CN102328100A

CN102328100A - 剐齿机刀具电主轴

Info

Publication number: CN102328100A
Application number: CN201110273955A
Authority: CN
Inventors: 张继祝; 张静娟; 李安玲; 李文清; 何强
Original assignee: ANYANG SIPU MACHINERY Co Ltd
Current assignee: ANYANG SIPU MACHINERY Co Ltd
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2031-09-16
Also published as: CN102328100B

Abstract

本发明公开了一种剐齿机刀具电主轴，包括主轴体，壳体，前后轴承组和前后端盖，卡紧机构和气缸，壳体前端与主轴体前端设置前小盖和前螺母；前小盖与前轴承组之间依次套装有前密封盖和前密封环，前密封盖与前密封环之间设置有迷宫扣合的密封结构；防尘盖内设置有径向的气压通道，在壳体内部设置有轴向进气孔，该轴向进气孔与所述径向气压通道末端连通，形成气密封，高压吹气，除尘，密封效果好，提高其使用寿命。该发明改变了过去皮带传动转速低、振动大、体积大的缺点，采取内置电机，体积小，振动小，电机为永磁同步电机，精度高，操控性好。后端配有旋转位置传感器（编码器读头和码盘），可实现准停；设有电感传感器（接近开关），保证拉刀位置；主轴体内部设置有刀具卡紧机构（即自动松拉刀机构），配合主轴体后端的气缸，可实现自动的松刀和拉刀，节省人工换刀时间，提高了生产效率。

Description

剐齿机刀具电主轴

技术领域：

本发明涉及机械加工领域的一种电主轴，具体涉及一种剐齿机刀具电主轴。

背景技术：

传统的剐齿机刀具主轴为皮带传动，转速低振动大、体积大，刀具装卸不方便，不能实现自动控制，影响工作效率。由于剐齿机刀具电主轴工作时形成的粉尘量很大，而现有的剐齿机刀具主轴的密封结构简单，尤其是最易受损的主轴体前部的密封结构不佳，造成主轴体过早受损，极大地影响其使用寿命。剐齿机刀具电主轴为价格高昂的加工机床精密部件，其使用寿命长短是考虑生产成本一个重要因素。另外，现有剐齿机刀具主轴对工件的加持还存在夹持力度不易控制的问题，夹持力过大容易损伤工件，夹持力过小不能保证工件正常工作。

发明内容：

本发明对目前现有状况的不足，提出一种剐齿机刀具电主轴。

本发明所采用的技术方案：一种剐齿机刀具电主轴，其主轴体的前、后端分别通过前、后轴承组套装于壳体内，壳体的前、后端分别安装有密封盖，主轴体中部固定有转子部分，壳体内腔中部固定有定子部分，其中主轴体的前端内部设置有用于安装刀柄的卡紧机构，壳体后端安装有气缸，壳体前端固定有前小盖，主轴体前端螺纹连接有前螺母，该前小盖内缘与前螺母外缘之间设置有迷宫密封扣合结构；前小盖与前轴承组之间依次套装有前密封盖和前密封环，该前密封盖与轴承外套及前轴承座内壁接触并密封，该前密封环与轴承内套及主轴体接触并密封，所述前密封盖与前密封环之间设置有迷宫密封扣合结构；在所述前小盖和前螺母的外侧固定有防尘盖，该防尘盖内设置有径向的气压通道，在壳体内部、后大盖内部和气缸连接体内部设置有依次连通并密封的轴向进气孔，进气嘴设置在气缸连接体的台阶面上，轴向进气孔与所述径向气压通道末端连通，在防尘盖内形成内压力，并从防尘盖与主轴体之间的间隙出气，阻止了粉尘进入主轴内，起到了很好的密封作用。。

定子部分的外侧设置有环形内水套，定子部分固定在该环形内水套的内侧壁上，该环形内水套的外侧与外壳的接触面上设置有环形并依次连通的水腔，构成中部冷却结构；前轴承套固定在壳体内侧壁上，前轴承套与壳体内侧壁之间设置有环形的并依次连通的水腔，构成前部冷却结构；壳体后侧固定有后大盖，后大盖的后侧固定有环形的气缸连接体，在壳体内部、后大盖内部和气缸连接体内部设置有依次连通并密封的轴向进水孔和轴向出水孔，进水嘴和出水嘴分别位于气缸连接体的台阶面上，所述前部冷却结构和中部冷却结构依次与进水孔和出水孔连通。

前、后轴承组的相邻轴承之间分别垫装有环形隔垫，各环形隔垫分别包括环形内隔垫和环形外隔垫，环形内隔垫与相邻两轴承内套对接在一起，环形外隔垫与相邻两轴承外套对接在一起。

所述刀具卡紧机构，是在主轴体的轴心设置有轴向通透的中空内腔，该中空内腔中套装有拉爪、拉杆，拉杆外侧套装有碟簧，中空内腔的前侧设置有内台阶面，推拉杆后端固定有与中空内腔匹配的导向套，碟簧的一端顶压在主轴体内台阶端面上，另一端顶压在该导向套端面上；气缸连接体后端密封连接有独立的气缸，该气缸的活塞杆与拉杆末端相对；拉杆另一端安装有拉爪，该拉爪前端环形均布有卡爪，各卡爪内侧围成收敛结构，该拉爪与刀具后端连接的拉钉匹配卡固在一起；各卡爪外侧设置有顶头及凹槽，主轴体中空内腔的内壁上设置有环形槽，各卡爪被拉杆推动迁移后，能确保各顶头自动被张开落入环形槽中以便刀具上的拉钉能被装卸，从而实现了刀具的自动换刀。

拉杆轴心上设置有通孔，气缸上设置有中孔吹气通道及气嘴，该中孔吹气通道的出气口位于活塞杆末端中心，拉杆的通孔后部与该活塞杆中心的出气口对接，前部连通于拉爪内侧，用于换刀时清洁内锥孔。

拉杆后侧通过螺纹连接设置有拉杆螺母，该拉杆螺母后侧固定防松套，拉杆螺母上设置有定位凸缘，同时在后大盖内侧固定有定位支架，该定位支架上安装有接近开关，该接近开关与定位凸缘形成定位触发信号。

后大盖与气缸连接体之间形成空腔，后大盖的后侧分别固定有后密封盖及后螺母，该后密封盖的端面上固定有编码器读头，主轴体外侧套装固定有码盘，码盘上设置有定位标示，编码器读头与码盘上的定位标示形成旋转定位信号。

转子部分前和/或后两次主轴体上分别安装有前和/或后平衡环，用于动平衡不平衡量的去重。

本发明的有益积极效果：

1、过去为皮带传动，转速低、振动大、体积大，现在采取电主轴，体积小，振动小，电机为永磁同步电机，精度高，操控性好，密封效果好。

2、前小盖内缘与前螺母外缘之间设置有迷宫密封扣合结构，前防尘盖内设有气密封，高压吹气，除尘，前密封盖与前密封环之间设置有迷宫密封扣合结构，密封效果好，确保主轴体及前轴承组不会因粉尘造成磨损，提高其使用寿命。

3、采用前部和中部的冷却结构，能够保证主轴体前部工作区域处于低温状态下工作，提高其强度和使用寿命，能够保证前端轴承和中部电机线圈部分的有效冷却，提高整个主轴的使用寿命。

4、后端配有位置传感器（码盘及编码器读头），可实现准停；并设有接近开关（即电感式传感器），可保证拉刀位置。

5、采用独立气缸，便于安装与维修。

6、对主轴体中的自动送拉刀装置进行改进，提高其夹持力度，确保夹持稳定又不压坏刀具。

附图说明：

图1是本发明剖面结构示意图；

图2是图1的局部放大结构示意图之一；

图3是图2的局部放大结构示意图之二；

图4是图1的右视结构示意图。

图中标号1为端面键，2为主轴体，3为防尘盖，4为前小盖，5为前螺母，6为前密封盖，7为前密封环，8为前外隔垫，9为前内隔垫，10为前轴承座，11为壳体，12为内水套，13为定子部分，14为转子部分，15为平衡环，16为拉杆，17为调整垫，18为后大盖，19为后挡油环，20为后外隔垫，21为后内隔垫，22为后密封盖，23为后螺母，24为圆光栅读头，25为码盘，26为码盘螺母，27为导向套，28为拉杆螺母，29为防松套，30为定位支架，31为缸体连接体，32为缸体A，33为铜套A，34为活塞A，35为缸体B，36为铜套B，37为活塞B，38为缸体后盖，39为接近开关（电感式传感器），40为碟簧，41为刀柄，42为凸起的卡块，43为卡件，44为挡缘，45为挡台，46为定位槽，47为接触开关，48为进水嘴，49为出水嘴，50为传感器引线口，51为气封进气嘴，52为气缸进气嘴，53为中孔吹气嘴，54为气缸出气嘴，55为编码器引线口，56为电机引线口。

具体实施方式：

参见图1、图2、图3和图4，该剐齿机刀具电主轴的主轴体2前、后端分别通过前、后轴承组套装于壳体11内，壳体11的前、后端分别安装有密封盖，即前小盖4和后大盖18。主轴体2中部固定有转子部分14，壳体11内腔中部固定有定子部分13，其中主轴体2的前端设置有用于安装刀柄的卡紧机构，壳体11后端固定有独立的气缸，该独立气缸包括缸体A和缸体B，两缸体首尾对接固定在一起，内部前后活塞杆依次对接。转子部分14的前、后两端主轴体上分别安装有前平衡环和后平衡环。

剐齿机刀具电主轴的壳体11上设置有冷却机构。包括中部冷却结构和前部冷却结构，其中中部冷却结构为：定子部分13的外侧设置有环形内水套12，定子部分13固定在该环形内水套12的内侧壁上，该环形内水套12的外侧与外壳的接触面上设置有环形并依次连通的水腔。其中前部冷却结构为：前轴承套固定在壳体内侧壁上，前轴承套与壳体内侧壁之间设置有环形的并依次连通的水腔。壳体11后侧固定有后大盖18，后大盖的后侧固定有环形的气缸连接体31，在壳体内部、后大盖内部和气缸连接体内部设置有依次连通并密封的轴向进水孔和轴向出水孔，进水嘴和出水嘴分别位于气缸连接体的台阶面上，所述前部冷却结构和中部冷却结构依次与进水孔和出水孔连通。

前、后轴承组的相邻轴承之间分别垫装有环形隔垫，各环形隔垫分别包括环形内隔垫和环形外隔垫（即前内隔垫9和前外隔垫8，后内隔垫21和后外隔垫20）。内隔垫与相邻两轴承内套对接在一起，外隔垫与相邻两轴承外套对接在一起。

壳体11前端固定有前小盖4，主轴体2前端螺纹连接有前螺母5，该前小盖4内缘与前螺母5外缘之间设置有迷宫密封扣合结构；前小盖4与前轴承组之间依次套装有前密封盖6和前密封环7，该前密封盖6与轴承外套及前轴承座内壁接触并密封，该前密封环7与轴承内套及主轴体接触并密封，所述前密封盖6与前密封环7之间设置有迷宫密封扣合结构；在所述前小盖4和前螺母5的外侧固定有防尘盖3，该防尘盖3内设置有径向的气压通道，在壳体11内部、后大盖18内部和气缸连接体31内部设置有依次连通并密封的轴向进气孔，进气嘴设置在气缸连接体的台阶面上，轴向进气孔与所述径向气压通道末端连通，在防尘盖内形成内压力，并从防尘盖与主轴体之间的间隙出气，阻止了粉尘进入主轴内，起到了很好的气密封作用。

所述刀具卡紧机构（即自动松拉刀机构），是在主轴体的轴心设置有轴向通透的中空内腔，该中空内腔中套装有拉杆16，拉杆后端外侧套装有碟簧40，中空内腔的前侧设置有内台阶面，拉杆16后端固定有与中空内腔匹配的导向套28，碟簧40的一端顶压在该内台阶端面上，另一端顶压在该导向套端面上；气缸连接体31后端密封连接有独立的气缸，该气缸的活塞杆与拉杆末端相对；拉杆16另一端安装有拉爪43，该拉爪前端环形均布有卡爪，各卡爪内侧围成收敛结构，该拉爪与刀具后端的拉钉42匹配卡固在一起；拉爪外侧设置有顶头及凹槽，中空内腔的内壁上设置有环形槽，拉爪被拉杆推动迁移后，能确保各爪自动被张开落入环形槽中以便刀具的卡台能被装卸。

拉杆16的轴心上设置有中心孔，所述气缸上设置有中孔吹气通道及气嘴，该中空吹气通道的出气口位于活塞杆末端中心，所述拉杆的后部与该活塞杆中心的出气口对接，拉杆的中心孔前部连通于拉爪内侧，。

拉杆16后侧通过螺纹连接设置有拉杆螺母28，该拉杆螺母28后侧固定有防松套29，拉杆螺母上设置有定位凸缘，同时在后大盖内侧固定有定位支架，该定位支架上安装有接近开关47，该接近开关与拉杆螺母上的定位凸缘形成定位触发信号。

后大盖18的后侧分别固定有后密封盖22及后螺母23，该后密封盖的端面上固定有编码器读头24，主轴体上套装有码盘25，码盘25与读头24间隙配合并在码盘25上设置有能够标示旋转程度的定位信号。

Claims

1.一种剐齿机刀具电主轴，其主轴体的前、后端分别通过前、后轴承组套装于壳体内，壳体的前、后端分别安装有密封盖，主轴体中部固定有转子部分，壳体内腔中部固定有定子部分，其中主轴体的内部设置有用于安装刀柄的卡紧机构，壳体后端固定有气缸，其特征是：壳体前端固定有前小盖，主轴体前端螺纹连接有前螺母，该前小盖内缘与前螺母外缘之间设置有迷宫密封的扣合结构；前小盖与前轴承组之间依次套装有前密封盖和前密封环，该前密封盖与轴承外套及前轴承座内壁接触并密封，该前密封环与轴承内套及主轴体接触并密封，所述前密封盖与前密封环之间设置有迷宫密封的扣合结构；在所述前小盖和前螺母的外侧固定有防尘盖，该防尘盖内设置有径向的气压通道，在壳体内部、后大盖内部和气缸连接体内部设置有依次连通并密封的轴向进气孔，进气嘴设置在气缸连接体的台阶面上，轴向进气孔与所述径向气压通道末端连通，在防尘盖内形成内压力，并从防尘盖与主轴体之间的间隙出气，阻止了粉尘进入主轴内，起到了很好的气密封作用。

2.根据权利要求1所述的剐齿机刀具电主轴，其特征是：定子部分的外侧设置有环形内水套，定子部分固定在该环形内水套的内侧壁上，该环形内水套的外侧与外壳的接触面上设置有环形并依次连通的水腔，构成中部冷却结构；前轴承套固定在壳体内侧壁上，前轴承套与壳体内侧壁之间设置有环形的并依次连通的水腔，构成前部冷却结构；壳体后侧固定有后大盖，后大盖的后侧固定有环形的气缸连接体，在壳体内部、后大盖内部和气缸连接体内部设置有依次连通并密封的轴向进水孔和轴向出水孔，进水嘴和出水嘴分别位于气缸连接体的台阶面上，所述前部冷却结构和中部冷却结构依次与进水孔和出水孔连通。

3.根据权利要求1所述的剐齿机刀具电主轴，其特征是：前、后轴承组的相邻轴承之间分别垫装有环形隔垫，各环形隔垫分别包括环形内隔垫和环形外隔垫，环形内隔垫与相邻两轴承内套对接在一起，环形外隔垫与相邻两轴承外套对接在一起。

4.根据权利要求1所述的剐齿机刀具电主轴，其特征是：所述卡紧机构，是在主轴体的轴心设置有轴向通透的中空内腔，该中空内腔中套装有拉杆，拉杆外侧套装有碟簧，中空内腔的前侧设置有内台阶面，拉杆后端固定有与中空内腔匹配的导向套，碟簧的一端顶压在该内台阶端面上，另一端顶压在该导向套端面上；气缸连接体后端密封连接有独立的气缸，该气缸的活塞杆与推拉杆末端相对；推拉杆另一端安装有卡件，该卡件前端环形均布有卡爪，各卡爪内侧围成收敛结构，该收敛结构与刀具后端凸起的卡台匹配卡固在一起；各卡爪外侧设置有顶头及凹槽，中空内腔的内壁上设置有环形槽，各卡爪被推拉杆推动迁移后，能确保各顶头自动被张起落入环形槽中以便刀具的卡台能被卸下。

5.根据权利要求4所述的剐齿机刀具电主轴，其特征是：推拉杆轴心上设置有中心孔，所述气缸上设置有中孔吹气通道及气嘴，该中空吹气通道的出气口位于活塞杆末端中心，所述拉杆的中心孔前部连通于卡爪内侧，后部与该活塞杆中心的出气口对接。

6.根据权利要求1所述的剐齿机刀具电主轴，其特征是：推拉杆后侧通过螺纹连接有拉紧螺母，该拉紧螺母后侧固定放松套，拉紧螺母或放松套上设置有定位凸缘，同时在壳体内侧固定有定位支架，该定位支架上安装有接近开关，该接近开关与定位凸缘形成定位触发信号。

7. 根据权利要求1所述的剐齿机刀具电主轴，其特征是：后大盖与油缸连接体之间形成空腔，后大盖的后侧分别固定有后密封盖及后螺母，该后密封盖的端面上固定有编码器读头，主轴体外侧套装固定有码盘，码盘上设置有定位标示，编码器读头与码盘上的定位标示形成旋转定位信号。

8.根据权利要求1所述的剐齿机刀具电主轴，其特征是：转子部分前和/或后两次主轴体上分别安装有前和/或后平衡环。