CN108274022A - 一种滚珠电主轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚珠电主轴，其包括有钢筒、转子组件，转子组件的前端设有刀柄，钢筒前端以次设有前轴承座组件、防尘环、防水盖，前轴承座组为锥形，从前轴承座组件向前端外经尺寸以次变小，从而有利于小型刀库换刀，钢筒的后端固定有背盖，转子组件的中心处设有拉杆组件，背盖上固定有气缸组件，气缸组件内设有活塞组件，活塞组件的中心处设有推杆组件，推杆组件与拉杆组件对齐，轴承压板的上端固定有防尘环，防尘环的内侧设有防尘盖，防尘盖上方设有防水盖，防尘盖与防尘环之间以及防水盖与防尘环之间均存在缝隙。本发明能有效避免拉杆与推杆之间产生摩擦及有效防止水尘进入电主轴内，有助于提高产品稳定性和使用寿命。

Description

一种滚珠电主轴

技术领域

本发明涉及电主轴，尤其涉及一种滚珠电主轴。

背景技术

电主轴在使用时，通常涉及装载刀具或拆卸刀具的步骤，上述过程中，通常是在拉杆组件、推杆组件、拉爪座组件实现对刀柄的推拉，配合完成刀具的装卸。但是，通常情况下，推杆和拉杆之间是直接连接的，或者只利用推杆来推动拉杆，导致装载刀具后乃至在电主轴运行过程中，会在拉杆与推杆之间产生摩擦，不仅影响设备正常运行，还会造成部件磨损，进而产生诸多危害。此外，目前，电主轴的工作端一般采用两种防护结构，一种是在电主轴的工作端加装防护罩，其缺点是不能有效防止水进入电主轴，影响电主轴的使用寿命；另一种是采用单一的密封圈，其缺点是在电主轴高速运行时很容易发热损坏，难以防止水进入电主轴内。可见，这两种防护结构均不能有效防止水、尘等进入电主轴内，大大缩减了电主轴的使用寿命。此外，目前，小型加工中心对主轴前端大小要求非常重要，而现有市场上主轴因前端外经尺寸大，从而不能进行换刀。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种滚珠电主轴。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种滚珠电主轴，包括有钢筒，所述钢筒的前端设有前轴承座组件，所述钢筒的后端设有后轴承座组件，所述前轴承座组件和后轴承座组件之间穿设有转子组件，所述转子组件的前端设有刀柄，所述钢筒的后端固定有罩设于后轴承座组件的背盖，所述转子组件的中心处设有用于推拉刀柄的拉杆组件，所述拉杆组件的后端延伸至背盖内，所述背盖上固定有气缸组件，所述气缸组件内设有活塞组件，所述活塞组件的中心处设有推杆组件，所述推杆组件的下端延伸至背盖内，且所述推杆组件与拉杆组件对齐，所述拉杆组件与拉爪座组件相连,所述气缸组件的顶部设有第一进气口、第二进气口和第三进气孔，所述第一进气口设于活塞组件的背侧，所述气缸组件内开设有第一气道，所述第一气道用于将第二进气口与活塞组件的前侧连通，其中：

当向第一进气口注入压缩空气时，压缩空气推动活塞组件向前移动，并驱动推杆组件向拉杆组件施以推力，藉由所述拉杆组件携拉爪座组件将刀柄向外推出；

当向第二进气口注入压缩空气时，压缩空气经由第一气道注入活塞组件的前侧，并推动活塞组件向后移动，并驱动推杆组件与拉杆组件分离。

进一步地，所述活塞组件包括有多个活塞，多个活塞由上至下依次设置，所述推杆组件包括有多个推杆，所述推杆与活塞一一对应连接，且所述推杆垂直设于活塞的中心处，多个推杆按长度方向依次连接，所述气缸组件的侧部对应每个活塞的前侧而开设有第三进气口，所述第三进气口均连通于所述气道。

进一步地，所述背盖内设有位置传感器，所述位置传感器靠近拉杆组件的上端，所述位置传感器用于当所述推杆组件靠近拉杆组件时产生一电信号。

进一步地，所述后轴承组件的上端设有后轴承压套，所述后轴承压套的上方设有编码器分度盘，所述编码器分度盘的上方设有转子螺母，所述后轴承压套、编码器分度盘和转子螺母均套接于转子组件，藉由所述转子组件而带动后轴承压套、编码器分度盘和转子螺母转动。

进一步地，拉杆组件与拉爪座组件相连，拉爪座组件上固定拉爪，拉杆组件携拉爪座组件前后移动使拉爪张开及合拢，致使刀柄拉紧及退开。

进一步地，所述防尘环朝向轴承压板的一侧开设有导槽，所述导槽与第一气道对齐，所述导槽而将第一气道与第二气道连通。

进一步地，所述防水盖与转子芯过盈配合。

进一步地，所述拉杆组件包括有拉杆，所述拉杆上套设有拉杆碟簧、滑块和固定块，所述拉杆的上端设有气嘴单向阀组件，所述滑块的内侧和外侧分别开设有第一开槽和第二开槽，所述第一开槽内设有第一滑块套，所述的第二开槽内设第二滑块套，所述滑块将套设于拉杆上的拉杆碟簧分成两部分，所述拉杆的前端设有第一螺牙，所述固定块位于拉杆碟簧的下端，且所述固定块螺合于拉杆，所述拉杆的上端且在所述拉杆的外侧壁开设有第三开槽，所述第三开槽内装配有拉杆套，所述拉杆中心处开设有贯穿于拉杆的中心孔，所述气嘴单向阀组件位于所述中心孔的上端开口处。

进一步地，前轴承座组件成锥形，前端与防尘环相连，防尘环前端与防水盖相连，所述从前轴承座组件向前外经尺寸以次变小。

本发明公开的滚珠电主轴中，在卸刀时，向第一进气口注入压缩空气，压缩空气驱动活塞组件向前移动，并依次驱动推杆组件、拉杆组件和刀柄前移，以便于进行卸刀操作；完成卸刀后，向第二进气口注入压缩空气，压缩空气从前侧推动活塞组件，使得活塞组件带动推杆组件向后移动，推杆组件与拉杆分离并达到安全位置，进而避免了推杆组件与拉杆组件之间的摩擦，有助于提高产品稳定性和使用寿命。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

本发明能有效防止水尘进入电主轴内、有助于提高产品稳定性和使用寿命的电主轴，进而也解决了小型加工中心刀库换刀问题。

附图说明

图1为本发明电主轴的剖视图。

图2是向第一进气口注入压缩空气时气缸组件的内部结构图。

图3是拉杆组件的内部结构图。

图4是位置传感器结构图。

图5是编码器结构图。

图6是主轴前端结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。

本发明开了一种滚珠电主轴，结合图1至图6所示，其包括有钢筒1，所述钢筒1的前端设有前轴承座组件4，所述前轴承座组件4前端设有轴承压板17，所述轴承压板17前端设有防尘环14，所述钢筒1的后端设有后轴承座组件5，所述前轴承座组件4、后轴承座组件5轴承压板17和防尘环14之间穿设有转子组件2，所述转子组件2的前端设有防尘盖17、防水盖19、刀柄15，所述钢筒1的后端固定有罩设于后轴承座组件5的背盖8，所述转子组件2的中心处设有用于推拉刀柄15的拉爪座组件12，所述拉爪座组件12固定拉杆组件3的前端，所述拉杆组件3的后端延伸至背盖8内，所述背盖8上固定有气缸组件27，所述气缸组件27内设有活塞组件30，所述活塞组件30的中心处设有推杆组件10，所述推杆组件10的下端延伸至背盖8内，且所述推杆组件10与拉杆组件3对齐，所述气缸组件8的顶部设有第一进气口23和第二进气口22，所述第一进气口23设于活塞组件30的背侧，所述气缸组件27内开设有第一气道21，所述第一气道21用于将第二进气口22与活塞组件9的前侧连通，其中：

当向第一进气口23注入压缩空气时，压缩空气推动活塞组件9向前移动，并驱动推杆组件10向拉杆组件3施以推力，藉由所述拉爪座组件12拉爪60张开并将刀柄5向外推出；

当向第二进气口22注入压缩空气时，压缩空气经由第一气道21注入活塞组件44的前侧，并推动活塞组件44向后移动，并驱动推杆组件10与拉杆组件3分离。

上述滚珠电主轴中，在卸刀时，向第一进气口23注入压缩空气，压缩空气驱动活塞组件44向前移动，并依次驱动推杆组件10、拉杆组件3、拉爪座组件10和刀柄5前移，以便于进行卸刀操作；完成卸刀后，向第二进气口22注入压缩空气，压缩空气从前侧推动活塞组件44，使得活塞组件44带动推杆组件10向后移动，推杆组件10与拉杆组件3分离并达到安全位置，进而避免了推杆组件10与拉杆组件3之间的摩擦，有助于提高产品稳定性和使用寿命。

关于活塞组件44的具体组成，所述活塞组件44包括有多个活塞30，多个活塞30由上至下依次设置，所述推杆组件10包括有多个推杆29，所述推杆29与活塞30一一对应，且所述推杆29垂直设于活塞30的中心处，多个推杆29按长度方向依次连接，所述气缸组件27的侧部对应每个活塞30的前侧而开设有第三进气口45，多个第三进气口45均连通于所述气道32。上述结构中，采用了多个活塞和多个推杆依次驱动的结构，其中，每个活塞和对应的推杆都构成一个气缸，通过多个气缸依次串接的方式来提高推杆组件的驱动性能。

作为一种优选方式，为了便于检测推杆组件10的位置，以及为压缩空气的注入控制提供参考，所述背盖8内设有位置传感器33，所述位置传感器33经紧固螺母47固定在支架46上，所述支架46经紧固螺钉48固定在后轴承座组件5内，所述支架46上开有U形槽49，所述通过U形槽来调节位置传感器33的位置，所述位置传感器33靠近拉杆组件3的上端，所述位置传感器33用于当所述推杆组件10靠近拉杆组件3时产生一电信号。所述后轴承组件的上端设有后轴承压套6，所述后轴承压套6的上方设有编码器分度盘7，所述编码器分度盘7的上方设有转子螺母9，所述后轴承压套6、编码器分度盘7和转子螺母9均套接于转子组件2，藉由所述转子组件2而带动后轴承压套6、编码器分度盘7和转子螺母9转动。

实际应用中，为了检测转子组件2的转动量，所述转子组件2的后端设有编码器50，所述编码器50用于对转子组件2的转数进行采集。所述拉杆组件3包括有拉杆34，所述拉杆34上套设有拉杆碟簧39、滑块36和固定块37，所述拉杆34的上端设有气嘴单向阀组件35，所述滑块36的内侧和外侧分别开设有第一开槽和第二开槽，所述第一开槽内设有第一滑块套37，所述的第二开槽内设第二滑块套38，所述滑块36将套设于拉杆34上的拉杆碟簧39分成两部分，所述拉杆34的前端设有第一螺牙52，所述固定块37位于拉杆碟簧39的下端，且所述固定块37螺合于拉杆34，所述拉杆34的上端且在所述拉杆34的外侧壁开设有第三开槽，所述第三开槽内装配有拉杆套40，所述拉杆34中心处开设有贯穿于拉杆34的中心孔41，所述气嘴单向阀组件35位于所述中心孔41的上端开口处。其中，拉杆组件3末端装配有气嘴单向阀组件，使得主轴的防水性能更好。所述前轴承座组件4前端固定与轴承压板17,轴承压板17上固定与防尘环14之间均形成有间隙，形成第一腔体53，所述防尘环14与防尘盖18之间形成有第二腔体54，所述防尘环14与防水盖19之间形成有第三腔体55，所述前轴承座组件4内开设有气流道56，且所述气流道56连通于钢筒1的导气孔57，所述钢筒1气孔57与后轴承座组件5的导气孔58、背盖8的导气孔59、气缸组件27的导气孔26依次连通，气体经第三进气孔24进入，所述气体第一腔体53、第二腔体54以及防水盖19与防尘环14之间的缝隙向外吹送。前轴承座组件4成锥形，前端以此与防尘环14、防水盖55相连，所述从前轴承座组件4向前外经尺寸以次变小。

以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种滚珠电主轴，其特征在于，包括有钢筒（1），所述钢筒（1）的前端设有前轴承座组件（4），所述钢筒（1）的后端设有后轴承座组件（5），所述前轴承座组件（4）和后轴承座组件（5）之间穿设有转子组件（2），所述转子组件（2）的前端设有刀柄（15），所述钢筒（1）的后端固定有罩设于后轴承座组件（5）的背盖（8），所述转子组件（2）的中心处设有用于推拉刀柄（15）的拉杆组件（3），所述拉杆组件（3）的后端延伸至背盖（8）内，所述背盖（8）上固定有气缸组件（27），所述气缸组件（27）内设有活塞组件（20），所述活塞组件（20）的中心处设有推杆组件（29），所述推杆组件（29）的下端延伸至背盖（8）内，且所述推杆组件（29）与拉杆组件（3）对齐，所述拉杆组件（3）与拉爪座组件（12）相连,所述气缸组件（27）的顶部设有第一进气口（23）、第二进气口（22）和第三进气孔（24），所述第一进气口（23）设于活塞组件（20）的背侧，所述气缸组件（27）内开设有第一气道（21），所述第一气道（21）用于将第二进气口（22）与活塞组件（20）的前侧连通，其中：

当向第一进气口（23）注入压缩空气时，压缩空气推动活塞组件（20）向前移动，并驱动推杆组件（29）向拉杆组件（3）施以推力，藉由所述拉杆组件（3）携拉爪座组件（12）将刀柄（5）向外推出；

当向第二进气口（22）注入压缩空气时，压缩空气经由第一气道（21）注入活塞组件（20）的前侧，并推动活塞组件（20）向后移动，并驱动推杆组件（29）与拉杆组件（3）分离。

2.如权利要求1所述的滚珠电主轴，其特征在于，所述活塞组件（20）包括有多个活塞（30），多个活塞（30）由上至下依次设置，所述推杆组件（29）包括有多个推杆（10），所述推杆（10）与活塞（30）一一对应连接，且所述推杆（10）垂直设于活塞（30）的中心处，多个推杆（10）按长度方向依次连接，所述气缸组件（27）的侧部对应每个活塞（30）的前侧而开设有第三进气口（32），所述第三进气口（32）均连通于所述气道（23）。

3.如权利要求1所述的滚珠电主轴，其特征在于，所述背盖（8）内设有位置传感器（33），所述位置传感器（33）靠近拉杆组件（3）的上端，所述位置传感器（33）用于当所述推杆组件（29）靠近拉杆组件（3）时产生一电信号。

4.如权利要求1所述的滚珠电主轴，其特征在于，所述后轴承组件（5）的上端设有后轴承压套（6），所述后轴承压套（6）的上方设有编码器分度盘（7），所述编码器分度盘（7）的上方设有转子螺母（20），所述后轴承压套（6）、编码器分度盘（7）和转子螺母（20）均套接于转子组件（2），藉由所述转子组件（2）而带动后轴承压套（6）、编码器分度盘（7）和转子螺母（20）转动。

5.如权利要求1所述的滚珠电主轴，其特征在于，拉杆组件（3）与拉爪座组件（12）相连，拉爪座组件（12）上固定拉爪（60），拉杆组件（3）携拉爪座组件（12）前后移动使拉爪（60）张开及合拢，致使刀柄（15）拉紧及退开。

6.如权利要求1所述的用于滚珠电主轴的防水防尘结构，其特征在于，所述防尘环（14）朝向轴承压板（17）的一侧开设有导槽，所述导槽与第一气道（21）对齐，所述导槽而将第一气道（21）与第二气道（26）连通。

7.如权利要求1所述的用于滚珠电主轴的防水防尘结构，其特征在于，所述防水盖（19）与转子芯过盈配合。

8.如权利要求1所述的滚珠电主轴，其特征在于，所述拉杆组件（3）包括有拉杆（34），所述拉杆（34）上套设有拉杆碟簧（39）、滑块（36）和固定块（37），所述拉杆（34）的上端设有气嘴单向阀组件（35），所述滑块（36）的内侧和外侧分别开设有第一开槽和第二开槽，所述第一开槽内设有第一滑块套（36），所述的第二开槽内设第二滑块套（37），所述滑块（36）将套设于拉杆（34）上的拉杆碟簧（39）分成两部分，所述拉杆（34）的前端设有第一螺牙，所述固定块（37）位于拉杆碟簧（39）的下端，且所述固定块（37）螺合于拉杆（34），所述拉杆（34）的上端且在所述拉杆（34）的外侧壁开设有第三开槽，所述第三开槽内装配有拉杆套（40），所述拉杆（34）中心处开设有贯穿于拉杆（34）的中心孔（41），所述气嘴单向阀组件（35）位于所述中心孔（41）的上端开口处。

9.如权利要求1所述的滚珠电主轴，其特征在于，前轴承座组件（4）成锥形，前端与防尘环（14）相连，防尘环（14）前端与防水盖（55）相连，所述从前轴承座组件（4）向前外经尺寸以次变小。