CN111271453A - 一种用于动力刀座的涂层密封结构 - Google Patents

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邹运
胡晓东
全斌
沈超
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Abstract

本发明涉及一种用于动力刀座的涂层密封结构，包括刀座箱体、固设于刀座箱体上的法兰盘；法兰盘与刀座箱体之间装配有密封圈；法兰盘内套接有油封，油封套接于主轴上，且主轴与油封的接触区域上设置有耐磨涂层；本发明结构简单，在主轴上喷涂有耐磨涂层，该耐磨涂层位于油封与主轴的接触区域，在磨合初期，有效避免了主轴与油封内壁金属之间直接接触，可以起到良好的初期减磨效果，延长了主轴的使用寿命；同时，该耐磨涂层还有助于增强主轴的承载能力。

Description

一种用于动力刀座的涂层密封结构
技术领域
本发明属于动力刀座技术领域，尤其涉及一种用于动力刀座的涂层密封结构。
背景技术
动力刀座前端安装刀具，后端安装在动力刀塔上，主要使用在数控车床上，由动力刀座驱动刀具进行切削加工，因此刀座的密封性能对产品质量非常重要。目前使用的动力刀座密封形式，主要是以旋转密封圈和迷宫结构为主，密封圈起主密封作用防治切削液等流体进入到刀座箱体内部，迷宫起辅助密封作用，主要防治尺寸较大的其他杂质进入。
目前传统密封形式存在的缺陷如下：传统主轴采用合金钢制造，外圆经过渗碳淬火后磨削加工，外圆表面粗糙度和硬度都较低，与密封圈相互摩擦过程中存在磨损较为严重的问题，密封圈寿命低，最终导致密封结构失效造成产品损坏。
针对以上问题，故，有必要对其进行改进。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种结构简单，密封效果好，主轴与油封之间具有交底的摩擦系数，可大幅度提高产品使用寿命的用于动力刀座的涂层密封结构。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于动力刀座的涂层密封结构，包括刀座箱体、固设于刀座箱体上的法兰盘；法兰盘与刀座箱体之间装配有密封圈；法兰盘内套接有油封，油封套接于主轴上，且主轴与油封的接触区域上设置有耐磨涂层。
作为本发明的一种优选方案，所述主轴上套接有轴承，法兰盘内侧端面与轴承端面相抵。
作为本发明的一种优选方案，所述油封过盈配合的安装在法兰盘内，油封沿轴向与法兰盘的端面相抵。
作为本发明的一种优选方案，所述法兰盘前端安装有防水盘，防水盘套接于法兰盘的内孔里；防水盘与油封之间留有间隙。
作为本发明的一种优选方案，所述刀座箱体的固设于机床上，刀座箱体与机床连接处套接有定位密封圈。
作为本发明的一种优选方案，所述耐磨涂层为DLC涂层。
作为本发明的一种优选方案，所述DLC涂层的厚度为1～10μm。
作为本发明的一种优选方案，所述耐磨涂层为MoS2涂层。
作为本发明的一种优选方案，所述MoS2涂层的厚度为2～5μm。
作为本发明的一种优选方案，所述耐磨涂层为氮化钛涂层、氮碳化钛涂层和氮化鉻涂层中的一种。
本发明的有益效果是：
1.本发明结构简单，在主轴上喷涂有耐磨涂层，该耐磨涂层位于油封与主轴的接触区域，在磨合初期，有效避免了主轴与油封内壁金属之间直接接触，可以起到良好的初期减磨效果，延长了主轴的使用寿命；同时，该耐磨涂层还有助于增强主轴的承载能力；
2.本发明的法兰盘与刀座箱体之间装配有密封圈；密封圈可以起到静密封作用，防治切削液等流体进入到刀座箱体内部；
3.本发明的油封外圆与法兰盘内孔通过过盈配合固定，内侧与主轴外圆接触，工作时发生相对滑动摩擦起到密封作用，同时刀座箱体和法兰盘之间安装有密封圈实现静密封；
4.本发明的油封和主轴接触发生滑动摩擦以防止外界杂质进入箱体内部，起到密封作用，同时主轴上摩擦接触区外表面设计有高硬度、低摩擦系数的耐磨涂层；
5.本发明的油封过盈配合安装在法兰盘内，沿轴向与法兰盘端面相抵，只有密封唇口与回转运动的主轴相互接触；
6.本发明的耐磨涂层为DLC涂层，可有效提高主轴外圈的耐磨性和耐腐蚀性，改进了主轴与油封之间的的摩擦、改善了噪音；
7.本发明的耐磨涂层为MoS2涂层，由于MoS2涂层具有优良的润滑性、抗压性、抗腐蚀性和低温及热稳定性，能耐疲劳磨损、耐冲蚀磨损、耐磨粒磨损、耐粘着磨损；有利于延长主轴的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的侧视图；
图3为本发明实施例图2中A-A剖视图；
图4为本发明实施例图的油封与主轴装配示意图；
图中附图标记：油封1，法兰盘2，密封圈3，刀座箱体4，轴承5，主轴6，定位密封圈7，防水盘8，耐磨涂层10。
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，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，也可以是电连接；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：
如图1-4所示，本实施例提供的一种用于动力刀座的涂层密封结构，包括刀座箱体4、固设于刀座箱体4上的法兰盘2；法兰盘2与刀座箱体4之间装配有密封圈3；密封圈3可以起到静密封作用，防治切削液等流体进入到刀座箱体内部。
法兰盘2内套接有油封1，刀座箱体4后端固定在机床上，刀座箱体4与机床连接处套接有定位密封圈7；法兰盘2轴向压紧轴承，前端与法兰盘2对应的区域内安装油封1，主轴6上套接有轴承5，法兰盘2内侧端面与轴承5端面相抵；油封外圆与法兰盘内孔通过过盈配合固定，内侧与主轴外圆接触，工作时发生相对滑动摩擦起到密封作用，同时刀座箱体和法兰盘之间安装有密封圈实现静密封。
法兰盘2前端安装有防水盘8，防水盘8套接于法兰盘2的内孔里；防水盘8与油封1之间留有间隙。
油封1过盈配合的安装在法兰盘2内，油封1沿轴向与法兰盘2的端面相抵。只有密封唇口与回转运动的主轴相互接触。
油封1套接于主轴6上，且主轴6与油封1的接触区域上设置有耐磨涂层10；油封1内侧唇口与主轴6外圆上的涂层密封区域接触，回转时起到动密封作用；本发明结构简单，在主轴上喷涂有耐磨涂层，该耐磨涂层位于油封与主轴的接触区域，在磨合初期，有效避免了主轴与油封内壁金属之间直接接触，可以起到良好的初期减磨效果，延长了主轴的使用寿命；同时，该耐磨涂层还有助于增强主轴的承载能力。
具体的，耐磨涂层10为DLC涂层，其中DLC，是英文Diamond-like Carbon的简称，DLC涂层翻译成中文即为类金刚石涂层，是含有金刚石结构(sp3键)和石墨结构(sp2键)的亚稳非晶态物质，碳原子主要以sp3和sp2杂化键结合，具有耐磨性好、摩擦系数低、耐腐蚀性好等综合优良性能；结合到本方案中，耐磨涂层为DLC涂层，可有效提高主轴外圈的耐磨性和耐腐蚀性，改进了主轴与油封之间的的摩擦、改善了噪音；DLC涂层的厚度为1～10μm，本实施例中，DLC涂层的厚度为5μm；结构简单，与油封1结合力好。
实施例二：
本实施例中的耐磨涂层10为MoS2涂层；由于MoS2涂层具有很高的结合力，涂层致密、无接缝，即便在冲击或碰撞下也能确保涂层不脱落、不起皮、结合牢固，硬度可达7H，使用寿命长。
MoS2涂层具有优良的润滑性、抗压性、抗腐蚀性和低温及热稳定性等，能耐疲劳磨损、耐冲蚀磨损、耐磨粒磨损、耐粘着磨损。
MoS2涂层摩擦系数可低至0.06一0.08，可防止部件之间的咬合、降阻、及磨损、卡死，适用的温度、载荷及速度变化范围广，在高负荷应用场合中表现得尤为出色。
MoS2涂层能耐400℃高温，在高温下不会产生起皮、皱裂、变色、脱落问题，且在低温下不会脆化，仍然具有润滑特性。
具有优异的抗高温氧化能力和耐腐蚀能力，大大改善了主轴的耐磨性、耐腐蚀性和减摩性，从而延长了使用寿命；MoS2涂层的厚度为2～5μm；本实施例中，MoS2涂层的厚度为3μm。
本实施例的其它内容可以参照实施例一。
实施例三：
本实施例中的耐磨涂层10为氮化钛涂层、氮碳化钛涂层和氮化鉻涂层中的一种；在磨合初期，有效避免了主轴与油封内壁金属之间直接接触，可以起到良好的初期减磨效果，延长了主轴的使用寿命；同时，该耐磨涂层还有助于增强主轴的承载能力；具体的，本实施例中，耐磨涂层10的厚度为4μm。
本实施例的其它内容可以参照实施例一或实施例二。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记：油封1，法兰盘2，密封圈3，刀座箱体4，轴承5，主轴6，定位密封圈7，防水盘8，耐磨涂层10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)

1.一种用于动力刀座的涂层密封结构，其特征在于：包括刀座箱体(4)、固设于刀座箱体(4)上的法兰盘(2)；法兰盘(2)与刀座箱体(4)之间装配有密封圈(3)；法兰盘(2)内套接有油封(1)，油封(1)套接于主轴(6)上，且主轴(6)与油封(1)的接触区域上设置有耐磨涂层(10)。
2.根据权利要求1所述的一种用于动力刀座的涂层密封结构，其特征在于：所述主轴(6)上套接有轴承(5)，法兰盘(2)内侧端面与轴承(5)端面相抵。
3.根据权利要求1所述的一种用于动力刀座的涂层密封结构，其特征在于：所述油封(1)过盈配合的安装在法兰盘(2)内，油封(1)沿轴向与法兰盘(2)的端面相抵。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于动力刀座的涂层密封结构，其特征在于：所述法兰盘(2)前端安装有防水盘(8)，防水盘(8)套接于法兰盘(2)的内孔里；防水盘(8)与油封(1)之间留有间隙。
5.根据权利要求1所述的一种用于动力刀座的涂层密封结构，其特征在于：所述刀座箱体(4)的固设于机床上，刀座箱体(4)与机床连接处套接有定位密封圈(7)。
6.根据权利要求1所述的一种用于动力刀座的涂层密封结构，其特征在于：所述耐磨涂层(10)为DLC涂层。
7.根据权利要求6所述的一种用于动力刀座的涂层密封结构，其特征在于：所述DLC涂层的厚度为1～10μm。
8.根据权利要求1所述的一种用于动力刀座的涂层密封结构，其特征在于：所述耐磨涂层(10)为MoS2涂层。
9.根据权利要求8所述的一种用于动力刀座的涂层密封结构，其特征在于：所述MoS2涂层的厚度为2～5μm。
10.根据权利要求1所述的一种用于动力刀座的涂层密封结构，其特征在于：所述耐磨涂层(10)为氮化钛涂层、氮碳化钛涂层和氮化鉻涂层中的一种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112747119A (zh) * 2020-12-23 2021-05-04 北方民族大学 一种珩齿机珩轮架齿轮的密封结构

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CN112747119A (zh) * 2020-12-23 2021-05-04 北方民族大学 一种珩齿机珩轮架齿轮的密封结构

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