專利名稱：一種滾珠高速銑削電主軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械加工設(shè)備，具體地說(shuō)是集成滾動(dòng)軸承、冷卻裝置、自動(dòng)換刀系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)于一體的機(jī)電一體化的主軸裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，一般的電主軸用的定子使用非變頻電源，因此轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)數(shù)不可變動(dòng)，功能單一，且疾速起動(dòng)下轉(zhuǎn)子容易損壞，影響電主軸的使用壽命，另外，對(duì)于特殊帶銑削功能要求的電主軸，軸承提供的支承力不足，使主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸向與徑向有足夠的剛度。再者，銑削時(shí)很多諸如污水、切削屑等雜物容易進(jìn)入主軸，使主軸內(nèi)部堵塞，嚴(yán)重影響主軸使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種滾珠高速銑削電主軸，它解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明技術(shù)解決方案是包括有帶管接頭(1)的換刀氣缸組件(2)，電源線、氣源孔及冷卻水源接口的鋁水套組件(3)，上軸承鎖緊螺母(17)，內(nèi)部設(shè)有氣路通道和冷卻水通道的機(jī)體組件(9)，其中，換刀氣缸組件(2)的頭部固定在設(shè)置鋁水套組件(3)的后部?jī)?nèi)腔中，機(jī)體組件(9)前端固定有機(jī)體下蓋(12)及防塵蓋(14)，有軸芯組件(7)貫通于上軸承組件(6)、定子(8)及下軸承組件(10)的通孔中，軸芯組件(7)的軸向通孔中自上而下設(shè)置有拉桿組件(4)、拉爪組件(11)及刀柄組件(13)，其特征在于，鋁水套組件(3)的前端與上軸承座組件(5)的后部相固定，上軸承座組件(5)的內(nèi)貫通孔中由上軸承鎖緊螺母(17)固定有上軸承組件(6)，上軸承座組件(5)的臺(tái)階處前端與機(jī)體組件(9)的后端相固定，機(jī)體組件(9)的中部固定有定子(8)，定子(8)之下的機(jī)體組件(9)的下軸承內(nèi)腔中固定有下軸承組件(10)，下軸承組件(10)的前端由下軸承鎖緊螺母(15)固定有下軸承壓圈(16);軸芯組件(7)的軸芯主體后端固定有測(cè)量轉(zhuǎn)速的編碼器(18)。本發(fā)明特別在于所述的軸芯組件(7)的軸芯主體上軸肩套(7. 2)這下的轉(zhuǎn)軸段 (7.1)固定有銅鼠籠轉(zhuǎn)子(7. 3)。以上本發(fā)明所述的上軸承組件(6)包括有軸承座外圈(5. 1)，軸承座外圈(5. 1)內(nèi)腔中固定有軸承座內(nèi)圈(5. 3 )，軸承座外圈(5. 1)與軸承座內(nèi)圈(5. 3 )之間的間隙處設(shè)有水循環(huán)槽(5. 2)。所述上軸承組件(6)包括有上、下單列角接觸陶瓷軸承，上下軸承間固定有軸承隔套組件(6. 1)。所述的定子(8)包括有定子沖片(8. 1)、幫扎帶(8.2)、槽楔(8.3)、線圈繞組 (8. 4)、槽絕緣紙(8. 5)、溫度傳感器(8. 6)和電機(jī)引線(8. 7)，其中溫度傳感器(8. 6)固定在線圈繞組(8. 4)的一端。本發(fā)明工作原理是
1、電主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，主要由上軸承座組件(5)、上軸承組件(6)、軸芯組件(7)、機(jī)體組件(9)、下軸承組件(10)組成，采用精密、高速滾珠角接觸軸承，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)32000 rpm，振動(dòng)和噪音都很小。2、冷卻原理機(jī)體組件(9)的機(jī)體上沿圓周均布若干個(gè)水孔，與機(jī)體下蓋(12)的水槽構(gòu)成冷卻循環(huán)，電主軸工作時(shí)，從鋁水套組件(3)的進(jìn)水孔通入冷卻水，隨進(jìn)入上軸承座組件(5)、機(jī)體組件(9)和機(jī)體下蓋(12)，隨后冷卻水在機(jī)體內(nèi)沿圓周循環(huán)流動(dòng)，最后再?gòu)纳陷S承座組件(5)和鋁水套組件(3)排出，帶走電機(jī)和軸承產(chǎn)生的大部分熱量，保持整機(jī)在低溫下穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。
3、吹塵原理電主軸工作時(shí)，鋁水套組件(3)的進(jìn)氣孔通入壓縮空氣，隨進(jìn)入上軸承座組件(5)、機(jī)體組件(9)和機(jī)體下蓋(12)，最后到軸芯組件(7)的內(nèi)孔，然后排出機(jī)體外，完成吹塵降溫過(guò)程，可吹掉軸心內(nèi)的塵埃，帶走高速旋轉(zhuǎn)的軸承和電機(jī)工作時(shí)而產(chǎn)生的一部分熱量；同時(shí)，阻止機(jī)體外的污水、切削屑、氣體等進(jìn)入主軸；
4、軸芯旋轉(zhuǎn)原理該電主軸采用永磁直流電機(jī)，轉(zhuǎn)子主部件采用若干塊永磁體，集成在軸芯的外圓上，永磁體的外圓上再裹一層碳纖維，當(dāng)在電機(jī)定子(8)端通符合要求的三相交流變頻電源時(shí)，由于電磁感應(yīng)原理，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸芯組件(7)高速旋轉(zhuǎn)，使安裝在軸芯組件(7)下部的刀柄組件(13)夾持各種刀具進(jìn)行高效率、高精度的切削加工，并可根據(jù)具體工作要求選擇0-32000 rpm的不同工作轉(zhuǎn)速。5、換刀原理當(dāng)需要進(jìn)行刀具更換時(shí)，停止運(yùn)轉(zhuǎn)主軸，給氣缸頂部的管接頭(1)進(jìn)氣及鋁水套組件(3 )進(jìn)氣口分別通入壓縮空氣，迫使換刀汽缸組件(2 )的活塞桿向下運(yùn)動(dòng)， 從而推動(dòng)拉桿組件(4)下移，同時(shí)，拉桿組件(4)的壓縮碟簧的碟簧復(fù)位，使拉桿組件(4)和滑動(dòng)芯向上移動(dòng)，拉爪組件(11)在彈簧的推力與滑動(dòng)芯的作用下，滑入刀柄內(nèi)孔并張開(kāi)，此時(shí)鋁水套組件(3)的吹塵進(jìn)氣關(guān)閉，刀柄處于拉刀狀態(tài)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1、工作時(shí)利用變頻電源的頻率調(diào)節(jié)，可使工作轉(zhuǎn)數(shù)可在0-32000rpm變動(dòng)，起動(dòng)平穩(wěn)，滿足高轉(zhuǎn)速、高精度機(jī)械加工要求。2、電主軸內(nèi)裝有溫度傳感器和編碼器(18)，可及時(shí)反饋、監(jiān)控主軸工作狀態(tài)。3、采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)可對(duì)機(jī)體、軸承座及電機(jī)等進(jìn)行循環(huán)強(qiáng)迫冷卻，及時(shí)高效的帶走電機(jī)和軸承產(chǎn)生的大部分熱量，保證主軸長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定、可靠地工作。4、電主軸上下軸承均采用相同的單列角接觸軸承(GB/T292-1994)的雙角接觸軸承支承力軸的結(jié)構(gòu)，軸承選取上使用高精度、高轉(zhuǎn)速、低噪音陶瓷球軸承，由兩只軸承成對(duì)安裝，中間并由軸承隔套隔開(kāi)，以增加軸承支撐剛度，有利于軸承散熱和便于軸承潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)，可保證主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸向與徑向有足夠的剛度，可在不同的環(huán)境下進(jìn)行機(jī)械加工。5、電主軸設(shè)有空氣吹塵冷卻結(jié)構(gòu)，可對(duì)主軸內(nèi)腔進(jìn)行及時(shí)冷卻及阻止機(jī)體外的污水、切削屑等進(jìn)入，提高使用壽命。6、電主軸設(shè)有自動(dòng)換刀系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速、安全地自動(dòng)更換各種所需刀具。7、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用直流無(wú)刷電機(jī)，功率大，扭矩高；電機(jī)置于兩軸承中部，使結(jié)構(gòu)更合理、緊湊，提高電主軸在高速下運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。


圖1是本發(fā)明的剖面構(gòu)造示意圖。
圖2是本發(fā)明的軸芯組件部分構(gòu)造示意圖。圖3是本發(fā)明的定子構(gòu)造示意圖。圖4是本發(fā)明的上軸承座組件及上軸承組件構(gòu)造示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
根據(jù)圖1、圖2、圖3及圖4所示，本發(fā)明在現(xiàn)有的包括有帶管接頭1的換刀氣缸組件2， 電源線、氣源孔及冷卻水源接口的鋁水套組件3，上軸承鎖緊螺母17，內(nèi)部設(shè)有氣路通道和冷卻水通道的機(jī)體組件9，其中，換刀氣缸組件2的頭部固定在設(shè)置鋁水套組件3的后部?jī)?nèi)腔中，機(jī)體組件9前端固定有機(jī)體下蓋12及防塵蓋14，有軸芯組件7貫通于上軸承組件6、 定子8及下軸承組件10的通孔中，軸芯組件7的軸向通孔中自上而下設(shè)置有拉桿組件4、拉爪組件11及刀柄組件13，其特征在于，鋁水套組件3的前端與上軸承座組件5的后部相固定，上軸承座組件5的內(nèi)貫通孔中由上軸承鎖緊螺母17固定有上軸承組件6，上軸承座組件 5的臺(tái)階處前端與機(jī)體組件9的后端相固定，機(jī)體組件9的中部固定有定子8，定子8之下的機(jī)體組件9的下軸承內(nèi)腔中固定有下軸承組件10，下軸承組件10的前端由下軸承鎖緊螺母15固定有下軸承壓圈16 ；軸芯組件7的軸芯主體后端固定有測(cè)量轉(zhuǎn)速的編碼器18。實(shí)施例2
與實(shí)施例1相同，只是所述的軸芯組件7的軸芯主體上軸肩套7. 2這下的轉(zhuǎn)軸段7. 1 固定有銅鼠籠轉(zhuǎn)子7.3。實(shí)施例3
與實(shí)施例1相同，只是所述的上軸承組件(6)包括有軸承座外圈5. 1，軸承座外圈5. 1 內(nèi)腔中固定有軸承座內(nèi)圈5. 3，軸承座外圈5. 1與軸承座內(nèi)圈5. 3之間的間隙處設(shè)有水循環(huán)槽 5. 2。實(shí)施例4
與實(shí)施例1相同，只是所述上軸承組件6包括有上、下單列角接觸陶瓷軸承，上下軸承間固定有軸承隔套組件6. 1。實(shí)施例5
與實(shí)施例1相同，只是所述的定子8包括有定子沖片8. 1、幫扎帶8. 2、槽楔8. 3、線圈繞組8. 4、槽絕緣紙8. 5、溫度傳感器8. 6和電機(jī)引線8. 7，其中溫度傳感器8. 6固定在線圈繞組8. 4的一端。
權(quán)利要求
1.一種滾珠高速銑削電主軸，它包括有帶管接頭(1)的換刀氣缸組件(2)，電源線、氣源孔及冷卻水源接口的鋁水套組件(3)，上軸承鎖緊螺母(17)，內(nèi)部設(shè)有氣路通道和冷卻水通道的機(jī)體組件(9)，其中，換刀氣缸組件(2)的頭部固定在設(shè)置鋁水套組件(3)的后部?jī)?nèi)腔中，機(jī)體組件(9)前端固定有機(jī)體下蓋(12)及防塵蓋(14)，有軸芯組件(7)貫通于上軸承組件(6)、定子(8)及下軸承組件(10)的通孔中，軸芯組件(7)的軸向通孔中自上而下設(shè)置有拉桿組件(4)、拉爪組件(11)及刀柄組件(13)，其特征在于，鋁水套組件(3)的前端與上軸承座組件(5)的后部相固定，上軸承座組件(5)的內(nèi)貫通孔中由上軸承鎖緊螺母(17) 固定有上軸承組件(6)，上軸承座組件(5)的臺(tái)階處前端與機(jī)體組件(9)的后端相固定，機(jī)體組件(9)的中部固定有定子(8)，定子(8)之下的機(jī)體組件(9)的下軸承內(nèi)腔中固定有下軸承組件(10)，下軸承組件(10)的前端由下軸承鎖緊螺母(15)固定有下軸承壓圈(16);軸芯組件(7)的軸芯主體后端固定有測(cè)量轉(zhuǎn)速的編碼器(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾珠高速銑削電主軸，其特征在于本發(fā)明特別在于所述的軸芯組件(7)的軸芯主體上軸肩套(7. 2)這下的轉(zhuǎn)軸段(7. 1)固定有銅鼠籠轉(zhuǎn)子(7. 3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾珠高速銑削電主軸，其特征在于所述的上軸承組件 (6)包括有軸承座外圈(5. 1)，軸承座外圈(5. 1)內(nèi)腔中固定有軸承座內(nèi)圈(5. 3)，軸承座外圈(5. 1)與軸承座內(nèi)圈(5. 3 )之間的間隙處設(shè)有水循環(huán)槽(5.2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾珠高速銑削電主軸，其特征在于所述上軸承組件(6) 包括有上、下單列角接觸陶瓷軸承，上下軸承間固定有軸承隔套組件(6. 1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾珠高速銑削電主軸，其特征在于所述的定子(8)包括有定子沖片(8. 1)、幫扎帶(8. 2)、槽楔(8. 3)、線圈繞組(8. 4)、槽絕緣紙(8. 5)、溫度傳感器 (8.6)和電機(jī)引線(8. 7)，其中溫度傳感器(8. 6)固定在線圈繞組(8. 4)的一端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滾珠高速銑削電主軸，具體地說(shuō)是集成滾動(dòng)軸承、冷卻裝置、自動(dòng)換刀系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)于一體的機(jī)電一體化的主軸裝置。它公開(kāi)了上軸承座組件(5)的內(nèi)貫通孔中由上軸承鎖緊螺母(17)固定有上軸承組件(6)，上軸承座組件(5)的臺(tái)階處前端與機(jī)體組件(9)的后端相固定，下軸承組件(10)的前端由下軸承鎖緊螺母(15)固定有下軸承壓圈(16)；軸芯組件(7)的軸芯主體后端固定有測(cè)量轉(zhuǎn)速的編碼器(18)。它轉(zhuǎn)速可調(diào)整，而在高轉(zhuǎn)速下精度高，提供足夠的軸向、徑向剛度等有益效果，而且使用壽命長(zhǎng)，便于推廣及應(yīng)用。
文檔編號(hào)B23Q11/12GK102489727SQ20111038124
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月26日
發(fā)明者湯秀清 申請(qǐng)人:廣州市昊志機(jī)電股份有限公司