CN110732689A - 一种加工中心用高精度运转电主轴 - Google Patents

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张冠顺
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Abstract

本发明公开了一种加工中心用高精度运转电主轴，涉及电主轴技术领域，解决了现有的冷却套与定转子存在加工难度大、加工精度低或者成本较高的问题。包括壳体，壳体内设有定子，壳体内还转动连接有与定子相适配的转子轴，转子轴一端用于连接刀具，所述定子上绕其轴心均匀开设有若干贯穿其两端的冷却孔，所述转子轴的转子部分绕其轴心均匀开设有若干贯穿其两端的通风孔；定子槽数为冷却孔数的整数倍，定子与转子皆由若干圆片叠加成，圆片上皆开设有定位孔。达到了降低电主轴的加工难度，并较为低成本提高加工精度的效果。

Description

一种加工中心用高精度运转电主轴
技术领域
本发明涉及电主轴技术领域，特别涉及一种加工中心用高精度运转电主轴。
背景技术
电主轴是近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置。而电主轴本身就是直接将空心的电动机转子装在主轴上，定子通过冷却套固定在主轴箱体孔内，形成一个完整的主轴单元，通电后转子直接带动主轴运转。
但是，冷却套制造难度大，周期长，定转子冲片的圆度受模具等原因影响，导致定转子的同轴度在加工后有一定误差，气隙不均匀，而产生噪声较大等问题，故现有技术存在加工难度大、加工精度低或者成本较高的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种加工中心用高精度运转电主轴，其能降低电主轴的加工难度，并较为低成本的提高加工精度。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种加工中心用高精度运转电主轴，包括壳体，壳体内设有定子，壳体内还转动连接有与定子相适配的转子轴，转子轴一端用于连接刀具，所述定子上绕其轴心均匀开设有若干贯穿其两端的冷却孔，所述转子轴的转子部分绕其轴心均匀开设有若干贯穿其两端的通风孔；定子槽数为冷却孔数的整数倍，定子与转子皆由若干圆片叠加成，圆片上皆开设有定位孔。
更进一步地，相邻冷却孔圆心对应的圆心角为A，相邻定子圆片之间皆转动角度+A后放置，再于同一位置冲定位孔，按照定位孔位置最终叠放定子圆片。
更进一步地，相邻通风孔圆心对应的圆心角为B，相邻转子圆片之间皆转动角度+B后放置，再于同一位置冲定位孔，按照定位孔位置最终叠放转子圆片。
更进一步地，冷却孔内连接有用于流通冷却液的冷却管，相邻冷却管之间相连通，冷却液从顶部的冷却管向两侧分别从上至下或从下至下依次流过各个冷却管。
更进一步地，壳体远离刀具一端设有进液口和出液口，进液口与顶部冷却管相连通，出液口与底部两冷却管相连通。
更进一步地，所述进液口与冷却管之间连通有进液管，出液口与冷却管之间连通有出液管，进液管与出液管皆包括位于壳体中的L型管，L型管包括沿主轴长度方向的长管和沿主轴径向的短管，壳体内还连接有沿其长度方向设置的固定块，固定块抵接于L型管远离主轴轴心一侧。
更进一步地，固定块为固定于壳体远离刀具一端的环状结构，固定块与壳体相互靠近一侧开设与进液管、出液管外形相适配的放置槽。
更进一步地，所述转子轴上还连接有若干扇叶。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
通过在定子内直接连接冷却管，使得冷却介质离发热绕组距离更近，提高冷却效果；并通过在定子冲片冲压时即冲出冷却孔，叠压后即形成各个定子冷却孔，相较于冷却套或者冷却槽的加工更加方便，降低了加工成本和周期；定转子冲片旋转一定角度后再叠压，能提高定转子的同轴度，使气隙均匀，便于提高最终的产品质量；纯管道式的冷却液流通，避免了液体对壳体的侵蚀，更换管道即可更换冷却系统，提高了壳体与定子的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明中定端部的结构示意图；
图3是本发明中冷却管部分的连接结构示意图。
图中，1、壳体；2、定子；21、定位槽；22、弧形槽；3、转子轴；4、冷却管；41、U型管；411、凸缘；5、进液口；51、进液管；6、出液口；61、出液管；7、固定块；8、扇叶；9、螺纹筒；91、内缘；92、密封圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。
一种加工中心用高精度运转电主轴，如图1所示，包括壳体1，壳体1内固定有定子2，壳体1内还通过前后轴承转动连接有与定子2相适配的转子轴3，转子包括用于一端装夹刀具的芯轴以及固定于芯轴外的转子，电主轴将电机结构集成于主轴单元中，其换刀装置等具体结构属于现有技术，在此不做过多赘述。
如图1所示，定子2与转子均由冲片叠压而成，转子轴3上的转子部分绕其轴心均匀开设有若干贯穿其两端的通风孔，通风孔沿其轴向设置，加工时通过模具在每个冲片冲压时即冲出通风孔即可，转子轴3上套接有轴套，轴套外固定连接有若干通风扇叶8，使得转子轴3在转动时带动扇叶8转动，以带动空气从通风孔、定转子之间气隙等部分流动，提高散热效果。
如图1所示，定子2两端还分别固定有端盖，定子2绕其轴心均匀开设有若干贯穿其两端的冷却孔，冷却孔沿其轴向设置，即在每个冲片冲压时即冲出冷却孔，并在端盖对应位置钻孔；冷却孔内连接有用于流通冷却液的冷却管4，相邻冷却管4之间相连通，冷却液从顶部的冷却管4向两侧分别从上至下或从下至下依次流过各个冷却管4。
如图1所示，定子2槽数为冷却孔数的整数倍，转子槽数为通风孔数的整数倍，定子2与转子皆由若干圆片叠加成，圆片上皆开设有定位孔。本实施例中，定子2外周与转子外周皆均匀开设有沿其轴向设置的一V字型定位孔和三个弧形槽22。
如图1所示，相邻冷却孔圆心对应的圆心角为A，相邻定子2圆片之间皆转动角度+A后放置，再于同一位置冲定位孔，按照定位孔位置最终叠放定子2圆片。相邻通风孔圆心对应的圆心角为B，相邻转子圆片之间皆转动角度+B后放置，再于同一位置冲定位孔，按照定位孔位置最终叠放转子圆片。
如图1和图2所示，相邻冷却管4一体连接为U形，相邻的U形冷却管4之间通过U型管连接，使得冷却液来回流动于定子2两端之间。所有的冷却管4从定子2靠近刀具一端插入冷却孔中，并在另一端通过U型管固定，顶部与底部的两个U型管为三通管道。
如图1所示，壳体1远离刀具一端设有上侧的进液口5和下侧的出液口6，进液口5与顶部三通冷却管4相连通，出液口6与底部三通冷却管4相连通。
如图1所示，进液口5与冷却管4之间连通有进液管51，出液口6与冷却管4之间连通有出液管61，进液管51与出液管61皆包括位于壳体1中的L型管52，L型管52包括沿主轴长度方向的长管和沿主轴径向的短管，壳体1内还通过螺钉固定有沿其长度方向设置的固定块7，固定块7抵接于L型管52远离主轴轴心一侧，本实施例中，进/出液口6螺纹连接于进/出液管61外。
如图1所示，进液管51与出液管61皆包括长管以及分别连通于长管两端的短管，一短管与冷却管4连通，另一短管与进液口5或出液口6相连通，固定块7为固定于壳体1远离刀具一端的环状结构，其截面为L型，与壳体1的接触面沿进液管51与出液管61的轴线设置，固定块7与壳体1相互靠近一侧开设与进液管51、出液管61外形相适配的放置槽。
如图3所示，U型管插接于冷却管4中，冷却管4外端外周面上设有螺纹，U型管两端套设有与该螺纹相适配的螺纹筒，螺纹筒端部抵接于定子2远离刀具一端。U型管两端分别向外周方向延伸有凸缘，本实施例中，凸缘与U型管的端面之间有间距，螺纹筒内端向内周方向延伸有抵接至U型管外周面上的内缘。凸缘靠近冷却管4一侧设有密封圈，密封圈套设于U型管外，并夹紧于凸缘与冷却管4的端面之间。本实施例中，进/出液管61与顶/底部U型管之间的连接关系亦如上所述。
安装过程：
将U型的冷却管43从定子211一端插入，在定子211另一端通过U型管31将相邻的U型冷却管43相互连通；将定子211安装于壳体11内，将进/出液管61一端螺纹连接进/出液口6，另一端与对应三通冷却管43端部相连接，再通过螺钉固定固定块7，再完成剩余组件的安装。
冷却液从上端进液口533进入，分别进入两侧的冷却管43并依次向下方的冷却管43流动，最终从出液口634流出。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种加工中心用高精度运转电主轴，包括壳体（1），壳体（1）内设有定子（2），壳体（1）内还转动连接有与定子（2）相适配的转子轴（3），转子轴（3）一端用于连接刀具，其特征在于：所述定子（2）上绕其轴心均匀开设有若干贯穿其两端的冷却孔，所述转子轴（3）的转子部分绕其轴心均匀开设有若干贯穿其两端的通风孔；定子（2）槽数为冷却孔数的整数倍，定子（2）与转子皆由若干圆片叠加成，圆片上皆开设有定位孔。
2.根据权利要求1所述的一种加工中心用高精度运转电主轴，其特征在于：相邻冷却孔圆心对应的圆心角为A，相邻定子（2）圆片之间皆转动角度+A后放置，再于同一位置冲定位孔，按照定位孔位置最终叠放定子（2）圆片。
3.根据权利要求2所述的一种加工中心用高精度运转电主轴，其特征在于：相邻通风孔圆心对应的圆心角为B，相邻转子圆片之间皆转动角度+B后放置，再于同一位置冲定位孔，按照定位孔位置最终叠放转子圆片。
4.根据权利要求1或3所述的一种加工中心用高精度运转电主轴，其特征在于：冷却孔内连接有用于流通冷却液的冷却管（4），相邻冷却管（4）之间相连通，冷却液从顶部的冷却管（4）向两侧分别从上至下或从下至下依次流过各个冷却管（4）。
5.根据权利要求4所述的一种加工中心用高精度运转电主轴，其特征在于：壳体（1）远离刀具一端设有进液口（5）和出液口（6），进液口（5）与顶部冷却管（4）相连通，出液口（6）与底部两冷却管（4）相连通。
6.根据权利要求5所述的一种加工中心用高精度运转电主轴，其特征在于：所述进液口（5）与冷却管（4）之间连通有进液管（51），出液口（6）与冷却管（4）之间连通有出液管（61），进液管（51）与出液管（61）皆包括位于壳体（1）中的L型管，L型管包括沿主轴长度方向的长管和沿主轴径向的短管，壳体（1）内还连接有沿其长度方向设置的固定块（7），固定块（7）抵接于L型管远离主轴轴心一侧。
7.根据权利要求6所述的一种加工中心用高精度运转电主轴，其特征在于：固定块（7）为固定于壳体（1）远离刀具一端的环状结构，固定块（7）与壳体（1）相互靠近一侧开设与进液管（51）、出液管（61）外形相适配的放置槽。
8.根据权利要求7所述的一种加工中心用高精度运转电主轴，其特征在于：所述转子轴（3）上还连接有若干扇叶（8）。
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