本實(shí)用新型涉及數(shù)控加工設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，尤其涉及一種立式加工中心一體式正齒輪主軸箱。

背景技術(shù)：

重載型硬軌立式加工中心主要應(yīng)用于機(jī)械加工及模具加工行業(yè)，重切削加工需要主軸高的輸出扭力；現(xiàn)有的立式加工中心的主軸箱與齒輪箱一般都是分體結(jié)構(gòu)設(shè)置，又因現(xiàn)有的立式加工中心的主軸箱一般都是懸臂式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在工過程中，特別是重切削時(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大的阻力及震動(dòng)，主軸箱剛性不足很容易發(fā)生變形和震動(dòng)，嚴(yán)重影響加工件的加工精度和表面加工質(zhì)量。

另外，現(xiàn)有的加工中心都是由主軸電機(jī)通過同步帶來驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這種方案的缺點(diǎn)是當(dāng)滿足高速輕快加工性能好時(shí)，則低速中切屑加工性能很差，而當(dāng)滿足低速中切屑加工性能好時(shí)，則高速加工性又很差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本實(shí)用新型針對(duì)上述問題，提供一種將齒輪箱和主軸箱一體設(shè)置，以使主軸箱的剛性增強(qiáng)不易發(fā)生變形和震動(dòng)的立式加工中心一體式正齒輪主軸箱，其還具有可確保高速輕快加工性能和低速中切屑加工性能都較好的有益效果。

為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

立式加工中心一體式正齒輪主軸箱，包括具有安裝腔的主軸箱體、安裝于所述主軸箱體上的電機(jī)和推動(dòng)組件、樞接所述主軸箱體的主軸、連接所述電機(jī)的輸出軸的主動(dòng)齒輪、設(shè)于所述主軸上的低速從動(dòng)齒輪和高速從動(dòng)齒輪、設(shè)于所述主軸箱體內(nèi)的轉(zhuǎn)軸、設(shè)于所述轉(zhuǎn)軸上的傳動(dòng)齒輪和滑動(dòng)套、以及設(shè)于所述滑動(dòng)套上的第一換擋齒輪和第二換擋齒輪；所述電機(jī)設(shè)于所述主軸箱體外；所述主軸的一端位于所述主軸箱體遠(yuǎn)離所述電機(jī)的一側(cè)，另一端穿過所述主軸箱體后伸至所述安裝腔內(nèi)；所述主動(dòng)齒輪、低速從動(dòng)齒輪和高速從動(dòng)齒輪均位于所述安裝腔內(nèi)；所述主動(dòng)齒輪嚙合所述傳動(dòng)齒輪；所述高速從動(dòng)齒輪位于所述傳動(dòng)齒輪和低速從動(dòng)齒輪之間，且位于所述傳動(dòng)齒輪遠(yuǎn)離所述電機(jī)的一側(cè)；所述第一換擋齒輪和第二換擋齒輪分別與所述低速從動(dòng)齒輪和高速從動(dòng)齒輪相匹配，所述第一換擋齒輪位于所述第二換擋齒輪遠(yuǎn)離所述電機(jī)的一側(cè)；所述推動(dòng)組件樞接所述滑動(dòng)套；所述滑動(dòng)套的內(nèi)壁上設(shè)有若干滑槽，所述滑槽繞所述滑動(dòng)套的中心軸線環(huán)形分布，各所述滑槽貫穿所述滑動(dòng)套的兩端；所述轉(zhuǎn)軸上對(duì)應(yīng)各所述滑槽分別設(shè)有卡齒，所述卡齒位于所述滑槽內(nèi)，所述卡齒的外表面上設(shè)有一層耐磨層，所述耐磨層是DLC涂層。

在其中一實(shí)施例中，所述推動(dòng)氣缸具有第一輸出軸和第二輸出軸，所述第一輸出軸連接所述推盤；所述推動(dòng)組件還包括對(duì)應(yīng)所述第二輸出軸設(shè)置的第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)，所述第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)均通過一連接板連接所述推動(dòng)氣缸。

在其中一實(shí)施例中，所述推動(dòng)氣缸的輸出軸穿過所述安裝架連接所述推盤；所述推桿滑接所述主軸箱體，所述推桿靠近所述推動(dòng)氣缸的一端伸至所述主軸箱體外，且設(shè)有二擋盤，所述擋盤之間形成有第一環(huán)形槽；所述推板的一端連接所述推桿，另一端套設(shè)于所述滑動(dòng)套上，且位于所述滑動(dòng)套設(shè)置的第二環(huán)形槽內(nèi)，所述推盤位于第一環(huán)形槽內(nèi)。

在其中一實(shí)施例中，所述主軸箱體上設(shè)有潤(rùn)滑油壓力傳感器，所述潤(rùn)滑油壓力傳感器的探測(cè)端位于所述安裝腔內(nèi)。

在其中一實(shí)施例中，所述主軸箱體上設(shè)有至少一檢修口。

在其中一實(shí)施例中，所述檢修口處設(shè)有連接所述主軸箱體的檢修門。

在其中一實(shí)施例中，還包括安裝于所述主軸箱體上的打刀缸，所述打刀缸連接所述主軸靠近所述電機(jī)的一端。

在其中一實(shí)施例中，所述DLC涂層的厚度為0.8-1.5mm。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例所述的立式加工中心一體式正齒輪主軸箱的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示的立式加工中心一體式正齒輪主軸箱在箱體部分剖視后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1所示的立式加工中心一體式正齒輪主軸箱另一方位的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1所示的立式加工中心一體式正齒輪主軸箱的主軸箱體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1所示的立式加工中心一體式正齒輪主軸箱的轉(zhuǎn)軸和滑動(dòng)套未裝配前的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

10、主軸箱體；11、安裝部；12、檢修口；13、檢修門；14、鑄造工藝孔； 20、電機(jī)；30、主軸；31、低速從動(dòng)齒輪；32、高速從動(dòng)齒輪；40、轉(zhuǎn)軸；401、卡齒；41、傳動(dòng)齒輪；42、滑動(dòng)套；421、滑槽；43、第一換擋齒輪；44、第二換擋齒輪；50、推動(dòng)組件；51、推動(dòng)氣缸；511、第一輸出軸；512、第二輸出軸；52、安裝架；53、推盤；54、推桿；55、擋盤；56、推板；57、第一限位開關(guān)；58、第二限位開關(guān)；59、連接板；60、打刀缸；70、主動(dòng)齒輪；80、潤(rùn)滑油壓力傳感器。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。

如圖1至圖5所示，為本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的立式加工中心一體式正齒輪主軸箱，其包括具有安裝腔的主軸箱體10、安裝于主軸箱體10上的電機(jī) 20和推動(dòng)組件5、樞接主軸箱體10的主軸30、連接電機(jī)20的輸出軸的主動(dòng)齒輪70、設(shè)于主軸30上的低速從動(dòng)齒輪31和高速從動(dòng)齒輪32、設(shè)于主軸箱體10 內(nèi)的轉(zhuǎn)軸40、設(shè)于轉(zhuǎn)軸40上的傳動(dòng)齒輪41和滑動(dòng)套42、以及設(shè)于滑動(dòng)套42 上的第一換擋齒輪43和第二換擋齒輪44；電機(jī)20設(shè)于主軸箱體10外；主軸 30的一端位于主軸箱體10遠(yuǎn)離電機(jī)的一側(cè)，另一端穿過主軸箱體10后伸至安裝腔內(nèi)；主動(dòng)齒輪70、低速從動(dòng)齒輪31和高速從動(dòng)齒輪32均位于安裝腔內(nèi)；主動(dòng)齒輪70嚙合傳動(dòng)齒輪41；高速從動(dòng)齒輪32位于傳動(dòng)齒輪41和低速從動(dòng)齒輪31之間，且位于傳動(dòng)齒輪41遠(yuǎn)離電機(jī)20的一側(cè)；第一換擋齒輪43和第二換擋齒輪44分別與低速從動(dòng)齒輪31和高速從動(dòng)齒輪32相匹配，第一換擋齒輪 43位于第二換擋齒輪44遠(yuǎn)離電機(jī)20的一側(cè)；推動(dòng)組件50樞接滑動(dòng)套42，用于推動(dòng)滑動(dòng)套42，以使第一換擋齒輪43和低速從動(dòng)齒輪31嚙合或第二換擋齒輪44和高速從動(dòng)齒輪32的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)低速和高速的轉(zhuǎn)換。

推動(dòng)組件50包括設(shè)于主軸箱體10外的推動(dòng)氣缸51、連接推動(dòng)氣缸51和主軸箱體10的安裝架52、設(shè)于安裝腔內(nèi)的推桿54和推板56以及設(shè)于安裝架52 內(nèi)的推盤53；推動(dòng)氣缸51的輸出軸穿過安裝架52連接推盤53；推桿54滑接主軸箱體10，推桿54靠近推動(dòng)氣缸51的一端伸至主軸箱體10外，且設(shè)有二擋盤55，擋盤55之間形成有第一環(huán)形槽；推板56的一端連接推桿54，另一端套設(shè)于滑動(dòng)套42上，且位于滑動(dòng)套42設(shè)置的第二環(huán)形槽內(nèi)，推盤53位于第一環(huán)形槽內(nèi)。當(dāng)需實(shí)現(xiàn)主軸30的高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，推動(dòng)氣缸51通過推盤53推動(dòng)推桿54，推桿54通過推板56推動(dòng)滑動(dòng)套42，滑動(dòng)套42朝著高速從動(dòng)齒輪32的方向移動(dòng)，使低速從動(dòng)齒輪31與第一換擋齒輪43分開，而使高速從動(dòng)齒輪32與第二換擋齒輪44嚙合；當(dāng)需實(shí)現(xiàn)主軸30的低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，推動(dòng)氣缸51通過推盤53 推動(dòng)推桿54，推桿54通過推板56推動(dòng)滑動(dòng)套42，滑動(dòng)套42朝著低速從動(dòng)齒輪31的方向移動(dòng)，使高速從動(dòng)齒輪32和第二換擋齒輪44分開，而使低速從動(dòng)齒輪31與第一換擋齒輪43嚙合。

如圖5所示，滑動(dòng)套42的內(nèi)壁上設(shè)有若干滑槽421，滑槽421繞滑動(dòng)套42 的中心軸線環(huán)形分布，各滑槽421貫穿滑動(dòng)套42的兩端；轉(zhuǎn)軸40上對(duì)應(yīng)各滑槽421分別設(shè)有卡齒401，卡齒401位于滑槽421內(nèi)。通過在滑動(dòng)套42的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置若干貫穿滑動(dòng)套42兩端的滑槽421，以及在轉(zhuǎn)軸40上對(duì)應(yīng)各滑槽421 分別設(shè)置卡齒401，使得滑動(dòng)套42在推板推動(dòng)時(shí)，可在轉(zhuǎn)軸40上滑動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸 40轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，卡齒401可推動(dòng)滑動(dòng)套42轉(zhuǎn)動(dòng)，并使得滑動(dòng)套42不會(huì)相對(duì)轉(zhuǎn)軸40 發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，保證了滑動(dòng)套42上的齒輪能順利地驅(qū)動(dòng)主軸30的上的齒輪。

卡齒401的外表面上設(shè)有一層耐磨層，耐磨層是DLC涂層，DLC涂層的厚度為0.8-1.5mm。DLC是一種由碳元素構(gòu)成、在性質(zhì)上和鉆石類似，同時(shí)又具有石墨原子組成結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，具有高硬度、高彈性模量、低摩擦系數(shù)、和良好的真空摩擦學(xué)燈特性，適合于作為耐磨層；通過在卡齒401的外表面上設(shè)置一層 DLC涂層，可以使得轉(zhuǎn)軸40上的卡齒401經(jīng)久耐用，不易損壞。在本實(shí)施例中， DLC涂層的厚度為1mm。

如圖3所示，推動(dòng)氣缸51具有第一輸出軸511和第二輸出軸512，第一輸出軸511連接推盤53；推動(dòng)組件50還包括對(duì)應(yīng)第二輸出軸512設(shè)置的第一限位開關(guān)57和第二限位開關(guān)58，第一限位開關(guān)57和第二限位開關(guān)58均通過一連接板59連接推動(dòng)氣缸51。通過設(shè)置對(duì)應(yīng)第二輸出軸512的第一限位開關(guān)57和第二限位開關(guān)58，使得第一換擋齒輪43和第二換擋齒輪44能分別精確移動(dòng)至低速從動(dòng)齒輪31所在的位置和高速從動(dòng)齒輪32所在的位置，實(shí)現(xiàn)低速從動(dòng)齒輪 31和第一換擋齒輪43的嚙合以及高速從動(dòng)齒輪32和第二換擋齒輪44的嚙合，從而精確實(shí)現(xiàn)主軸30低高速的轉(zhuǎn)換。

主軸箱體10設(shè)有潤(rùn)滑油壓力傳感器80，潤(rùn)滑油壓力傳感器80的探測(cè)端位于安裝腔內(nèi)，用于測(cè)量安裝腔內(nèi)潤(rùn)滑油的壓力。

如圖4所示，主軸箱體10上設(shè)有至少一檢修口12，檢修口12處設(shè)有連接主軸箱體10的檢修門13。在本實(shí)施例中，主軸箱體10上設(shè)有二檢修口12，通過從二個(gè)方位上觀察安裝腔內(nèi)各零件的工作情況。

在本實(shí)施例中，主軸箱體10具有安裝部11，用于將主軸箱體10安裝于機(jī)床的立柱上；主軸箱體10上設(shè)有鑄造工藝孔14，用于鑄造時(shí)清砂。

立式加工中心一體式正齒輪主軸箱還包括安裝于主軸箱體10上的打刀缸 60，打刀缸60連接主軸30靠近電機(jī)20的一端。

上述的一體式齒輪主軸30箱，實(shí)現(xiàn)了將齒輪箱和主軸箱合二為一的目的，增加了主軸箱體10的剛性和穩(wěn)定性，使得主軸箱體10不易發(fā)生變形和震動(dòng)；通過設(shè)置位于主軸30上的低速從動(dòng)齒輪31和高速從動(dòng)齒輪32、滑設(shè)于轉(zhuǎn)軸40 上的滑動(dòng)套42、設(shè)于滑動(dòng)套42上且分別與低速從動(dòng)齒輪31和高速從動(dòng)齒輪32 相匹配的第一換擋齒輪43和第二換擋齒輪44、以及樞接滑動(dòng)套42的推動(dòng)組件 50，使得推動(dòng)組件50能通過推動(dòng)滑動(dòng)套42實(shí)現(xiàn)低速從動(dòng)齒輪31和第一換擋齒輪43的嚙合或高速從動(dòng)齒輪32和第二換擋齒輪44的嚙合，輕松實(shí)現(xiàn)主軸30 的高低速轉(zhuǎn)換，使機(jī)床能夠很方便的獲得高速和低速加工的兩種轉(zhuǎn)速切換。高速時(shí)可實(shí)現(xiàn)高速輕快加工及高精加工，低速時(shí)可實(shí)現(xiàn)低速重切屑加工，從而大幅度縮短工件的加工時(shí)間，提高加工效率。另外，本方案的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。