CN108372317A - 一种中驱动电主轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中驱动电主轴，该中驱动电主轴包括带有通孔的壳套组件、两个可拆卸的固定于壳套组件两端的延长套以及嵌设于延长套用于夹持工件的卡套，卡套的周向表面为斜面且与延长套的内壁抵接，两个卡套之间连接有拉套；壳套组件还包括箱体和转动连接于箱体内的座套，座套轴向的其中一个轴向的一端设置有驱使其中一个延长套沿轴向移动的控制结构；座套的另一端的外壁上设置有环形的固接槽，固接槽上套接有一端与固接槽的侧壁抵接转子；转另一端与套接于座套上的防水圈抵接；箱体内固定有与转子对应的定子；将驱动结构内置，使得结构更加紧凑，减少传动损耗，并有效的提高了主轴结构的密封效果，大大提高主轴的使用寿命。

Description

一种中驱动电主轴

技术领域

本发明涉及一种双向车床主轴，特别涉及一种中驱动电主轴。

背景技术

双头车床是在机械制造和装配工厂中的使用最为广泛的一种车床之一，与传统车床的区别在于可同时对工件两边进行产品车削加工。

如授权公开号为CN105665749A的中国专利公开的一种数控双头车床。

相对于传统机床的不同，其双头车削的功能主要由可夹持于工件中间的双向主轴实现。

现有的双向主轴如授权公开号为CN105014451A的中国专利所示，公开了一种楔推式双头车双向主轴夹头，包括主轴、档圈、楔推环、隔圈、夹爪和弹簧，主轴内设有主轴孔，两端伸出车头主轴箱外，两端壁部设有三个径向通孔，隔圈间隙配合在主轴径向通孔内侧的外径上，并由内端轴向定位；档圈紧固主轴端面，构成档圈、隔圈和主轴之间的环状槽；主轴的三个径向通孔中分别置有一只向心夹爪，夹爪前端伸入主轴孔内，后端置入在环状槽中；楔推环内孔中部设有环状凸台，凸台面上设有三段具有相同廓形且匀布于圆周的楔形面，凸台一侧环孔与隔圈外径间隙配合，另一侧环孔与档圈外径间隙配合，凸台两侧与环状槽两侧间隙配合；弹簧置于夹爪与主轴外径之间，并在簧力作用下使夹爪后端与楔推环内的楔形面紧贴。

其动力主要是通过外置的电机以及带传动的形式穿过双向主轴的座部带动主轴内部的转动部分转动；但这种外置的驱动结构结构，一来非常占用空间，容易对其他结构产生干扰，不利于双头车床的精密化、精细化发展，二来，受其皮带传动的结构的干扰，两个夹持头将被分割，不易形成联动，而即便能够联动，其中的结构为了规避必须设计的非常复杂，不利于精度和稳定性的提高；其三，由于皮带的穿透，其结构的密封性能不太好，内部结构容易受到污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种中驱动电主轴，达到了将驱动结构与主轴合为一体的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种中驱动电主轴，包括带有通孔的壳套组件、两个可拆卸的固定于壳套组件两端的延长套以及嵌设于延长套用于夹持工件的卡套，所述卡套的周向表面为斜面且与延长套的内壁抵接，两个卡套之间连接有拉套；所述壳套组件还包括箱体和转动连接于箱体内的座套，所述座套轴向的其中一个轴向的一端设置有驱使其中一个延长套沿轴向移动的控制结构；所述座套的另一端的外壁上设置有环形的仅单向具备侧壁的固接槽，所述固接槽上套接有一端与固接槽的侧壁抵接转子，所述转子与座套之间连接有止旋键；所述转子的另一端与套接于座套上的防水圈抵接；所述箱体内固定有与转子对应的定子。

采用上述方案，卡套为直接夹持工件的部件，在控制结构带动其中一个延长套移动的时候，这个延长套以斜面压迫对应的卡套，同时由于拉套的联动作用，另一卡套受带动并压紧另一延长套，由此产生收紧的压迫力，以同时完成两头的压紧夹持，即主轴可夹持与棒料的中部，并在中间进行驱动，工件夹紧后，可同时对棒料的两头进行加工；由于转子与座套之间限位、止旋固定，受定子的磁感作用，转子转动，并带动卡套即其上的工件转动，完成了自动两头同时装夹，并且将传动结构内置与双向主轴内，使得结构更加紧凑并保持非常的密封性能。

进一步优选为：所述箱体的外壁上设置有第一沟槽，所述防水圈上设置有与第一沟槽间隙配合的防水沟槽。

采用上述方案，防水沟槽与第一沟槽之间留有间隙，可以减少在转动过程中防水圈与箱体之间的摩擦，而沟壑则是采用迂回的方式增大密封行程，加强密封效果。

进一步优选为：所述延长套通过螺钉固定于座套上，所述座套的部分轴向端面抵接于防水圈的轴向端面。

采用上述方案，一方面延长套可以更换，即加长或缩短，另一方面延长套在紧固的同时可以将防水圈与转子之间压紧，减少相对运动磨损，并提高压紧密封效果。

进一步优选为：所述卡套位于通孔内的一侧的周向端面上内凹设置有限位槽，所述拉套包括紧密嵌设于通孔内的基套以及对称位于基套内腔的伸缩套，所述伸缩套包括与基套螺纹连接的延长部、紧密嵌接于通孔内壁的外接部以及设置于外接部的内壁上的钩部，其中钩部卡接于限位槽内，所述外接部与基套之间设置有螺纹连接于延长部上的锁止件。

采用上述方案，需调节两个延长套之间以及两个卡套之间的相对位置时，鉴于卡套的可收缩性能，通过取爪钳将卡爪进行较大程度的收缩，使得限位槽脱离拉套的限制，而后沿轴向将卡套取出，取出后将延长套拆卸分离，而后拉套可滑移的从通孔内取出，以螺纹的方式调整拉套的长度，并更换延长套和卡套，逆向的回装；以此在仅仅更换部分零件的状况下完成双向主轴的可夹持的规格的变化，大大减少主轴的更换成本和维修成本，并有效的提高了主轴的适用范围。

进一步优选为：所述延长套的最小内径小于拉套在轴向两端的外径，所述延长套的内壁上设置有内径与通孔相同的延长槽。

采用上述方案，在延长套拉长至一定长度之后，外接部将逐渐脱离通孔，此时延长槽将起到支撑抵接作用，并由于延长套固定至壳套组件，外界孔相当于抵接至通孔的延长区域；而延长套的最小内径的设置则为了阻止拉套在运动过程中脱离通孔。

进一步优选为：所述卡套位于内腔的一侧的轴向端面上沿轴向内凹设置有锥面。

采用上述方案，工件在由一端的卡套穿入并从另一端的卡套穿出的时候可以在内部得到引导，使得工件可以顺畅的穿过两个卡套。

进一步优选为：所述壳套组件还包括座套，所述控制结构包括沿轴向滑移嵌设于座套内的活塞滑套以及布设于座套内用于以液压的方式推拉滑套的油压通道。

采用上述方案，以液压的方式在驱动卡套收放，可以使得卡套在收紧之后仍然保持合适的预压力，相对于机械传动的形式，传动的反应速度也更快。

进一步优选为：所述活塞滑套包括沿径向依次缩小的活塞部、过渡部以及滑移部，其中延长套固定于过渡部轴向的一端；所述座套的内壁上设置有供滑移部滑移嵌接的滑槽以及供活塞部滑移嵌接的油腔；过渡部始终与油腔的腔壁的内表面滑移密封，过渡部靠近滑槽的一侧的端面随滑移抵接于座套在滑槽开口处的端面，所述滑移部始终与滑槽的内壁滑移密封。

采用上述方案，滑移部和过渡部分别在安装位置的内外两个位置提供滑移支撑和密封支持，使得座套、滑移部以及过渡部质检形成一个封闭的油腔，以使得在注入油压之后活塞滑套可以被带动，一般这种密封需要在座套内壁或活塞滑套的外壁上嵌设密封圈。

进一步优选为：所述油压通道包括连通至活塞部远离滑槽一侧的油腔的第一通道以及连通至另一侧油腔的第二通道，其中第二通道穿设于座套内，第一通道包括穿设于活塞滑套内部的第一内道、呈环形内凹设置于滑槽的内壁上的过渡槽以及穿设于座套内的第二内道，所述第一内道在过渡部与活塞部的交接处设置有与油腔连通的第一通口，并在过渡槽所在的位置设置有与过渡槽连接的第二通口，所述过渡槽与第二内道之间连通设置有第三通口，所述过渡槽的沿轴向的宽度大于活塞部在油腔内移动的行程。

采用上述方案，第二通道连通至相对于活塞部偏向于座套内部一侧的油腔，这个通口为定通口；而第二通道的通口设置在活塞滑套，使得流道可以随着活塞滑套一起移动；以此使油压通道可以内置于主轴，并连通至主轴的侧面，以此可以避开加工的主要区域，即主轴的轴向端面，以减少加工干扰。

进一步优选为：所述壳套组件还包括箱体，所述座套设置于箱体内并与箱体之间连接有角接触轴承，所述箱体内设置有与油压通道连通的外油道，所述外油道上设置有连通至轴承的分油道。

采用上述方案，轴套以及设置于轴套内的各组件可相对于箱体转动，即箱体部位的轴承将承受较大的负载，需要频繁供油；而将油路连通之后，在向油腔内施加油压的同时可以对轴承进行润滑，以此可以极好的保持主轴的高运转性能，提高主轴的使用性能。

综上所述，本发明具有以下有益效果：。

1、将驱动结构内置，使得结构更加紧凑，减少传动损耗，并有效的提高了主轴结构的密封效果，大大提高主轴的使用寿命；

2、仅仅更换部分零件的状况下完成双向主轴的可夹持的规格的变化，大大减少主轴的更换成本和维修成本，并有效的提高了主轴的适用范围；

3、以灵活的供油通道在提供液压动力的同时保持内部各部件之间润滑，使得主轴能够持续的保持性能，有效的提高了主轴的使用寿命。

附图说明

图1是实施例1的双向主轴内部结构图；

图2是实施例1的图1在A处的放大图；

图3是实施例1的双向主轴沿轴向的结构图。

图中， 1、壳套组件；2、延长套；3、卡套；4、拉套；5、控制结构；6、防水圈；7、转子；8、定子；11、通孔；12、箱体；121、角接触轴承；122、第一沟槽；13、座套；131、滑槽；132、止旋键；133、限位槽；14、油腔；21、延长槽；31、固接槽；41、基套；42、伸缩套；421、延长部；422、外接部；423、钩部；43、进油口；44、左套；441、容置槽；45、右套；46、锁止件；51、活塞滑套；511、活塞部；512、过渡部；513、滑移部；52、油压通道；521、第一通道；5211、第一内道；5212、过渡槽；5213、第二内道；5214、第一通口；5215、第二通口；5216、第三通口；522、第二通道；53、外油道；54、分油道；61、防水沟槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

实施例1：一种中驱动电主轴，如图1和图3所示，包括带有通孔11的壳套组件1、两个延长套2、两个嵌设于延长套2用于夹持工件的卡套3、连接连个卡套3的拉套4以及驱使其中一个延长套2轴向移动的控制结构5。在延长套2轴向移动的时候两个卡套3受迫收缩。

壳套组件1包括箱体12、座套13。座套13设置于箱体12内并与箱体12之间连接有角接触轴承121。座套13的另一端的外壁上设置有环形的仅单向具备侧壁的固接槽31，固接槽31上套接有一端与固接槽31的侧壁抵接转子7，转子7与座套13之间连接有止旋键132；转子7的截面呈T型，并在T型的长边上设置有内凹的凹槽。转子7的另一端与套接于座套13上的防水圈6抵接；箱体12内固定有与转子7对应的定子8。箱体12的外壁上设置有第一沟槽122，防水圈6上设置有与第一沟槽122间隙配合的防水沟槽61。延长套2通过螺钉固定于座套13上，座套13的部分轴向端面抵接于防水圈6的轴向端面。

参照图1和图2，控制结构5包括受液压控制的活塞滑套51、对应的油压通道52以及外设的油泵。箱体12内设置有与油压通道52连通的外油道53，外油道53上设置有连通至轴承的分油道54。两个延长套2分别通过螺栓固定于活塞滑套51和座套13上的轴向的一端，卡套3的周向表面为斜面且与延长套2的内壁抵接。延长套2受活塞滑套51带动移动时，卡套3受压迫收缩，同时通过拉套4拉动另一个卡套3移动并受迫收缩。

活塞滑套51包括沿径向依次缩小的活塞部511、过渡部512以及滑移部513，其中延长套2固定于过渡部512轴向的一端；座套13的内壁上设置有供滑移部513滑移嵌接的滑槽131以及供活塞部511滑移嵌接的油腔14；过渡部512始终与油腔14的腔壁的内表面滑移密封，过渡部512靠近滑槽131的一侧的端面随滑移抵接于座套13在滑槽131开口处的端面，滑移部513始终与滑槽131的内壁滑移密封。滑移部513的内壁与拉套4间隔设置，滑移部513远离滑槽131的周向内壁上凸出设置有与拉套4抵接的内抵部。

油压通道52包括连通至活塞部511远离滑槽131一侧的油腔14的第一通道521以及连通至另一侧油腔14的第二通道522，其中第二通道522穿设于座套13内。第一通道521包括穿设于活塞滑套51内部的第一内道5211、呈环形内凹设置于滑槽131的内壁上的过渡槽5212以及穿设于座套13内的第二内道5213。第一内道5211在过渡部512与活塞部511的交接处设置有与油腔14连通的第一通口5214，并在过渡槽5212所在的位置设置有与过渡槽5212连接的第二通口5215，过渡槽5212与第二内道5213之间连通设置有第三通口5216，过渡槽5212的沿轴向的宽度大于活塞部511在油腔14内移动的行程。

延长套2的最小内径小于拉套4在轴向两端的外径，延长套2的内壁上设置有内径与通孔11相同的延长槽21。拉套4状的端部间隙嵌接于延长槽21内。

卡套3位于通孔11内的一侧的周向端面上内凹设置有限位槽31。卡套3位于内腔的一侧的轴向端面上沿轴向内凹设置有锥面。

拉套4包括紧密嵌设于通孔11内的基套41以及对称位于基套41内腔的伸缩套42，其中伸缩套42的内径大于卡套3的内径，伸缩套42的内壁上设置有连通至壳套组件1上设置的油路的进油口43。伸缩套42包括与基套41螺纹连接的延长部421、紧密嵌接于通孔11内壁的外接部422以及设置于外接部422的内壁上的钩部423，其中钩部423卡接于限位槽31内，外接部422与基套41之间设置有螺纹连接于延长部421上的锁止件46。

主轴夹持的长度规格转换方式：

通过取爪钳将卡爪进行较大程度的收缩，使得限位槽31脱离拉套4的限制，而后沿轴向将卡套3取出，取出后将延长套2拆卸分离，而后拉套4可滑移的从通孔11内取出，松动锁止件46，而后旋转拉开两个伸缩套42之间的间距，重新以锁止件46锁紧；并更换延长套2和卡套3，逆向的回装。

实施例2：与实施例1的不同之处在于，拉套4的结构不同。拉套4包括相互背离的一端均设置有钩部423的左套44和右套45，钩部423卡接于限位槽31内，左套44的外壁紧密嵌接于通孔11的内壁，左套44的内壁上设置有容置槽441，右套45还包括与容置槽441螺纹连接延长部421以及紧密嵌接于通孔11内壁的外接部422，钩部423设置于外接部422的内壁上；外接部422与左套44之间设置有螺纹连接于延长部421上并与左套44抵接的锁止件46。

Claims (10)

1.一种中驱动电主轴，包括带有通孔(11)的壳套组件(1)、两个可拆卸的固定于壳套组件(1)两端的延长套(2)以及嵌设于延长套(2)用于夹持工件的卡套(3)，其特征是：所述卡套(3)的周向表面为斜面且与延长套(2)的内壁抵接，两个卡套(3)之间连接有拉套(4)；所述壳套组件(1)还包括箱体(12)和转动连接于箱体(12)内的座套(13)，所述座套(13)轴向的其中一个轴向的一端设置有驱使其中一个延长套(2)沿轴向移动的控制结构(5)；所述座套(13)的另一端的外壁上设置有环形的仅单向具备侧壁的固接槽(31)，所述固接槽(31)上套接有一端与固接槽(31)的侧壁抵接转子(7)，所述转子(7)与座套(13)之间连接有止旋键(132)；所述转子(7)的另一端与套接于座套(13)上的防水圈(6)抵接；所述箱体(12)内固定有与转子(7)对应的定子(8)。

2.根据权利要求1所述的一种中驱动电主轴，其特征是：所述箱体(12)的外壁上设置有第一沟槽(122)，所述防水圈(6)上设置有与第一沟槽(122)间隙配合的防水沟槽(61)。

3.根据权利要求1所述的一种中驱动电主轴，其特征是：所述延长套(2)通过螺钉固定于座套(13)上，所述座套(13)的部分轴向端面抵接于防水圈(6)的轴向端面。

4.根据权利要求1所述的一种中驱动电主轴，其特征是：所述卡套(3)位于通孔(11)内的一侧的周向端面上内凹设置有限位槽(133)，所述拉套(4)包括紧密嵌设于通孔(11)内的基套(41)以及对称位于基套(41)内腔的伸缩套(42)，所述伸缩套(42)包括与基套(41)螺纹连接的延长部(421)、紧密嵌接于通孔(11)内壁的外接部(422)以及设置于外接部(422)的内壁上的钩部(423)，其中钩部(423)卡接于限位槽(133)内，所述外接部(422)与基套(41)之间设置有螺纹连接于延长部(421)上的锁止件(46)。

5.根据权利要求4述的一种中驱动电主轴，其特征是：所述延长套(2)的最小内径小于拉套(4)在轴向两端的外径，所述延长套(2)的内壁上设置有内径与通孔(11)相同的延长槽(21)。

6.根据权利要求1所述的一种中驱动电主轴，其特征是： 所述卡套(3)位于内腔的一侧的轴向端面上沿轴向内凹设置有锥面。

7.根据权利要求6所述的一种中驱动电主轴，其特征是：所述壳套组件(1)包括座套(13)，所述控制结构(5)包括沿轴向滑移嵌设于座套(13)内的活塞滑套(51)以及布设于座套(13)内用于以液压的方式推拉滑套的油压通道(52)。

8.根据权利要求7所述的一种中驱动电主轴，其特征是：所述活塞滑套(51)包括沿径向依次缩小的活塞部(511)、过渡部(512)以及滑移部(513)，其中延长套(2)固定于过渡部(512)轴向的一端；所述座套(13)的内壁上设置有供滑移部(513)滑移嵌接的滑槽(131)以及供活塞部(511)滑移嵌接的油腔(14)；过渡部(512)始终与油腔(14)的腔壁的内表面滑移密封，过渡部(512)靠近滑槽(131)的一侧的端面随滑移抵接于座套(13)在滑槽(131)开口处的端面，所述滑移部(513)始终与滑槽(131)的内壁滑移密封。

9.根据权利要求7所述的一种中驱动电主轴，其特征是：所述油压通道(52)包括连通至活塞部(511)远离滑槽(131)一侧的油腔(14)的第一通道(521)以及连通至另一侧油腔(14)的第二通道(522)，其中第二通道(522)穿设于座套(13)内，第一通道(521)包括穿设于活塞滑套(51)内部的第一内道(5211)、呈环形内凹设置于滑槽(131)的内壁上的过渡槽(5212)以及穿设于座套(13)内的第二内道(5213)；所述第一内道(5211)在过渡部(512)与活塞部(511)的交接处设置有与油腔(14)连通的第一通口(5214)，并在过渡槽(5212)所在的位置设置有与过渡槽(5212)连接的第二通口(5215)，所述过渡槽(5212)与第二内道(5213)之间连通设置有第三通口(5216)，所述过渡槽(5212)的沿轴向的宽度大于活塞部(511)在油腔(14)内移动的行程。

10.根据权利要求1所述的一种中驱动电主轴，其特征是：所述壳套组件(1)还包括箱体(12)，所述座套(13)设置于箱体(12)内并与箱体(12)之间连接有角接触轴承(121)，所述箱体(12)内设置有与油压通道(52)连通的外油道(53)，所述外油道(53)上设置有连通至轴承的分油道(54)。