具有消除軸向熱變形影響的雙頭輸出電主軸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械加工與電主軸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有消除軸向熱變形影響的雙頭輸出電主軸。
【背景技術(shù)】
[0002]高速切削能夠大幅度提高切削生成效率，提高表面質(zhì)量，縮短生成周期，降低生成成本等優(yōu)點(diǎn)，高速電主軸是高速切削的關(guān)鍵部件，其功能好壞直接影響加工質(zhì)量。由于電主軸是高速旋轉(zhuǎn)的精密部件，并采用內(nèi)裝電機(jī)這種形式，導(dǎo)致電主軸的散熱情況并不理想，而且高速軸承的摩擦產(chǎn)熱量也很大，在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，主軸的支承軸承也是主要熱源，其轉(zhuǎn)速越高摩擦產(chǎn)熱量也越大。通常電主軸在常溫狀態(tài)裝配，而工作狀態(tài)主軸受熱膨脹，如不能較好解決將導(dǎo)致加工精度降低，而且電主軸軸承預(yù)緊力增大，摩擦產(chǎn)熱增大燒毀軸承。
[0003]目前通常的電主軸僅具有單獨(dú)一個(gè)刀具接口，不同結(jié)構(gòu)的加工通常需要停機(jī)更換刀具，影響快速加工速度。另外，現(xiàn)有關(guān)于雙頭電主軸，如CN 203664686介紹的一種雙頭電主軸以及CN 202317039公開的高速雙頭雕銑電主軸均采用一個(gè)主軸接有兩個(gè)刀具的結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)電主軸安裝兩個(gè)刀具的功能，但電主軸采用接刀具的兩輸出端均為固定式安裝，電主軸工作發(fā)熱引起主軸受熱膨脹，將使得刀具輸出端位置精度大大下降，并引起轉(zhuǎn)軸內(nèi)部附加熱應(yīng)力和對(duì)支承軸承內(nèi)部附加載荷增加，使得主軸和軸承工作狀態(tài)變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有消除軸向熱變形影響的雙頭輸出電主軸，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中雙頭電主軸結(jié)構(gòu)較少，不能保證主軸熱膨脹后的加工精度，軸承預(yù)緊力變化等問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種具有消除軸向熱變形影響的雙頭輸出電主軸，包括主動(dòng)電機(jī)主軸組件和從動(dòng)轉(zhuǎn)軸組件，所述主動(dòng)電機(jī)主軸組件由主動(dòng)轉(zhuǎn)軸、前軸承、后軸承、內(nèi)裝電機(jī)定子和內(nèi)裝電機(jī)轉(zhuǎn)子以及前軸承座、殼體、內(nèi)水套、前蓋、前螺母、后螺母組成，從動(dòng)轉(zhuǎn)軸組件由從動(dòng)轉(zhuǎn)軸、軸承座、左支承軸承、右支承軸承、后蓋、鎖緊螺母組成；所述主動(dòng)轉(zhuǎn)軸左端部設(shè)有輸出工具接口，所述從動(dòng)轉(zhuǎn)軸右端部設(shè)有輸出工具接口 ；所述主動(dòng)轉(zhuǎn)軸與從動(dòng)轉(zhuǎn)軸之間通過(guò)能夠軸向自由滑動(dòng)的力矩傳動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)連接。
[0006]所述主動(dòng)電機(jī)主軸組件的主動(dòng)轉(zhuǎn)軸上固定有內(nèi)裝電機(jī)轉(zhuǎn)子并由前軸承和后軸承支承，前軸承安裝在前軸承座內(nèi)并由前螺母壓緊，后軸承由后螺母壓緊于主動(dòng)轉(zhuǎn)軸上并安裝在軸承座內(nèi)，內(nèi)裝電機(jī)定子安裝在內(nèi)水套上，內(nèi)水套裝于電主軸殼體內(nèi)，主動(dòng)轉(zhuǎn)軸右端設(shè)有力矩傳動(dòng)聯(lián)接接口。
[0007]所述從動(dòng)轉(zhuǎn)軸組件的從動(dòng)轉(zhuǎn)軸由左支承軸承和右支承軸承支承于軸承座內(nèi)；兩支承軸承間由內(nèi)隔墊和外隔墊隔開，由鎖緊螺母壓緊于從動(dòng)轉(zhuǎn)軸，從動(dòng)轉(zhuǎn)軸左端設(shè)有力矩傳動(dòng)聯(lián)接接口。
[0008]所述主動(dòng)轉(zhuǎn)軸的力矩傳動(dòng)聯(lián)接接口與從動(dòng)轉(zhuǎn)軸的力矩傳動(dòng)聯(lián)接接口配合形成內(nèi)置型的能夠軸向自由滑動(dòng)的力矩傳動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)，力矩傳動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)的兩個(gè)力矩傳動(dòng)聯(lián)接接口有一定軸向間隙。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明的電主軸能夠裝夾兩個(gè)刀具，能夠兩端同時(shí)加工工具，節(jié)省加工時(shí)間；
2、本發(fā)明的電主軸有消除軸向熱變形影響的結(jié)構(gòu)，能夠消除熱變形對(duì)轉(zhuǎn)軸內(nèi)部附加熱應(yīng)力影響和對(duì)支承軸承內(nèi)部附加載荷影響的同時(shí)，消除了對(duì)電主軸左右輸出端位置精度的影響，延長(zhǎng)電主軸的工作壽命；
3、本發(fā)明的電主軸的消除軸向熱變形影響的結(jié)構(gòu)可以稍加變形應(yīng)用于傳統(tǒng)僅一端輸出的電主軸，結(jié)構(gòu)有較好的通用性和實(shí)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明電主軸的剖面示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明電主軸的可軸向自由滑動(dòng)的力矩傳動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例加以詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]如圖1所示，一種具有消除軸向熱變形影響的雙頭輸出電主軸，包括主動(dòng)電機(jī)主軸組件和從動(dòng)轉(zhuǎn)軸組件，主動(dòng)電機(jī)主軸組件由主動(dòng)轉(zhuǎn)軸15、前軸承17、后軸承10、內(nèi)裝電機(jī)定子13和內(nèi)裝電機(jī)轉(zhuǎn)子14以及前軸承座16、殼體11、內(nèi)水套12、前蓋18、前螺母19、后螺母10組成，從動(dòng)轉(zhuǎn)軸組件由從動(dòng)轉(zhuǎn)軸7、軸承座6、左支承軸承8、右支承軸承3、后蓋2、鎖緊螺母I組成。
[0014]電主軸兩端分別安裝有主動(dòng)轉(zhuǎn)軸15和從動(dòng)轉(zhuǎn)軸7，兩轉(zhuǎn)軸外端設(shè)有輸出工具接口(本實(shí)施例為BT刀柄接口)。電主軸主動(dòng)轉(zhuǎn)軸15外安裝有轉(zhuǎn)子114，轉(zhuǎn)子14由定子13驅(qū)動(dòng)，主軸電機(jī)的電器接口設(shè)在軸承座6上。主動(dòng)轉(zhuǎn)軸15通過(guò)前軸承17和后軸承10支承于電主軸內(nèi)部。前軸承17安裝于前軸承座16，前軸承座16與殼體11通過(guò)螺栓連接；后軸承10安裝于軸承座6內(nèi)，軸承座6的后軸承10的安裝孔為光滑通孔。
[0015]如圖2所示，在主動(dòng)轉(zhuǎn)軸15受熱膨脹時(shí)能夠后軸承10可在孔內(nèi)滑動(dòng)，主動(dòng)轉(zhuǎn)軸15尾段設(shè)有力矩傳動(dòng)聯(lián)接接口，從動(dòng)轉(zhuǎn)軸7尾段設(shè)有力矩傳動(dòng)聯(lián)接接口，主動(dòng)轉(zhuǎn)軸15的力矩傳動(dòng)聯(lián)接接口與從動(dòng)轉(zhuǎn)軸7的力矩傳動(dòng)聯(lián)接接口配合形成內(nèi)置型的可軸向自由滑動(dòng)的力矩傳動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)1501，此聯(lián)接結(jié)構(gòu)可軸向滑動(dòng)，從而消除電主軸轉(zhuǎn)軸受熱膨脹所帶來(lái)的兩輸出端的位置精度變化。在本實(shí)施例中，兩主軸的可軸向自由滑動(dòng)的力矩傳動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)1501采用花鍵形式連接。另外，可軸向自由滑動(dòng)的力矩傳動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)1501可采用花鍵、型面連接、滑鍵連接等結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接?？奢S向自由滑動(dòng)的力矩傳動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)1501的兩個(gè)力矩傳動(dòng)聯(lián)接接口有一定軸向間隙，這樣主軸受熱膨脹時(shí)不會(huì)發(fā)成碰撞干涉等情況。
[0016]參照?qǐng)D1，從動(dòng)轉(zhuǎn)軸7由左右支承軸承支承于軸承座7內(nèi)，兩支承軸承中間由內(nèi)隔墊5和外隔墊4隔開，從而能夠更好的支承從動(dòng)轉(zhuǎn)軸7，兩支承軸承由鎖緊螺母I壓緊于從動(dòng)轉(zhuǎn)軸7。本實(shí)施例中支承軸承和前軸承17采用迷宮氣密封方式進(jìn)行密封。內(nèi)水套12上加工有冷卻螺旋水道，螺旋水道與殼體11上鉆的出、入水口相對(duì)應(yīng)，內(nèi)水套12與殼體11為過(guò)盈配合，在主要熱源主軸電機(jī)部分增設(shè)了水冷結(jié)構(gòu)，能夠有效降低電機(jī)溫度，降低主軸熱膨脹量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有消除軸向熱變形影響的雙頭輸出電主軸，包括主動(dòng)電機(jī)主軸組件和從動(dòng)轉(zhuǎn)軸組件，其特征在于:所述主動(dòng)電機(jī)主軸組件由主動(dòng)轉(zhuǎn)軸(15)、前軸承(17)、后軸承(10)、內(nèi)裝電機(jī)定子(13)和內(nèi)裝電機(jī)轉(zhuǎn)子(14)以及前軸承座(16)、殼體(11)、內(nèi)水套(12)、前蓋(18)、前螺母(19)、后螺母(9)組成，從動(dòng)轉(zhuǎn)軸組件由從動(dòng)轉(zhuǎn)軸(7)、軸承座(6)、左支承軸承(8)、右支承軸承(3)、后蓋(2)、鎖緊螺母(I)組成；所述主動(dòng)轉(zhuǎn)軸(15)左端部設(shè)有輸出工具接口，所述從動(dòng)轉(zhuǎn)軸(7 )右端部設(shè)有輸出工具接口；所述主動(dòng)轉(zhuǎn)軸(15 )與從動(dòng)轉(zhuǎn)軸(7 )之間通過(guò)能夠軸向自由滑動(dòng)的力矩傳動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)(1501)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的具有消除軸向熱變形影響的雙頭輸出電主軸，其特征在于:所述主動(dòng)電機(jī)主軸組件的主動(dòng)轉(zhuǎn)軸(15)上固定有內(nèi)裝電機(jī)轉(zhuǎn)子(14)并由前軸承(17)和后軸承(10)支承，前軸承(17)安裝在前軸承座(16)內(nèi)并由前螺母(19)壓緊，后軸承(10)由后螺母(9 )壓緊于主動(dòng)轉(zhuǎn)軸(15 )上并安裝在軸承座(6 )內(nèi)，內(nèi)裝電機(jī)定子(13 )安裝在內(nèi)水套(12)上，內(nèi)水套(12)裝于電主軸殼體(11)內(nèi)，主動(dòng)轉(zhuǎn)軸(15)右端設(shè)有力矩傳動(dòng)聯(lián)接接□ O
3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的具有消除軸向熱變形影響的雙頭輸出電主軸，其特征在于:所述從動(dòng)轉(zhuǎn)軸組件的從動(dòng)轉(zhuǎn)軸(7)由左支承軸承(8)和右支承軸承(3)支承于軸承座(6)內(nèi)；兩支承軸承間由內(nèi)隔墊(5)和外隔墊(4)隔開，由鎖緊螺母(I)壓緊于從動(dòng)轉(zhuǎn)軸(7)，從動(dòng)轉(zhuǎn)軸(7 )左端設(shè)有力矩傳動(dòng)聯(lián)接接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所示的具有消除軸向熱變形影響的雙頭輸出電主軸，其特征在于:所述主動(dòng)轉(zhuǎn)軸(15)的力矩傳動(dòng)聯(lián)接接口與從動(dòng)轉(zhuǎn)軸(7)的力矩傳動(dòng)聯(lián)接接口配合形成內(nèi)置型的能夠軸向自由滑動(dòng)的力矩傳動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)(1501)，力矩傳動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)(1501)的兩個(gè)力矩傳動(dòng)聯(lián)接接口有一定軸向間隙。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有消除軸向熱變形影響功能的雙頭輸出電主軸，包括主動(dòng)電機(jī)主軸組件和從動(dòng)主軸組件。主動(dòng)電機(jī)主軸組件由主動(dòng)轉(zhuǎn)軸、前后支承軸承、內(nèi)裝電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子等組成；從動(dòng)主軸組件由從動(dòng)轉(zhuǎn)軸、軸承座、支承軸承等組成；主動(dòng)轉(zhuǎn)軸和從動(dòng)轉(zhuǎn)軸均設(shè)有輸出端工具接口。主動(dòng)轉(zhuǎn)軸與從動(dòng)轉(zhuǎn)軸之間采用可軸向自由滑動(dòng)的力矩傳動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)，能將內(nèi)裝電機(jī)的動(dòng)力傳遞到從動(dòng)轉(zhuǎn)軸，并在轉(zhuǎn)軸熱變形時(shí)允許轉(zhuǎn)軸軸向伸縮從而消除其影響。本發(fā)明的電主軸能夠在左右兩個(gè)輸出端裝夾兩個(gè)刀具進(jìn)行同時(shí)加工，并且能夠消除轉(zhuǎn)軸熱軸向變形所帶來(lái)的輸出端軸向位置變化、支承軸承載荷增大的影響，可以提高電主軸輸出端的位置精度、延長(zhǎng)支承軸承的工作壽命。
【IPC分類】B23B19-02, B23Q11-12
【公開號(hào)】CN104625101
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410759831
【發(fā)明人】李松生, 沈遠(yuǎn), 尚曜華
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月12日