CN106392143B - 一种钻攻中心机床用机械主轴夹持机构 - Google Patents

一种钻攻中心机床用机械主轴夹持机构 Download PDF

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    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles

Abstract

本发明公开一种钻攻中心机床用机械主轴夹持机构，包括壳体、轴心杆及轴承端盖；壳体为空心筒状，轴心杆的下部插装并通过上、下轴承支撑在壳体内，轴承端盖安装在所述壳体的下端，轴承端盖上设有插装孔；上、下轴承之间设有内支撑筒及外支撑筒，内支撑筒顶在所述上、下轴承的内圈之间，外支撑筒顶在所述上、下轴承的外圈之间。所述壳体的上端设有上锁紧机构，所述壳体的下端设有下锁紧机构。本发明结构简单，重量轻，重量节省30％左右，成本低，易维护，即满足了轴承的刚性要求，又能减少壳体内锁紧螺母的安装，减少了发热源和回转机构对产品性能的影响，减少不平衡力和振动，适合于对产品表面质量及加工效率要求高的电子产品的加工。

Description

一种钻攻中心机床用机械主轴夹持机构
技术领域
本发明涉及一种钻攻中心机床用机械主轴夹持机构，属于机械加工技术领域。
背景技术
现有的用于钻攻中心机床上的机械主轴转速在6000-12000r/min，主要包括主轴轴心杆、同步带轮、上锁紧螺母、中部锁紧螺母、外壳、轴承、轴承端盖等，该结构壳体与轴心杆之间采用的是3列下端轴承，2列上端轴承的配置；其中上端轴承的内圈通过上部的锁紧螺母、同步带轮压紧，上端轴承之间通过轴承垫片连接，上端轴承的底部通过垫片、轴肩进行压紧；下端轴承的内圈上部采用中部锁紧螺母压紧，中部锁紧螺母螺纹连接在轴心杆的外侧壳体的内部，利用皮带轮带动主轴回转，主轴轴承提供回转支撑，外壳和底部的轴承端盖提供主轴密封。上述机械主轴一般用于机械零部件钻孔、攻丝、切削、铣等的加工，加工进刀量大，对机械轴的刚性要求高，再加上机械零部件对加工后产品表面粗糙度要求不高，故通过上述机械主轴低转速高扭矩完成上述零部件的加工。
随着电子产品的快速发展，电子元器件及手机配件相关轻型产品的加工要求越来越高，如手机外壳其加工过程尽管进刀量不大，加工力度不高，对主轴的刚性要求小，但要求其加工后产品表面光洁度高，抛光效果好，故要求主轴高转速一般在25000r/min，若采用上述机械主轴，不仅其转速不满足要求，而且其结构复杂，重量大，转动惯量大，轴承数量多，存在轴承没有固定好，高速回转时会产生很大的不平衡力和蹿动的风险，无法保证高转速下的主轴精度；此外高速回转轴承发热量大，长时间动作时易烧毁和损坏，严重影响寿命；轴心杆内部锁紧螺母的设计加大了主轴的转动惯量和发热情况，严重影响主轴的平衡和振动；上端轴承固定是锁紧螺母通过皮带轮作用的，当回转过程中，由于皮带松紧变化的作用力会作用在皮带轮上，间接会导致主轴轴承受力，轴承回转的精度和寿命也会受到影响，因此现有的机械主轴产生的转动惯量和不平衡力大，导致主轴轴承发热及稳定性较差，无法用来加工对主轴的刚性的要求较小，要求主轴高转速，轻加工，对产品加工表面质量及加工效率要求很高的电子元器件、手机配件等轻型产品。
现有的电主轴转速一般在10000-30000r/min左右，电主轴虽然能够满足以上要求可以用来加工要求高转速表面抛光质量好的电子元器件、手机配件等产品，但是电主轴价格昂贵，成本比机械主轴要高很多，大大加大了产品的加工成本，用于上述需求的高平面光洁度的加工也是大材小用。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单，转速高，成本低的钻攻中心机床用机械主轴夹持机构。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种钻攻中心机床用机械主轴夹持机构，包括壳体、轴心杆及轴承端盖；所述壳体为空心筒状，所述轴心杆的下部插装并通过上、下轴承支撑在所述壳体内，所述轴承端盖安装在所述壳体的下端，所述轴承端盖上设有插装孔；所述上、下轴承之间设有内支撑筒及外支撑筒，所述内支撑筒顶在所述上、下轴承的内圈之间，所述外支撑筒顶在所述上、下轴承的外圈之间。
本发明的有益效果是，壳体与轴心杆之间采用上、下轴承回转支撑，且上、下轴承的内圈、外圈之间通过内、外支撑筒进行支撑，整体结构简单，重量轻，重量节省30％左右，成本低，易维护，即满足了轴承的刚性要求，又能减少壳体内锁紧螺母的安装，减少了发热源和回转机构对产品性能的影响，减少不平衡力和振动，该机械主轴的高转速在25000r/min左右，适合于对产品表面质量及加工效率要求高的电子产品的加工。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步的，所述壳体的上端设有上锁紧机构，所述上锁紧机构包括锁紧螺母及上承压垫片，所述壳体的上端设有环形台肩，所述环形台肩的底部压紧在所述上轴承的外圈上，所述上承压垫片设置在所述轴心杆与所述环形台肩之间的空隙内，所述上承压垫片的外侧与所述环形台肩之间设有间隙，所述上承压垫片的底端压紧在所述上轴承的内圈上，所述锁紧螺母的底端压紧在所述上承压垫片的顶部。
采用上述进一步方案的有益效果是，上轴承内圈通过锁紧螺母施加预紧力、外圈通过壳体环形台肩施加预紧力，配合内外支撑筒对上轴承的底部的支撑，使得轴心杆固定稳定可靠，防止轴心杆高速回转时出现窜动。
进一步的，所述壳体的下端设有下锁紧机构，所述下锁紧机构包括下承压垫片及压紧垫片，所述轴心杆的下端设有轴肩，所述下承压垫片的顶部压紧在所述下轴承的内圈上，所述下承压垫片的底部支撑在所述轴肩上；所述压紧垫片的顶部压紧所述下轴承的外圈，所述压紧垫片的底部支撑在所述轴承端盖上。
采用上述进一步方案的有益效果是，下轴承的内、外圈的顶部通过内外支撑筒压紧，下轴承的内、外圈的底部则通过下承压垫片与轴肩、压紧垫片及轴承端盖进行施加预紧力，使得轴心杆固定稳定可靠，防止轴心杆高速回转时出现窜动。
进一步的，所述内支撑筒的内壁上设有内环槽。
采用上述进一步方案的有益效果是，便于内支撑筒的组装，同时可散热，防止热变形。
进一步的，所述外支撑筒的外壁上设有外环槽。
采用上述进一步方案的有益效果是，便于外支撑筒的组装，同时可散热，防止热变形。
进一步的，所述轴心杆的底部设有法兰盘，所述法兰盘与所述轴心杆通过螺栓连接。
采用上述进一步方案的有益效果是，法兰盘固定安装在轴心杆的底部不影响刀具的安装位置，用于防尘对轴心杆进行保护。
进一步的，所述轴心杆的下端设有用于驱动刀具的驱动键。
采用上述进一步方案的有益效果是，用来安装刀具，完成刀具的驱动。
进一步的，所述内支撑筒为镂空结构。
采用上述进一步方案的有益效果是，减轻内支撑筒的重量，从而减少主轴的负载，机械主轴更轻便，减小机械主轴的转动惯量，机械主轴高速旋转过程更稳定。
进一步的，所述外支撑筒为镂空结构。
采用上述进一步方案的有益效果是，减轻外支撑筒的重量，从而减少主轴的负载，机械主轴更轻便，减小机械主轴的转动惯量，机械主轴高速旋转过程更稳定。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明沿A-A方向的剖面图；
图3为图1中B处的局部放大图；
图4为图1中C处的局部放大图；
图5为图1中D处的局部放大图；
图6为本发明的外形结构示意图；
图中，1、壳体；2、轴心杆；3、轴承端盖；4、上轴承；5、下轴承；6、内支撑筒；7、外支撑筒；8、锁紧螺母；9、上承压垫片；10、环形台肩；11、下承压垫片；12、压紧垫片；13、轴肩；14、内环槽；15、外环槽；16、法兰盘；17、驱动键。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1-图6所示，一种钻攻中心机床用机械主轴夹持机构，包括壳体1、轴心杆2及轴承端盖3；所述壳体1为空心筒状，所述轴心杆2的下部插装并通过上轴承4、下轴承5支撑在所述壳体内，所述轴承端盖安装在所述壳体的下端，所述轴承端盖上设有插装孔；所述上、下轴承之间设有内支撑筒6及外支撑筒7，所述内支撑筒顶在所述上、下轴承的内圈之间，所述外支撑筒顶在所述上、下轴承的外圈之间。
所述壳体的上端设有上锁紧机构，所述上锁紧机构包括锁紧螺母8及上承压垫片9，所述壳体的上端设有环形台肩10，所述环形台肩的底部压紧在所述上轴承的外圈上，所述上承压垫片设置在所述轴心杆与所述环形台肩之间的空隙内，所述上承压垫片的外侧与所述环形台肩之间设有间隙，所述上承压垫片的底端压紧在所述上轴承的内圈上，所述锁紧螺母的底端压紧在所述上承压垫片的顶部。锁紧螺母通过上承压垫片锁紧上轴承的内圈，上轴承的外圈则通过环形台肩进行压紧，上轴承内圈通过锁紧螺母施加预紧力、外圈通过壳体环形台肩施加预紧力，配合内外支撑筒对上轴承的底部的支撑，使得轴心杆固定稳定可靠，防止轴心杆高速回转时出现窜动。
所述壳体的下端设有下锁紧机构，所述下锁紧机构包括下承压垫片11及压紧垫片12，所述轴心杆的下端设有轴肩13，所述下承压垫片的顶部压紧在所述下轴承的内圈上，所述下承压垫片的底部支撑在所述轴肩上；所述压紧垫片的顶部压紧所述下轴承的外圈，所述压紧垫片的底部支撑在所述轴承端盖上。下轴承的内、外圈的顶部通过内外支撑筒压紧，下轴承的内、外圈的底部则通过下承压垫片与轴肩、压紧垫片及轴承端盖施加预紧力，使得轴心杆固定稳定可靠，防止轴心杆高速回转时出现窜动。
所述内支撑筒的内壁上设有内环槽14。便于内支撑筒的组装，同时可散热，防止热变形。
所述外支撑筒的外壁上设有外环槽15。便于外支撑筒的组装，同时可散热，防止热变形。
所述轴心杆的底部设有法兰盘16，所述法兰盘与所述轴心杆通过螺栓连接。所述法兰盘与轴承端盖之间设有间隙。法兰盘固定安装在轴心杆的底部不影响刀具的安装位置，用于防尘对轴心杆进行保护，可随轴心杆转动。
所述轴心杆的下端设有用于驱动刀具的驱动键17。用来安装刀具，完成刀具的驱动。
所述内支撑筒为镂空结构。减轻内支撑筒的重量，从而减少主轴的负载，机械主轴更轻便，减小机械主轴的转动惯量，机械主轴高速旋转过程更稳定。
所述外支撑筒为镂空结构。减轻外支撑筒的重量，从而减少主轴的负载，机械主轴更轻便，减小机械主轴的转动惯量，机械主轴高速旋转过程更稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种钻攻中心机床用机械主轴夹持机构，其特征在于，包括壳体、轴心杆及轴承端盖；所述壳体为空心筒状，所述轴心杆的下部插装并通过上、下轴承支撑在所述壳体内，所述轴承端盖安装在所述壳体的下端，所述轴承端盖上设有插装孔；所述上、下轴承之间设有内支撑筒及外支撑筒，所述内支撑筒顶在所述上、下轴承的内圈之间，所述外支撑筒顶在所述上、下轴承的外圈之间；所述壳体的上端设有上锁紧机构，所述上锁紧机构包括锁紧螺母及上承压垫片，所述壳体的上端设有环形台肩，所述环形台肩的底部压紧在所述上轴承的外圈上，所述上承压垫片设置在所述轴心杆与所述环形台肩之间的空隙内，所述上承压垫片的外侧与所述环形台肩之间设有间隙，所述上承压垫片的底端压紧在所述上轴承的内圈上，所述锁紧螺母的底端压紧在所述上承压垫片的顶部；所述壳体的下端设有下锁紧机构，所述下锁紧机构包括下承压垫片及压紧垫片，所述轴心杆的下端设有轴肩，所述下承压垫片的顶部压紧在所述下轴承的内圈上，所述下承压垫片的底部支撑在所述轴肩上，所述压紧垫片的顶部压紧所述下轴承的外圈，所述压紧垫片的底部支撑在所述轴承端盖上；所述内支撑筒为镂空结构；所述外支撑筒为镂空结构；所述内支撑筒的内壁上设有内环槽；所述外支撑筒的外壁上设有外环槽；所述轴心杆的下端设有用于驱动刀具的驱动键。
2.根据权利要求1所述的机械主轴夹持机构，其特征在于，所述轴心杆的底部设有法兰盘，所述法兰盘与所述轴心杆通过螺栓连接。
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