CN108788197A - Ac双摆角电主轴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电主轴技术领域，尤其是涉及一种AC双摆角电主轴。该AC双摆角电主轴包括：A轴结构、C轴结构和主轴头；A轴结构包括箱体、耳轴组件和A轴转角检测组件；耳轴组件包括A轴耳轴和主动耳轴，A轴耳轴和主动耳轴分别与箱体转动连接；A轴编码器的旋转轴与A轴耳轴固定连接；编码器支架与箱体固定连接；主轴头通过耳轴组件与箱体转动连接；C轴结构包括C轴连接套、C轴旋转轴和C轴转角检测组件，箱体与C轴连接套转动连接；C轴旋转轴与箱体固定连接；C轴转角检测组件包括C轴编码器和支架组件，支架组件包括固定盘和旋转盘；C轴编码器的旋转轴与旋转盘相连接。本发明实施例提供的AC双摆角电主轴，有利于减小编码器对电主轴生产供应的影响，有利于电主轴的日常维修检测。

Description

AC双摆角电主轴

技术领域

本发明涉及电主轴技术领域，尤其是涉及一种AC双摆角电主轴。

背景技术

在AC双摆角电主轴上，对于绕A轴的转角的检测，以及对于绕C轴的转角的检测常采用轴套编码器，但是此类编码器价格较高，供货周期长，限制了电主轴生产供应，不利于电主轴的日常维修检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种AC双摆角电主轴，以解决现有技术中存在的轴套编码器的价格较高，供货周期长，限制了电主轴生产供应，不利于电主轴的日常维修检测技术问题。

本发明提供了一种AC双摆角电主轴，包括：A轴结构、C轴结构和主轴头；所述A轴结构包括箱体、耳轴组件和A轴转角检测组件；所述耳轴组件包括A轴耳轴和主动耳轴，所述A轴耳轴和所述主动耳轴分别与所述箱体转动连接；所述A轴转角检测组件包括编码器支架及A轴编码器，所述A轴编码器安装于所述编码器支架上；所述A轴编码器的旋转轴与所述A轴耳轴固定连接；所述编码器支架与所述箱体固定连接；所述主轴头通过所述耳轴组件与所述箱体转动连接；所述C轴结构包括C轴连接套、C轴旋转轴和C轴转角检测组件，所述箱体与所述C轴连接套转动连接；所述C轴旋转轴与箱体固定连接；所述C轴转角检测组件包括C轴编码器和支架组件，所述支架组件包括固定盘和旋转盘；所述C轴编码器的旋转轴与所述旋转盘相连接；所述C轴编码器的外壳与所述固定盘固定连接；所述固定盘与所述C轴连接套固定连接；所述旋转盘与所述C轴旋转轴固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明实施例提供的AC双摆角电主轴，有利于减小编码器对电主轴生产供应的影响，有利于电主轴的日常维修检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的编码器支架的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的编码器支架的另一视角的结构示意；

图3为图2中沿D-D线的剖视图；

图4为本发明实施例一中A轴转角检测组件安装于电主轴的箱体上的局部结构示意图；

图5为本发明实施例一中主轴头与A轴结构安装后的局部结构示意图；

图6为图5中E处的局部放大示意图；

图7为图5中F处的局部放大示意图；

图8为本发明实施例一提供的固定盘的结构示意图；

图9为图8中沿G-G线的剖视图；

图10为本发明实施例一提供的旋转盘的结构示意图；

图11为图10中沿H-H线的剖视图；

图12为本发明实施例一提供的C轴转盘检测组件安装于电主轴上的局部结构示意图；

图13为图12中K处的局部放大图；

图14为本发明实施例一中固定盘与旋转盘相配合时示意图；

图15为本发明实施例二提供的主轴头的主视图(从主轴的前端向后端观察时的视图)；

图16为本发明实施例二提供的主轴头的剖视图；

图17为图16中B处的局部放大图；

图18为本发明实施例二提供的主轴头的后视图(去掉护罩后，从主轴的后端向前端观察时的视图)；

图19为图16中C处的局部放大图；

图20为本发明实施例三提供的主轴头安装于箱体上时的部分结构示意图；

图21为图20中L处的局部放大图；

图22为本发明实施例三中旋转接头与连接座相连接时的结构示意图；

图23为本发明实施例三中连接座的剖视图；

图24本发明实施例一提供的AC双摆角电主轴的主视图；

图25本发明实施例一提供的AC双摆角电主轴的左视图；

图26本发明实施例一提供的AC双摆角电主轴的剖视图；

图27本发明实施例二中提供的主轴头的局部放大示意图。

图标：101-端盖；102-前端旋转盘；103-第一密封环；104-第二密封环；105-壳体；106-主轴；108-环状斜槽；109-气孔；110-第一凸起部；111-第一凹陷部；112-第二凸起部；113-第三凸起部；114-第二凹陷部；115-第一密封件；116-第二密封件；117-第三密封件；118-外冷分水盘；119-前端轴承冷却套；120-定子冷却套；121-气缸盖；122-气缸；123-活塞；124-减震垫；125-喷嘴；126-旋转接头；127-拉刀感应开关；128-松刀感应开关；129-定位环；130-定子；131-转子；132-压缩弹簧；134-气缸供气口；135-气密封供气口；136-冷却套供水口；137-冷却套回水口；201-编码器支架；202-A轴编码器；203-A轴耳轴；204-箱体；205-弧形固定部；206-编码器固定部；207-中间部；208-安装面；209-弧形边；210-圆柱面；211-安装孔；212-联轴器；213-中间孔；301-主动耳轴；302-第一轴部；303-第二轴部；304-第三轴部；305-第四轴部；306-主轴套；307-第五轴部；308-第六轴部；309-第七轴部；310-第八轴部；311-调整垫；312-密封圈；313-液体通孔；314-气体通孔；315-电缆孔；316-力矩电机转子；317-力矩电机定子；318-外圈；319-内圈；320-电缆；401-固定盘；402-旋转盘；403-C轴编码器；404-第一环状部；405-第一横梁；406-第二环状部；407-第二横梁；408-第一阶梯面；409-第二阶梯面；410-第一安装孔；411-第一固定孔；412-第三固定孔；413-第三阶梯面；414-第四阶梯面；415-第二固定孔；416-第四固定孔；417-伸出轴；419-C轴连接套；421-轴承；422-C轴旋转轴；423-管线；424-C轴转子；425-C轴定子；501-护罩；502-连接座；504-轴向孔；505-第一孔部；506-第二孔部；507-第三孔部；508-第四孔部；509-第一直孔部；510-第二直孔部；511-第三直孔部；512-端面；513-漏泄道；600-主轴头；601-环状槽；602-进水口；603-出水口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参见图1至图14，以及图24、图25和图26所示，本发明实施例一提供了一种AC双摆角电主轴包括：A轴结构、C轴结构和主轴头。该实施例中，A轴结构包括箱体、耳轴组件和A轴转角检测组件；耳轴组件包括A轴耳轴和主动耳轴，A轴耳轴和主动耳轴分别与箱体转动连接；A轴转角检测组件包括编码器支架及A轴编码器，A轴编码器安装于编码器支架上；A轴编码器的旋转轴与A轴耳轴固定连接；编码器支架与箱体固定连接；主轴头通过耳轴组件与箱体转动连接；C轴结构包括C轴连接套、C轴旋转轴和C轴转角检测组件，箱体与C轴连接套转动连接；C轴旋转轴与箱体固定连接。

参见图5所示，该实施例中，A轴耳轴和主动耳轴301分别通过轴承安装于箱体上，这样A轴耳轴和主动耳轴可以在箱体上转动，从而当A轴耳轴和主动耳轴分别与主轴头固定连接后，主轴头便可以绕A轴转动。

参见图5和图7所示，具体而言，A轴耳轴和主动耳轴301安装于箱体上后，A轴耳轴的轴线和主动耳轴301的轴线重合；A轴耳轴包括依次连接的第一轴部302、第二轴部303、第三轴部304和第四轴部305；第一轴部302的直径小于第二轴部303的直径，第二轴部303的直径小于第三轴部304的直径，第四轴部305的直径小于第一轴部302的直径；A轴耳轴与箱体通过轴承相连接，其中，A轴耳轴的第二轴部303与轴承的内圈固定连接，且该轴承的外圈与箱体固定连接；第一轴部302的端面能够与主轴头的主轴套306(即主轴头的外壳)相接触；A轴耳轴与主轴头的主轴套306固定连接，这样A轴耳轴转动时，主轴头便能够绕A轴转动。第四轴部305与A轴转角检测组件相连接。

参见图5和图6所示，主动耳轴301包括依次连接的第五轴部307、第六轴部308、第七轴部309和第八轴部310；第五轴部307的直径小于第六轴部308的直径，第六轴部308的直径小于第七轴部309的直径；第六轴部308的直径与第八轴部310的直径相等；第五轴部307的直径小于第八轴部310的直径。主动耳轴301通过轴承与箱体相连接，其中，主动耳轴301的第六轴部308与轴承的内圈固定连接，且该轴承的外圈与箱体固定连接。第五轴部307的端面能够与主轴头的主轴套306相接触；主动耳轴301与主轴头的主轴套306固定连接。主动耳轴301与A轴的力矩电机的力矩电机转子316固定连接，这样力矩电机的力矩电机转子转动时，主动耳轴301能够随着力矩电机的力矩电机转子一起转动，由于主动耳轴301和A轴耳轴均与主轴头的主轴套306固定连接，因此主动耳轴301使主轴头转动(即摆动)时，A轴耳轴也能够随主动耳轴301一起转动。需要说明的是，主轴头为现有技术，不再具体阐述。力矩电机的力矩电机定子317与箱体固定连接。

该实施例可选的方案中，耳轴组件还包括调整垫311；A轴耳轴和主动耳轴301上均固定有调整垫311，也就是说，调整垫311的数量为两个。

参见图7所示，具体而言，调整垫311呈环状，其中一个调整垫311套设在A轴耳轴的第一轴部302上，并且调整垫311的两个垫面分别与主轴头的主轴套306、第二轴部303的环端面相接触，即调整垫311位于主轴头的主轴套306与第二轴部303的环端面之间；调整垫311的与第二轴部303的环端面接触的垫面，还与轴承的内圈相接触，以保证当主轴头水平放置的情况下，轴承的内圈319与外圈318等高；另外，调整垫311夹在主轴套306与A轴耳轴之间，有利于实现三者之间紧密贴合，保护向主轴头送气的气路及对主轴头冷却的水路的密封性。

参见图6所示，另一个调整垫311套设在主动耳轴301的第五轴部307上，并且调整垫311的的两个垫面分别与主轴头的主轴套306、第六轴部308的环端面相接触，即调整垫311位于主轴头的主轴套306与第六轴部308的环端面之间；调整垫311的与第六轴部308的环端面接触的垫面，还与轴承的内圈相接触，以保证当主轴头水平放置的情况下，轴承的内圈与外圈等高(图5中主轴头为水平放置)；另外，调整垫311夹在主轴套306与主动耳轴301之间，有利于实现三者之间紧密贴合，保护向主轴头送气的气路及对主轴头冷却的水路的密封性。

该实施例可选的方案中，调整垫311的垫面与主轴套306之间安装有密封圈312。具体而言，调整垫311的垫面在与主轴套306接触的轴向和径向之间分别安装有密封圈312，用来防护外界的粉尘和冷却液。密封圈312可以为O型圈。需要说明的是，调整垫311的一个垫面可以为阶梯面；该阶梯面的第一子阶梯面与主动耳轴301的第六轴部308的环端面相接触，或与A轴耳轴的第二轴部303的环端面相接触，该阶梯面的第二子阶梯面与轴承的内圈的端面相接触；第二子阶梯面的高度大于第一子阶梯面的高度，阶梯面的高度方向即调整垫311的厚度方向。

该实施例可选的方案中，A轴耳轴和主动耳轴301上均开设有液体通孔313和气体通孔314。参见图6和图7所示，具体而言，主动耳轴301上还开设有电缆孔315，用于供电缆320穿过，该电缆可以为主轴头供电。通过液体通孔313能够向主轴头的冷却结构提供冷却液(冷却水或其它冷却液)，通过气体通孔314能够向主轴头的用于对刀具夹紧和松开的气缸提供气源。需要说明的是，电缆孔315可以位于主动耳轴301的轴线上。需要说明的是，液体通孔的孔口与主轴套之间设置有密封圈，气体通孔的孔口与主轴套之间设置有密封圈，这样可以保证密封性。

参见图1至图4所示，该实施例中，A轴转角检测组件包括编码器支架201及A轴编码器202，A轴编码器202安装于编码器支架201上；A轴编码器202的旋转轴与AC双摆角电主轴的A轴耳轴203固定连接，即A轴编码器202的旋转轴与AC双摆角电主轴的A轴耳轴203的第四轴部固定连接；编码器支架201与AC双摆角电主轴的箱体204固定连接；编码器支架201包括弧形固定部205及编码器固定部206，弧形固定部205与编码器固定部206相连接。具体而言，A轴编码器202用于检测绕A轴旋转时的转动角度；编码器的外壳与编码器支架201固定连接，其中，编码器的外壳与编码器支架201之间的固定连接方式可以螺钉连接或胶粘连接等其它固定连接方式。主轴头与A轴耳轴203一起绕A轴旋转时，实现A轴的摆动，A轴是与水平面相平行的。A轴耳轴203的转动由力矩电机驱动。在A轴耳轴203转动时，AC双摆角电主轴的箱体204是不会转动的，因此，将编码器支架201与AC双摆角电主轴的箱体204固定连接。弧形固定部205与箱体204固定连接，弧形固定部205与箱体204之间的连接方式可以是可拆卸连接，这样便于维修更换编码器支架201。需要说明的是，A轴编码器的旋转轴的轴线与A轴中心线重合。

对于A轴的定义为现有技术不再具体阐述。AC双摆角电主轴的A轴耳轴203与主轴头固定连接，主轴头即安装有刀具的部分。该实施例中，对于AC双摆角电主轴的箱体204、主轴头的构造均为现有技术，与本发明关联性不大，因此在以下各实施例中不做详细的描述。

本发明实施例提供的A轴转角检测组件，通过增加一编码器支架201，以及对编码器支架201的结构进行设计，以便于对A轴摆角的检测采用有轴型的编码器，即可实现对轴套编码器的替换，从而减小了对AC双摆角电主轴生产供应的影响，有利于AC双摆角电主轴的日常维修检测；并且编码器支架201的弧形固定部205是弧形的，有利于实现编码器支架201的安装的稳定性。该实施例可选的方案中，编码器支架201还包括中间部207，弧形固定部205与中间部207的一侧边相连接，编码器固定部206与中间部207相对的另一侧边相连接。具体而言，弧形固定部205、中间部207和编码器固定部206为一体结构，也就是说，弧形固定部205、中间部207和编码器固定部206，该三者的材质一样，通过车加工、铸造工艺或锻造工艺制成。弧形固定部205的弧形边209与中间部207相连接，编码器固定部206的弧形边209与中间部207相连接。

该实施例可选的方案中，弧形固定部205呈板状，编码器固定部206呈板状。具体而言，弧形固定部205的板面，也即弧形固定部205的安装面208；编码器固定部206的板面，即编码固定部的安装面208。弧形固定部205的相对两个板面为平面，而弧形固定部205的长度延伸边为呈弧形的边。编码器固定部206的相对的两个板面为平面，且编码器固定部206的一个长边为呈弧形的长边。

该实施例可选的方案中，中间部207呈弧形板状，且中间部207的板面为圆柱面210。编码器固定部206的呈弧形的长边与中间部207相连接，弧形固定部205的与中间部207相连接的弧形边209的长度与编码器固定部206的呈弧形的长边的长度相等，中间部207的与弧形固定部205相连接的长度延伸边与编码器固定部206的呈弧形的长边的长度相等。需要说明的是，图2中，三条长度相等的弧形的边重合在一起了。

具体而言，中间部207的板面为圆柱面210，也就是说，中间部207的相对两个板面为曲面。中间部207的长度延伸边为弧形边209。

该实施例可选的方案中，编码器固定部206的板面与弧形固定部205的板面相平行，中间部207的圆柱面210的母线垂直于编码器固定部206的板面。

该实施例可选的方案中，弧形固定部205上开设有多个安装孔211，且多个安装孔211沿弧形固定部205的长度延伸方向间隔分布。具体而言，安装孔211的数量为三个，安装孔211位于弧形固定部205的板面上，相邻两个安装孔211之间的距离相等。

该实施例可选的方案中，弧形固定部205与箱体204之间的连接方式可以是螺钉连接等其它可拆卸连接方式。螺钉穿过安装孔211与箱体204相连接。

该实施例可选的方案中，编码器固定部206上开设有中间孔213，用于供A轴编码器202的旋转轴穿过。具体而言，弧形固定部205的呈弧形的长度延伸边所对应的圆心即中间孔213的孔心。中间孔213位于编码器固定部206的板面上；中间孔213的孔直径大于A轴编码器202的旋转轴的直径。

需要说明的是，编码器固定部206与弧形固定部205之间的距离，即为中间部207的高度，中间部207的高度H2不小于中间孔213的孔心与中间部207之间的距离H1的三分之一，这样以便于弧形固定部205与箱体204固定后，编码器固定部206与箱体204之间留有足够的空间，用于供AC双摆角电主轴的冷却管路、气体管路等通过。编码器固定部206基本呈半圆形。

该实施例可选的方案中，A轴转角检测组件还包括联轴器212，A轴编码器202的旋转轴与联轴器212相连接。具体而言，A轴编码器202的旋转轴通过键与联轴器212的一端固定连接，联轴器212的另一端用于与A轴耳轴203固定连接。

该实施例可选的方案中，A轴编码器202为绝对值编码器。需要说是的是，A轴编码器202不仅局限于绝对值编码器，还可以采用其它类型的编码器，用于检测绕A轴旋转的角度。

还需要说明的是，该实施例中，对于A轴编码器202检测到的角度信号的输出及绕A轴旋转角度的大小的输出及显示均为现有技术，并且控制系统如何控制驱动A轴耳轴203的转动的力矩电机也为现有技术，其与本发明关联性不大，因此在以下各实施例中不做详细的描述。

本发明实施例提供的A轴转角检测组件，将A轴编码器202的旋转轴穿过编码器支架201上的中间孔213后，将A轴编码器202的旋转轴通过联轴器212与A轴耳轴203固定连接，再将A轴编码器202的壳体与编码器支架201固定连接，最后将将编码器支架201固定于AC双摆角电主轴的箱体204上；在A轴编码器202通电后，驱动A轴耳轴203的转动的力矩电机旋转时，A轴编码器202便能够对主轴头绕A轴旋转的角度进行检测。

参见图8至图14所示，该实施例中，C轴转角检测组件包括C轴编码器403和支架组件，支架组件包括固定盘401和旋转盘402；C轴编码器403的旋转轴与旋转盘402相连接；C轴编码器403的外壳与固定盘401固定连接；固定盘401包括第一环状部404和第一横梁405，第一横梁405的两端分别与第一环状部404固定连接，且第一横梁405位于第一环状部404的环内；旋转盘402包括第二环状部406和第二横梁407，第二横梁407的两端分别与第二环状部406固定连接，且第二横梁407位于第二环状部406的环内。

参见图14所示，具体而言，第一环状部404和第二环状部406均呈圆环状，第一环状部404的外圆直径大于第二环状部406的外圆直径，第一环状部404的内圆直径大于第二环状部406的内圆直径，第一环状部404的内圆直径大于第二环状部406的外圆直径。外圆直径即圆环的外圆的直径，内圆直径即圆环的内圆的直径。第一环状部404的内圆半径为第二环状部406的环宽的4～5倍；环宽即圆环的外圆半径减去内圆半径，这样当控制第一横梁405的宽度和第二横梁407的宽度后，使得第二环状部406与第二横梁407之间具有足够的空间供AC双摆角电主轴的管线穿过。管线可以为冷却管路、气体管路或电缆中的至少一种。C轴编码器403的外壳与固定盘401可以通过螺钉固定连接。

需要说明的是，第一横梁405的宽度和第二横梁407的宽度可以均为第二环状部406的环宽；第一横梁405和第二横梁407均沿圆的直径方向设置，即第一横梁405和第二横梁407的中心线与圆的某一直径重合。C轴编码器403的旋转轴的轴线与C轴中心线重合。对于C轴的定义为现有技术不再具体阐述；使用时，固定盘401用于与AC双摆角电主轴的C轴连接套419固定连接，旋转盘402用于与AC双摆角电主轴的C轴旋转轴422固定连接。

该实施例提供的C轴转角检测组件，通过增加一支架组件，以及对支架组件的结构进行设计，以便于对C轴摆角的检测采用有轴型的编码器，即可实现对轴套编码器的替换，从而减小了对AC双摆角电主轴生产供应的影响，有利于AC双摆角电主轴的日常维修检测；并且编码器支架的弧形固定部是弧形的，有利于实现编码器支架的安装的稳定性；并且通过呈环状的第一环状部404和第二环状部406，以便于AC双摆角电主轴的冷却管路、气体管路或电缆中的至少一种从环中穿过时，避免出现冷却管路、气体管路或电缆扭断的情况象发生。

该实施例可选的方案中，固定盘401的一盘面具有第一阶梯面408以及与第一阶梯面408相邻的第二阶梯面409；第一阶梯面408和第二阶梯面409之间具有高度差，以形成阶梯结构。具体而言，固定盘401的相对的两个盘面中的其中一个盘面设置有第一阶梯面408和第二阶梯面409；使用时，该设置有第一阶梯面408和第二阶梯面409的盘面朝向AC双摆角电主轴的刀具安装端(即AC双摆角电主轴的前端)；第一阶梯面408的高度大于第二阶梯面409的高度，并且第一阶梯面408远离第一环状部404的环心，第二阶梯面409靠近第一环状部404的环心；阶梯面的高度方向即固定盘401的盘厚方向。

该实施例可选的方案中，第一横梁405的中部具有第一安装孔410，第一环状部404的环面上具有多个第一固定孔411，且多个第一固定孔411沿第一环状部404的周向方向均匀分布。具体而言，第一环状部404上还设置有多个第三固定孔412，多个第三固定孔412沿第一环状部404的周向均匀分布；第一固定孔411远离第一环状部404的环心，第三环状部靠近第一环状部404的环心；第一固定孔411的数量和第三固定孔412的数量相等，多个第一固定孔411与多个第三固定孔412一一对应设置；且一个第一固定孔411和一个第三固定孔412在第一环状部404的同一条半径上分布。第一固定孔411从第一阶梯面408穿过，第三固定孔412从第二阶梯面409穿过。

该实施例可选的方案中，第一环状部404和第一横梁405为一体结构，也就是说，第一环状部404和第一横梁405的材质一样，通过车加工、铸造工艺或锻造工艺制成。

该实施例可选的方案中，旋转盘402的一盘面具有第三阶梯面413以及与第三阶梯面413相邻的第四阶梯面414；第三阶梯面413和第四阶梯面414之间具有高度差，以形成阶梯结构。具体而言，旋转盘402的相对的两个盘面中的其中一个盘面设置有第四阶梯面414和第三阶梯面413；使用时，该设置有第四阶梯面414和第三阶梯面413的盘面朝向AC双摆角电主轴的刀具安装端(即AC双摆角电主轴的前端)；第四阶梯面414的高度大于第三阶梯面413的高度，并且第四阶梯面414靠近第二环状部406的环心，第三阶梯面413远离第二环状部406的环心；阶梯面的高度方向即旋转盘402的盘厚方向。

该实施例可选的方案中，第二环状部406的环面上具有多个第二固定孔415，且多个第二固定孔415沿第二环状部406的周向方向均匀分布。具体而言，第二环状部406上还设置有多个第四固定孔416，多个第四固定孔416沿第二环状部406的周向均匀分布；第二固定孔415靠近第二环状部406的环心，第四环状部远离第二环状部406的环心；第二固定孔415的数量和第四固定孔416的数量相等，多个第二固定孔415与多个第四固定孔416一一对应设置；且一个第二固定孔415和一个第四固定孔416在第一环状部404的同一条半径上分布。第二固定孔415从第四阶梯面414穿过，第四固定孔416从第三阶梯面413穿过。该实施例可选的方案中，第二横梁407上具有伸出轴417，伸出轴417与C轴编码器403的旋转轴相连接。伸出部位于第二横梁407的中部；伸出轴417伸出旋转盘402的另一盘面。该实施例可选的方案中，伸出轴417通过联轴器212与C轴编码器403的旋转轴相连接。第一安装孔410的直径大于C轴编码器403的旋转轴的直径，第一安装孔410供C轴编码器403的旋转轴穿过。具体而言，C轴编码器403的旋转轴通过键与该联轴器212的一端固定连接，该联轴器212的另一端通过键与伸出轴417固定连接。

该实施例可选的方案中，C轴编码器403为绝对值编码器。需要说是的是，C轴编码器403不仅局限于绝对值编码器，还可以采用其它类型的编码器，用于检测绕C轴旋转的角度。

该实施例可选的方案中，第二环状部406和第二横梁407为一体结构。也就是说，第二环状部406和第二横梁407的材质一样，通过车加工、铸造工艺或锻造工艺制成。

参见图12和图13所示，该实施例可选的方案中，固定盘401与AC双摆角电主轴的C轴连接套419通过螺钉固定连接；AC双摆角电主轴的箱体204与C轴连接套419之间通过轴承421相连接，其中，AC双摆角电主轴的箱体204与该轴承421的内圈固定连接，该轴承421的外圈与C轴连接套419的固定连接，这样便可以实现箱体绕C轴旋转；C轴旋转轴422与箱体204的端部通过螺钉固定连接；旋转盘402与AC双摆角电主轴的C轴旋转轴422的端部通过螺钉固定连接。C轴旋转轴由C轴力矩电机驱动转动，该C轴力矩电机的C轴转子424与C轴旋转轴的固定连接，该C轴力矩电机的C轴定子425与C轴连接套固定连接。

需要说明的是，AC双摆角电主轴的箱体204与主轴头(主轴头即安装有刀具的部分)相连接，且主轴头能够绕箱体204上的A轴转动。对于AC双摆角电主轴的箱体204、主轴头的构造均为现有技术，与本发明关联性不大，因此在以下各实施例中不做详细的描述。C轴连接套安装于机床的支架上。另外，对于C轴编码器检测到的角度信号的输出及绕C轴旋转角度的大小的输出及显示均为现有技术，并且控制系统如何控制驱动C轴旋转轴的转动的力矩电机也为现有技术，其与本发明关联性不大，因此在以下各实施例中不做详细的描述。

本发明实施例提供的C轴转角检测组件，通过力矩电机驱动C轴旋转轴转动，C轴旋转轴转动带动箱体转动，由于旋转盘与固定盘固定在一起，因此旋转盘随着C轴旋转轴转动，从而实现C轴编码器能够对主轴头绕C轴旋转的角度进行检测。

实施例二

本实施例二中的AC双摆角电主轴是在实施例一基础上的改进，实施例一中公开的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例公开的内容。

参见图15至图19所示，本实施例中，主轴头包括端盖101、壳体105、定子冷却套120、气缸盖121、前端旋转盘102、第一密封环103、第二密封环104和前端轴承冷却套119；壳体105的一端与端盖101固定连接，壳体105的另一端与定子冷却套120的一端固定连接，定子冷却套120的另一端与气缸盖121固定连接；壳体105的内部设置有主轴106，主轴106上设置有转子131和定子130，转子131位于定子130和主轴106之间，定子冷却套120用来冷却定子130；前端旋转盘102安装在主轴106的前端，且前端旋转盘102与端盖101之间形成第一迷宫密封；第一密封环103与前端轴承冷却套119连接，第二密封环104位于前端旋转盘102与第一密封环103之间，且第二密封环104与第一密封环103之间形成第二迷宫密封；前端旋转盘102的外侧壁设置有环状斜槽108，环状斜槽108的深度由靠近前端旋转盘102的内表面的一侧向远离前端旋转盘102的内表面的一侧逐渐减小；环状斜槽108的槽底设置有多个气孔109，多个气孔109沿槽底的周向间隔设置；主轴头还包括外冷分水盘118，外冷分水盘118与壳体105可拆卸连接。

基于该结构，本实施例提供的主轴头，密封性能良好，能够有效地防止切削液进入主轴头的内部，同时，在磨削过程中产生的脱落磨粒、金属粉末也不会进入主轴头的内部，有效地保护主轴106和轴承之间的结合面，延长了主轴头的使用寿命，且便于拆装和维修。在实施时，切削液从入口进入外冷分水盘118，向加工工件喷射，第一迷宫密封和第二迷宫能够将切削液和金属碎屑挡在外部，保证主轴106和前端轴承之间的结合面不被磨损。同时，在主轴106旋转时，能够产生离心力，通过设置环状斜槽108，能够进一步防止切削液进入主轴头的内部。此外，通过在环状斜槽108的槽底设置多个气孔109，能够在前端旋转盘102的周向形成气密封，从而将切削液封锁在主轴106的外部。另外，切削液从外冷分水盘118的内部经过，由于外冷分水盘118与壳体105可拆卸连接，当外冷分水盘118内部发生堵塞需要维修时，可以将外冷分水盘118拆卸下来，进行单独维修或直接更换，不会影响主轴头的正常工作，提高了工作效率。

在某些实施例中，环状斜槽108的槽壁与主轴106的轴线垂直，环状斜槽108的槽底的上表面与环状斜槽108的槽壁的内表面之间所成的角α为锐角。这样的方式能够将切削液沿槽底的上表面向主轴106前端甩出，防止切削液流向主轴头的内部。

在某些实施例中，环状斜槽108的槽底的上表面与环状斜槽108的槽壁的内表面之间所成的角R的角度为45～75°。

本实施例中，参见图17所示，R的角度可以为但不限于45°、50°、55°、60°、65°、70°或75°。在某些实施例中，第一密封环103的外表面设置有第一凹陷部111和第一凸起部110，第一凹陷部111位于第一凸起部110与第一密封环103的内环壁之间，第二密封环104的内表面设置有第二凸起部112，第二凸起部112限位于第一凹陷部111中；第一凸起部110与第二密封环104的外环壁相贴合。这样的方式所形成的第二迷宫密封，能够有效地防止切削液以及金属碎屑进入主轴106与轴承之间，实现了良好的密封效果。

在某些实施例中，前端旋转盘102的外表面设置有第二凹陷部114，端盖101的内表面设置有第三凸起部113，第三凸起部113限位与第二凹陷部114中。这样的方式所形成的第一迷宫密封，能够有效地防止切削液以及金属碎屑进入主轴106与轴承之间，实现了良好的密封效果。需要说明的是，参见图27所示，第二凹陷部114的数量可以为多个，第三凸起部113的数量可以为多个，且第三凸起部的数量与第二凹陷部的数量可以相等。

在某些实施例中，第一密封环103与前端轴承冷却套119的内表面之间设置有第一密封件115，第二密封环104与前端旋转盘102的内表面之间设置有第二密封件116，第二密封环104与主轴106之间设置有第三密封件117。这样的方式能够进一步防止切削液以及金属碎屑进入主轴106与轴承之间，实现了良好的密封效果。

在某些实施例中，第一密封件115、第二密封件116与第三密封件117均为目前常见的密封圈。

在某些实施例中，气孔109的数量为六个，六个气孔109沿槽底的周向均匀间隔设置。通过在环状斜槽108的槽底均匀间隔设置六个气孔109，能够在前端旋转盘102的周向形成气密封，且密封效果均匀稳定，从而将切削液和金属碎屑封锁在主轴106的外部。

在某些实施例中，主轴头还包括气缸122，气缸122的活塞123与气缸盖121之间设置有减震垫124。通过设置减震垫124，能够对活塞123产生缓冲作用，降低了活塞123复位时产生的噪音。

本实施例中，参见图18所示，主轴套的周向设置有气缸供气口134、气密封供气口135、冷却套供水口136和冷却套回水口137；气缸供气口为气缸提供气源的入口、气密封供气口为气体入口。冷却套供水口136和冷却套回水口137为提供主轴头的冷却套的水循环进出口。冷却套供水口136和冷却套回水口137还可以为定子冷却水套的水循环进出口。参见图27所示，前端轴承冷却套的外表面具体有呈多个环状槽601，多个环状槽沿前端轴承冷却套的轴向均匀间隔分布，且多个环状槽之间通过轴向槽相连通；多个环状槽和轴向槽形成冷却通道，冷却通道的进水口602靠近主轴头的前端，冷却通道的出水口远离主轴头的前端(即靠近主轴头的后端)；冷却通道的进水口位于前端轴承冷却套的前端，冷却通道的进水口位于前端轴承冷却套的后端，冷却通道的进水口与冷却套供水口相连通，冷却通道的出水口603与冷却套回水口相连通。

在某些实施例中，外冷分水盘118设置有多个喷嘴125，多个喷嘴125沿外冷分水盘118的周向间隔设置。通过设置多个喷嘴125，能够将切削液喷射在加工工件上，从而对加工工件进行较好的冷却。

本实施例中，喷嘴125的数量为12个，且沿外冷分水盘118的周向均匀间隔设置。

在某些实施例中，还包括旋转接头126，旋转接头126位于主轴头的后端。通过设置旋转接头126，能够实现对刀具进行内冷的功能，增强了对刀具的冷却效果。

旋转接头126的作用是将液体从管道的这边输入到旋转或往复运动的设备中，再从其中排出的连接用的密封装置。主轴106旋转时，刀具也在旋转，通过设置旋转接头126，能够将冷却液输入刀具中，对刀具进行冷却。

本实施例中，旋转接头126为现有技术，其结构不再详细描述。

在某些实施例中，活塞123设置有拉刀感应开关127和松刀感应开关128，分别用于控制刀具的动作。其中，拉刀感应开关127和松刀感应开关128均可以采用目前常见的接近开关。需要说明的是，拉刀感应开关127和松刀感应开关128的数量均可以为两个，以提前控制精度。

在某些实施例中，参见图16和图19所示，气缸122的前端设置有定位环129，能够防止灰尘从主轴头的后端进入主轴头的内部。此外，主轴头上还设置有感应器7，定位环129与感应器向配合，能够对主轴头端面键进行定位。其中，感应器可以为目前常见的感应开关。

在某些实施例中，参见图16所示，主轴头的前端轴承处设置有弹性预紧机构，当主轴106发热伸长时，能够保证前端轴承一直处于预紧状态，保证主轴头高速运转时的稳定性。可选地，弹性预紧机构为压缩弹簧132。

实施例三

本实施例中的AC双摆角电主轴是在实施例一或实施例二基础上的改进，实施例一或实施例二中公开的技术内容不重复描述，实施例一或实施例二公开的内容也属于本实施例公开的内容。该实施例中,主轴头的后端安装有旋转接头组件。参见图20、图21和图22所示，旋转接头组件包括护罩501、连接座502和旋转接头126，护罩用于与主轴头的后端相连接，连接座用于与主轴头的后端相连接；连接座上开设有轴向孔504，旋转接头插装于轴向孔中；轴向孔包括依次连通的第一孔部505、第二孔部506、第三孔部507和第四孔部508；第四孔部的孔径大于第三孔部的孔径；第三孔部的孔径大于第一孔部的孔径；第一孔部的孔径大于第二孔部的孔径。

本发明提供的旋转接头组件，通过对连接座的上的轴向孔，进行设计使其包括依次连通的第一孔部、第二孔部、第三孔部和第四孔部；第四孔部的孔径大于第三孔部的孔径；第三孔部的孔径大于第一孔部的孔径；第一孔部的孔径大于第二孔部的孔径，这样旋转接头安装于轴向孔后，减少旋转接头露出主轴头的端部的部分，从而减小了旋转接头在主轴头的外部所占用的空间，使得主轴头的结构紧凑。

该实施例可选的方案中，连接座为柱状结构。该实施例可选的方案中，柱状结构上开设有折线型孔道，折线型孔道包括依次相连通的第一直孔部509、第二直孔部510和第三直孔部511，第一直孔部的轴向与第二直孔部的轴向相垂直，第三直孔部的轴向与第一直孔部的轴向相平行；第一直孔部的轴向与柱状结构的轴向相平行，第二直孔部的轴向与柱状结构的径向相平行。通过折线型孔道可以向旋转接头供给冷却液。需要说明的是，参见图23所示，另外，连接座上还开设有泄漏通道513，泄漏通道的一端与旋转接头相接通，泄漏通道的另一端与外部相连接，泄漏通道与柱状结构的轴线呈角度设置，且泄漏通道的另一端的出口们于柱状结构的周面上，这样便于将旋转接头工作时，流出的极少液体通过泄漏通道排出。

该实施例可选的方案中，第一直孔部的一孔口位于柱状结构的一端面512，直孔部的另一孔口开设在第二直孔部的孔壁上，第二直孔部的一孔口开设在第三直孔部的孔壁上，第二直孔部的另一孔口开设在柱状结构的周面上，第三直孔部的一孔口位于柱状结构相对的另一端面。该实施例可选的方案中，护罩与主轴头的后端通过螺钉连接。

该实施例可选的方案中，连接座与主轴头的后端通过螺钉固定连接，旋转接头插装于连接座的轴向孔中，且旋转接头与连接座之间通过螺钉固定连接，旋转接头的周向与轴向孔的孔壁之间安装有密封圈；主轴头的主轴与旋接接头相插接。连接座和旋转接头均安装于主轴头的后端后，护罩将连接座和旋转接头的整体罩在主轴头的后端。需要说明的是，主轴头的主轴与旋转接头之间的具体连接方式为现有技术，该实施例中不再具体阐述。需要说明的是，本发明实施例中，对于管线的连接或连通为现有技术，不再具体阐述。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种AC双摆角电主轴，其特征在于，包括：A轴结构、C轴结构和主轴头；

所述A轴结构包括箱体、耳轴组件和A轴转角检测组件；所述耳轴组件包括A轴耳轴和主动耳轴，所述A轴耳轴和所述主动耳轴分别与所述箱体转动连接；所述A轴转角检测组件包括编码器支架及A轴编码器，所述A轴编码器安装于所述编码器支架上；所述A轴编码器的旋转轴与所述A轴耳轴固定连接；所述编码器支架与所述箱体固定连接；

所述主轴头通过所述耳轴组件与所述箱体转动连接；

所述C轴结构包括C轴连接套、C轴旋转轴和C轴转角检测组件，所述箱体与所述C轴连接套转动连接；所述C轴旋转轴与箱体固定连接；

所述C轴转角检测组件包括C轴编码器和支架组件，所述支架组件包括固定盘和旋转盘；

所述C轴编码器的旋转轴与所述旋转盘相连接；所述C轴编码器的外壳与所述固定盘固定连接；所述固定盘与所述C轴连接套固定连接；所述旋转盘与所述C轴旋转轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的AC双摆角电主轴，其特征在于，所述编码器支架包括弧形固定部及编码器固定部，所述弧形固定部与所述编码器固定部相连接。

3.根据权利要求2所述的AC双摆角电主轴，其特征在于，所述编码器支架还包括中间部，所述弧形固定部与所述中间部的一侧边相连接，所述编码器固定部与所述中间部相对的另一侧边相连接。

4.根据权利要求1所述的AC双摆角电主轴，其特征在于，所述固定盘包括第一环状部和第一横梁，所述第一横梁的两端分别与所述第一环状部固定连接，且所述第一横梁位于所述第一环状部的环内；所述旋转盘包括第二环状部和第二横梁，所述第二横梁的两端分别与所述第二环状部固定连接，且所述第二横梁位于所述第二环状部的环内。

5.根据权利要求4所述的AC双摆角电主轴，其特征在于，所述固定盘的一盘面具有第一阶梯面以及与所述第一阶梯面相邻的第二阶梯面；所述第一阶梯面和所述第二阶梯面之间具有高度差，以形成阶梯结构。

6.根据权利要求1所述的AC双摆角电主轴，其特征在于，所述旋转盘的一盘面具有第三阶梯面以及与所述第三阶梯面相邻的第四阶梯面；所述第三阶梯面和所述第四阶梯面之间具有高度差，以形成阶梯结构。

7.根据权利要求4或5所述的AC双摆角电主轴，其特征在于，所述第一横梁的中部具有第一安装孔，所述第一环状部的环面上具有多个第一固定孔，且多个所述第一固定孔沿所述第一环状部的周向方向均匀分布。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的AC双摆角电主轴，其特征在于，所述主轴头包括外冷分水盘、端盖、壳体、定子冷却套、气缸盖、前端旋转盘、第一密封环、第二密封环和前端轴承冷却套；所述壳体的一端与所述端盖固定连接，所述壳体的另一端与所述定子冷却套的一端固定连接，所述定子冷却套的另一端与所述气缸盖固定连接；所述壳体的内部设置有主轴，所述前端旋转盘安装在所述主轴的前端，且所述前端旋转盘与所述端盖之间形成第一迷宫密封；

所述第一密封环与所述前端轴承冷却套连接，所述第二密封环位于所述前端旋转盘与所述第一密封环之间，且所述第二密封环与所述第一密封环之间形成第二迷宫密封；

所述前端旋转盘的外侧壁设置有环状斜槽，所述环状斜槽的深度由靠近所述前端旋转盘的内表面的一侧向远离所述前端旋转盘的内表面的一侧逐渐减小；所述环状斜槽的槽底设置有多个气孔，多个所述气孔沿所述槽底的周向间隔设置；

所述外冷分水盘与所述壳体可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的AC双摆角电主轴，其特征在于，所述第一密封环的外表面设置有第一凹陷部和第一凸起部，所述第一凹陷部位于所述第一凸起部与所述第一密封环的内环壁之间，所述第二密封环的内表面设置有第二凸起部，所述第二凸起部限位于所述第一凹陷部中；所述第一凸起部与所述第二密封环的外环壁相贴合。

10.一种AC双摆角电主轴，其特征在于，包括：A轴结构、C轴结构和主轴头；

所述A轴结构包括箱体、耳轴组件和A轴转角检测组件；所述耳轴组件包括A轴耳轴、主动耳轴和调整垫，所述A轴耳轴和所述主动耳轴分别与所述箱体转动连接，所述A轴耳轴和所述主动耳轴上均固定有所述调整垫；所述A轴转角检测组件包括编码器支架及A轴编码器，所述A轴编码器安装于所述编码器支架上；所述A轴编码器的旋转轴与所述A轴耳轴固定连接；所述编码器支架与所述箱体固定连接；

所述主轴头通过所述耳轴组件与所述箱体转动连接；

所述C轴结构包括C轴连接套、C轴旋转轴和C轴转角检测组件，所述箱体与所述C轴连接套转动连接；所述C轴旋转轴与箱体固定连接；

所述C轴转角检测组件包括C轴编码器和支架组件，所述支架组件包括固定盘和旋转盘；

所述C轴编码器的旋转轴与所述旋转盘相连接；所述C轴编码器的外壳与所述固定盘固定连接；所述固定盘与所述C轴连接套固定连接；所述旋转盘与所述C轴旋转轴固定连接。