一種數控工具機的製作方法
2023-07-15 21:42:36 1
一種數控工具機的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種數控工具機，其特徵在於設有變速箱體，變速箱體內設的輸入軸、中間軸和輸出軸，輸入軸、中間軸和輸出軸分別經軸承和軸承座依次相互平行地設置在變速箱體內，輸入軸上固定有輸入齒輪，輸入軸上端出變速箱體經聯軸器與伺服電機輸出軸相連接，中間軸為花鍵軸，中間軸設有中間小齒輪、與輸入齒輪相嚙合的中間大齒輪和撥套，輸出軸上固定有與中間小齒輪相嚙合的輸出大齒輪和與中間大齒輪相嚙合的輸出小齒輪，輸出軸的下端伸出變速箱體與主軸相連接，變速箱體上設有變速氣缸，變速氣缸的氣缸臂經撥叉與撥套相連接，具有結構簡湊、工作可靠、使用壽命長等優點。
【專利說明】
一種數控工具機
技術領域
[0001]本實用新型涉及自動加工設備，具體地說是一種工作可靠、噪音低、使用壽命長的數控工具機。
【背景技術】
[0002]我們知道，數控工具機是由機械設備和數控系統組合而成的，是一種裝有程序控制系統的自動化工具機。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，並將其解碼，從而使工具機動作數控折彎機並加工複雜形狀的工件，是對工件一次裝夾後可進行多年工序的加工機械，是高度機電一體化的產品，由於其加工效率高、自動化和度高、加工精度高等優點而得到廣泛應用，數控工具機工件裝夾後，數控系統能控制工具機按設計的不同工序連續工作，工作包括鑽、鏜、鉸、攻絲等，對加工工件形狀複雜、精度要求較高、品種更換工序頻繁的零件具有良好的經濟效果，數控工具機由數控系統，電氣控制部分，操作站;主軸驅動及傳動部分;進給軸部分(X軸Y軸Z軸A軸B軸C軸等驅動器及伺服電機，絲槓，導軌等);液壓部分，氣動部分;夾持系統(卡盤，中心架夾具，尾座)刀具部分(刀架、刀庫、換刀裝置，動力頭，等)；潤滑部分(導軌潤滑，齒輪潤滑)；冷卻部分(冷卻液)；排肩部分(自動排肩裝置)和工具機床身及防護罩。其中的主軸驅動及傳動部分中設有主軸箱，主軸箱上分別設有伺服電機和主軸，因結構、空間以及主軸安裝方式等的限制，現在的伺服電機和主軸的傳動有兩種結構形式，一種是通過同步帶輪、同步帶將伺服電機與主軸相連接，另一種是通過聯軸器將伺服電機與主軸相連接，或伺服電機輸出軸經主軸箱內的齒輪組與主軸相連接，以上兩種連接的共同不足是主軸不能同時滿足高轉速低扭矩、低轉速高扭矩的技術要求，如加工中柔性材質時需要高轉速低扭矩的輸出主軸;加工硬質材質時則需要低轉速高扭矩的輸出主軸，阻礙了數控技術的應用領域，另外，現有的數控工具機只配置一個主軸箱，也就是說只能輸出一種模式的傳動速度。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種能同時滿足高轉速低扭矩、低轉速高扭矩數控工具機。
[0004]為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是:
[0005]—種數控工具機，包括數控系統、主軸驅動及傳動部分、進給軸部分、液壓和氣動部分、夾持系統、刀具部分、潤滑部分、冷卻部分、排肩部分和工具機床身，主軸驅動及傳動部分包括伺服電機和主軸箱，其特徵在於設有變速箱體，變速箱體內設的輸入軸、中間軸和輸出軸，輸入軸、中間軸和輸出軸分別經軸承和軸承座依次相互平行地設置在變速箱體內，輸入軸上固定有輸入齒輪，輸入軸上端出變速箱體經聯軸器與伺服電機輸出軸相連接，中間軸為花鍵軸，中間軸設有中間小齒輪、與輸入齒輪相嚙合的中間大齒輪和撥套，輸出軸上固定有與中間小齒輪相嗤合的輸出大齒輪和與中間大齒輪相嗤合的輸出小齒輪，輸出軸的下端伸出變速箱體與主軸相連接，變速箱體上設有變速氣缸，變速氣缸的氣缸臂經撥叉與撥套相連接。
[0006]本實用新型所述的輸出軸的下端伸出變速箱體、經聯軸器與主軸相連接，使輸出軸與主軸同軸線輸出，以適應數控工具機的主軸位置要求。
[0007]本實用新型所述的輸出軸的下端伸出變速箱體並設有同步帶輪，主軸上端設有同步帶輪，輸出軸與主軸同步帶相連接，使輸出軸與主軸的軸線相平行，以適應數控工具機的主軸位置要求。
[0008]本實用新型所述的變速箱體內設有溫度傳感器和潤滑油位傳感器，溫度傳感器和潤滑油位傳感器與數控系統電連接，以方便操作和增加使用壽命。
[0009]本實用新型所述的變速箱體下端面設有彎板，變速箱體經彎板與主軸箱相連接，變速箱體下端周邊也可以設有帶連接孔的凸耳，變速箱體經螺栓和凸耳連接在主軸箱上端面。
[0010]本實用新型所述的輸入齒輪的齒數為40、中間大齒輪的齒數為50，中間小齒的齒數為30，輸出小齒輪的齒數為40，輸出大齒輪的齒數為60，實現高速、低扭矩嚙合齒輪傳動比i=40/50*50/40=l:1或低速、高扭矩嚙合齒輪傳動比i=40/50*30/60=l: 2.5。
[0011]本實用新型所述的撥套可以安裝在中間大齒輪和中間小齒輪之間，也可安裝在中間大齒輪或中間小齒輪一側，以通過撥叉撥動進行換檔。
[0012]另外，由於設置了獨立的變速箱體，將變速齒輪與主軸進行分離，大大降低了主軸箱和變速箱體的內部溫度，伺服電機與變速箱輸入軸間的聯軸器也產生對主軸箱和變速箱體降溫的作用，使主軸箱和變速箱體不需採用冷卻機進行冷卻，降低了使用成本並延長了主軸箱和變速箱體的使用壽命。
[0013]本實用新型在不改變原數控工具機任何部件和數據，只是增加一個變速箱體，可以通過變速箱使主軸實現高轉速低扭矩，以加工中柔性材質;或使主軸實現低轉速高扭矩，以加工硬質材質，配合伺服電機事以實現無級調速和無級調扭矩，凸顯了高速切削和低速重切削時的綜合性能，具有結構簡湊、工作可靠、使用壽命長等優點，極大程度的提高了數控工具機的性能、特性，凸顯了現代數控工具機在實際加工中的可以高速高效率、低速重切削的優點和現代刀具的特性。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的一種結構示意圖。
[0015]圖2是圖1的右視圖。
[0016]圖3是本實用新型的另一種結構不意圖。
[0017]圖4是圖3的右視圖。
[0018]圖5是本實用新型中齒輪箱中齒輪的一種工作狀態示意圖。
[0019]圖6是本實用新型中齒輪箱中齒輪的另一種工作狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述:
[0021]如附圖所示:一種數控工具機，包括數控系統、主軸驅動及傳動部分、進給軸部分、液壓和氣動部分、夾持系統、刀具部分、潤滑部分、冷卻部分、排肩部分和工具機床身，主軸驅動及傳動部分包括伺服電機11和主軸箱15，上述各組成部分的結構及它們之間的相互連接關係與現有技術相同，此不贅述，本實用新型的特徵在於設有變速箱體I，變速箱體I內設的輸入軸2、中間軸3和輸出軸4，輸入軸2、中間軸3和輸出軸4分別經軸承和軸承座依次相互平行地設置在變速箱體I內，輸入軸2、中間軸3和輸出軸4可以設在同一平面內排列，也可以截面呈三角形地空間排列，輸入軸2上固定有輸入齒輪5，輸入軸2上端出變速箱體I經聯軸器與伺服電機11輸出軸相連接，中間軸3為花鍵軸，中間軸3設有中間小齒輪6、與輸入齒輪5相嚙合的中間大齒輪7和撥套8，輸出軸4上固定有與中間小齒輪6相嚙合的輸出大齒輪9和與中間大齒輪7相嚙合的輸出小齒輪10，輸出軸4的下端伸出變速箱體I與主軸12相連接，變速箱體I上設有變速氣缸13，變速氣缸13的氣缸臂經撥叉與撥套8相連接，上述各組成部分的結構及它們之間的相互連接關係與現有技術相同，此不贅述，本實用新型所述的輸出軸4的下端伸出變速箱體1、經聯軸器與主軸箱15內的主軸12相連接，使輸出軸與主軸同軸線輸出，以適應數控工具機的主軸位置要求(如圖3、圖4所示);所述的輸出軸4的下端伸出變速箱體並設有同步帶輪，主軸12上端設有同步帶輪，輸出軸與主軸同步帶14相連接，使輸出軸與主軸的軸線相平行，以適應數控工具機的主軸位置要求(如圖1、圖2所示)。以上是為避免工具機主軸箱尺寸及安裝空間大小對該產品安裝要求的限制，該設計產品提供的兩種安裝形式，變速箱輸出軸通過同步帶與主軸的連結，適用於工具機主軸箱尺寸較大，安裝空間充足的大型或較大型工具機的組合安裝，通過同步帶輪和同步帶，將該設計產品的輸出軸與工具機主軸連接成為一個整體，該設計產品輸出軸輸出的轉速、扭矩同等效率的傳遞給工具機主軸，允許高速、低扭矩，也允許低速高扭矩。通過聯軸器的連結，適用於工具機主軸箱尺寸較小，安裝空間狹小的小型工具機的組合安裝;將該設計產品的輸出軸與工具機主軸連接成為一個整體，該設計產品輸出軸輸出的轉速、扭矩同等效率的傳遞給工具機主軸，允許高速、低扭矩，也允許低速高扭矩。
[0022]本實用新型所述的變速箱體內可以設有溫度傳感器和潤滑油位傳感器，溫度傳感器和潤滑油位傳感器與數控系統電連接，其結構及它們之間的相互連接關係與現有技術相同，此不贅述，以方便操作和增加使用壽命。另外，本實用新型所述的變速箱體I下端面設有彎板，變速箱體經彎板與主軸箱相連接，變速箱體下端周邊也可以設有帶連接孔的凸耳20，變速箱體I經螺栓和凸耳20連接在主軸箱I上端面。
[0023]本實用新型所述的輸入齒輪5的齒數為40、中間大齒輪7的齒數為50，中間小齒6的齒數為30，輸出小齒輪10的齒數為40，輸出大齒輪9的齒數為60。傳動齒輪在自鎖氣缸13作用下，輸入齒輪5與中間大齒輪7嗤合傳動，中間小齒6與輸出大齒輪9嗤合傳動，通過輸出大齒輪9帶動輸出軸和主軸以伺服電機轉速的0.4倍旋轉，輸出軸和主軸扭矩增加2.5倍，實現低速、高扭矩嚙合齒輪傳動比i=40/50*30/60=l:2.5(如圖5);在自鎖氣缸13拉緊狀態下，輸入齒輪5與中間大齒輪7嚙合傳動，中間大齒輪7與輸出小齒輪10嚙合傳動，通過輸出小齒輪10帶動輸出軸輸出與主電機相同的轉速、扭矩旋轉，以實現高速、低扭矩嚙合齒輪傳動比i =40/50*50/40=1:1。以上是通過氣缸的工作驅動撥套使改變中間大齒輪和中間小齒輪的工作狀態。
[0024]本實用新型高速低扭矩來加工柔性材料，又要求低速高扭矩來加工硬質材料的雙重問題。在相同加工條件下，增加使用此設計的主軸齒輪變速箱，加工效率在原有基礎上可以提高2.5倍。此設計的主軸齒輪變速箱，在選擇安裝時，無需改動工具機原有結構和尺寸，只需要根據安裝空間及主軸箱尺寸，增加支撐安裝塊即可，簡單、實用、方便、高效。極大程度的提高了數控工具機的性能、特性，凸顯了現代數控工具機在實際加工中的可以高速高效率、低速重切削的優點和現代刀具的特性。
【主權項】
1.一種數控工具機，包括數控系統、主軸驅動及傳動部分、進給軸部分、液壓和氣動部分、夾持系統、刀具部分、潤滑部分、冷卻部分、排肩部分和工具機床身，主軸驅動及傳動部分包括伺服電機和主軸箱，其特徵在於設有變速箱體，變速箱體內設的輸入軸、中間軸和輸出軸，輸入軸、中間軸和輸出軸分別經軸承和軸承座依次相互平行地設置在變速箱體內，輸入軸上固定有輸入齒輪，輸入軸上端出變速箱體經聯軸器與伺服電機輸出軸相連接，中間軸為花鍵軸，中間軸設有中間小齒輪、與輸入齒輪相嚙合的中間大齒輪和撥套，輸出軸上固定有與中間小齒輪相嗤合的輸出大齒輪和與中間大齒輪相嗤合的輸出小齒輪，輸出軸的下端伸出變速箱體與主軸相連接，變速箱體上設有變速氣缸，變速氣缸的氣缸臂經撥叉與撥套相連接。2.根據權利要求1所述的一種數控工具機，其特徵在於輸出軸的下端伸出變速箱體、經聯軸器與主軸相連接。3.根據權利要求1所述的一種數控工具機，其特徵在於輸出軸的下端伸出變速箱體並設有同步帶輪，主軸上端設有同步帶輪，輸出軸與主軸同步帶相連接。4.根據權利要求1所述的一種數控工具機，其特徵在於變速箱體內設有溫度傳感器和潤滑油位傳感器，溫度傳感器和潤滑油位傳感器與數控系統電連接。5.根據權利要求1所述的一種數控工具機，其特徵在於變速箱體下端面設有彎板，變速箱體經彎板與主軸箱相連接，變速箱體下端周邊設有帶連接孔的凸耳，變速箱體經螺栓和凸耳連接在主軸箱上端面。6.根據權利要求1所述的一種數控工具機，其特徵在於輸入齒輪的齒數為40、中間大齒輪的齒數為50，中間小齒的齒數為30，輸出小齒輪的齒數為40，輸出大齒輪的齒數為60，實現高速、低扭矩嚙合齒輪傳動比i=40/50*50/40=l:1或低速、高扭矩嚙合齒輪傳動比i=40/50*30/60=1:2.5。
【文檔編號】B23Q5/12GK205703440SQ201620453779
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】王海全
【申請人】王海全