一種自動(dòng)換檔變速數(shù)控臥式車床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于數(shù)控臥式車床技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種自動(dòng)換檔變速數(shù)控臥式 車床。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的數(shù)控臥式車床床頭箱，其多數(shù)采用伺服或變頻電機(jī)通過(guò)皮帶直接與獨(dú)立床 頭箱直聯(lián)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出扭矩小。還有的數(shù)控臥式車床采用主軸與變速箱直連的方 式，結(jié)構(gòu)雖然偏緊湊，但直連的連接剛度大，自身缺少緩沖能力，以至于無(wú)法避免變速箱中 齒輪嚙合產(chǎn)生的震動(dòng)對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度的影響，影響加工精度。
[0003] 車床主軸變速分為有級(jí)變速、分段無(wú)級(jí)變速和無(wú)級(jí)變速三種形式，其中有級(jí)變速 僅用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，大多數(shù)數(shù)控機(jī)床采用分段無(wú)級(jí)變速或無(wú)級(jí)變速。在無(wú)級(jí)變速中，變 數(shù)調(diào)速主軸一般用于普及型數(shù)控機(jī)床。交流伺服主軸則用于中、高檔數(shù)控機(jī)床。對(duì)于采用 變頻器等車床主軸驅(qū)動(dòng)裝置的主軸電動(dòng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)主軸的無(wú)級(jí)調(diào)速。采用無(wú)級(jí)調(diào)速主軸機(jī) 構(gòu)，主軸箱雖然得到大大簡(jiǎn)化，但其低速段輸出轉(zhuǎn)矩常常無(wú)法滿足機(jī)床強(qiáng)力切削的要求。如 單純追求無(wú)級(jí)調(diào)速，勢(shì)必要增大主軸電動(dòng)機(jī)的功率，從而使主軸電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)裝置的體積、 重量及成本增加。因此，數(shù)控機(jī)床常采用1 _4擋齒輪變速與無(wú)級(jí)調(diào)速相結(jié)合的方式，即分 段無(wú)級(jí)變速方式，同時(shí)滿足低速轉(zhuǎn)矩和最高主軸轉(zhuǎn)速的要求。
[0004] 現(xiàn)有的普通數(shù)控車床的床頭箱換擋機(jī)構(gòu)，大都采用手動(dòng)三擋操作方式，即通過(guò)手 動(dòng)旋轉(zhuǎn)外置操縱手柄帶動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)至設(shè)定的擋位，由凸輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩組聯(lián)桿、操縱軸和撥 叉，帶動(dòng)花鍵軸上的兩組并聯(lián)齒輪進(jìn)行軸向位移，從而實(shí)現(xiàn)配對(duì)齒輪的嚙合及脫離進(jìn)行擋 位變換，帶動(dòng)主軸作高、中、低速轉(zhuǎn)動(dòng)。這種手動(dòng)換擋方式，有以下幾方面缺點(diǎn)，其一是需停 機(jī)換擋，工作效率低；二是機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)多，故障率高，摩擦阻力大，人工操作費(fèi)力；三是凸 輪軌道槽加工復(fù)雜，精度不易保證；四是手柄座機(jī)械定位機(jī)構(gòu)復(fù)雜，易滑移過(guò)位，造成齒輪 嚙合寬度不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種將自動(dòng)換檔變速裝置通過(guò)齒 輪與動(dòng)力輸出軸上的齒輪嚙合，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞的自動(dòng)換檔變速數(shù)控臥式車床，該車床 可實(shí)現(xiàn)主軸大扭矩輸出、溫升低、精度高、節(jié)能降耗、提高勞動(dòng)效率的目的。
[0006] 本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種自動(dòng)換檔變速數(shù)控臥式車 床，包括前床腳1、后床腳la、安裝于前床腳1內(nèi)的主軸電機(jī)15、安裝于主軸電機(jī)15上的主 軸皮帶輪15a、安裝于床身上的自動(dòng)換檔變速床頭箱2、安裝于自動(dòng)換檔變速床頭箱2上的 輸入軸皮帶輪2-la、安裝于自動(dòng)換檔變速床頭箱2上的減速電機(jī)和減速器2a、安裝于前床 腳1和后床腳Ia上的床身lb、安裝于床身前部的Z軸電機(jī)座7、安裝于Z軸電機(jī)座7上的Z 軸電機(jī)7a、安裝于Z軸電機(jī)座7上的Z軸絲桿7c、連接Z軸電機(jī)7a和Z軸絲桿7c的Z軸 連軸器7b、安裝于床身Ib上的床鞍5、安裝于床鞍5上的溜板箱6、安裝于床鞍5上的滑板 5a、安裝于滑板5a上的刀架4、安裝于床身Ib后端的尾座3、安裝于床鞍5上的X軸電機(jī)座 5d、安裝于X軸電機(jī)座5d上的X軸電機(jī)5e、安裝于床鞍5上的X軸5b、連接X(jué)軸電機(jī)5e和 X軸絲桿的X軸連軸器5c，主軸電機(jī)15上的皮帶輪通過(guò)皮帶與自動(dòng)換檔變速床頭箱2上的 輸入軸皮帶輪連接，自動(dòng)換檔變速床頭箱的輸出軸通過(guò)齒輪與傳動(dòng)軸上的齒輪嚙合連接。
[0007] 所述自動(dòng)換檔變速床頭箱2內(nèi)依次設(shè)置有傳動(dòng)一軸2-1、傳動(dòng)二軸2-2、傳動(dòng)三軸 2-3、傳動(dòng)絲桿2-4、導(dǎo)桿2-6、主軸2-7 ;傳動(dòng)一軸2-1上順序安裝有輸入軸皮帶輪2-la、第 一固定齒輪2-lb ;傳動(dòng)二軸2-2上順序安裝有固定大齒輪2-2a、第二固定齒輪2-2b、第三 固定齒輪2-2c、第四固定齒輪2-2d ;傳動(dòng)三軸2-3上順序安裝有第一齒輪2-3a、第二齒輪 2-3b、第三齒輪2-3c、第五固定齒輪2-3d，第二齒輪2-3b和第三齒輪2-3c通過(guò)連接在第一 齒輪2-3a上組成滑移齒輪；傳動(dòng)絲桿2-4上順序安裝有第一小齒輪2-4a、用于變速的撥叉 2_4b ;減速電機(jī)和減速器2a安裝于床頭箱體上；第二小齒輪2a_5安裝于減速器2a的軸上； 導(dǎo)桿2-6直接安裝于箱體上，并與撥叉2-4b形成滑動(dòng)導(dǎo)向作用；主軸2-7上安裝有第五齒 輪2-7a ;傳動(dòng)一軸2-1上的第一固定齒輪2-lb與傳動(dòng)二軸2-2上的第四固定齒輪2-2d嚙 合，把傳動(dòng)一軸2-1上的動(dòng)力傳遞到傳動(dòng)二軸2-2。
[0008] 傳動(dòng)三軸2-3上的第一齒輪2_3a與傳動(dòng)二軸2-2上的固定大齒輪2_2a嚙合是高 速檔；傳動(dòng)三軸2-3上的第二齒輪2-3b與傳動(dòng)二軸2-2上的第二固定齒輪2-2b嚙合是低 速檔；傳動(dòng)三軸2-3上的第三齒輪2-3c與傳動(dòng)二軸2-2上的第三固定齒輪2-2c嚙合是中 速檔；當(dāng)中速檔齒輪和低速檔齒輪都沒(méi)有嚙合，在其中間形成的是空檔。
[0009] 本實(shí)用新型自動(dòng)換檔變速床頭箱換檔是通過(guò)減速電機(jī)和減速器驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒 輪帶動(dòng)傳動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)撥叉左右移動(dòng)，撥叉再帶動(dòng)滑移齒輪左右移動(dòng)， 同時(shí)通過(guò)變頻器使主電機(jī)小角度正反轉(zhuǎn)動(dòng)，床頭箱上的輸入軸皮帶輪使床頭箱內(nèi)的固定齒 輪也小角度正反轉(zhuǎn)動(dòng)，方便高速檔、中速檔、低速檔齒輪的嚙合。檔位到位后變頻器輸出不 同的頻率控制主電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)高速檔、中速檔、低速檔位上的變頻調(diào)速。本實(shí)用新型主電 機(jī)采用普通電機(jī)或變頻電機(jī)，床頭箱的輸出軸齒輪與傳動(dòng)軸上的齒輪嚙合連接，通過(guò)齒輪 傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)主軸的調(diào)速和大扭矩輸出。本實(shí)用新型的自動(dòng)換檔變速數(shù)控臥式車床主軸的輸 出扭矩大，精度高，電機(jī)選用功率小，節(jié)能降耗，不采用液壓換檔實(shí)現(xiàn)低成本換檔，換檔效率 高，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容作進(jìn)一步的闡述。
[0011]圖1為本實(shí)用新型自動(dòng)換檔變速床頭箱傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0012] 圖2為本實(shí)用新型自動(dòng)換檔變速數(shù)控臥式車床結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖3為圖2 X軸進(jìn)給剖視圖。
[0014] 圖4為本實(shí)用新型自動(dòng)換檔變速數(shù)控臥式車床傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖。
[0015] 圖中，1 一前床腳，Ia-后床腳，Ib -床身，2-床頭箱，3 -尾座，4 一刀架，5-床 鞍，5a-滑板，5b- X軸，5c- X軸連軸器，5d- X軸電機(jī)座，5e- X軸電機(jī)，6-溜板箱，7 - Z軸電機(jī)座，7a- Z軸電機(jī)，7b - Z軸連軸器，7c - Z軸絲桿，15-主軸電機(jī)，15a-主軸 皮帶輪，2a-減速器，2a-5-小齒輪，2-1-傳動(dòng)一軸，2-la-輸入軸皮帶輪，2-lb-第 一固定齒輪，2_2-傳動(dòng)二軸，2_2a -固定大齒輪，2_2b-第二固定齒輪，2_2c-第二固定齒 輪，2_2d-第四固定齒輪，2_3-傳動(dòng)二軸，2_3a -第一齒輪，2_3b -第二齒輪，2_3c-第二 齒輪，2_3d-第五固定齒輪，2_4-傳動(dòng)絲桿，2_4b -撥叉，2_4a-第四齒輪，2_6 -導(dǎo)桿， 2_7 -主軸，2_7a-第五齒輪。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 如圖2和圖3所示，本實(shí)用新型由前床腳1、后床腳la、安裝于前床腳內(nèi)的主軸電 機(jī)15、安裝于主軸電機(jī)上的主軸皮帶輪15a、安裝于床身上的自動(dòng)換檔變速床頭箱2、安裝 于自動(dòng)換檔變速床頭箱上的輸入軸皮帶輪2-la、安裝于自動(dòng)換檔變速床頭箱上的減速電機(jī) 和減速器2a、安裝于前床腳1和后床腳Ia上的床身lb、安裝于床身前部的Z軸電機(jī)座7、安 裝于Z軸電機(jī)座上的Z軸電機(jī)7a、安裝于Z軸電機(jī)座上的Z軸絲桿7c、連接Z軸電機(jī)和絲 桿的Z軸連軸器7b、安裝于床身上的床鞍5、安裝于床鞍上的溜板箱6、安裝于床鞍上的滑板 5a、安裝于滑板上的刀架4、安裝于床身后端的尾座3、安裝于床鞍上的X軸電機(jī)座5d、安裝 于X軸電機(jī)座上的X軸電機(jī)5e、安裝于床鞍上的X軸5b、連接X(jué)軸電機(jī)和X軸絲桿的X軸 連軸器5c等構(gòu)成。主軸電機(jī)15輸出的動(dòng)力通過(guò)主軸皮帶輪15a輸入到自動(dòng)換檔變速床頭 箱輸入軸皮帶輪2-la，自動(dòng)換檔變速床頭箱傳動(dòng)軸2-3通過(guò)齒輪2-3d與主軸2-7上的齒輪 2-7a嚙合連接。主軸電