和分开。
26.具体使用方法为：当需要刀具回转加工时，如铣削、钻孔、攻丝等，数控系统发信号给电磁液压阀，电磁液压阀动作，右侧的进出油口6供油，左侧的进出油口6回油，推动环形活塞5向左运动，从而带动活动端齿盘8脱离固定端齿盘9，主轴可以自由回转。
27.当下一步需要刀具固定加工时，如车削时，更换车削刀具，数控系统发信号给电磁液压阀，电磁液压阀动作，右侧的进出油口6回油，左侧的进出油口6供油，推动活塞向右运动，从而带动活动端齿盘8与固定端齿盘9啮合。
28.液压缸包括油缸体4，油缸体4内固定有轴向贯穿的环形内管，环形内管套装在主轴本体1的外侧，油缸体4通过螺钉固定于主轴后法兰11的端面，油缸体4内固定有油缸盖7，环形活塞5包括套装在环形内管外侧的活动管，活动管可沿环形内管轴向移动，也可沿环形内管周向旋转，活动管的一端固定有环形塞体，另一端滑动穿过油缸盖7与活动端齿盘8相连，环形塞体两侧的油缸体4上均设置有进出油口6。
29.实施例3
30.本实施与实施例1或2基本相同，不同之处在于：如图1
‑
2所示，主轴本体1的外侧还套装固定有同步带轮3，同步带轮3通过胀紧套2固定于主轴上，且位于同步带轮3位于液压缸远离主轴外套筒15的一侧。需要刀具回转加工时，活动端齿盘8脱离固定端齿盘9，主轴动力电机通过同步带驱动同步带轮3带动主轴旋转，实现铣削功能。若是需要刀具固定加工时，主轴动力电机停机，活动端齿盘8与固定端齿盘9啮合，主轴动力电机的电磁锁紧力与端齿盘的机械锁紧力双重作用限制主轴的径向旋转，可以实现强力车削。
31.实施例4
32.本实施与实施例1或2或3或4基本相同，不同之处在于：如图1
‑
2所示，主轴后法兰11与主轴外套筒15的后端相连，主轴外套筒15的后端通过双列圆柱滚子轴承ii19与主轴外套筒15转动相连，主轴外套筒15的前端通过前支撑机构与主轴本体1转动相连。主轴本体1的前端设置有二个端面键23，端面键23用螺钉固定于主轴本体1的前端面，与bt40刀柄上的槽配合，将扭矩从主轴传递到刀具，同步带轮3固定于主轴本体1的后端。
33.前支撑机构包括从后到前依次套装在主轴本体1上的前锁紧螺母16、前轴承隔套17、角接触球轴承18、双列圆柱滚子轴承i13、前挡圈20和主轴前密封盖22，前锁紧螺母16、前轴承隔套17、角接触球轴承18、双列圆柱滚子轴承i13位于主轴外套筒15和主轴本体1之间，前挡圈20的外侧套装有主轴前法兰21，主轴前密封盖22位于主轴外套筒15的前侧，主轴前法兰21位于主轴外套筒15与主轴前密封盖22之间，前锁紧螺母16为精密锁紧螺母。前支
撑机构为前支撑提供预紧力和密封，保证主轴的径向跳动和轴向蹿动在允许误差之内。
34.双列圆柱滚子轴承ii19前侧的主轴本体1上设置有后轴承隔套14，后侧的主轴本体1上设置有后轴承密封盖12，后轴承密封盖12后侧的的主轴本体1上设置有后锁紧螺母10。后锁紧螺母10为精密锁紧螺母，精密锁紧螺母主要用于双列圆柱滚子轴承ii19的预紧，后轴承密封盖12主要用于轴向紧固轴承和密封，后轴承隔套14主要用于双列圆柱滚子轴承ii19的轴向定位及拆卸轴承。
35.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。