本實(shí)用新型涉及一種立式加工中心用主軸頭的改進(jìn)，屬于數(shù)控機(jī)床描述，具 體地說(shuō)是一種立式加工中心用多功能主軸頭，適用于皮帶式和直聯(lián)式兩種連接方式的立式 加工中心通用的主軸頭。

背景

立式加工中心的主軸頭部安裝于立柱上，上面設(shè)有用來(lái)固定主軸的安裝孔，底部 設(shè)有用于與立柱導(dǎo)軌連接的配合面，實(shí)現(xiàn)主軸沿著立軸上下移動(dòng)對(duì)不同工件進(jìn)行加工。因 此主軸頭部是加工中心的關(guān)鍵部件，要求主軸頭部具有很高的運(yùn)轉(zhuǎn)精度和長(zhǎng)久的精度穩(wěn)定 性。而主軸頭部實(shí)現(xiàn)主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有兩種傳動(dòng)方式：皮帶傳動(dòng)和直聯(lián)傳動(dòng)。

由于直聯(lián)傳動(dòng)時(shí)，主軸電機(jī)安裝于主軸正上方，這就加大了主軸頭承受的扭矩，對(duì) 主軸頭的剛性要求很高。而普通的皮帶傳動(dòng)主軸頭無(wú)法承受如此大的扭矩。所以長(zhǎng)期以來(lái) 皮帶傳動(dòng)和直聯(lián)傳動(dòng)的兩種立式加工中心分別使用各自不同結(jié)構(gòu)的主軸頭，其不足之處在 于：皮帶式和直聯(lián)式的主軸頭不能通用，這樣參數(shù)相同的兩款機(jī)床僅僅因?yàn)橹鬏S傳動(dòng)方式 的不同，就必須設(shè)計(jì)兩款不同的主軸頭，因此需要制作兩款木模，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、耗材量大，成 本_。

內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種立式加工中心用多功能主軸頭，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊 湊，同時(shí)只需制作一款木模，耗材量小，制造成本低，重量輕，剛性好，安裝簡(jiǎn)單靈活，是適用 于皮帶式和直聯(lián)式立式加工中心通用的主軸頭。

為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：該立式加工中心用多功能 主軸頭，包括長(zhǎng)方形箱體，在長(zhǎng)方形箱體的前部腔內(nèi)固定設(shè)有主軸安裝孔，在長(zhǎng)方形箱體的 頂部設(shè)有皮帶輪安裝孔，其特征在于：所述的長(zhǎng)方形箱體的后端固定設(shè)有梯形箱體，并制成 為一體式結(jié)構(gòu)，梯形箱體的后端面上設(shè)有與立式加工中心的立柱形狀相配合的立柱軌道配 合面，所述長(zhǎng)方形箱體的前端頂部設(shè)有四個(gè)定位孔，在長(zhǎng)方形箱體的后端頂部設(shè)有三個(gè)打 刀缸安裝孔，在長(zhǎng)方形箱體的腔內(nèi)設(shè)有兩個(gè)橫向加強(qiáng)筋和兩個(gè)縱向加強(qiáng)筋，兩個(gè)橫向加強(qiáng) 筋和兩個(gè)縱向加強(qiáng)筋呈“井”字狀布設(shè)固定為一體，橫向加強(qiáng)筋的兩端分別固定在長(zhǎng)方形箱 體腔內(nèi)的兩個(gè)側(cè)壁，縱向加強(qiáng)筋的前端固定在主軸安裝孔的外壁上，縱向加強(qiáng)筋的后端固 定在梯形箱體腔內(nèi)的后端壁上。

所述的橫向加強(qiáng)筋和縱向加強(qiáng)筋上設(shè)有減重孔；所述的長(zhǎng)方形箱體的側(cè)壁上設(shè)有 進(jìn)油孔和皮帶調(diào)整孔，進(jìn)油孔與主軸安裝孔相連通，長(zhǎng)方形箱體上的皮帶輪安裝孔與主軸 安裝孔之間的空腔和皮帶調(diào)整孔相連通。

本實(shí)用新型的有益效果在于：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，同時(shí)只需制作一款木模，耗材量小， 重量輕，剛性好，安裝簡(jiǎn)單方便，同時(shí)適用于皮帶式和直聯(lián)式立式加工中心，降低了生產(chǎn)成 本，終降低了機(jī)床的成本，滿足了不同客戶的需求；采用本實(shí)用新型所述的主軸頭，機(jī)床在主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)小，穩(wěn)定性好，可實(shí)現(xiàn)高速高精度加工。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的側(cè)視圖。

圖3為本實(shí)用新型沿圖2的A-A的剖視圖。

圖4為本實(shí)用新型直聯(lián)傳動(dòng)時(shí)結(jié)構(gòu)安裝示意圖。

圖5為本實(shí)用新型皮帶傳動(dòng)時(shí)結(jié)構(gòu)安裝示意圖。

圖中：1、主軸頭；2、主軸；3、直結(jié)馬達(dá)固定座；4、聯(lián)軸器；5、主軸馬達(dá)；6、打刀缸； 7、皮帶；8、打刀缸支架；9、打刀缸座；10、主軸馬達(dá)固定板；11、馬達(dá)皮帶輪；12、迫緊環(huán)；

101、長(zhǎng)方形箱體；102、梯形箱體；103、主軸安裝孔；104、橫向加強(qiáng)筋；105、縱向加強(qiáng)筋; 106、減重孔；107、立柱軌道配合面；108、皮帶輪安裝孔；109、定位孔；110、打刀缸安裝孔; 111、進(jìn)油孔；112、皮帶調(diào)整孔。

實(shí)施

參照?qǐng)D1、圖2、圖3制作本實(shí)用新型。該立式加工中心用多功能主軸頭，包括長(zhǎng)方 形箱體101，在長(zhǎng)方形箱體101的前部腔內(nèi)固定設(shè)有主軸安裝孔103,在長(zhǎng)方形箱體101的 頂部設(shè)有皮帶輪安裝孔108,其特征在于：所述的長(zhǎng)方形箱體101的后端固定設(shè)有梯形箱體

102,并制成為一體式結(jié)構(gòu)，梯形箱體102的后端面上設(shè)有與立式加工中心的立柱形狀相配 合的立柱軌道配合面107,以便于將梯形箱體102的后端面安裝固定在立式加工中心的立 柱上，所述長(zhǎng)方形箱體101的前端頂部設(shè)有四個(gè)定位孔109,這四個(gè)定位孔109與打刀缸支 架8固定孔或直結(jié)馬達(dá)固定座3安裝孔相匹配，以便于通過(guò)四個(gè)定位孔109既可以安裝打 刀缸支架8,也可以安裝直結(jié)馬達(dá)固定座3,四個(gè)定位孔109通用性強(qiáng)，方便更換，在長(zhǎng)方形 箱體101的后端頂部設(shè)有三個(gè)打刀缸安裝孔110,通過(guò)這三個(gè)打刀缸安裝孔110可以安裝 打刀缸6,在長(zhǎng)方形箱體101的腔內(nèi)設(shè)有兩個(gè)橫向加強(qiáng)筋104和兩個(gè)縱向加強(qiáng)筋105,兩個(gè) 橫向加強(qiáng)筋104和兩個(gè)縱向加強(qiáng)筋105呈“井”字狀布設(shè)固定為一體，橫向加強(qiáng)筋104的兩 端分別固定在長(zhǎng)方形箱體101腔內(nèi)的兩個(gè)側(cè)壁，縱向加強(qiáng)筋105的前端固定在主軸安裝孔 103的外壁上，縱向加強(qiáng)筋105的后端固定在梯形箱體102腔內(nèi)的后端壁上。

所述的橫向加強(qiáng)筋104和縱向加強(qiáng)筋105上設(shè)有減重孔106,在不影響強(qiáng)度的前提 下，降低自身重量；所述的長(zhǎng)方形箱體101的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)油孔111和皮帶調(diào)整孔112,進(jìn) 油孔111與主軸安裝孔103相連通，長(zhǎng)方形箱體101上的皮帶輪安裝孔108與主軸安裝孔 103之間的空腔和皮帶調(diào)整孔112相連通。

所述的長(zhǎng)方形箱體101是指水平斷面為長(zhǎng)方形的箱體，所述的梯形箱體102是指 水平斷面為梯形的箱體，如圖3。

主軸頭本體由長(zhǎng)方形箱體101和梯形箱體102制作成為一體式結(jié)構(gòu)，比目前使用 的純長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)剛性好；兩個(gè)橫向加強(qiáng)筋104和兩個(gè)縱向加強(qiáng)筋105呈“井”字狀布設(shè)固定 為一體，兩個(gè)縱向加強(qiáng)筋105形成了類似三角形結(jié)構(gòu)，受力化，結(jié)構(gòu)剛性好,重量輕，可 以同時(shí)滿足主軸皮帶傳動(dòng)和直聯(lián)傳動(dòng)不同受力情況下的強(qiáng)度要求。主軸頭在大受力情況 下應(yīng)力位移模擬分析結(jié)果都在允許值范圍內(nèi)。

該立式加工中心用多功能主軸頭，適用于主軸皮帶傳動(dòng)和直聯(lián)傳動(dòng)，兩種不同形 式的主軸傳動(dòng)方式。其安裝結(jié)構(gòu)分別為：

直聯(lián)傳動(dòng)：如圖4,主軸2安裝與主軸頭1內(nèi)部的主軸安裝孔103內(nèi)，直結(jié)馬達(dá)固 定座3固定在主軸頭1的四個(gè)定位孔109上，主軸馬達(dá)5安裝于直結(jié)馬達(dá)固定座3上，打刀 缸6固定在主軸頭1打刀缸安裝孔110上，主軸2與主軸馬達(dá)5用聯(lián)軸器4直結(jié)連接，實(shí)現(xiàn) 主軸直聯(lián)傳動(dòng)。

皮帶傳動(dòng)：如圖5,主軸2安裝于主軸頭1內(nèi)部的主軸安裝孔103內(nèi)，打刀缸支架8 固定在主軸頭1四個(gè)定位孔109上，打刀缸座9安裝在打刀缸支架8上，打刀缸6安裝在打 刀缸座9上，主軸馬達(dá)固定板10固定在主軸頭1上，主軸馬達(dá)5安裝在主軸馬達(dá)固定板10 上，馬達(dá)皮帶輪11通過(guò)迫緊環(huán)12固定于主軸馬達(dá)5的輸出軸上。這樣馬達(dá)皮帶輪11與主 軸電機(jī)5同步運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)皮帶7帶動(dòng)主軸2做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)皮帶傳動(dòng)。同時(shí)還可以通過(guò)改 變主軸皮帶輪11的齒數(shù)在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)主軸的扭矩及轉(zhuǎn)速。