用于機(jī)床轉(zhuǎn)軸的鎖緊裝置的制作方法

本實(shí)用新型涉及數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，特別涉及一種用于數(shù)控機(jī)床轉(zhuǎn)軸的鎖緊裝置，尤其適用于五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床擺頭的轉(zhuǎn)軸的鎖緊裝置。

背景技術(shù)：

目前，現(xiàn)有的五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的關(guān)鍵部件包括擺頭。在工作時(shí)，擺頭的轉(zhuǎn)軸需要被較大的鎖緊力鎖緊，以保證切削過(guò)程中擺頭的轉(zhuǎn)軸不會(huì)因?yàn)榍邢髁Χl(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。因此需要提供可靠的鎖緊裝置。

常見(jiàn)的剎緊方式包括：利用活塞式油缸/氣缸鎖緊擺頭轉(zhuǎn)軸；采用徑向環(huán)抱形式，以液壓鎖緊轉(zhuǎn)軸。

第一種鎖緊裝置需要較大的空間以用于安裝環(huán)形油缸，在鎖緊過(guò)程中容易因偏載而過(guò)度磨損密封元件，從而增加維修頻率。

第二種鎖緊裝置則因安裝空間有限，因而需要更大的液壓夾緊力以保證獲得較大的力矩。此外，其所采用的環(huán)形薄壁彈性元件的加工難度高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種用于機(jī)床轉(zhuǎn)軸的鎖緊裝置，所述機(jī)床包括轉(zhuǎn)軸和環(huán)繞所述轉(zhuǎn)軸的基體，所述轉(zhuǎn)軸和所述基體之間具有間隙，其特征在于，所述鎖緊裝置包括：

固定地套設(shè)于所述轉(zhuǎn)軸上的鎖緊環(huán)；

設(shè)置于所述間隙內(nèi)的本體，所述本體的一側(cè)和所述基體固定連接，所述本體具有腔室，所述鎖緊環(huán)的至少一部分能夠置于所述腔室內(nèi)，所述本體用于和所述鎖緊環(huán)接觸的面為膨脹彈性面；

所述鎖緊環(huán)和所述本體配置成：

當(dāng)所述膨脹彈性面膨脹時(shí)，所述鎖緊環(huán)被所述本體鎖緊；

當(dāng)所述膨脹彈性面處于常態(tài)或收縮狀態(tài)時(shí)，所述鎖緊環(huán)能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述鎖緊環(huán)的截面呈“L”形，所述鎖緊環(huán)內(nèi)側(cè)的彎折處設(shè)置有向內(nèi)凹陷的弧形槽。L形鎖緊環(huán)受力后發(fā)生變形,不受力時(shí)依靠自身的特性自動(dòng)復(fù)位，保證無(wú)需鎖緊時(shí)鎖緊環(huán)和本體之間無(wú)摩擦。鎖緊環(huán)設(shè)計(jì)有圓弧形凹槽，避免變形過(guò)程中的應(yīng)力集中，從而提高了使用壽命。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述用于機(jī)床轉(zhuǎn)軸的鎖緊裝置包括：

設(shè)置于所述本體上的臨近所述腔室的環(huán)形油腔；

當(dāng)所述環(huán)形油腔充滿(mǎn)液體時(shí)，所述膨脹彈性面膨脹；

當(dāng)所述環(huán)形油腔未充滿(mǎn)時(shí)，所述膨脹彈性面處于常態(tài)或收縮狀態(tài)。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述環(huán)形油腔的端部為圓弧形，能有效避免環(huán)形油腔應(yīng)力集中。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述本體具有位于所述環(huán)形油腔至所述腔室之間的彈性環(huán)形唇，所述彈性環(huán)形唇的厚度為3～4mm。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述機(jī)床包括固定地設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸上的蝸輪，所述鎖緊裝置包括：

固定地套設(shè)于所述轉(zhuǎn)軸上的第一鎖緊環(huán)；

固定地設(shè)置于所述蝸輪上的第二鎖緊環(huán)；

所述本體具有第一腔室和第二腔室，所述第一鎖緊環(huán)的至少一部分能夠置于所述第一腔室內(nèi)，所述第二鎖緊環(huán)的至少二部分能夠置于所述第二腔室內(nèi)；

設(shè)置于所述本體上的分別臨近所述第一腔室和所述第二腔室的第一環(huán)形油腔和第二環(huán)形油腔；

所述本體用于和所述第一鎖緊環(huán)、第二鎖緊環(huán)接觸的面為膨脹彈性面。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述本體具有位于所述第一環(huán)形油腔至所述第一腔室之間的第一彈性環(huán)形唇，以及位于所述第二環(huán)形油腔至所述第二腔室之間的第二彈性環(huán)形唇，所述第一彈性環(huán)形唇和所述第二彈性環(huán)形唇的厚度為3～4mm。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述本體包括固定地設(shè)置于所述基體上的第二法蘭，所述第二法蘭具有第二環(huán)形油腔；固定地設(shè)置于所述第二法蘭上的第一法蘭，所述第一法蘭具有第一環(huán)形油腔，所述第一法蘭和所述第二法蘭之間形成第二腔室；固定地設(shè)置于所述第一法蘭上的第三法蘭，所述第三法蘭和所述第一法蘭之間形成第一腔室。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述第一法蘭具有和所述第一環(huán)形油腔連通的第一管路；所述第二法蘭具有和所述第二環(huán)形油腔連通的第二管路。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述第一彈性環(huán)形唇和第二彈性環(huán)形唇的材質(zhì)為彈簧鋼。

本實(shí)用新型提供的用于機(jī)床轉(zhuǎn)軸的鎖緊裝置將變形體、液壓油腔、密封結(jié)構(gòu)集成一體，無(wú)需單獨(dú)設(shè)置活塞、彈簧片、復(fù)位元件等，極大地簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減少了鎖緊裝置的故障率，拆卸調(diào)整方便，壽命長(zhǎng)，成本低。該鎖緊裝置環(huán)繞轉(zhuǎn)軸分布，避免局部受力而影響轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)精度，特別適用于五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床A擺頭A軸鎖緊。

附圖說(shuō)明

圖1為機(jī)床擺頭和轉(zhuǎn)軸的位置示意圖；

圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的鎖緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的鎖緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(具有管路)；

圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的鎖緊裝置放大示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。雖然附圖中顯示了本公開(kāi)示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹的理解本實(shí)用新型，并且能夠?qū)⒈緦?shí)用新型的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

如圖1所示，數(shù)控機(jī)床包括基體1和擺頭2，轉(zhuǎn)軸3設(shè)置于基體1內(nèi)部且和擺頭2關(guān)聯(lián)，以使得擺頭2可以相對(duì)于基體1擺動(dòng)。在圖1中，轉(zhuǎn)軸3被基體1遮擋，因此以轉(zhuǎn)軸3的回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)適宜性地代替轉(zhuǎn)軸3。結(jié)合圖2所示，轉(zhuǎn)軸3上固定地套設(shè)有蝸輪4。

參照?qǐng)D2和圖3，本實(shí)用新型提供的機(jī)床轉(zhuǎn)軸的鎖緊裝置包括固定地設(shè)置于轉(zhuǎn)軸3上的第一鎖緊環(huán)5、固定地設(shè)置于蝸輪4上的第二鎖緊環(huán)6、固定地設(shè)置于基體1上的本體7。本體7具有和第一鎖緊環(huán)5形狀匹配的第一腔室8以及和第二鎖緊環(huán)6匹配的第二腔室9。第一鎖緊環(huán)5的至少一部分能夠插入第一腔室8內(nèi)，第二鎖緊環(huán)6的至少一部分能夠插入第二腔室9內(nèi)。本體7臨近上述第一腔室8和第二腔室9的表面為彈性膨脹面，以使得該彈性膨脹面膨脹時(shí)，本體7能夠和第一鎖緊環(huán)5、第二鎖緊環(huán)6發(fā)生摩擦，將其鎖緊。

具體而言，本體7包括第一法蘭71、第二法蘭72以及第三法蘭73。第二法蘭72固定地設(shè)置于基體1。第一法蘭71固定地設(shè)置于所述第二法蘭72上，第一法蘭71和第二法蘭72之間形成第二腔室9。第三法蘭73固定地設(shè)置于所述第一法蘭71上所述第三法蘭73和所述第一法蘭71之間形成第一腔室8。第一法蘭71上設(shè)置有臨近第一腔室8的第一環(huán)形油腔74。第二法蘭72上設(shè)置有臨近第二腔室9的第二環(huán)形油腔75。

所述第一法蘭71具有位于第一環(huán)形油腔74至第一腔室8之間的第一彈性環(huán)形唇76，即該第一彈性環(huán)形唇76是第一法蘭71臨近第一腔室8的部分。同樣，第二法蘭72具有位于第二環(huán)形油腔75至第二腔室9之間的第二彈性環(huán)形唇77，即該第二彈性環(huán)形唇77是第二法蘭72臨近第二腔室9的部分。所述第一彈性環(huán)形唇76和所述第二彈性環(huán)形唇77的厚度為3～4mm。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能夠理解，第一彈性環(huán)形唇76和所述第二彈性環(huán)形唇77分別在第一環(huán)形油腔74和第二環(huán)形油腔75沖入液壓油時(shí)產(chǎn)生變形，以用于摩擦第一鎖緊環(huán)5和第二鎖緊環(huán)6。實(shí)際上，第一彈性環(huán)形唇76和所述第二彈性環(huán)形唇77為上述的彈性膨脹面的一種具體實(shí)施方式。

第一彈性環(huán)形唇76和第二彈性環(huán)形唇77的材質(zhì)為彈簧鋼(60Si₂Mn)。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，第一鎖緊環(huán)5和第二鎖緊環(huán)6截面呈“L”形，且它們內(nèi)側(cè)的彎折處具有向內(nèi)凹陷的弧形槽51、61，這樣設(shè)計(jì)能夠最大限度減小鎖緊環(huán)在受力時(shí)力的軸向傳遞。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，第一環(huán)形油腔74的寬度為5mm，深度為50mm，第二環(huán)形油腔75的寬度為5mm，深度為40mm。第一環(huán)形油腔74和第二環(huán)形油腔75的根部采用圓弧形設(shè)計(jì)，能有效避免環(huán)形油腔應(yīng)力集中。此外，如果環(huán)形油腔具有開(kāi)口端，那么其開(kāi)口端還應(yīng)當(dāng)采用密封圈進(jìn)行密封。例如，在圖2和3所示的實(shí)施例中，第二環(huán)形油腔74的開(kāi)口端位于第二法蘭72和第一法蘭71的接觸面上，那么在該開(kāi)口端應(yīng)當(dāng)采用密封圈密封。第一環(huán)形油腔75的開(kāi)口端位于第一法蘭71和固定設(shè)置在轉(zhuǎn)軸3上的過(guò)渡套10的接觸面上，那么在該開(kāi)口端應(yīng)當(dāng)采用密封圈密封。當(dāng)?shù)谝画h(huán)形油腔74和第二環(huán)形油腔75非開(kāi)放時(shí)(不具備開(kāi)口端)，則無(wú)需考慮密封設(shè)計(jì)。

繼續(xù)參照?qǐng)D3，本體7具有和第一環(huán)形油腔74和第二環(huán)形油腔75連同的第一管路78和第二管路79，以使得液壓油能夠順利的注入或回流。當(dāng)本體7包括第一法蘭71、第二法蘭72和第三法蘭73時(shí)，管路有可能是由多段拼合而成，則需要注意拼合端的密封，以方式油脂泄露。此外，第一管路78和第二管路79實(shí)際上可以相互連通，以保證同時(shí)向第一環(huán)形油腔74和第二環(huán)形油腔75沖入液壓油，使得第一鎖緊環(huán)5和第二鎖緊環(huán)6同時(shí)被鎖緊。

本實(shí)用新型提供的鎖緊裝置在工作時(shí)，液壓油注入第一環(huán)形油腔74和第二環(huán)形油腔75，所述第一彈性環(huán)形唇76和所述第二彈性環(huán)形唇77膨脹(彈性面膨脹)，第一彈性環(huán)形唇76配合第三法蘭73鎖緊第一鎖緊環(huán)5，第二彈性環(huán)形唇77配合第一法蘭71鎖緊第二鎖緊環(huán)6，轉(zhuǎn)軸3不能夠自由旋轉(zhuǎn)。非工作狀態(tài)時(shí)，液壓油回流，第一彈性環(huán)形唇76和所述第二彈性環(huán)形唇77處于常態(tài)或者略微收縮(彈性面處于常態(tài)或收縮)，以使得第一鎖緊環(huán)5和第二鎖緊環(huán)6處于松弛狀態(tài)，轉(zhuǎn)軸3能夠自由旋轉(zhuǎn)。

圖4為實(shí)用新型一實(shí)施方式的鎖緊裝置放大示意圖。第一鎖緊環(huán)5設(shè)置于第一法蘭71和第三法蘭73之間形成的第一腔室8中。在常態(tài)下，第一鎖緊環(huán)5和第一法蘭71、第三法蘭73之間具有0.07～0.1mm的間隙，轉(zhuǎn)軸3自由旋轉(zhuǎn)時(shí)第一鎖緊環(huán)5和第二鎖緊環(huán)6不會(huì)被摩擦。同時(shí)，該間隙不能過(guò)大，以避免較大變形量會(huì)使第一彈性環(huán)形唇76和所述第二彈性環(huán)形唇77發(fā)生剛性形變，從而使用壽命縮短。

以上對(duì)本實(shí)用新型的各種實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可在不偏離本實(shí)用新型范圍(由所附的權(quán)利要求書(shū)限定)的情況下，對(duì)實(shí)施方案進(jìn)行各種修改、改變和變化。對(duì)權(quán)利要求范圍的解釋?xiě)?yīng)從整體解釋且符合與說(shuō)明一致的最寬范圍，并不限于示例或詳細(xì)說(shuō)明中的實(shí)施范例。