本实用新型涉及一种立式加工中心用主轴头的改进，属于数控机床描述，具 体地说是一种立式加工中心用多功能主轴头，适用于皮带式和直联式两种连接方式的立式 加工中心通用的主轴头。

背景

立式加工中心的主轴头部安装于立柱上，上面设有用来固定主轴的安装孔，底部 设有用于与立柱导轨连接的配合面，实现主轴沿着立轴上下移动对不同工件进行加工。因 此主轴头部是加工中心的关键部件，要求主轴头部具有很高的运转精度和长久的精度稳定 性。而主轴头部实现主轴的旋转运动有两种传动方式：皮带传动和直联传动。

由于直联传动时，主轴电机安装于主轴正上方，这就加大了主轴头承受的扭矩，对 主轴头的刚性要求很高。而普通的皮带传动主轴头无法承受如此大的扭矩。所以长期以来 皮带传动和直联传动的两种立式加工中心分别使用各自不同结构的主轴头，其不足之处在 于：皮带式和直联式的主轴头不能通用，这样参数相同的两款机床仅仅因为主轴传动方式 的不同，就必须设计两款不同的主轴头，因此需要制作两款木模，设计周期长、耗材量大，成 本_。

内容

本实用新型的目的在于提供一种立式加工中心用多功能主轴头，其结构简单紧 凑，同时只需制作一款木模，耗材量小，制造成本低，重量轻，刚性好，安装简单灵活，是适用 于皮带式和直联式立式加工中心通用的主轴头。

为了达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：该立式加工中心用多功能 主轴头，包括长方形箱体，在长方形箱体的前部腔内固定设有主轴安装孔，在长方形箱体的 顶部设有皮带轮安装孔，其特征在于：所述的长方形箱体的后端固定设有梯形箱体，并制成 为一体式结构，梯形箱体的后端面上设有与立式加工中心的立柱形状相配合的立柱轨道配 合面，所述长方形箱体的前端顶部设有四个定位孔，在长方形箱体的后端顶部设有三个打 刀缸安装孔，在长方形箱体的腔内设有两个横向加强筋和两个纵向加强筋，两个横向加强 筋和两个纵向加强筋呈“井”字状布设固定为一体，横向加强筋的两端分别固定在长方形箱 体腔内的两个侧壁，纵向加强筋的前端固定在主轴安装孔的外壁上，纵向加强筋的后端固 定在梯形箱体腔内的后端壁上。

所述的横向加强筋和纵向加强筋上设有减重孔；所述的长方形箱体的侧壁上设有 进油孔和皮带调整孔，进油孔与主轴安装孔相连通，长方形箱体上的皮带轮安装孔与主轴 安装孔之间的空腔和皮带调整孔相连通。

本实用新型的有益效果在于：结构简单紧凑，同时只需制作一款木模，耗材量小， 重量轻，刚性好，安装简单方便，同时适用于皮带式和直联式立式加工中心，降低了生产成 本，最终降低了机床的成本，满足了不同客户的需求；采用本实用新型所述的主轴头，机床在主轴高速运转时振动小，稳定性好，可实现高速高精度加工。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的侧视图。

图3为本实用新型沿图2的A-A的剖视图。

图4为本实用新型直联传动时结构安装示意图。

图5为本实用新型皮带传动时结构安装示意图。

图中：1、主轴头；2、主轴；3、直结马达固定座；4、联轴器；5、主轴马达；6、打刀缸； 7、皮带；8、打刀缸支架；9、打刀缸座；10、主轴马达固定板；11、马达皮带轮；12、迫紧环；

101、长方形箱体；102、梯形箱体；103、主轴安装孔；104、横向加强筋；105、纵向加强筋; 106、减重孔；107、立柱轨道配合面；108、皮带轮安装孔；109、定位孔；110、打刀缸安装孔; 111、进油孔；112、皮带调整孔。

实施

参照图1、图2、图3制作本实用新型。该立式加工中心用多功能主轴头，包括长方 形箱体101，在长方形箱体101的前部腔内固定设有主轴安装孔103,在长方形箱体101的 顶部设有皮带轮安装孔108,其特征在于：所述的长方形箱体101的后端固定设有梯形箱体

102,并制成为一体式结构，梯形箱体102的后端面上设有与立式加工中心的立柱形状相配 合的立柱轨道配合面107,以便于将梯形箱体102的后端面安装固定在立式加工中心的立 柱上，所述长方形箱体101的前端顶部设有四个定位孔109,这四个定位孔109与打刀缸支 架8固定孔或直结马达固定座3安装孔相匹配，以便于通过四个定位孔109既可以安装打 刀缸支架8,也可以安装直结马达固定座3,四个定位孔109通用性强，方便更换，在长方形 箱体101的后端顶部设有三个打刀缸安装孔110,通过这三个打刀缸安装孔110可以安装 打刀缸6,在长方形箱体101的腔内设有两个横向加强筋104和两个纵向加强筋105,两个 横向加强筋104和两个纵向加强筋105呈“井”字状布设固定为一体，横向加强筋104的两 端分别固定在长方形箱体101腔内的两个侧壁，纵向加强筋105的前端固定在主轴安装孔 103的外壁上，纵向加强筋105的后端固定在梯形箱体102腔内的后端壁上。

所述的横向加强筋104和纵向加强筋105上设有减重孔106,在不影响强度的前提 下，降低自身重量；所述的长方形箱体101的侧壁上设有进油孔111和皮带调整孔112,进 油孔111与主轴安装孔103相连通，长方形箱体101上的皮带轮安装孔108与主轴安装孔 103之间的空腔和皮带调整孔112相连通。

所述的长方形箱体101是指水平断面为长方形的箱体，所述的梯形箱体102是指 水平断面为梯形的箱体，如图3。

主轴头本体由长方形箱体101和梯形箱体102制作成为一体式结构，比目前使用 的纯长方形结构刚性好；两个横向加强筋104和两个纵向加强筋105呈“井”字状布设固定 为一体，两个纵向加强筋105形成了类似三角形结构，受力化，结构刚性好,重量轻，可 以同时满足主轴皮带传动和直联传动不同受力情况下的强度要求。主轴头在受力情况 下应力位移模拟分析结果都在允许值范围内。

该立式加工中心用多功能主轴头，适用于主轴皮带传动和直联传动，两种不同形 式的主轴传动方式。其安装结构分别为：

直联传动：如图4,主轴2安装与主轴头1内部的主轴安装孔103内，直结马达固 定座3固定在主轴头1的四个定位孔109上，主轴马达5安装于直结马达固定座3上，打刀 缸6固定在主轴头1打刀缸安装孔110上，主轴2与主轴马达5用联轴器4直结连接，实现 主轴直联传动。

皮带传动：如图5,主轴2安装于主轴头1内部的主轴安装孔103内，打刀缸支架8 固定在主轴头1四个定位孔109上，打刀缸座9安装在打刀缸支架8上，打刀缸6安装在打 刀缸座9上，主轴马达固定板10固定在主轴头1上，主轴马达5安装在主轴马达固定板10 上，马达皮带轮11通过迫紧环12固定于主轴马达5的输出轴上。这样马达皮带轮11与主 轴电机5同步运转，通过皮带7带动主轴2做旋转运动,实现皮带传动。同时还可以通过改 变主轴皮带轮11的齿数在一定范围内调节主轴的扭矩及转速。