專(zhuān)利名稱(chēng)：精密數(shù)控車(chē)床風(fēng)冷電主軸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)床部件裝置，尤其與一種精密數(shù)控車(chē)床電主軸裝置有關(guān)。
背景技術(shù)：
目前，普通車(chē)床主軸結(jié)構(gòu)傳動(dòng)鏈過(guò)長(zhǎng)、外形尺寸大、傳遞扭矩小，影響了車(chē)床主軸的傳動(dòng)精度和定位精度，且需要停止加工時(shí)，主軸不能立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，控制性差；車(chē)床電主軸加工時(shí)高速旋轉(zhuǎn)，因此一般采用水冷方式冷卻，水冷方式存在液體泄漏風(fēng)險(xiǎn)，影響環(huán)境衛(wèi)生，現(xiàn)有技術(shù)也有采用風(fēng)冷電主軸，但風(fēng)機(jī)都安裝在主軸的后端端部，影響主軸轉(zhuǎn)速的提升，散熱效果也不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要克服現(xiàn)有車(chē)床主軸結(jié)構(gòu)傳動(dòng)鏈過(guò)長(zhǎng)、外形尺寸大、傳遞扭矩小、工作精度差、主軸旋轉(zhuǎn)定位差、主軸散熱性不好等缺陷，本發(fā)明提供一種精度高、定位準(zhǔn)、散熱性好的精密數(shù)控車(chē)床風(fēng)冷電主軸裝置。為此，本發(fā)明用以下技術(shù)方案精密數(shù)控車(chē)床風(fēng)冷電主軸裝置，包括主軸箱體、前軸承支座、后軸承支座、中空主軸、主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、角度編碼器裝置和冷卻系統(tǒng)，所述的主軸箱體上設(shè)置有主軸孔，前軸承支座、后軸承支座分別安裝于所述主軸孔的前、后兩端，前、后軸承支座均設(shè)置有軸向通孔，所述的軸向通孔和主軸孔同心，所述的主軸穿裝于主軸孔中，并通過(guò)軸承支撐安裝于前軸承支座和后軸承支座的軸向通孔上；所述的角度編碼器裝置通過(guò)連接套安裝于主軸后端；所述的主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子連接套、定子和定子連接套，轉(zhuǎn)子固定套裝于轉(zhuǎn)子連接套，轉(zhuǎn)子連接套固定套裝于主軸，使得轉(zhuǎn)子和主軸相互固定，隨主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的定子固定嵌裝于定子連接套，定子連接套固定安裝于所述主軸孔內(nèi)腔壁，使得定子和主軸箱體相互固定，定子外套于轉(zhuǎn)子并且兩者之間相互有間隙；其特征是，所述的電主軸裝置還包括剎車(chē)裝置，剎車(chē)裝置包括剎車(chē)盤(pán)、剎車(chē)盤(pán)支撐套、液壓剎車(chē)和剎車(chē)支架，剎車(chē)支架安裝于主軸箱體后端一側(cè)，液壓剎車(chē)安裝于剎車(chē)支架，剎車(chē)盤(pán)套裝于剎車(chē)盤(pán)支撐套，剎車(chē)盤(pán)支撐套固定安裝于所述的連接套后端；所述的冷卻系統(tǒng)包括冷卻風(fēng)扇和支架，所述主軸箱體上設(shè)置通風(fēng)口，冷卻風(fēng)扇固定安裝于支架上，支架固定安裝于主軸箱體上，風(fēng)扇正對(duì)通風(fēng)口，通過(guò)風(fēng)扇吹風(fēng)進(jìn)行散熱，避免了液體冷卻方式出現(xiàn)的液體泄漏問(wèn)題。作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明還包括以下附加技術(shù)特征
所述的前軸承支座上設(shè)置有前法蘭，前法蘭上設(shè)置有前端蓋，后軸承支座上設(shè)置有后法蘭。進(jìn)一步，所述的前法蘭與主軸之間設(shè)置有迷宮套，能有效的防止切削液的進(jìn)入，提高軸承的使用壽命。所述的主軸的前端通過(guò)角接觸球軸承安裝于前軸承支座軸向通孔上，主軸的后端通過(guò)單列圓柱滾子軸承安裝于后軸承支座的軸向通孔上。
進(jìn)一步，所述的單列圓柱滾子軸承前后設(shè)置有前隔套和后隔套，前隔套抵靠于主軸的臺(tái)階端面靠肩上，后隔套抵靠在單列圓柱滾子軸承上，后隔套后端設(shè)置鎖緊螺母，對(duì)單列圓柱滾子軸承進(jìn)行軸向限位。進(jìn)一步，所述的角接觸球軸承數(shù)量為3個(gè)，其中2個(gè)方向一致，與另一個(gè)采用背對(duì)背安裝方式；最靠前的角接觸球軸承外圈抵靠在前法蘭上，內(nèi)圈抵靠在迷宮套上；最后端的角接觸球軸承外圈抵靠在前軸承支座上，內(nèi)圈抵靠在隔套上，隔套后端設(shè)置有鎖緊螺母，對(duì)角接觸球軸承進(jìn)行軸向限位。
所述的主軸箱體上設(shè)置有氣管接頭，主軸與前端蓋之間設(shè)置有密封套，氣管接頭、主軸箱體、前軸承支座、前法蘭、前端蓋、密封套都設(shè)置有氣孔，共同串接組成一個(gè)主軸吹氣管路，能吹離切屑液及金屬粉塵，有效的杜絕切屑液及金屬粉塵的進(jìn)入電主軸內(nèi)部，提高了內(nèi)部軸承的使用壽命。所述的角度編碼器裝置包括編碼器支撐套、編碼器光柵鼓和編碼器讀數(shù)頭，編碼器支撐套固定安裝于連接套前端，編碼器光柵鼓固定安裝于編碼器支撐套上，編碼器讀數(shù)頭固定安裝于所述的后法蘭上。進(jìn)一步，所述的編碼器讀數(shù)頭與后法蘭之間設(shè)置有調(diào)整墊，用來(lái)調(diào)整編碼器讀數(shù)頭與后法蘭之間的間隙，并且編碼器讀數(shù)頭、調(diào)整墊、后法蘭設(shè)置有4個(gè)定位銷(xiāo)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)編碼器讀數(shù)頭的定位。更進(jìn)一步，所述的角度編碼器裝置還包括編碼器防護(hù)蓋，編碼器防護(hù)蓋固定安裝于后法蘭上，對(duì)角度編碼器裝置進(jìn)行防水、防塵保護(hù)，能提高角度編碼器的使用壽命。本發(fā)明工作時(shí)定子連接套固定于主軸箱體上固定不動(dòng)，通過(guò)對(duì)定子輸入電流產(chǎn)生電磁場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸的動(dòng)力輸入，此時(shí)液壓剎車(chē)不供油，剎車(chē)盤(pán)與液壓剎車(chē)有間隙；當(dāng)需要主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，停止對(duì)定子輸入電流，給液壓剎車(chē)供油，液壓剎車(chē)合住剎車(chē)盤(pán)，剎車(chē)盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸也停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)需要車(chē)床主軸伺服定位控制，可以通過(guò)角度編碼器裝置實(shí)現(xiàn)任一角度精確定位，電主軸裝置正常工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量通過(guò)主軸箱體上面的冷卻風(fēng)扇將熱量帶走，使電主軸裝置保持在正常的溫度范圍內(nèi)。使用本發(fā)明可以達(dá)到以下有益效果在精密車(chē)床主軸箱體內(nèi)直接配置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，去除了傳統(tǒng)機(jī)床主軸的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，高速大扭矩，通過(guò)剎車(chē)裝置控制主軸的因慣性產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)，提高加工的準(zhǔn)確性，通過(guò)角度編碼器裝置實(shí)現(xiàn)任一角度的精確定位，并且冷卻風(fēng)扇的使用，避免了水冷方式液體泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，提高了電主軸的散熱性。


圖I是本發(fā)明主視圖。圖2是圖I的A-A的剖視圖。圖3是圖2的B-B的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖f圖3所示，本發(fā)明包括主軸箱體3、前軸承支座15、后軸承支座9、中空主軸19、主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、角度編碼器裝置、剎車(chē)裝置和冷卻系統(tǒng)，主軸箱體3上設(shè)置有主軸孔和氣管接頭21,前軸承支座15、后軸承支座9分別安裝于主軸孔的前、后兩端,前、后軸承支座均設(shè)置有軸向通孔，軸向通孔和主軸孔同心，主軸19穿裝于主軸孔中，主軸19前端通過(guò)角接觸球軸承16安裝于前軸承支座15的軸向通孔上，前軸承支座15上設(shè)置有前法蘭17，前法蘭17與主軸19之間設(shè)置有迷宮套20，角接觸球軸承16數(shù)量為3個(gè)，其中2個(gè)方向一致，與另一個(gè)采用背對(duì)背安裝方式，最靠前的角接觸球軸承外圈抵靠在前法蘭17上，內(nèi)圈抵靠在迷宮套20上，最后端的角接觸球軸承外圈抵靠在前軸承支座15上，內(nèi)圈抵靠在隔套上，隔套后端設(shè)置有鎖緊螺母，對(duì)角接觸球軸承16進(jìn)行軸向限位，前法蘭17上還設(shè)置有前端蓋18，主軸19后端通過(guò)單列圓柱滾子軸承10安裝于后軸承支座9的軸向通孔上，后軸承支座9上設(shè)置有后法蘭7，單列圓柱滾子軸承10前后設(shè)置有前隔套8和后隔套22，前隔套8抵靠于主軸19的臺(tái)階端面靠肩上，后隔套22抵靠在單列圓柱滾子軸承10上，后隔套22后端設(shè)置鎖緊螺母，對(duì)單列圓柱滾子軸承10進(jìn)行軸向限位；主軸19與前端蓋18之間設(shè)置有密封套，氣管接頭21、主軸箱體3、前軸承支座15、前法蘭17、前端蓋18、密封套都設(shè)置有氣孔，共同串接組成一個(gè)主軸吹氣管路，能吹離切屑液及金屬粉塵，有效的杜絕切屑液及金屬粉塵的進(jìn)入主軸19內(nèi)部；角度編碼器裝置通過(guò)連接套26安裝于主軸19后端，包括編碼器支撐套25、編碼器光柵鼓23、編碼器讀數(shù)頭29和編碼器防護(hù)蓋30，編碼器支撐套25固 定安裝于連接套26前端，連接套26通過(guò)鍵固定于主軸19上，編碼器光柵鼓23固定安裝于編碼器支撐套25上，編碼器讀數(shù)頭29固定安裝于后法蘭7上，編碼器讀數(shù)頭29與后法蘭7之間設(shè)置有調(diào)整墊28，用來(lái)調(diào)整編碼器讀數(shù)頭29與后法蘭7之間的間隙，并且編碼器讀數(shù)頭29、調(diào)整墊28、后法蘭7設(shè)置有4個(gè)定位27，用來(lái)實(shí)現(xiàn)編碼器讀數(shù)頭29的定位，編碼器防護(hù)蓋30固定安裝于后法蘭7上，對(duì)角度編碼器裝置進(jìn)行防水、防塵保護(hù)；主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子13、轉(zhuǎn)子連接套14、定子12和定子連接11，轉(zhuǎn)子13固定套裝于轉(zhuǎn)子連接套14，轉(zhuǎn)子連接套14固定套裝于主軸19，使得轉(zhuǎn)子13和主軸19相互固定，隨主軸19 一起轉(zhuǎn)動(dòng)，定子12固定嵌裝于定子連接套11，定子連接套11固定安裝于主軸孔內(nèi)腔壁，使得定子12和主軸箱體3相互固定不動(dòng)，定子12套裝于轉(zhuǎn)子13并且兩者之間相互有間隙；剎車(chē)裝置包括剎車(chē)盤(pán)4、剎車(chē)盤(pán)支撐套5、液壓剎車(chē)6和剎車(chē)支架24，剎車(chē)支架24安裝于主軸箱體3后端一偵牝液壓剎車(chē)6安裝于剎車(chē)支架24，剎車(chē)盤(pán)4套裝于剎車(chē)盤(pán)支撐套5，剎車(chē)盤(pán)支撐套5固定安裝于連接套26后端；冷卻系統(tǒng)包括冷卻風(fēng)扇I和支架2，主軸箱體3上設(shè)置通風(fēng)口，冷卻風(fēng)扇I固定安裝于支架2上,支架2固定安裝于主軸箱體3上,冷卻風(fēng)扇I正對(duì)通風(fēng)口，通過(guò)冷卻風(fēng)扇I吹風(fēng)進(jìn)行散熱,避免了液體泄漏。本發(fā)明工作時(shí)定子連接套11固定于主軸箱體3上固定不動(dòng)，通過(guò)對(duì)定子12輸入電流產(chǎn)生電磁場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子13，轉(zhuǎn)子13帶動(dòng)主軸19旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸19的動(dòng)力輸入，此時(shí)液壓剎車(chē)6不供油，剎車(chē)盤(pán)4與液壓剎車(chē)6有間隙；當(dāng)需要主軸19停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，停止對(duì)定子12輸入電流，給液壓剎車(chē)6供油，液壓剎車(chē)6合住剎車(chē)盤(pán)4，剎車(chē)盤(pán)4停止轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸19也停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)需要車(chē)床主軸19伺服定位控制，可以通過(guò)角度編碼器裝置實(shí)現(xiàn)任一角度精確定位，電主軸裝置正常工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量通過(guò)主軸箱體上面的冷卻風(fēng)扇I將熱量帶走，使電主軸裝置保持在正常的溫度范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.精密數(shù)控車(chē)床風(fēng)冷電主軸裝置，包括主軸箱體(3)、前軸承支座(15)、后軸承支座(9)、中空主軸(19)、主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、角度編碼器裝置和冷卻系統(tǒng)，主軸箱體(3)上設(shè)置有主軸孔，前軸承支座(15)、后軸承支座(9)分別安裝于所述主軸孔的前、后兩端，前、后軸承支座均設(shè)置有軸向通孔，軸向通孔和主軸孔同心，主軸(19)穿裝于主軸孔中，并通過(guò)軸承支撐安裝于前軸承支座(15)和后軸承支座(9)的軸向通孔上；角度編碼器裝置通過(guò)連接套(26)安裝于主軸(19)后端；主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子(13)、轉(zhuǎn)子連接套(14)、定子(12)和定子連接套(11)，轉(zhuǎn)子(13)固定套裝于轉(zhuǎn)子連接套(14)，轉(zhuǎn)子連接套(14)固定套裝于主軸(19)，定子(12)固定嵌裝于定子連接套(11)，定子連接套(11)固定安裝于所述主軸孔的內(nèi)腔壁，定子(12)外套于轉(zhuǎn)子(13)并且兩者之間相互有間隙；其特征在于電主軸裝置還包括剎車(chē)裝置，剎車(chē)裝置包括剎車(chē)盤(pán)(4)、剎車(chē)盤(pán)支撐套(5 )、液壓剎車(chē)(6 )和剎車(chē)支架(24)，剎車(chē)支架(24)安裝于主軸箱體(3)后端一側(cè)，液壓剎車(chē)(6)安裝于剎車(chē)支架(24)，剎車(chē)盤(pán)(4)套裝于剎車(chē)盤(pán)支撐套(5)，剎車(chē)盤(pán)支撐套(5)固定安裝于連接套(26)后端；所述的冷卻系統(tǒng)包括冷卻風(fēng)扇(I)和支架(2 )，主軸箱體(3 )上設(shè)置通風(fēng)口，冷卻風(fēng)扇(I)固定安裝于支架(2 ) 上，支架(2 )固定安裝于主軸箱體(3 )上，冷卻風(fēng)扇(I)正對(duì)通風(fēng)口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車(chē)床風(fēng)冷電主軸裝置，其特征在于所述的前軸承支座(15)上設(shè)置有前法蘭(17)，前法蘭(17)上設(shè)置有前端蓋(18)，后軸承支座(9)上設(shè)置有后法蘭(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車(chē)床風(fēng)冷電主軸裝置，其特征在于所述的前法蘭(17)與主軸(19)之間設(shè)置有迷宮套(20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車(chē)床風(fēng)冷電主軸裝置，其特征在于所述的主軸(19)前端通過(guò)角接觸球軸承(16)安裝于前軸承支座(15)的軸向通孔上,主軸(19)后端通過(guò)單列圓柱滾子軸承(10)安裝于后軸承支座(9)軸向通孔上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車(chē)床風(fēng)冷電主軸裝置，其特征在于所述的單列圓柱滾子軸承(10)前后設(shè)置有前隔套(8)和后隔套(22)，前隔套(8)抵靠于主軸(19)的臺(tái)階端面靠肩上，后隔套(22)抵靠在單列圓柱滾子軸承(10)上，后隔套(22)后端設(shè)置鎖緊螺母。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車(chē)床風(fēng)冷電主軸裝置，其特征在于所述的角接觸球軸承(16)數(shù)量為3個(gè)，其中2個(gè)方向一致，與另一個(gè)采用背對(duì)背安裝方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、3或6所述的車(chē)床風(fēng)冷電主軸裝置，其特征在于所述的主軸箱體(3)上設(shè)置有氣管接頭(21)，主軸(19)與前端蓋(18)之間設(shè)置有密封套，氣管接頭(21)、主軸箱體(3 )、前軸承支座(15 )、前法蘭(17 )、前端蓋(18 )、密封套都設(shè)置有氣孔，共同串接組成一個(gè)主軸吹氣管路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車(chē)床風(fēng)冷電主軸裝置，其特征在于所述的角度編碼器裝置包括編碼器支撐套(25 )、編碼器光柵鼓(23 )和編碼器讀數(shù)頭(29 )，編碼器支撐套(25 )固定安裝于連接套(26)前端，編碼器光柵鼓(23)固定安裝于編碼器支撐套(25)上，編碼器讀數(shù)頭(29)固定安裝于后法蘭(7)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車(chē)床風(fēng)冷電主軸裝置，其特征在于所述的編碼器讀數(shù)頭(29)與后法蘭(7)之間設(shè)置有調(diào)整墊(28)，并且編碼器讀數(shù)頭(29)、調(diào)整墊(28)、后法蘭(7)設(shè)置有4個(gè)定位銷(xiāo)(27)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車(chē)床風(fēng)冷電主軸裝置，其特征在于所述的角度編碼器裝置還包括編碼器防護(hù)蓋(30)，編碼器防護(hù)蓋(30)固定安 裝于后法蘭(7)上。
全文摘要
精密數(shù)控車(chē)床風(fēng)冷電主軸裝置，屬于機(jī)床部件裝置領(lǐng)域。現(xiàn)有車(chē)床主軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度差、散熱性差。本發(fā)明包括主軸箱體、前軸承支座、后軸承支座、中空主軸、主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、角度編碼器裝置、剎車(chē)裝置和冷卻系統(tǒng)，中空主軸通過(guò)軸承支撐安裝于主軸箱體的主軸孔兩端的前、后軸承支座上，通過(guò)主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)；角度編碼器裝置通過(guò)連接套安裝于主軸后端，剎車(chē)裝置包括剎車(chē)盤(pán)和液壓剎車(chē)，液壓剎車(chē)通過(guò)支架安裝于主軸箱體后端，剎車(chē)盤(pán)安裝于連接套后端；冷卻裝置包括風(fēng)扇和支架，風(fēng)扇通過(guò)支架安裝于主軸箱體上，風(fēng)扇正對(duì)主軸箱體上的通風(fēng)口。通過(guò)剎車(chē)裝置制動(dòng)主軸及角度編碼器和風(fēng)扇冷卻，提高了電主軸的加工和定位精度，同時(shí)散熱性好。
文檔編號(hào)B23B19/02GK102744428SQ201210240660
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者任正法, 周德潤(rùn), 聶志亭, 陸平山 申請(qǐng)人:浙江日發(fā)數(shù)碼精密機(jī)械股份有限公司