阅读说明：本技术 一种加工中心主轴机构及车床装置 (Machining center spindle mechanism and lathe device ) 是由 王绍存 刘尚玉 倪铨兴 陈涛 龙厚淼 孙法政 于 2020-06-03 设计创作，主要内容包括：本发明适用于加工设备技术领域,提供了一种加工中心主轴机构及车床装置。该加工中心主轴机构包括设有打刀缸的立加主轴,立加主轴转动设置在主轴箱上；定位键；主轴箱内设有编码器；传动组件；用于使编码器进行与立加主轴同步的运转；刹车组件,用于对立加主轴进行刹车操作。该加工中心主轴机构具有功能强大、结构紧凑、调整方便、夹持力稳定、故障率低等优势。(The invention is suitable for the technical field of machining equipment, and provides a machining center spindle mechanism and a lathe device. The machining center spindle mechanism comprises a vertical spindle provided with a unclamping cylinder, and the vertical spindle is rotatably arranged on a spindle box; a positioning key; an encoder is arranged in the spindle box; a transmission assembly; the device is used for enabling the encoder to run synchronously with the vertical machining main shaft; and the brake assembly is used for braking the vertical spindle. The main shaft mechanism of the machining center has the advantages of being powerful in function, compact in structure, convenient to adjust, stable in clamping force, low in failure rate and the like.)

一种加工中心主轴机构及车床装置

技术领域

本发明属于加工设备技术领域，尤其涉及一种加工中心主轴机构及车床装置。

背景技术

主轴是机床实现旋转运动的执行件，是机床上带动工件或刀具旋转的轴。加工中心主轴部件由主轴动力、传动及主轴组件组成，它是加工中心成型运动的重要执行部件之一，需要具有高的运转精度、长久的精度保持性以及长时间运行的精度稳定性。目前的加工中心主轴普遍装夹旋转刀具，少数特殊用途会装夹工件，主轴为实现旋转运动的执行件，没有分度刹车功能，不能装夹车刀，无法实现车削功能，更不能实现铣车复合加工工艺。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种加工中心主轴机构，旨在解决背景技术中所提到的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种加工中心主轴机构，包括设有打刀缸的立加主轴，所述立加主轴转动设置在主轴箱上，所述立加主轴上设有用于定位加工刀具的刀尖角度的定位键；所述主轴箱内设有编码器，所述加工中心主轴还包括：

传动组件；当所述立加主轴进行转动时，所述传动组件带动所述编码器进行与所述立加主轴同步的运转，以使所述编码器实现对所述立加主轴转速和转动角度的检测；

刹车组件，用于根据所述编码器所检测的数据对所述立加主轴进行刹车操作。

优选的，所述传动组件包括：

第二皮带轮；

第二同步带；所述立加主轴与所述第二皮带轮通过所述第二同步带连接；

编码器轴；所述编码器轴的一端与所述第二皮带轮连接；

联轴器；所述编码器轴远离所述第二皮带轮的一端与所述联轴器连接；所述联轴器与所述编码器连接。

优选的，所述刹车组件包括：

刹车盘，用于对所述立加主轴进行刹车操作；所述刹车盘与所述立加主轴连接；

刹车器，用于抱刹所述刹车盘，以使所述刹车盘对所述立加主轴进行刹车操作；所述刹车器设置在所述主轴箱上；所述刹车器与所述编码器电性连接；

垫板，用于调整所述刹车器和所述刹车盘之间的间隙；所述垫板设置在所述刹车盘的一侧。

优选的，所述加工中心主轴机构还包括第一驱动组件，所述第一驱动组件包括：

第一电机；

第一皮带轮；所述第一皮带轮与所述第一电机连接；

第一同步带；所述立加主轴与所述第一皮带轮通过所述第一同步带连接。

优选的，所述加工中心主轴机构还包括：

编码器支架；所述编码器设置在所述编码器支架上；所述编码器支架固定设置在所述主轴箱上。

本发明实施例的另一目的在于提供了一种车床装置，包括立柱和车床主轴，所述车床装置还包括上述任一所述的加工中心主轴机构和用于使所述加工中心主轴机构直线运动的第二驱动组件，所述加工中心主轴机构设置在所述立柱的一侧。

优选的，所述第二驱动组件包括：

第二电机；所述第二电机设置在所述立柱上；

丝杠；所述丝杆与所述第二电机连接；

丝母；当所述第二电机驱动所述丝杠转动时，所述丝母在所述丝杆上做直线运动；所述主轴箱与所述丝母连接。

优选的，所述车床装置还包括刀库组件，所述刀库组件包括：

至少一件刀柄；所述加工刀具设置在所述刀柄上；

刀盘；所述刀柄设置在所述刀盘上；所述刀盘设置在所述立加主轴上。

优选的，所述车床装置还包括换刀组件，所述换刀组件包括：

机械臂；当进行换刀时，所述机械臂将所述刀柄从所述刀盘上插入所述立加主轴内；所述机械臂设置在所述刀盘的一侧。

优选的，所述车床装置还包括：

工作台；所述工作台上设有可任意位置调节的定位T型槽；所述工作台为十字滑台结构；所述车床主轴转动设置在所述工作台上。

本发明实施例提供的一种加工中心主轴机构，通过设置定位键，实现了加工刀具每次换刀时刀尖的一致性；通过设置刹车组件，保持了加工刀具的刚性；通过设置编码器，实现了对立加主轴转动角度的检测；通过设置使编码器与主轴转动同步运转的传动组件，使得编码器对主轴转动角度的检测更为准确；立加主轴上可安装夹铣刀、车刀、镗刀，提高了该加工中心主轴机构的加工范围，扩大了该加工中心主轴机构的加工能力；此外，该加工中心主轴机构的结构布局更为简化，降低了生产制造的成本，可进行推广应用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种加工中心主轴机构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的设有定位键的立加主轴的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种车床装置的局部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种车床装置的结构示意图。

附图中：1、刀库组件；2、机械臂；3、主轴箱；4、立加主轴；5、车床主轴；6、工作台；7、立柱；8、定位键；9、第二电机；10、丝杠；11、打刀缸；12、刹车器；13、刹车盘；14、垫板；15、第一电机；16、第一皮带轮；17、第一同步带；18、第二皮带轮；19、第二同步带；20、编码器轴；21、编码器支架；22、联轴器；23、编码器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如附图1和2所示，为本发明一个实施例提供的一种加工中心主轴机构的结构示意图，包括设有打刀缸11的立加主轴4，所述立加主轴4转动设置在主轴箱3上，所述立加主轴4上设有用于定位加工刀具的刀尖角度的定位键8；所述主轴箱3内设有编码器23，所述加工中心主轴还包括：

传动组件；当所述立加主轴4进行转动时，所述传动组件带动所述编码器23进行与所述立加主轴4同步的运转，以使所述编码器23实现对所述立加主轴4转速和转动角度的检测；

刹车组件，用于根据所述编码器23所检测的数据对所述立加主轴4进行刹车操作。

在实际应用中，定位键8设置在立加主轴4的一端，立加主轴4的另一端则用于安装加工刀具，加工刀具可以是加工刀具中的任意一种。以车刀为例，立加主轴4通过传动组件带动编码器23进行与所述其同步的转动，编码器23对立加主轴4转动的角度进行检测，当立加主轴4转动至立加主轴4上的定位键8所定位的角度时，刹车组件对立加主轴4进行刹车操作。该加工中心主轴机构通过设置定位键，实现了加工刀具每次换刀时刀尖的一致性；通过设置刹车组件，保持了加工刀具的刚性；通过设置编码器，实现了对立加主轴转动角度的检测；通过设置使编码器与主轴转动同步运转的传动组件，使得编码器对主轴转动角度的检测更为准确；立加主轴上可安装夹铣刀、车刀、镗刀，提高了该加工中心主轴机构的加工范围，扩大了该加工中心主轴机构的加工能力；此外，该加工中心主轴机构的结构布局更为简化，降低了生产制造的成本，可进行推广应用。

如附图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述传动组件包括：

第二皮带轮18；

第二同步带19；所述立加主轴4与所述第二皮带轮18通过所述第二同步带19连接；

编码器轴20；所述编码器轴20的一端与所述第二皮带轮18连接；

联轴器22；所述编码器轴20远离所述第二皮带轮18的一端与所述联轴器22连接；所述联轴器22与所述编码器23连接。

具体的，当立加主轴4进行转动时，立加主轴4通过第二同步带19带动第二皮带轮18转动，第二皮带轮18带动编码器轴20转动，编码器轴20带动联轴器22转动，联轴器22带动编码器23进行运转，编码器23此时与立加主轴4同步运转，以实现对立加主轴4转速和角度的准确检测。此外，同步带传动具有传动比准确、不打滑的特点。

如附图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述刹车组件包括：

刹车盘13，用于对所述立加主轴4进行刹车操作；所述刹车盘13与所述立加主轴4连接；

刹车器12，用于抱刹所述刹车盘13，以使所述刹车盘13对所述立加主轴4进行刹车操作；所述刹车器12设置在所述主轴箱3上；所述刹车器12与所述编码器23电性连接；

垫板14，用于调整所述刹车器12和所述刹车盘13之间的间隙；所述垫板14设置在所述刹车盘13的一侧。

具体的，刹车器12通过夹紧、松开刹车盘13实现立加主轴4的刹车和转动。通过设置垫板14，可以实现刹车器12和刹车盘13之间的间隙处处保持一致。

如附图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述加工中心主轴机构还包括第一驱动组件，所述第一驱动组件包括：

第一电机15；

第一皮带轮16；所述第一皮带轮16与所述第一电机15连接；

第一同步带17；所述立加主轴4与所述第一皮带轮16通过所述第一同步带17连接。

具体的，第一电机15驱动第一皮带轮16进行转动，第一皮带轮16通过第一同步带17带动立加主轴4进行转动。

如附图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述加工中心主轴机构还包括：

编码器支架21；所述编码器23设置在所述编码器支架21上；所述编码器支架21固定设置在所述主轴箱3上。

具体的，编码器支架21固定安装到主轴箱3上，编码器轴20通过轴承和套连接到编码器支架21内，编码器23固定安装在编码器支架21上。

如附图3和4所示，本发明实施例的另一目的在于提供了一种车床装置，包括立柱7和车床主轴5，所述车床装置还包括上述任一所述的加工中心主轴机构和用于使所述加工中心主轴机构直线运动的第二驱动组件，所述加工中心主轴机构设置在所述立柱7的一侧。

在实际应用中，待加工的零件安放在车床主轴5上，加工中心主轴机构上可装夹铣刀、车刀、镗刀中的任意一种。通过第二驱动组件带动加工中心主轴机构做上下直线运动，以对待加工的零件进行加工操作。

如附图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述第二驱动组件包括：

第二电机9；所述第二电机9设置在所述立柱7上；

丝杠10；所述丝杆与所述第二电机9连接；

丝母；当所述第二电机9驱动所述丝杠10转动时，所述丝母在所述丝杆上做直线运动；所述主轴箱3与所述丝母连接。

具体的，第二电机9驱动丝杠10进行转动，丝母在转动的丝杆上做上下直线运动，丝母又带动主轴箱3进行上下的直线运动。

如附图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述车床装置还包括刀库组件1，所述刀库组件1包括：

至少一件刀柄；所述加工刀具设置在所述刀柄上；所述刀柄上设有定位键；

刀盘；所述刀柄设置在所述刀盘上；所述刀盘设置在所述立加主轴4上。

具体的，加工刀具可以是铣刀、车刀、镗刀中的任意一种。以车刀为例，车刀安装在刀柄上，车刀刀尖同刀柄上的定位键平行。换刀时，换刀组件将刀柄插入立加主轴4内，通过立加主轴4上的定位键8对车刀刀尖进行定位，实现立加主轴4装夹车刀。

如附图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述车床装置还包括换刀库组件，所述换刀组件包括：

机械臂2；当进行换刀时，所述机械臂2将所述刀柄从所述刀盘上插入所述立加主轴4内；所述机械臂2设置在所述刀盘的一侧；所述机械臂2上设有定位键。

具体的，进行换刀时，机械臂2将装有加工刀具的刀柄插入立加主轴4内，打刀缸11对插入立加主轴4内的刀柄进行夹紧，完成换刀操作，卸刀时，打刀缸11再松开夹紧的刀柄，完成卸刀操作，以便于下次换刀。

如附图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述车床装置还包括：

工作台6；所述工作台6上设有可任意位置调节的定位T型槽；所述工作台6为十字滑台结构；所述车床主轴5转动设置在所述工作台6上。

具体的，十字滑台是指由两组直线滑台的依照X轴方向和Y轴方向组合而成的组合滑台，工作台6的十字滑台结构使得工作台6上的零件既可沿X轴移动，也可沿Y轴移动。工作台6可单独控制，也可以与立加主轴4联动控制。

综上所述，加工刀具首先安装在车库组件上，立加主轴4上的定位键8设置在立加主轴4的端面。车刀安装在刀柄上，车刀刀尖同刀柄上的定位键平行。换刀时，机械臂2将刀柄插入立加主轴4内，打刀缸11对插入立加主轴4内的刀柄进行夹紧，并通过立加主轴4上的定位键8对车刀刀尖进行定位，实现立加主轴4装夹车刀。第一电机15驱动第一皮带轮16进行转动，第一皮带轮16通过第一同步带17带动立加主轴4进行转动，立加主轴4进行转动时，立加主轴4通过第二同步带19带动第二皮带轮18转动，第二皮带轮18带动编码器轴20转动，编码器轴20带动联轴器22转动，联轴器22带动编码器23进行运转，编码器23此时与立加主轴4同步运转，以实现对立加主轴4转速和角度的准确检测。当立加主轴4转动至立加主轴4上的定位键8所定位的角度时，刹车器12夹紧刹车盘13以实现立加主轴4的刹车。此外，第二电机9驱动丝杠10进行转动，丝母在转动的丝杆上做上下直线运动，丝母又带动主轴箱3进行上下的直线运动，进而带动立加主轴4进行上下的直线运动。本发明打破传统加工中心结构和用途的限制，立加主轴4装夹车刀，刀库组件1安装车刀刀柄，工作台6上面安装带定位刹车功能的车床主轴5，立加主轴4、刀库和车床主轴5组成铣车复合加工中心，不使用车床主轴5时可恢复为标准加工中心。本发明集立加主轴的分度定向与车削功能于一体，具有功能强大、结构紧凑、调整方便、夹持力稳定、故障率低等优点，特别是具有生产周期短、制造成本底、性能稳定可靠、操作易学易会等优点，因而具有很高的推广价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。