一种高灵敏度高动态稳定度的主轴制动系统.pdf

本发明涉及一种高灵敏度高动态稳定度的主轴制动系统。主要解决现有的机床主轴系统稳定性差而造成零件表面粗糙度及精度低的问题。其特征在于：所述刹车片（1）固定在胀紧套（2）上，所述胀紧套（2）与机床主轴（3）固定在一起；所述制动油缸（4）通过悬架（5）固定在主轴箱端面（6）上；所述悬架（5）上设有U形的悬架开口（9），且悬架开口（9）中心与刹车片（1）对正，所述制动油缸（4）连接在悬架开口（9）的两侧，且悬架开口（9）两侧内壁上连接有压缩弹簧（7）。该高灵敏度高动态稳定度的主轴制动系统可靠性高，可以避免电机过载、主轴振动，提高零件的加工精度。

1.一种高灵敏度高动态稳定度的主轴制动系统，包括刹车片（1）、制动油缸（4），其特征
在于：所述刹车片（1）固定在胀紧套（2）上，所述胀紧套（2）与机床主轴（3）固定在一起；所述
制动油缸（4）通过悬架（5）固定在主轴箱端面（6）上；所述悬架（5）上设有U形的悬架开口
（9），且悬架开口（9）中心与刹车片（1）对正，所述制动油缸（4）连接在悬架开口（9）的两侧，
且悬架开口（9）两侧内壁上连接有压缩弹簧（7）。
2.根据权利要求1所述的高灵敏度高动态稳定度的主轴制动系统，其特征在于：所述制
动油缸（4）内置有油缸复位弹簧（8）。
3.根据权利要求2所述的高灵敏度高动态稳定度的主轴制动系统，其特征在于：所述机
床主轴（3）停止旋转时，制动油缸（4）制动，通过悬架（5）夹紧刹车片（1）；机床主轴（3）旋转
时，制动油油缸（4）在油缸复位弹簧（8）作用下工作，松开悬架（5），悬架开口（9）在压缩弹簧
（7）的弹力作用下松开刹车片（1）。

一种高灵敏度高动态稳定度的主轴制动系统

技术领域

本发明涉及机械领域，具体说是一种高灵敏度高动态稳定度的主轴制动系统。

背景技术

分度加工过程中夹紧在主轴端部的工件本体，由于被加工零件的各角度面形位要
求很高，位置度公差仅为±0.02mm，因此就需要保证机床主轴水平面严格与加工刀具的竖
直面垂直。在实际生产中，通常的定位、制动方式是：依靠主轴伺服电机的旋转编码器控制
角度、位置；依靠连接在机床主轴的磁性编码器将位置信号不断反馈给机床控制系统；制动
时则依靠伺服电机本身的抱闸功能按照机床系统发出的停止信号对机床主轴定位。这样仅
凭借电气元器件对机床主轴实施定位和制动方式，在工件受到高速、重载切削的加工条件
下，电机、主轴及工件构成的系统刚性及稳定性受到很大变化，从而造成电机过载、主轴振
动、工件表面粗糙度、尺寸公差以及受损等情况，直接造成零件甚至机床精度超差，从而对
生产制造形成准确率低、效果差、进度慢等诸多不利影响。

发明内容

为了克服现有的机床主轴系统稳定性差而造成零件表面粗糙度及精度低的不足，
本发明提供一种高灵敏度高动态稳定度的主轴制动系统，该高灵敏度高动态稳定度的主轴
制动系统可靠性高，可以避免电机过载、主轴振动，提高零件的加工精度。

本发明的技术方案是：一种高灵敏度高动态稳定度的主轴制动系统，包括刹车片、
制动油缸，所述刹车片固定在胀紧套上，所述胀紧套与机床主轴固定在一起；所述制动油缸
通过悬架固定在主轴箱端面上；所述悬架上设有U形的悬架开口，且悬架开口中心与刹车片
对正，所述制动油缸连接在悬架开口的两侧，且悬架开口两侧内壁上连接有压缩弹簧。

所述制动油缸内置有油缸复位弹簧。

所述机床主轴停止旋转时，制动油缸制动，通过悬架夹紧刹车片；机床主轴旋转
时，制动油油缸在油缸复位弹簧作用下工作，松开悬架，悬架开口在压缩弹簧的弹力作用下
松开刹车片。

本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，该制动系统通过制动油缸带动悬
架夹紧刹车片实现制动，而悬架固定在主轴箱端面上，增强了系统的刚性；刹车片、机床主
轴、制动油缸构成的整体其工作性能非常稳定，可靠性高，控制简洁；通过制动油缸活塞杆
的行程对刹车片施加夹紧力，可以防止刹车片剧烈磨损或微破损；避免了电机过载、主轴振
动、工件表面粗糙度、尺寸公差以及受损等情况的发生；布局简单、节约安装和维护空间，使
得成本低廉，操作及使用方便且实用性强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中1-刹车片，2-胀紧套，3-机床主轴，4-制动油缸，5-悬架，6-主轴箱端面，7-压
缩弹簧，8-油缸复位弹簧，9-悬架开口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1所示，一种高灵敏度高动态稳定度的主轴制动系统，包括刹车片1、制动油缸4，所
述刹车片1通过螺钉固定在胀紧套2上，所述胀紧套2与机床主轴3牢固地固定在一起；所述
制动油缸4固定在悬架5上，而悬架5固定在主轴箱端面6上。悬架5与主轴箱端面6相连接，能
够有效的增强系统的刚性。所述悬架5上设有U形的悬架开口9，且悬架开口9中心与刹车片1
对正，悬架开口9两侧内壁上连接有压缩弹簧7，压缩弹簧7可保证悬架开口9始终张开。所述
制动油缸4连接在悬架开口9的两侧，制动油缸4内置有油缸复位弹簧8。

所述机床主轴3停止旋转时，制动油缸4制动，拉动悬架开口9两侧使其向内收缩，
从而夹紧刹车片1，带动机床主轴3停止转动实现制动。机床主轴3重新旋转时，制动油油缸4
在油缸复位弹簧8的弹力作用下工作，松开悬架5，悬架开口9在压缩弹簧7的弹力作用下松
开刹车片1，使机床主轴3重新旋转。

该机床主轴制动系统工作性能稳定，可靠性高，控制简洁；避免了电机过载、主轴
振动、工件表面粗糙度、尺寸公差以及受损等情况的发生，布局简单、节约安装和维护空间，
使得成本低廉，操作及使用方便且实用性强，省去了复检、修复等步骤。