CN110587369A - 立式雕铣机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种立式雕铣机，属于机械加工设备技术领域。它解决了现有立式雕铣机的电机防水性能差的问题。本立式雕铣机，包括机架和至少一组设置在机架上的加工组件，加工组件包括电机，电机的前端固定有防水盖，防水盖的内侧具有防水腔，电机的前端或者防水盖上设有用于防水腔进气的进气结构，电机轴用于安装刀具的输出端穿过防水腔并伸出防水盖，电机轴上固定有叶轮，该叶轮位于防水腔内，且叶轮出风的一侧朝向电机轴输出端伸出的方向。本立式雕铣机的电机具有较高的防水性能。

Description

立式雕铣机

技术领域

本发明属于机械加工设备技术领域，涉及一种立式雕铣机。

背景技术

雕铣机是一种能够对工件进行雕刻和铣削的加工设备，在雕铣机上设有能够多维度移动的电机，电机的输出轴上安装有刀具，从而对工件进行立体加工，由于电机转速快，因此需要对电机进行冷却，不同于常见的通过风扇进行冷却的风冷电机，由于在雕刻和铣削过程中会产生大量的粉尘，风冷电机会将粉尘吸入电机内部，影响电机性能，雕铣机通常采用水冷对电机进行冷却，即当电机呈水平状态时其下部能够浸没在水中进行冷却，但是电机的电机轴从电机壳中伸出，电机轴与电机壳为转动配合结构，因此需要对电机与电机壳的配合位置进行密封，防止进水。

目前防止进水的最为常规的密封方式是在电机轴与电机壳之间设置动密封，如专利文件(申请号：201720734726.7)公开的潜水电机的密封结构，包括密封组件，密封组件均包括密封静环、密封动环和弹簧，机壳内端面上开设有密封槽，密封静环定位在密封槽内，密封动环与密封静环形成密封，而且为了增加密封性能，密封组件沿电机轴轴向设置了多组，该种常规的密封结构适用于大部分对转速要求不高的电机，通常适用于每分钟几千转的电机，但是雕铣机上的电机在进行雕刻和铣削时对转速要求较高，属于高数电机，其转速达到每分钟几万转，在该高转速下动密封这种接触式密封会快速磨损，导致密封性快速下降，影响密封性能。

由于上述密封性能的下降时动密封磨损导致，那么本领域技术人员容易想到采用不易磨损的密封方式，如专利文件(申请号：201811569347.2)公开的电机动密封装置，其在电机内设置一个空腔，利用测试设备对电机空腔内进行抽真空及注入绝缘液压油，通过绝缘液压油来保证电机旋转密封性能，但是由于绝缘液压油本身就需要进行密封，同时当适用于高速电机时，在高速旋转下绝缘液压油会发热雾化，从而影响密封性能。

鉴于密封性能的下降均是由于密封部件与高度旋转的电机轴接触导致磨损或者雾化，为此本领域技术人员容易想到采用不与电机轴接触的密封方式，如专利文件(申请号：201821491784.2)公开的电机防水机构，包括压缩空气管，砂轮电机的出轴端设有第一导流槽及环绕电机轴的第二导流槽，第二导流槽与第一导流槽连通，压缩空气管通过管接头安装在第一导流槽的进口端；该压缩空气管的进口端与空气压缩机连通，防水机构使压缩空气通过导流槽向电机外部高速喷出，阻挡冷却水进入电机内部，对砂轮电机起到充分的保护，但是本雕铣机的电机需要进行多维度移动和转动，将电机通过气管与压缩机连接，在电机移动和转动过程中会导致气管缠绕电机或者工件，难以适用于雕铣机，同时充气需要设置独立的压缩机作为动力源，增加成本，且当压缩机与电机的工作不同步时，如电机工作而压缩机没有工作时将导致电机进水，可靠度较低，存在较大的风险。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种立式雕铣机，用以解决现有立式雕铣机的电机防水性能差的问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：立式雕铣机，包括机架和至少一组设置在机架上的加工组件，所述加工组件包括电机，其特征在于，所述电机的前端固定有防水盖，所述防水盖的内侧具有防水腔，所述电机的前端或者防水盖上设有用于防水腔进气的进气结构，电机轴用于安装刀具的输出端穿过防水腔并伸出防水盖，所述电机轴上固定有叶轮，该叶轮位于防水腔内，且叶轮出风的一侧朝向电机轴输出端伸出的方向。

电机轴输出端伸出防水盖，用于安装刀具，防水盖固定在电机前端，两者之间可以通过密封垫、密封圈等常规密封件进行密封，电机轴从防水盖前端伸出，电机轴与防水盖之间为转动配合关系，当电机水平状态且下部浸入水中冷却并同时对工件进行加工时，电机轴高速旋转，带动叶轮高速旋转，叶轮能够产生向前的气流，气流从进气结构进入防水腔，而叶轮出风的一侧朝向电机轴输出端伸出的方向，即叶轮出风的一侧对着电机轴与防水盖的配合位置，因此叶轮产生的气流能够由内向外冲击电机轴与防水盖的配合位置，从而在叶轮前侧与防水盖内侧之间产生一定的气压，以防止外部的水从电机轴与防水盖的配合位置渗入，提高防水性能，而与现有通过机械密封对电机轴与防水盖的配合位置进行密封相比，本电机通过叶轮产生的气流进行密封防水，无需在电机轴与防水盖配合位置安装机械密封、密封圈等传统易磨损的密封部件，从而提高了稳定性，同时由于叶轮是直接安装在电机轴上，直接利用了电机本身的动力，从而简化结构，且使得叶轮转动与电机工作始终同步，即电机工作时叶轮必然能够起到防水作用，保证电机工作的稳定性和可靠性。

在上述的立式雕铣机中，所述防水盖呈筒状，在防水盖的外端面上具有中心孔，上述电机轴的输出端从中心孔伸出，所述叶轮出风的一侧与中心孔相对，所述电机轴上还固定有能够对中心孔进行封堵的外旋盖。电机轴从中心孔伸出，为避免对电机轴的转动产生干涉，电机轴与中心孔之间存在一定的间隙，为此设置外旋盖进行封堵，外旋转固定在电机轴上，能够随电机轴高速旋转，因此外旋盖能够使中心孔外端处的水产生涡旋并径向向外扩散，减少中心孔外端处的水压，进而辅助叶轮产生的对外气流，以提高防水性能。

在上述的立式雕铣机中，所述外旋盖端面上周向具有环形的封堵凸沿，所述封堵凸沿嵌入防水盖的中心孔内，且封堵凸沿外周面与中心孔孔壁之间具有间隙，所述叶轮出风的一侧朝向封堵凸沿外周面与中心孔孔壁之间的间隙。封堵凸沿嵌入中心孔内，两者之间存在间隙，该间隙的存在能够使叶轮产生的气流冲出，避免防水腔内气压过大导致叶轮转动阻力过大，减小电机负载和能耗，同时封堵凸沿高速转动，即使有水流部分进入封堵凸沿与中心孔的间隙，也能够在离心力作用下难以进一步进入防水腔，保证防水性能。

在上述的立式雕铣机中，所述电机轴的输出端外周面上具有外螺纹，所述叶轮套设在电机轴上并通过螺纹配合固定。叶轮通过螺纹配合固定在电机轴上，因此能够调节叶轮相对电机轴的轴向位置，即能够根据外部的水压大小来调节叶轮与防水盖内端面之间的间距，从而调节叶轮产生的气流对中心孔处的冲击力，保证防水性能。

在上述的立式雕铣机中，所述电机轴上还套设有内旋盖，所述内旋盖与外旋盖均通过螺纹配合固定在电机轴上，所述叶轮位于内旋盖与外旋盖之间，且内旋盖与外端盖的封堵凸沿分别抵靠在叶轮的两端。内旋盖、叶轮及外旋盖均通过螺纹配合固定，三者之间相互抵靠，从而实现互锁，避免叶轮相对电机轴转动而轴向移位，保证叶轮的稳定性。

在上述的立式雕铣机中，所述防水盖外端面上具有凹槽，上述中心孔位于凹槽底面上，在凹槽的底面上还周向具有环形的防水凸沿，所述外旋盖的端面上还周向开设有环形的防水槽，所述外旋盖嵌入凹槽内，且外旋盖端面与凹槽底面之间具有间隙，所述防水凸沿嵌入防水槽内，且防水凸沿侧面与防水槽槽壁之间具有间隙。通过封堵凸沿与中心孔之间的间隙、外旋盖端面与凹槽底面之间的间隙以及防水凸沿与防水槽槽壁之间的间隙，使得防水腔与电机前端外部连通，保证叶轮产生的气流能够冲出，同时使得外部进入防水腔的路径较长，避免外部水波动冲击时进入防水腔，保证可靠性，且外旋盖、封堵凸沿以及防水槽形成沿径向的凹凸结构，因此高速转动时能够产生较大的径向离心力，从而将间隙内的水沿径向甩出，提高防水性能。

在上述的立式雕铣机中，所述电机的前端具有筒状的轴承座，所述防水盖固定在轴承座的外端面上，且防水盖与轴承座之间形成上述防水腔，所述轴承座上具有通孔，所述电机轴穿过轴承座的通孔，所述内旋盖对轴承座的通孔进行封堵。轴承座通过轴承对电机轴进行支撑，轴承座的通孔通过内旋盖进行封堵，从而对电机内腔与防水腔进行隔离，起到第二重防水的作用，保证电机内部的防水性能。

在上述的立式雕铣机中，所述内旋盖上具有筒状部，该筒状部插入轴承座的通孔内，且筒状部外周面与通孔内壁之间具有间隙。筒状部与轴承座通孔之间的间隙，保证电机轴的旋转不受干涉。

在上述的立式雕铣机中，所述进气结构包括开设在轴承座或者防水盖上的进气孔，且进气孔位于叶轮的后侧。叶轮旋转，其前侧出风，后侧通过进气孔进风，保证气流的顺畅，而在电机水平状态时进气孔朝上，避免进水，当然也可以在进气孔上连接气管，以避免进水。

在上述的立式雕铣机中，所述进气结构包括轴承座端面和防水盖端面上均沿径向开设的条形槽，且轴承座端面上的条形槽与防水盖端面上的条形槽相对扣合形成进气孔。在端面上加工条形槽更加方便简单，同时减少该处装配密封的要求。

与现有技术相比，本立式雕铣机具有以下优点：

1、由于电机轴带动叶轮高速旋转，叶轮能够产生向前的气流，叶轮出风的一侧朝向电机轴输出端伸出的方向，因此叶轮产生的气流能够由内向外冲击电机轴与防水盖的配合位置，从而在叶轮前侧与防水盖内侧之间产生一定的气压，以防止外部的水从电机轴与防水盖的配合位置渗入，提高防水性能。

2、由于电机通过叶轮产生的气流进行密封防水，无需在电机轴与防水盖配合位置安装机械密封、密封圈等传统易磨损的密封部件，从而提高了稳定性。

3、由于叶轮是直接安装在电机轴上，直接利用了电机本身的动力，从而简化结构，且使得叶轮转动与电机工作始终同步，保证电机工作的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是雕铣机的立体结构示意图。

图2是电机局部剖开后的结构示意图。

图3是电机的局部结构剖视图。

图4是图3中A处的结构放大图。

图中，1、机架；11、底架；12、安装座；13、立柱；2、加工平台；21、卡盘；3、定位架；31、顶尖；4、横梁；41、横拖板；42、纵拖板；43、刀具架；5、电机；51、电机轴；52、轴承座；521、通孔；522、轴承室；523、轴承；524、内盖；6、防水盖；61、防水腔；62、中心孔；63、凹槽；64、防水凸沿；65、进气孔；7、叶轮；8、外旋盖；81、封堵凸沿；82、防水槽；9、内旋盖；91、筒状部。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，立式雕铣机，包括机架1和加工组件，机架1包括底架11和位于底架11前侧的安装座12，在安装座12上转动设置有加工平台2，该加工平台2用于定位工件，在底架11上固定有四根立柱13，前侧的两根立柱13之间沿竖向滑动连接有长条状的定位架3，该定位架3沿横向设置，在定位架3上的下侧面上设有朝下的顶尖31，在加工平台2上设有卡盘21，顶尖31与卡盘21配合对工件进行夹持。后侧的两根立柱13之间沿竖向滑动连接有横梁4，该横梁4沿横向设置，在横梁4上沿横向滑动连接有横拖板41，在横拖板41上沿纵向滑动连接有纵拖板42，在纵拖板42上转动连接有刀具架43，该刀具架43的转动中心线沿竖向设置，加工组件设置在刀具架43上，加工组件包括电机5，该电机5转动连接在刀具架43的一端，在电机5的电机轴51输出端安装有刀具。

结合图2、图3所示，电机5包括固定在前端的轴承座52，在轴承座52的前端固定有筒状的防水盖6，且防水盖6与轴承座52之间形成密封，在轴承座52上开设有通孔521，防水盖6的前端面上具有中心孔62，电机轴51的输出端依次穿过轴承座52的通孔521和防水盖6的中心孔62并伸出防水盖6外侧，用于安装刀具，轴承座52呈筒状，在轴承座52的内端固定有内盖524，内盖524与轴承座52之间形成轴承室522，在电机轴51上安装有轴承523，轴承523定位在轴承室522内。防水盖6的内侧与轴承座52前端面之间形成防水腔61，电机轴51上固定有叶轮7，该叶轮7位于防水腔61内，且叶轮7出风的一侧朝向电机轴51输出端伸出的方向，即朝向中心孔62。

结合图4所示，电机轴51的输出端外周面上具有外螺纹，叶轮7套设在电机轴51上并通过螺纹配合固定，在电机轴51的输出端还套设有内旋盖9和外旋盖8，内旋盖9和外旋盖8均呈盘状，内旋盖9位于防水腔61内并能够对轴承座52的通孔521进行封堵，外旋盖8位于防水盖6前端外侧并能够对中心孔62进行封堵，而内旋盖9和外旋盖8均与电机轴51通过螺纹配合固定，且内旋盖9和外旋盖8分别抵靠在叶轮7的两端。外旋盖8端面上周向具有环形的封堵凸沿81，该封堵凸沿81环绕电机轴51设置，且封堵凸沿81内周面与电机轴51螺纹配合，封堵凸沿81嵌入防水盖6的中心孔62内，且封堵凸沿81的端面与叶轮7的前端相抵靠，封堵凸沿81外周面与中心孔62孔壁之间具有间隙，叶轮7出风的一侧朝向封堵凸沿81外周面与中心孔62孔壁之间的间隙。防水盖6外端面上具有圆形的凹槽63，中心孔62位于凹槽63底面的中心位置，在凹槽63的底面上还周向具有环形的防水凸沿64，该防水凸沿64环绕中心孔62设置，外旋盖8的端面上还周向开设有环形的防水槽82，外旋盖8嵌入凹槽63内，且外旋盖8端面与凹槽63底面之间具有间隙，防水凸沿64嵌入防水槽82内，且防水凸沿64侧面与防水槽82槽壁之间具有间隙，通过封堵凸沿81与中心孔62之间的间隙、外旋盖8端面与凹槽63底面之间的间隙以及防水凸沿64与防水槽82槽壁之间的间隙，使得外旋盖8与防水盖6不接触，防水腔61与电机5前端外部连通。内旋盖9上具有筒状部91，该筒状部91内周面与电机轴51螺纹配合，且筒状部91插入轴承座52的通孔521内，筒状部91外周面与通孔521内壁之间具有间隙。轴承座52端面和防水盖6端面上均沿径向开设的条形槽，且轴承座52端面上的条形槽与防水盖6端面上的条形槽相对扣合形成进气孔65，进气孔65的外端与外部连通，内端与防水腔61连通，用于叶轮7转动时进气，当然也可以是直接在防水盖6侧面上或者轴承座52上开设进气孔65。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了机架1、底架11、安装座12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.立式雕铣机，包括机架(1)和至少一组设置在机架(1)上的加工组件，所述加工组件包括电机(5)，其特征在于，所述电机(5)的前端固定有防水盖(6)，所述防水盖(6)的内侧具有防水腔(61)，所述电机(5)的前端或者防水盖(6)上设有用于防水腔(61)进气的进气结构，电机轴(51)用于安装刀具的输出端穿过防水腔(61)并伸出防水盖(6)，所述电机轴(51)上固定有叶轮(7)，该叶轮(7)位于防水腔(61)内，且叶轮(7)出风的一侧朝向电机轴(51)输出端伸出的方向。

2.根据权利要求1所述的立式雕铣机，其特征在于，所述防水盖(6)呈筒状，在防水盖(6)的外端面上具有中心孔(62)，上述电机轴(51)的输出端从中心孔(62)伸出，所述叶轮(7)出风的一侧与中心孔(62)相对，所述电机轴(51)上还固定有能够对中心孔(62)进行封堵的外旋盖(8)。

3.根据权利要求2所述的立式雕铣机，其特征在于，所述外旋盖(8)端面上周向具有环形的封堵凸沿(81)，所述封堵凸沿(81)嵌入防水盖(6)的中心孔(62)内，且封堵凸沿(81)外周面与中心孔(62)孔壁之间具有间隙，所述叶轮(7)出风的一侧朝向封堵凸沿(81)外周面与中心孔(62)孔壁之间的间隙。

4.根据权利要求3所述的立式雕铣机，其特征在于，所述电机轴(51)的输出端外周面上具有外螺纹，所述叶轮(7)套设在电机轴(51)上并通过螺纹配合固定。

5.根据权利要求3或4所述的立式雕铣机，其特征在于，所述电机轴(51)上还套设有内旋盖(9)，所述内旋盖(9)与外旋盖(8)均通过螺纹配合固定在电机轴(51)上，所述叶轮(7)位于内旋盖(9)与外旋盖(8)之间，且内旋盖(9)与外端盖的封堵凸沿(81)分别抵靠在叶轮(7)的两端。

6.根据权利要求3或4所述的立式雕铣机，其特征在于，所述防水盖(6)外端面上具有凹槽(63)，上述中心孔(62)位于凹槽(63)底面上，在凹槽(63)的底面上还周向具有环形的防水凸沿(64)，所述外旋盖(8)的端面上还周向开设有环形的防水槽(82)，所述外旋盖(8)嵌入凹槽(63)内，且外旋盖(8)端面与凹槽(63)底面之间具有间隙，所述防水凸沿(64)嵌入防水槽(82)内，且防水凸沿(64)侧面与防水槽(82)槽壁之间具有间隙。

7.根据权利要求5所述的立式雕铣机，其特征在于，所述电机(5)的前端具有筒状的轴承座(52)，所述防水盖(6)固定在轴承座(52)的外端面上，且防水盖(6)与轴承座(52)之间形成上述防水腔(61)，所述轴承座(52)上具有通孔(521)，所述电机轴(51)穿过轴承座(52)的通孔(521)，所述内旋盖(9)对轴承座(52)的通孔(521)进行封堵。

8.根据权利要求7所述的立式雕铣机，其特征在于，所述内旋盖(9)上具有筒状部(91)，该筒状部(91)插入轴承座(52)的通孔(521)内，且筒状部(91)外周面与通孔(521)内壁之间具有间隙。

9.根据权利要求7所述的立式雕铣机，其特征在于，所述进气结构包括开设在轴承座(52)或者防水盖(6)上的进气孔(65)，且进气孔(65)位于叶轮(7)的后侧。

10.根据权利要求7所述的立式雕铣机，其特征在于，所述进气结构包括轴承座(52)端面和防水盖(6)端面上均沿径向开设的条形槽，且轴承座(52)端面上的条形槽与防水盖(6)端面上的条形槽相对扣合形成进气孔(65)。