本實用新型涉及一種機床，尤其是設計一種帶有主軸車刀架的機床，屬于機座技術領域。

背景技術：

傳統需要車六方或四方和粗、精車外圓的細長件的加工方式主要有以下兩種：第一種加工方式，先在一臺排刀式斜床身帶尾座車床先粗、精車工件外圓，然后再上另外一臺車方床上加工；這種加工方式存在加工效率低，投入成本高，而且場地面積投入大的缺點。第二種加工方式，用排刀式帶尾座車床加工，如帶四方刀架或刀塔或粗、精復合車刀座配合車方主軸，這種加工方式存在如下缺點：需要復合加工，單要求機座X向行程較大。

另外，傳統車刀架主要是采用電機伺服配合齒輪減速帶動刀盤旋轉，通過自帶的一對梳齒盤(一件固定在座體上，一件在旋轉刀盤上)來實現刀具的周向分度和徑向定位，而這種驅動方式很難使刀盤高速回轉，且這種方式是通過一對梳齒盤來實現最終的定位，這對梳齒盤的加工精度和加工工藝有很高的要求。對于加工難度大、精度需求高的加工物品，通過梳齒盤進行任意的徑向定位是難以達到的。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本實用新型的目的是為了提供一種能車外圓、車方的帶有主軸車刀架的機床。該機床通過設計全新的主軸車刀架，減少了機座上的排刀，提高刀盤的布刀的使用率，降低機床的行程，提高加工效率。

進一步地，該機床的主軸車刀架通過皮帶輪傳動機構和抱閘組件的共同配合，不僅能實現刀盤的高速回轉、可任意徑向定位和精準定位，同時能減少換刀時間。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種帶有主軸車刀架的機床，包括機座，其特征在于：

所述機座上設有斜床身、X向導軌、X向滑板、X向電機、主軸車刀架和主軸車刀架驅動電機；所述斜床身的頂面為傾斜面；X向導軌安裝在所述斜床身上，X向滑板安裝在X向導軌上，由X向電機驅動X向滑板在X向導軌上滑動；主軸車刀架安裝在X向滑板上，由主軸車刀架驅動電機驅動主軸車刀架旋轉；

所述機座上位于斜床身的左側還設有工件主軸電機、工件主軸傳動機構和工件主軸，所述工件主軸電機通過工件主軸傳動機構帶動工件主軸轉動；工件主軸的軸線與X向導軌垂直，工件主軸的軸線與主軸車刀架的軸線平行；

所述機座上位于斜床身的右側還設有尾座滑軌、尾座和尾座驅動電機；由尾座驅動電機驅動尾座在尾座滑軌上滑動；尾座的軸線與工件主軸軸線同軸。

本實用新型的目的還可以通過以下方式實現：

實現本實用新型的一種實施方式是：所述斜床身固定安裝在所述機座上；或者是，所述機座上還設有Z向導軌、Z向電機，所述斜床身安裝在Z向導軌上，由Z向電機驅動斜床身在Z向導軌上滑動。

實現本實用新型的一種實施方式是：所述主軸車刀架包括主軸、箱體、法蘭組件、抱閘組件、鎖緊組件和刀盤；

所述主軸前端并排設有兩個前軸承，主軸后端并排設有兩個后軸承；所述前軸承和后軸承之間設有外隔套；所述外隔套套接在內隔套上；所述內隔套套接在所述主軸上；

所述箱體前后兩個側面設有貫穿箱體的通孔；所述主軸前端從箱體前側通孔伸出，主軸尾端從箱體后側通孔伸出；所述主軸前端通過所述前軸承與所述箱體連接，主軸后端通過后軸承與箱體連接；所述前軸承和后軸承之間的外隔套和內隔套均內置于箱體內部，且外隔套和內隔套兩端均與所述前軸承和后軸承連接；

所述法蘭盤包括前法蘭和后法蘭，前法蘭和后法蘭分別安裝在所述箱體的前側面和后側面，且法蘭盤與所述主軸同心；

所述抱閘組件包括前置抱閘組件和后置抱閘組件，其中前置抱閘組件和后置抱閘組件均由環形的基體、環形的液壓腔、膜片、密封圈、進油管路組成，液壓腔設于基體內壁，膜片安裝在液壓腔內壁，密封圈安裝在基體的卡槽內，位于基體與膜片之間，進油管路設于基體內部，且進油管路的進油端與基體的進油口連通，進油管路的出油端與液壓腔的進油口連通；所述前置抱閘通過所述前法蘭與所述箱體配合連接，所述后置抱閘通過所述后法蘭與箱體配合連接，且所述抱閘組件與所述主軸同心，其中前置抱閘與主軸配合連接；

所述鎖緊組件包括傳動鍵、鎖緊隔套、皮帶輪和鎖緊螺母；所述傳動鍵安裝在所述箱體后側的所述主軸上；所述鎖緊隔套和皮帶輪與所述傳動鍵配合連接，其中鎖緊隔套設于所述箱體與皮帶輪之間，且鎖緊隔套一端與所述箱體后側面處的所述軸承連接，鎖緊隔套另一端與皮帶輪連接；所述鎖緊隔套與所述后置抱閘組件間隙配合；所述皮帶輪通過皮帶與伺服電機的輸出軸連接；所述鎖緊螺母與所述主軸的尾端連接；

所述刀盤安裝在所述主軸的前端。

實現本實用新型的一種實施方式是：所述箱體上端設有進油口，箱體內部設有油路管道，進油口與油路管道連通，油路管道與所述抱閘組件的進油管路連通。

實現本實用新型的一種實施方式是：所述主軸尾端設有編碼器。

實現本實用新型的一種實施方式是：所述工件主軸傳動機構為皮帶輪傳動機構。

實現本實用新型的一種實施方式是：所述機座上還設有液壓站、水箱、電柜和控制面板。

實現本實用新型的一種實施方式是：所述機座上還設有第一防護外罩；所述斜床身上設有第二防護外罩。

實現本實用新型的一種實施方式是：所述主軸車刀架的外圍設有第三防護罩。

實現本實用新型的一種實施方式是：所述機座上鄰近尾座的位置設有排屑器。

實現本實用新型的一種實施方式是：所述排屑器的出料口的位置還設有鐵屑推車。

本實用新型的有益效果在于：

1、本實用新型基座上設有Z向導軌、斜床身、Z向電機、X向導軌、X向滑板、X向電機、主軸車刀架和主軸車刀架驅動電機；斜床身安裝在Z向導軌上，由Z向電機驅動斜床身在Z向導軌上滑動；X向導軌安裝在所述斜床身上，X向滑板安裝在X向導軌上，由X向電機驅動X向滑板在X向導軌上滑動；主軸車刀架安裝在X向滑板上，由主軸車刀架驅動電機驅動主軸車刀架旋轉；機座通過設計主軸車刀架，減少了機座上的排刀，提高刀盤的布刀的使用率，降低機座的行程，提高加工效率。

2、本實用新型提供的主軸車刀架通過伺服電機驅動主軸帶動刀盤旋轉，伺服電機對主軸進行分度閉環控制，能夠確定主軸的分度和定位精度，而抱閘組件通過壓力油產生的壓力使膜片發生彈性變形抱緊主軸，抱閘組件產生的抱閘力度能迅速制動主軸。抱閘組件與伺服電機配合使用提高了主軸的分度和定位精度，同時減少了換刀時間。

附圖說明

圖1為實施例1的未安裝防護外罩的機床的立體圖。

圖2為實施例1的安裝有防護外罩的機床的立體圖。

圖3為實施例1的主軸車刀架的剖視圖。

圖4為實施例1的抱閘組件的剖視圖。

圖5為實施例1的刀盤的結構示意圖。

其中，1、機座；31、Z向導軌；32、斜床身；33、Z向電機；41、X向導軌；42、X向滑板；43、X向電機；5、主軸車刀架；51、刀盤；52、前置抱閘；53、前法蘭；54、軸承；541、前軸承；542、后軸承；55、外隔套；56、內隔套；57、箱體；58、進油口；59、主軸；510、后法蘭；511、鎖緊隔套；512、后置抱閘；513、皮帶輪；514、傳動鍵；515、鎖緊螺母；516、進油管路；517、密封圈；518、環形基體；519、環形液壓腔；520、膜片；521、車刀安裝位；522、鉆頭安裝位；6、主軸車刀架驅動電機；71、工件主軸電機；72、工件主軸傳動機構；73、工件主軸；81、尾座滑軌；82、尾座；91、液壓站；92、水箱；93、電柜；94、控制面板；95、第一防護外罩；96、第二防護外罩；97、第三防護外罩；98、排屑器；99、鐵屑推車。

具體實施方式

下面，結合附圖以及具體實施方式，對本實用新型做進一步描述：

實施例1：

參照圖1-圖5，本實施例所述的一種帶有主軸車刀架的機床，包括機座1、機座1上設有Z向導軌31、斜床身32、Z向電機33、X向導軌41、X向滑板42、X向電機43、主軸車刀架5和主軸車刀架驅動電機6；所述斜床身32的上表面為傾斜面，斜床身32安裝在Z向導軌31上，由Z向電機33驅動斜床身32在Z向導軌31上滑動；X向導軌41安裝在所述斜床身32上，X向滑板42安裝在X向導軌41上，由X向電機43驅動X向滑板42在X向導軌41上滑動；主軸車刀架5安裝在斜床身32的X向滑板42上，由主軸車刀架驅動電機6驅動主軸車刀架5旋轉；Z向導軌31所在軸向與圖1中X軸平行。

所述機座1上位于斜床身32的左側還設有工件主軸電機71、工件主軸傳動機構72和工件主軸73，所述工件主軸電機71通過工件主軸傳動機構72帶動工件主軸73轉動；工件主軸73的軸線與Z向導軌31平行，工件主軸73的軸線(即圖1中的C軸)與主軸車刀架5的軸線(即圖1中的Z軸)平行；所述工件主軸傳動機構72為皮帶輪傳動機構。

所述機座1上位于斜床身32的右側還設有尾座滑軌81、尾座82和尾座驅動電機；由尾座驅動電機驅動尾座82在尾座滑軌81上滑動；尾座82的軸線與工件主軸73軸線同軸。

主軸車刀架5，其安裝零件如下：刀盤51安裝在主軸59前端，且刀盤51上設有車刀安裝位521和鉆頭安裝位522。

箱體57設有貫穿前后側面通孔，主軸59前端從箱體57前側面通孔伸出，主軸59后端從箱體57后側面通孔伸出；所述主軸59前端并排設有兩個前軸承541，主軸59前端通過前軸承541與箱體57連接，主軸59后端并排設有兩個后軸承542，主軸59后端通過后軸承542與箱體57連接。

所述前軸承541和后軸承542之間設有外隔套55和內隔套56，內隔套56套接在主軸59上，外隔套55套接在內隔套56上，且外隔套55和內隔套56位于箱體57內部，且外隔套55和內隔套56兩端均與軸承接觸。

法蘭組件包括前法蘭53和后法蘭510，前法蘭53和后法蘭510分別安裝在箱體57的前、后側面，用于軸向鎖死軸承54外圈，且前法蘭53和后法蘭510均與主軸59同心。

抱閘組件包括前置抱閘52和后置抱閘512，其中抱閘組件是由環形基體518、環形液壓腔519、膜片520、密封圈517、進油管路516組成，環形液壓腔519安裝在環形基體518內壁，膜片520緊貼環形液壓腔519內壁，密封圈517安裝在環形基體518的卡槽內，位于環形基體518與膜片520之間，進油管路516設于環形基體518內部，且進油管路516的進油端與環形基體518的進油口58連通，進油管路516的出油端與環形液壓腔519的進油口58連通。

前置抱閘52和后置抱閘512分別安裝在前法蘭53和后法蘭510端面處，且與主軸59同心，其中前置抱閘52安裝在主軸59上，與主軸59配合連接，通過壓力油使膜片520變形進而對主軸59進行周向鎖緊。

主軸59尾端一側安裝有傳動鍵514，傳動鍵514上安裝有鎖緊隔套511和皮帶輪513，其中傳動鍵514用于固定鎖緊隔套511的周向位置。

鎖緊隔套511位于箱體57與皮帶輪513之間，且鎖緊隔套511一端與箱體57后側面的軸承54連接，另一端與皮帶輪513連接，鎖緊隔套511外表面與后置抱閘512內壁配合連接，后置抱閘512通過鎖緊隔套511對主軸59進行周向鎖緊。

皮帶輪513通過皮帶與伺服電機轉子連接，驅動伺服電機，皮帶輪513轉動，皮帶輪513通過傳動鍵514將運動傳遞至主軸59和鎖緊隔套511，其中伺服電機用于對主軸59進行徑向分度和周向定位。

主軸59伸出端的端部設有鎖緊螺母515，鎖緊螺母515通過鎖緊皮帶輪513進而鎖緊軸承54內圈。也可以在主軸59尾部增加一編碼器，主軸59與編碼器連接，形成主軸59分度的閉環控制，進一步提高了主軸59的分度和定位精度。

所述機座1上還設有液壓站91、水箱92、電柜93和控制面板94。所述機座1上還設有第一防護外罩95；所述斜床身32上設有第二防護外罩96。所述主軸車刀架5的外圍設有第三防護外罩97。所述機座1上鄰近尾座的位置設有排屑器98。所述排屑器98的出料口的位置還設有鐵屑推車99。

本實施例中，抱閘組件的工作原理如下：抱閘組件工作時，油箱的高壓液壓通入進油管路516至環形液壓腔519內并鎖住壓力，高壓使膜片520發生彈性變形，然后利用膜片520形狀和大小的變化對主軸59進行軸向鎖死。抱閘組件停止工作時，停止通入液壓油，并釋放環形液壓腔519中的壓力，環形液壓腔519中的液壓油回流至油箱，膜片520回彈至初始形狀，抱閘接觸。

抱閘組件的加工工藝如下：抱閘組件為組合加工件，包含有環形基體518、環形液壓腔519、膜片520、密封圈517四種配件。抱閘組件中各個零件加工到位后，再將各個零件組裝完成后放入機座1磨削抱閘組件的膜片520內孔至要求尺寸(比主軸抱閘小0.06mm)，然后向環形基體518的進油管路516通入2.0Mpa液壓油鎖住壓力，繼續磨削抱閘組件的膜片520內孔尺寸至與主軸抱閘組件外圓尺寸相同后卸壓，即完成加工。在安裝加工完成的抱閘組件時，需通入3.0Mpa的液壓油。

實施例2

該實施例與實施例一的區別是，箱體57上表面設置液壓油進油口58，箱體57內部安裝油路管道，液壓油的進油口58與油路管道連通，油路管道與前置抱閘52和后置抱閘512的進油管路516均連通。液壓油從箱體57的進油口58進入進油管路516中，然后到達環形液壓腔519內使抱閘組件中的膜片520產生彈性變形，然后利用膜片520的彈性變形使抱閘組件沿膜片520內孔周向抱緊主軸59和鎖緊隔套511，進而實現準確定位。

實施例3

本實施例的特點是：所述機座上不設置Z向導軌、Z向電機。所述斜床身固定安裝在所述機座上；其它與實施例1相同。

對于本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬于本實用新型權利要求的保護范圍之內。