主轴电机侧挂式数控机床的制作方法

本实用新型涉及机床尤其是数控机床领域，具体涉及一种采用主轴电机侧挂式结构设计的数控机床。

背景技术：

数控机床一般均包括机床主轴12和用于驱动所述机床主轴转动以对工匠进行加工处理(如切屑加工)的主轴电机1。如图1所示，现有数控机床中，其机床主轴12通常竖直旋转安装在主轴箱13的底部，而主轴电机1固定安装在主轴箱13的顶部，二者借助竖向旋转布置于主轴箱13内的竖直传动轴8及上下两个齿轮箱传动连接。主轴箱13的外壁上固定有竖直布置的Z向进给轴(图中未画出)，Z向进给轴与机床本体在竖直方向滑动连接，以使得主轴箱13(以及机床主轴12)能够沿Z轴方向竖直移动，从而使得机床主轴的工作端能够对工件进行相应的加工处理，比如：竖直方向的钻孔加工。

由于主轴电机1和机床主轴12分别设置在主轴箱13竖直方向的上下两端，若机床主轴12的Z轴移动行程较大，那么就需要将主轴箱13的竖向尺寸设置的足够长。这导致主轴电机1和机床主轴12的距离较大，竖直传动轴8的长度也要足够大。竖直传动轴8越长，向机床主轴传递的扭转力就越小，从而影响机床的加工性能。

技术实现要素：

本实用新型目的是：针对上述问题，提出一种主轴电机侧挂式数控机床，以保证主轴电机能够向机床主轴传递足够大的扭转力，保证机床的加工性能。

本实用新型的技术方案是：一种主轴电机侧挂式数控机床，包括：

主轴箱；

固定在所述主轴箱外壁上且与机床本体竖向活动连接、以使得该主轴箱能够相对于机床本体沿Z轴竖向移动的Z向进给轴；

竖直旋转安装在所述主轴箱下部的机床主轴；

旋转设置于所述主轴箱内部且与所述机床主轴平行布置的竖直传动轴；以及

通过所述传动轴与所述机床主轴传动连接以带动所述机床主轴旋转运动的主轴电机；

所述主轴电机固定设置在所述主轴箱水平方向的一侧，该主轴电机具有竖直向下伸出的电机轴，并且所述电机轴通过齿轮箱与所述竖直传动轴传动连接。

本实用新型在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述齿轮箱包括箱体、布置在所述箱体内的若干传动齿轮以及与所述传动齿轮相连的输入轴和输出轴，且所述输入轴和所述输出轴均包括收容在该齿轮箱箱体内的内轴端以及伸出该齿轮箱箱体外的外轴段，所述主轴电机的电机轴通过联轴器与所述输入轴的外轴段同轴固定连接，所述输出轴与所述竖直传动轴为同一部件。

所述输出轴的外轴段上同轴设置输出齿轮，所述机床主轴上同轴固定有与所述输出齿轮啮合连接的主轴齿轮。

所述输出齿轮一体形成于所述输出轴的外轴段上。

所述传动齿轮共设置有五个，分别为：

第一齿轮，其同轴固定在所述输入轴的内轴段上；

第二齿轮，其与所述第一齿轮啮合连接；

第三齿轮，其轮径小于所述第二齿轮，该第三齿轮与所述第二齿轮同轴布置且为一体结构，而形成一台阶齿轮；

第四齿轮，其同轴固定于所述输出轴的内轴段上；

第五齿轮，其同轴固定于所述输出轴的内轴段上，且与所述第四齿轮间隔布置，该第五齿轮的轮径大于所述第四齿轮的轮径；

所述齿轮箱还包括能够驱动所述输出轴相对于该齿轮箱箱体轴向移动、进而使该齿轮箱选择性地处于下述第一工位或下述第二工位的换挡器；

第一工位：所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合连接，而所述第五齿轮与所述第三齿轮脱开；

第二工位：所述第五齿轮与所述第三齿轮啮合连接，而所述第四齿轮与所述第二齿轮脱开。

所述第一齿轮一体形成于所述输入轴的内轴段上。

所述第三齿轮和第四齿轮均一体形成于所述输出轴的内轴段上。

所述第一齿轮和所述第四齿轮的轮径均小于所述第二齿轮的轮径。

所述机床主轴上安装有切屑刀具。

本实用新型的优点是：本实用新型将主轴电机设置在主轴箱的水平侧部而非竖向顶部，从而使得主轴电机与机床主轴之间的距离不受主轴箱长度的限制，也即竖直传动轴的长度不受主轴箱长度的限制，即便在主轴箱长度较大的情况下，仍然可以采用比较短的竖直传动轴来连接主轴电机和机床主轴，以保证主轴电机能够向机床主轴传递足够大的扭转力，进而保证机床的加工性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统数控机床上主轴电机和机床主轴的装配结构示意图

图2为本实用新型实施例的结构示意图；

图3为图2的局部结构示意图之一；

图4为图2的局部结构示意图之二；

其中：1-主轴电机，2-联轴器，3-第一齿轮，4-第二齿轮，5-第三齿轮，6-第四齿轮，7-第五齿轮，8-竖直传动轴，9-输出齿轮，10-主轴齿轮，11-输入轴，12-机床主轴，13-主轴箱。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

图2、图3和图4示出了本实用新型这种主轴电机侧挂式数控机床的一个具体实施例，与传统数控机床相同的是，其也包括：

主轴箱13；

固定在主轴箱外壁上且与机床本体竖向活动连接、以使得该主轴箱能够相对于机床本体沿Z轴竖向移动的Z向进给轴；

竖直旋转安装在主轴箱下部的机床主轴12；

旋转设置于主轴箱内部且与机床主轴平行布置的竖直传动轴8；以及

通过所述传动轴8与所述机床主轴12传动连接以带动所述机床主轴旋转运动的主轴电机1。

本实施例的关键改进在于：所述主轴电机1固定设置在主轴箱13水平方向的一侧(而非传统技术那样，将主轴电机设置在主轴箱的竖向顶部)，该主轴电机1具有竖直向下伸出的电机轴，并且所述电机轴通过齿轮箱与所述竖直传动轴8传动连接。

因为本实施例将主轴电机1设置在主轴箱13的水平侧部而非竖向顶部，从而使得主轴电机1与机床主轴12之间的距离不受主轴箱13长度的限制，也即竖直传动轴8的长度不受主轴箱13长度的限制，即便在主轴箱13长度较大的情况下，仍然可以采用比较短的竖直传动轴8来连接主轴电机1和机床主轴12，以保证主轴电机1能够向机床主轴12传递足够大的扭转力。

所述齿轮箱可以采用本领域技术人员所熟知的各种结构形式，本实施例中该齿轮箱的结构为：其包括箱体、布置在所述箱体内的若干传动齿轮以及与所述传动齿轮相连的输入轴5和输出轴，且所述输入轴5和所述输出轴均包括收容在该齿轮箱箱体内的内轴端以及伸出该齿轮箱箱体外的外轴段，所述主轴电机1的电机轴通过联轴器6与所述输入轴5的外轴段同轴固定连接，所述输出轴与所述竖直传动轴3为同一部件。

所述输出轴的外轴段上同轴设置输出齿轮9，而且输出齿轮9与输出轴在圆周方向上相对固定。机床主轴12上同轴固定有与所述输出齿轮9啮合连接的主轴齿轮10。

为了提高主轴齿轮10与机床主轴12的连接强度，本实施例将主轴齿轮10与机床主轴12制成一体式结构，即主轴齿轮10一体成型(或称一体固定)于机床主轴12上。

本实施例中，所述齿轮箱箱体内的传动齿轮共设置有五个，分别为第一齿轮3、第二齿轮4、第三齿轮5、第四齿轮6和第五齿轮7，其中：

第一齿轮3同轴固定在所述输入轴11的内轴段上。为了保证该第一齿轮3与齿轮箱输入轴11的连接强度和稳定性，本实施例将二者做成一体式结构，即第一齿轮3一体固定而非分体固定输入轴11的内轴段上。

第二齿轮4与第一齿轮3啮合连接。

第三齿轮5的轮径小于第二齿轮4，并且该第三齿轮5与所述第二齿轮4同轴布置且为一体结构，如此使得第三齿轮5和第二齿轮4共同构成一台阶齿轮结构。

第四齿轮6同轴固定于所述输出轴的内轴段上。并且，上述第一齿轮3和该第四齿轮6的轮径均小于上述第二齿轮4的轮径。

第五齿轮7同轴固定于所述输出轴的内轴段上，且第五齿轮7与所述第四齿轮6间隔布置，该第五齿轮7的轮径大于第四齿轮6的轮径。

为了保证第四齿轮6及第五齿轮7与齿轮箱输出轴8的连接强度，本实施例将第三齿轮5、第四齿轮6与齿轮箱输出轴做成一体式结构，即第三齿轮5和第四齿轮6均一体形成于所述输出轴的内轴段上。

与传统齿轮箱相同的是，该齿轮箱也包括一用于调节齿轮箱变速比的换挡器，该换挡器能够驱动输出轴8相对于该齿轮箱箱体轴向移动、进而使该齿轮箱选择性地处于下述第一工位或下述第二工位：

第一工位：第四齿轮6与第二齿轮4啮合连接，而第五齿轮7与第三齿轮5脱开。此工位下，可实现机床主轴12的较高速运转。

第二工位：第五齿轮7与第三齿轮5啮合连接，而第四齿轮6与第二齿轮4脱开。此工位下，可实现机床主轴12的较低速运转。

实际应用时，可根据不同的加工对象控制齿轮箱处于上述第一工位或第二工位。

在本实施例中，上述机床主轴12上安装有切屑刀具，用于对工件进行且屑加工。

当然，上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。