本實用新型涉及一種立式加工中心用主軸頭的改進，屬于數(shù)控機床描述，具 體地說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，上面設有用來固定主軸的安裝孔，底部 設有用于與立柱導軌連接的配合面，實現(xiàn)主軸沿著立軸上下移動對不同工件進行加工。因 此主軸頭部是加工中心的關鍵部件，要求主軸頭部具有很高的運轉精度和長久的精度穩(wěn)定 性。而主軸頭部實現(xiàn)主軸的旋轉運動有兩種傳動方式：皮帶傳動和直聯(lián)傳動。

由于直聯(lián)傳動時，主軸電機安裝于主軸正上方，這就加大了主軸頭承受的扭矩，對 主軸頭的剛性要求很高。而普通的皮帶傳動主軸頭無法承受如此大的扭矩。所以長期以來 皮帶傳動和直聯(lián)傳動的兩種立式加工中心分別使用各自不同結構的主軸頭，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)相同的兩款機床僅僅因為主軸傳動方式 的不同，就必須設計兩款不同的主軸頭，因此需要制作兩款木模，設計周期長、耗材量大，成 本_。

內容

本實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，其結構簡單緊 湊，同時只需制作一款木模，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。

為了達到以上目的，本實用新型所采用的技術方案是：該立式加工中心用多功能 主軸頭，包括長方形箱體，在長方形箱體的前部腔內固定設有主軸安裝孔，在長方形箱體的 頂部設有皮帶輪安裝孔，其特征在于：所述的長方形箱體的后端固定設有梯形箱體，并制成 為一體式結構，梯形箱體的后端面上設有與立式加工中心的立柱形狀相配合的立柱軌道配 合面，所述長方形箱體的前端頂部設有四個定位孔，在長方形箱體的后端頂部設有三個打 刀缸安裝孔，在長方形箱體的腔內設有兩個橫向加強筋和兩個縱向加強筋，兩個橫向加強 筋和兩個縱向加強筋呈“井”字狀布設固定為一體，橫向加強筋的兩端分別固定在長方形箱 體腔內的兩個側壁，縱向加強筋的前端固定在主軸安裝孔的外壁上，縱向加強筋的后端固 定在梯形箱體腔內的后端壁上。

所述的橫向加強筋和縱向加強筋上設有減重孔；所述的長方形箱體的側壁上設有 進油孔和皮帶調整孔，進油孔與主軸安裝孔相連通，長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整孔相連通。

本實用新型的有益效果在于：結構簡單緊湊，同時只需制作一款木模，耗材量小， 重量輕，剛性好，安裝簡單方便，同時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，最終降低了機床的成本，滿足了不同客戶的需求；采用本實用新型所述的主軸頭，機床在主軸高速運轉時振動小，穩(wěn)定性好，可實現(xiàn)高速高精度加工。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型的側視圖。

圖3為本實用新型沿圖2的A-A的剖視圖。

圖4為本實用新型直聯(lián)傳動時結構安裝示意圖。

圖5為本實用新型皮帶傳動時結構安裝示意圖。

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

101、 長方形箱體；102、梯形箱體；103、主軸安裝孔；104、橫向加強筋；105、縱向加強筋; 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、進油孔；112、皮帶調整孔。

實施

參照圖1、圖2、圖3制作本實用新型。該立式加工中心用多功能主軸頭，包括長方 形箱體101，在長方形箱體101的前部腔內固定設有主軸安裝孔103,在長方形箱體101的 頂部設有皮帶輪安裝孔108,其特征在于：所述的長方形箱體101的后端固定設有梯形箱體

102, 并制成為一體式結構，梯形箱體102的后端面上設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，所述長方形箱體101的前端頂部設有四個定位孔109,這四個定位孔109與打刀缸支 架8固定孔或直結馬達固定座3安裝孔相匹配，以便于通過四個定位孔109既可以安裝打 刀缸支架8,也可以安裝直結馬達固定座3,四個定位孔109通用性強，方便更換，在長方形 箱體101的后端頂部設有三個打刀缸安裝孔110,通過這三個打刀缸安裝孔110可以安裝 打刀缸6,在長方形箱體101的腔內設有兩個橫向加強筋104和兩個縱向加強筋105,兩個 橫向加強筋104和兩個縱向加強筋105呈“井”字狀布設固定為一體，橫向加強筋104的兩 端分別固定在長方形箱體101腔內的兩個側壁，縱向加強筋105的前端固定在主軸安裝孔 103的外壁上，縱向加強筋105的后端固定在梯形箱體102腔內的后端壁上。

所述的橫向加強筋104和縱向加強筋105上設有減重孔106,在不影響強度的前提 下，降低自身重量；所述的長方形箱體101的側壁上設有進油孔111和皮帶調整孔112,進 油孔111與主軸安裝孔103相連通，長方形箱體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整孔112相連通。

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

主軸頭本體由長方形箱體101和梯形箱體102制作成為一體式結構，比目前使用 的純長方形結構剛性好；兩個橫向加強筋104和兩個縱向加強筋105呈“井”字狀布設固定 為一體，兩個縱向加強筋105形成了類似三角形結構，受力最優(yōu)化，結構剛性好,重量輕，可 以同時滿足主軸皮帶傳動和直聯(lián)傳動不同受力情況下的強度要求。主軸頭在最大受力情況 下應力位移模擬分析結果都在允許值范圍內。

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

直聯(lián)傳動：如圖4,主軸2安裝與主軸頭1內部的主軸安裝孔103內，直結馬達固 定座3固定在主軸頭1的四個定位孔109上，主軸馬達5安裝于直結馬達固定座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5用聯(lián)軸器4直結連接，實現(xiàn) 主軸直聯(lián)傳動。

皮帶傳動：如圖5,主軸2安裝于主軸頭1內部的主軸安裝孔103內，打刀缸支架8 固定在主軸頭1四個定位孔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，主軸馬達固定板10固定在主軸頭1上，主軸馬達5安裝在主軸馬達固定板10 上，馬達皮帶輪11通過迫緊環(huán)12固定于主軸馬達5的輸出軸上。這樣馬達皮帶輪11與主 軸電機5同步運轉，通過皮帶7帶動主軸2做旋轉運動,實現(xiàn)皮帶傳動。同時還可以通過改 變主軸皮帶輪11的齒數(shù)在一定范圍內調節(jié)主軸的扭矩及轉速。

 

 

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