CN112846930B - 一种数控机床 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种数控机床，包括主轴箱、轴向转动安装在主轴箱上的主轴、以及设置在主轴箱内用于驱使主轴转动的驱动电机；所述主轴伸出主轴箱的端部用于安装刀具，所述主轴箱在主轴伸出主轴箱端部所在的同侧端面上设置有至少一个喷淋口，所述主轴箱内设置有与喷淋口相通的切削液流道。本申请通过将切削液从主轴箱端面喷淋而出的方式，喷淋出的切削液能够稳定集中在主轴伸出主轴箱端部安装刀具的位置，以避免因动力头与工件之间的角度方位改变而切削液无法喷淋到刀具与工件之间接触位置的问题，进而提高了使用便利性。

Description

一种数控机床

技术领域

本申请涉及机床的技术领域，尤其是涉及一种数控机床。

背景技术

数控机床对工件进行加工时，先将工件固定在数控机床的夹具上，然后通过刀具动力头对工件进行加工。因此，数控机床不仅能够对工件进行铣削加工，还能够对工件的侧面或端面进行钻孔和攻丝等加工。

当数控机床对工件进行钻孔、铣端面、攻丝时，需要对刀具与工件的接触位置进行冷却降温，因此，一般采用在机床上设置万向管，通过万向管指向刀具与工件的接触位置，将切削液从万向管中喷出并喷淋在刀具与工件的接触位置，达到冷却降温和清洗碎屑的目的。

但数控机床的刀具动力头不仅需要垂直或水平对工件进行加工，还需要对工件进行斜面或者斜孔加工，若数控机床的刀具动力头每改变一次对工件的加工位置，都需要工作人员调节一次万向管的指向位置，造成使用便利性较低，因此存在一定的改进之处。

发明内容

为了提高使用便利性，本申请提供一种数控机床。

本申请提供的一种数控机床采用如下的技术方案：

一种数控机床，包括机床本体、以及设置在机床本体上的竖向移动机构，所述竖向移动机构朝向加工位置上设置有动力头安装刀架，所述动力头安装刀架包括安装箱体、轴向转动安装在安装箱体上的转动轴、以及固定在转动轴端部的动力头，所述安装箱体上设置有用于驱使转动轴转动的驱动机构，所述安装箱体上设置有用于限定转动轴转动动作的限位机构；

所述动力头包括主轴箱、轴向转动安装在主轴箱上的主轴、以及设置在主轴箱内用于驱使主轴转动的驱动电机，所述主轴伸出主轴箱的端部用于安装刀具，所述主轴箱在主轴伸出主轴箱端部所在的同侧端面上设置有至少一个喷淋口，所述主轴箱内设置有与喷淋口相通的切削液流道。

通过采用上述技术方案，主轴伸出主轴箱的端部安装刀具，驱动电机驱使主轴转动，以通过刀具对工件进行加工，本申请中，主轴箱在主轴伸出主轴箱端部所在的同侧端面上设置有至少一个喷淋口，切削液从切削液流道输入后能够从喷淋口喷淋而出，喷淋口设置在主轴箱上并且始终朝向刀具方向，因此，在刀具以垂直或水平对工件加工，或者刀具以斜向方向对工件加工，切削液均能够喷淋在刀具与工件的接触位置上，从而达到冷却降温和清洗碎屑的目的。

因此，本申请通过将切削液从主轴箱端面喷淋而出的方式，喷淋出的切削液能够稳定集中在主轴伸出主轴箱端部安装刀具的位置，以避免因动力头与工件之间的角度方位改变而切削液无法喷淋到刀具与工件之间接触位置的问题，进而提高了使用便利性。

可选的，所述限位机构包括同轴固定在主轴上的固定板、以及固定在主轴箱上的电磁盘，所述电磁盘围绕在主轴外，所述固定板和电磁盘之间依次设置有弹性垫片和磁性盘，所述弹性垫片和磁性盘套接在主轴上，所述磁性盘与电磁盘相对且保持有吸合间隙；

所述弹性垫片上周向设置有若干用于与磁性盘固定的第一固定件，所述弹性垫片上周向设置有若干用于与固定板固定且与第一固定件位置错开的第二固定件。

通过上述技术方案，电磁盘得电后能够产生磁吸力，进而能够将磁性盘进行吸引，弹性垫片产生形变后，磁性盘向电磁盘一侧移动并被电磁盘吸合，进而实现电磁盘对主轴的固定；在电磁盘不得电时，弹性垫片驱使磁性盘复位，磁性盘与电磁盘脱离，从而避免电磁盘对主轴的转动造成影响。

可选的，所述竖向移动机构包括竖向机架，所述竖向机架上沿竖直方向滑动安装有滑动架，所述滑动架上设置有朝向加工位置的动力头安装面、以及朝向偏离加工位置的驱动安装面，所述动力头安装刀架固定在动力头安装面上，所述竖向机架上设置有竖向驱动组件，所述竖向驱动组件用于与滑动架的驱动安装面相连以用于驱使滑动架竖向滑动。

通过上述技术方案，竖向机架上的竖向驱动组件朝向偏离加工位置，由此，加工位置产生的碎屑不易进入到竖向驱动组件中，提高滑动架沿竖向机架滑动的顺畅性。

可选的，所述喷淋口在主轴箱的端面上围绕主轴周向间隔分布，所述喷淋口上安装有万向管。

通过采用上述技术方案，喷淋口周向间隔分布在主轴箱的端面上，从而使得切削液从喷淋口更加稳定与均匀地喷淋在刀具与工件的接触位置，万向管设置在喷淋口上，因此，切削液能够经过喷淋口从万向管中喷出，通过万向管的方式，能够使得万向管更加精准的指向工件与刀具的接触位置，提高切削液喷淋的精确性。

可选的，所述主轴箱包括主箱体、以及通过螺栓安装在主箱体上的前端盖和后端盖，所述主轴通过轴承安装在前端盖和后端盖的中心位置。

通过采用上述技术方案，主轴通过轴承安装在前端盖和后端盖的中心位置，主轴的转动稳定性高，并且前端盖和后端盖通过螺栓安装的方式，方便前端盖和后端盖拆卸维修。

可选的，所述主箱体内设置有与喷淋口相通的第一流道，所述第一流道的数量与喷淋口相同，所述主箱体与前端盖之间的安装衔接面上形成有第二流道，所述第二流道逐一与每个第一流道相通，所述第一流道和第二流道形成所述切削液流道，所述主箱体上设置有与其中一个第一流道相通的进液口。

通过采用上述技术方案，上述结构设计中，只需要一个进液口即可实现全部喷淋口能够将切削液喷淋而出。

可选的，所述驱动电机包括电机外壳、定子和转子，所述电机外壳设置在主箱体内，所述电机外壳的外壁与主箱体的内壁相贴合，所述定子设置在电机外壳内，所述转子沿主轴轴向方向固定在主轴上，所述定子围绕转子设置，所述电机外壳的外壁上沿其轴向方向设置有螺旋槽，所述主箱体上开设有与螺旋槽一端槽口相通的进水口，所述主箱体上开设有与螺旋槽另一端槽口相通的出水口，所述进水口、螺旋槽和出水口之间形成水冷通道。

通过采用上述技术方案，上述驱动电机的结构设计中，将驱动电机置入到主箱体内实现对主轴的驱动，有效缩减了主轴箱的体积，进水口用于通入冷却水，冷却水从进水口进入，顺着螺旋槽后从出水口排出，通过进水口、螺旋槽和出水口之间形成水冷通道，能够将电机外壳进行降温，从而达到冷却主轴箱中驱动电机的目的。

可选的，所述主轴伸出主轴箱的端部开设有刀具安装口，所述主轴沿其轴向方向开设有安装腔，所述安装腔中设置有用于拉紧刀具安装口中刀具的夹紧组件，所述主轴箱的后端盖上设置有用于解除夹紧组件对刀具限定的推动气缸。

通过采用上述技术方案，夹紧组件用于夹紧置入到刀具安装口中的刀具，推动气缸用于与夹紧组件接触以接触对刀具的限定，通过上述方案，刀具在刀具安装口中的安装便利性高。

可选的，所述夹紧组件包括滑动安装在安装腔中的拉紧杆、以及安装在拉紧杆端部用于夹紧刀具的夹紧件，所述拉紧杆上套设有用于提供拉紧杆远离刀具安装口一侧弹力的弹性件，所述安装腔的内壁面设置有收拢面，所述夹紧件向远离刀具安装口一侧移动与收拢面抵触后收拢并夹紧刀具，所述推动气缸包括缸体、前缸盖和后缸盖，所述前缸盖固定安装在主轴箱的后端盖上，所述缸体被固定在前缸盖和后缸盖之间，所述缸体在前缸盖和后缸盖之间形成有活塞腔，所述前缸盖上滑移连接有沿活塞腔轴向方向滑动的活塞盘，所述前缸盖上设有与活塞腔相通的第一气口，所述后缸盖上设有与活塞腔相通的第二气口，所述活塞盘的中部位置连接有活塞推杆，所述活塞推杆与夹紧组件的拉紧杆相对以用于提供拉紧杆朝向刀具安装口一侧的推力。

通过采用上述技术方案，将刀具置入到刀具安装口中后，弹性件将驱使拉紧杆远离刀具安装口一侧移动，此时夹紧件与收拢面抵触后收拢夹紧刀具，从而达到对刀具固定的目的，上述结构设计简单，刀具安装便利性高且刀具安装稳定性高。在解除夹紧组件对刀具的限定时，只需要在第二气口中充气，活塞盘向前缸盖一侧滑动，活塞推杆抵在拉紧杆端部并将拉紧杆向刀具安装口一侧推动，夹紧件不与收拢面接触，进而解除对刀具的限定，此时，即可将刀具从刀具安装口中拿出。当刀具从刀具安装口中拿出口，在第一气口中充气，活塞盘向后缸盖一侧滑动，驱使活塞推杆复位，活塞推杆也不再施力于拉紧杆端部，拉紧杆在弹性件的作用下向远离刀具安装口一侧移动并复位。

可选的，所述活塞推杆沿其轴向方向开设有第一通气孔，所述前缸盖上设置有与第一通气孔相通的第一风冷气道，所述第一通气孔与后端盖的内腔相通，所述后端盖上开设有与主箱体相通的风冷槽；

所述主轴端部依次套设固定有第一固定环体和第二固定环体，所述前端盖上固定有围绕在第一固定环体外的第一支撑环体，所述第一固定环体与第一支撑环体之间形成有第一气流间隙；

所述第一支撑环体上固定有围绕在第二固定环体外的第二支撑环体，所述第二固定环体与第二支撑环体之间形成有第二气流间隙；

所述第二支撑环体的端面设置有安装槽口，所述安装槽口上压紧有围绕在第二固定环体外的导气环，所述导气环将安装槽口分割成与第二气流间隙相通的第三气流间隙、以及封闭的导气腔，所述导气环上沿周向方向开设有至少一个导气槽，所述导气槽一端与第三气流间隙相通且另一端与导气腔相通；

所述第二支撑环体上设置有与导气腔相通的第一气道，所述第一支撑环体上设置有与第一气道相通的第二气道，所述前端盖上设置有第二气道相通的第三气道，所述主箱体上设置有第三气道相通的第四气道；

所述前端盖与主轴之间形成有通气间隙，所述通气间隙、第一气流间隙、第二气流间隙、第三气流间隙、导气槽、导气腔、第一气道、第二气道、第三气道和第四气道形成与主箱体内腔相通的第二风冷气道；

所述拉紧杆沿其轴向方向贯穿有第二通气孔，所述活塞推杆具有与拉紧杆相抵使得第一通气孔与第二通气孔相通的第一状态，以及活塞推杆与拉紧杆脱离使得第一通气孔与后端盖内腔相通的第二状态。

通过采用上述技术方案，通过在第一风冷气道中通入气流，气流顺着第一风冷气道进入到第一通气孔，进而从第一通气孔进入到后端盖的内腔中，进而通过风冷槽进入到主箱体的内腔中，实现对驱动电机的风冷效果，进一步提高驱动电机的散热能力。充入到主箱体中的气流能够通过第二风冷气道排出到主轴箱外，不仅达到冷却驱动电机的目的，也能够通过第二风冷气道达到冷却主轴轴承、前端盖的目的。在活塞推杆处于与拉紧杆相抵的第一状态时，气流能够通过第二通气孔进入到刀具安装口中，由此在夹紧件松开对刀具的限定时，气流能够将刀具从刀具安装口中吹出，以方便刀具的拆卸；在活塞推杆处于与拉紧杆脱离的第二状态时，气流能够从第一通气孔进入到后端盖的内腔中，进而顺着后端盖内腔、主箱体内腔、第二风冷气道实现对主轴箱整体的风冷冷却。

附图说明

图1是本实施例中数控机床的结构示意图；

图2是本实施例中动力头安装刀架的安装示意图；

图3是本实施例中竖向驱动组件的结构示意图；

图4是本实施例中动力头安装刀架的结构示意图；

图5是本实施例中动力头安装刀架的剖视图；

图6是本实施例中限位机构的安装示意图；

图7是本实施例中限位机构的爆炸示意图；

图8是本实施例中动力头的整体结构示意图；

图9是本实施例中动力头的第一剖视图；

图10是本实施例中动力头的第二剖视图；

图11是本实施例中切削液在切削液流道中流动的状态示意图；

图12是本实施例中冷却水循环冷却的示意图；

图13是本实施例中驱动电机的结构示意图；

图14是本实施例中主轴的结构示意图；

图15是本实施例中推动气缸的结构示意图；

图16是本实施例中推动气缸在第二状态时气流的流动状态示意图；

图17是本实施例中气流在第二风冷气道中的流动示意图；

图18是本实施例中第二风冷气道的结构示意图；

图19是本实施例中导气环的结构示意图；

图20是本实施例中推动气缸在第一状态时气流的流动状态示意图；

附图标记说明：1、主轴箱；101、主箱体；102、前端盖；103、后端盖；104、安装位；105、喷淋口；106、切削液流道；1061、第一流道；1062、第二流道；1063、进液口；107、万向管；2、主轴；3、驱动电机；301、电机外壳；302、定子；303、转子；304、螺旋槽；305、进水口；306、出水口；4、刀具；5、刀具安装口；6、安装腔；7、夹紧组件；71、拉紧杆；72、夹紧件；721、卡头；722、卡爪；73、弹性件；74、阻挡面；75、锁紧螺母；76、收拢面；8、推动气缸；81、缸体；82、前缸盖；83、后缸盖；84、活塞腔；85、活塞盘；851、滑移柱；86、第一气口；87、第二气口；88、活塞推杆；89、第一通气孔；90、第一风冷气道；901、第一风道；902、第二风道；903、第三风道；9、限位块；10、风冷槽；11、第二通气孔；12、第一固定环体；13、第二固定环体；131、包边；14、第一支撑环体；15、第一气流间隙；16、挡圈；17、第一导气间隙；18、第二支撑环体；19、第二气流间隙；20、装配间隙；21、导气环；211、导气槽；22、第三气流间隙；23、导气腔；24、第一气道；25、第二气道；26、第三气道；27、第四气道；28、机床本体；29、夹具；30、横向移动机构；31、纵向移动机构；32、竖向移动机构；321、竖向机架；322、滑动架；3221、动力头安装面；3222、驱动安装面；33、动力头安装刀架；331、安装箱体；332、转动轴；333、动力头；34、竖向驱动组件；341、竖向驱动电机；342、驱动丝杆；343、驱动块；35、防护罩；36、驱动机构；37、限位机构；371、固定板；372、电磁盘；373、弹性垫片；374、磁性盘；375、第一固定件；376、第二固定件；377、槽口；38、端盖；39、圆锥滚子轴承；40、格圈；41、锁紧圈；42、转盘；43、减速机；44、连接轴；45、联轴器。

具体实施方式

以下结合附图1-20对本申请作进一步详细说明。

参照图1所示，一种数控机床，包括机床本体28，机床本体28上设置有用于夹持工件的夹具29，机床本体28上还设置有横向移动机构30，横向移动机构30上设置有纵向移动机构31，纵向移动机构31上设置有竖向移动机构32，竖向移动机构32上朝向加工位置（或工件位置）设置有动力头安装刀架33，动力头安装刀架33用于安装带有刀具的动力头333。由此，动力头安装刀架33能够在横向移动机构30、纵向移动机构31和竖向移动机构32的作用下进行x轴、y轴和z轴方向移动，进而实现动力头333上的刀具对工件的任意位置和角度的加工。

在一个实施例中，横向移动机构30和纵向移动机构31均采用由伺服电机驱动的丝杆滑台，本实施例中不作详细阐述。

结合图2和图3所示，竖向移动机构32包括竖向机架321，竖向机架321上沿竖直方向滑动安装有滑动架322，滑动架322呈半包围状设置在竖向机构上，滑动架322上设置有朝向加工位置的动力头安装面3221、以及朝向偏离加工位置的驱动安装面3222，动力头安装刀架33固定在滑动架322的动力头安装面3221上。

竖向机架321上设置有竖向驱动组件34，竖向驱动组件34用于与滑动架322的驱动安装面3222相连以用于驱使滑动架322竖向滑动。竖向驱动组件34包括竖向驱动电机341、驱动丝杆342和驱动块343，竖向驱动电机341固定在竖向机架321上，驱动丝杆342沿竖直方向设置在竖向机架321上，驱动丝杆342的两端转动安装在竖向机架321上，竖向驱动电机341连接在驱动丝杆342的端部，驱动丝杆342螺纹连接在驱动块343上，滑动架322的驱动安装面3222固定在驱动块343上。

本实施例中，竖向机架321上设置有包覆在驱动丝杆342外的防护罩35。

动力头安装刀架33用于安装动力头333，在动力头333需要对不同斜面或者斜孔进行加工时，动力头安装刀架33能够驱使动力头333转动，以使得动力头333适应不同斜面或者斜孔加工，无需对工件重新进行装夹。

结合图4和图5所示，动力头安装刀架33包括安装箱体331、转动轴332和动力头333，安装箱体331整体呈长筒状设置，转动轴332沿安装箱体331的轴向方向转动安装在安装箱体331上，动力头333固定在转动轴332端部，动力头333的刀头方向垂直于转动轴332的轴向方向，其中，安装箱体331上设置有用于驱使转动轴332转动的驱动机构36，安装箱体331上设置有用于限定转动轴332转动动作的限位机构37。

以下对转动轴332与安装箱体331之间的连接关系做如下阐述说明。

安装箱体331上设置有供转动轴332安装的安装腔室，转动轴332用于安装动力头333的一端具有阶梯台阶，转动轴332上依次套接有端盖38、圆锥滚子轴承39、格圈40、圆锥滚子轴承39和锁紧圈41，锁紧圈41通过螺丝固定在转动轴332上，因此锁紧圈41能够将圆锥滚子轴承39、格圈40、圆锥滚子轴承39、端盖38抵紧在转动轴332的阶梯台阶上，转动轴332通过圆锥滚子轴承39可转动地安装在安装腔室中，端盖38对安装腔室的开口进行封闭。

由此，转动轴332安装至安装箱体331上后，转动轴332的一端位于安装箱体331外，转动轴332的另一端位于安装箱体331内，转动轴332位于安装箱体331外的一端用于安装动力头333，具体的，转动轴332的端部通过螺栓固定有转盘42，动力头333通过螺栓固定在转盘42上。

驱动机构36设置在安装箱体331上用于驱使转动轴332转动，以下对驱动机构36与转动轴332之间的连接关系做如下阐述说明。

参照图5所示，安装箱体331上固定设置有减速机43，减速机43的输入端与驱动机构36相连，减速机43的输出端上连接有连接轴44，其中，连接轴44通过联轴器45连接在转动轴332的端部。

驱动机构36、减速机43、连接轴44和联轴器45依次沿转动轴332的轴向方向设置，在一个实施例中，驱动机构36采用驱动电机，驱动电机可以为伺服电机；在另一个实施例中，驱动机构36采用液压马达。因此，驱动机构36能够通过减速机43带动转动轴332正转或反转，即可将转动轴332端部的动力头333调整至合适的加工角度，进而限定机构限制转动轴332的转动动作，即可保证动力头333在加工过程中不会出现转动的情况。

参照图6和图7所示，限位机构37设置在安装箱体331内，限位机构37包括固定板371、电磁盘372、弹性垫片373和磁性盘374，固定板371通过螺栓固定在转动轴332的端部，固定板371的中心与转动轴332的轴心位于同一直线上，电磁盘372固定在安装箱体331内，电磁盘372围绕在转动轴332外。

其中，弹性垫片373和磁性盘374依次设置在固定板371和电磁盘372之间，弹性垫片373和磁性盘374套接在转动轴332上，弹性垫片373朝向固定板371一侧，磁性盘374朝向电磁盘372一侧。弹性垫片373有具有弹性的金属片制成，磁性盘374由具有磁性的材料制成，包括但不限于具有磁性的金属材质，或掺杂有磁性金属的非金属材质。

弹性垫片373上周向设置有若干用于与磁性盘374固定的第一固定件375，在一个实施例中，第一固定件375为铆钉，第一固定件375的数量设置有3个，3个第一固定件375间隔等间距设置。

其中，弹性垫片373上周向设置有若干用于与固定板371固定的第二固定件376，第二固定件376与第一固定件375位置错开，即在弹性垫片373的周向方向上，第一固定件375和第二固定件376间隔交错设置。在一个实施例中，第二固定件376为螺栓，第二固定件376的数量设置有3个，3个第二固定件376间隔等间距设置。第二固定件376的安装方式为，磁性盘374上开设有供第二固定件376穿过的沉孔，第二固定件376的栓体穿过磁性盘374的沉孔后，第二固定件376的栓体螺纹连接在固定板371上。

在弹性垫片373和磁性盘374安装完毕后，磁性盘374与电磁盘372相对设置，且磁性盘374与电磁盘372之间保持有吸合间隙。由此，电磁盘372得电后能够产生磁吸力，进而能够将磁性盘374进行吸引，弹性垫片373产生形变后，磁性盘374向电磁盘372一侧移动并被电磁盘372吸合，进而实现电磁盘372对转动轴332的固定；在电磁盘372不得电时，弹性垫片373驱使磁性盘374复位，磁性盘374与电磁盘372脱离，从而避免电磁盘37262对转动轴332的转动造成影响。

为了提高磁性盘374与电磁盘372之间的摩擦力，磁性盘374朝向电磁盘372的表面开设有至少一道槽口377。

参照图8和图9所示，动力头333包括主轴箱1、主轴2和驱动电机3，主轴2沿主轴箱1的轴向方向转动安装在主轴箱1上，主轴2的一个端部伸出到主轴箱1外，主轴2的一个端部位于主轴箱1内，主轴2伸出主轴箱1的端部用于安装刀具4，驱动电机3设置在主轴箱1内以用于驱使主轴2转动。

由此，通过将主轴箱1设置在数控机床上，驱动电机3驱使主轴2转动，主轴2端部的刀具4即可对工件进行加工，主轴箱1在数控机床上不仅可以垂直于工件，使得刀具4可以以垂直的角度对工件进行加工。主轴箱1也可以在数控机床上进行转动以倾斜于工件，使得刀具4可以以倾斜的角度对工件进行加工。其中，加工的方式包括但不限于钻孔、铣端面或攻丝等，只需要在主轴2的端部安装对应加工方式的刀具4即可。

主轴箱1包括主箱体101、前端盖102和后端盖103，主箱体101前端的中心位置设置有前安装口，前端盖102嵌装在前安装口中并通过螺栓固定在主箱体101的前端，主箱体101后端的中心位置设置有后安装口，后端盖103嵌装在后安装口中并通过螺栓固定在主箱体101的后端盖103。前端盖102和后端盖103的中心位置设置有安装位104，安装位104中嵌装有轴承，主轴2通过所述轴承安装在前端盖102和后端盖103中心位置的安装位104上。

参照图10和图11所示，主轴箱1在主轴2伸出主轴箱1端部所在的同侧端面上设置有至少一个喷淋口105，主轴箱1内设置有与每个喷淋口105相通的切削液流道106。本实施例中，喷淋口105的数量设置有四个，四个喷淋口105在主轴箱1的端面上围绕主轴2周向间隔分布，每个喷淋口105上均安装有万向管107。

切削液流道106的具体设置方式为，主箱体101内设置有与喷淋口105相通的第一流道1061，第一流道1061的数量与喷淋口105的数量相同，其中，主箱体101与前端盖102之间的安装衔接面上形成有第二流道1062，在一个实施例中，第二流道1062周向环形分布在主箱体101前安装口的内壁上，第二流道1062逐一与每个第一流道1061相通，由此，第一流道1061和第二流道1062形成所述切削液流道106，其中，主箱体101上设置有与其中一个第一流道1061相通的进液口1063。

本申请通过将喷淋口105设置在主轴箱1的端面上，万向管107对准主轴2端部安装的刀具4，切削液从进液口1063中输入后，切削液经过切削液流道106、喷淋口105从万向管107中喷淋而出，进而能够指向喷淋在刀具4上，在刀具4以垂直或水平对工件加工，或者刀具4以斜向方向对工件加工，切削液均能够喷淋在刀具4与工件的接触位置上，从而达到冷却降温和清洗碎屑的目的，并且每次调整刀具4与工件之间的加工角度之时，也无需每次调节万向管107的指向位置，提高了使用的便利性。

参照图12和图13所示，驱动电机3包括电机外壳301、定子302和转子303，电机外壳301设置在主箱体101内，电机外壳301的外壁与主箱体101的内壁相贴合，定子302设置在电机外壳301内，转子303沿主轴2轴向方向固定在主轴2上，定子302围绕转子303设置。本申请中，电机外壳301的外壁上沿其轴向方向设置有螺旋槽304，主箱体101上开设有与螺旋槽304一端槽口相通的进水口305，主箱体101上开设有与螺旋槽304另一端槽口相通的出水口306，进水口305、螺旋槽304和出水口306之间形成水冷通道。通过将冷却媒介如冷却水从进水口305进入，顺着螺旋槽304后从出水口306排出，通过进水口305、螺旋槽304和出水口306之间形成水冷通道，能够将电机外壳301进行降温，从而达到冷却主轴箱1中驱动电机3的目的。

参照图14和图15所示，主轴2伸出主轴箱1的端部开设有刀具安装口5，主轴2沿其轴向方向贯穿设有安装腔6，安装腔6的一端与刀具安装口5相通，安装腔6的另一端与后端盖103的内腔相通，安装腔6中设置有用于拉紧刀具安装口5中刀具4的夹紧组件7，主轴箱1的后端盖103上设置有用于解除夹紧组件7对刀具4限定的推动气缸8。

参照图14所示，夹紧组件7包括拉紧杆71、夹紧件72和弹性件73，拉紧杆71滑动安装在安装腔6中，夹紧件72安装在拉紧杆71的端部以用于夹紧刀具4，弹性件73套设在拉紧杆71上，弹性件73用于提供拉紧杆71远离刀具安装口5一侧的弹力，本实施例中，弹性件73采用叠置在安装腔6中的碟簧，安装腔6内设置有阻挡面74，拉紧杆71上安装有锁紧螺母75，弹性件73被夹设在阻挡面74和锁紧螺母75之间。

夹紧件72包括套设在拉紧杆71端部的卡头721、以及若干周向间隔分布在卡头721上的卡爪722，其中，安装腔6的内壁面上设置有收拢面76，夹紧件72向远离刀具安装口5一侧移动时，夹紧件72上的卡爪722能够与收拢面76进行抵触进而使得卡爪722收拢并夹紧刀具4。

由此，当需要安装刀具4时，首先需要通过推动气缸8推动拉紧杆71，驱使拉紧杆71向刀具安装口5一侧移动，此时，夹紧件72脱离收拢面76，夹紧件72的卡爪722能够向四周散开，弹性件73被压缩而积聚弹性势能。此时，将刀具4置入到刀具安装口5中，刀具4端部位于向四周散开的卡爪722形成的包围圈内，推动气缸8不再施力在拉紧杆71端部，拉紧杆71在弹性件73的作用下复位以向远离刀具安装口5一侧移动，进而向四周散开的卡爪722在收拢面76的作用下开始收拢，卡爪722夹紧刀具4的同时并将刀具4拉紧在刀具安装口5中，至此实现刀具4在刀具安装口5中的安装与固定。

值得说明的是，一方面，为确保刀具4在刀具安装口5中与主轴2之间的同轴度，刀具安装口5的内壁设置成锥面，在刀具4不断被拉进在刀具安装口5中时，刀具4的轴向方向不断趋近于主轴2的轴向方向。另一方面，为确保刀具4在刀具安装口5不会出现周向转动，刀具安装口5的槽口部位（即主轴2的端面）设置有限位块9，在刀具4安装在刀具安装口5中时，限位块9将与刀具4上的限位槽嵌合，进而达到刀具4在刀具安装口5中的周向限位。

参照图14和图15所示，推动气缸8包括缸体81、前缸盖82和后缸盖83，前缸盖82通过螺栓固定安装在主轴箱1的后端盖103上，缸体81被夹设在前缸盖82和后缸盖83之间，后缸盖83通过螺栓锁紧在前缸盖82上，从而使得缸体81被固定在前缸盖82和后缸盖83之间。

缸体81在前缸盖82和后缸盖83之间形成有活塞腔84，前缸盖82上滑移连接有沿活塞腔84轴向方向滑动的活塞盘85，即前缸盖82的中部位置开设有滑移腔，活塞盘85的中部具有与滑移腔滑移配合的滑移柱851，前缸盖82上设有与活塞腔84相通的第一气口86，后缸盖83上设有与活塞腔84相通的第二气口87，在第一气口86进气时，靠近前缸盖82的活塞腔84充气后能够推动活塞盘85向远离前缸盖82一侧移动。在第二气口87充气口，靠近后缸盖83的活塞腔84充气后能够推动活塞盘85向远离后缸盖83一侧移动。

在本申请中，为了提高第一气口86进气的便利性与主轴箱1的整体性，第一气口86顺着前缸盖82延伸至后端盖103和主箱体101上，使得第一气口86的一端开口设置在前缸盖82上以与活塞腔84相通，第二气口87的另一端开口设置在主箱体101上以方便接气管。同理，为了提高第二气口87进气的便利性与主轴箱1的整体性，第二气口87顺着后缸盖83延伸至后端盖103和主箱体101上，使得第二气口87的一端开口设置在后缸盖83上以与活塞腔84相通，第二气口87的另一端开口设置在主箱体101上以方便接气管。

其中，活塞盘85的中部位置连接有活塞推杆88，活塞推杆88穿设在前缸盖82上并延伸至后缸盖83的内腔中。活塞推杆88与夹紧组件7的拉紧杆71相对以用于提供拉紧杆71朝向刀具安装口5一侧的推力，从而实现夹紧组件7夹紧刀具4或松开对刀具4的限定。

参照图16所示，活塞推杆88沿其轴向方向开设有第一通气孔89，前缸盖82上设置有第一风冷气道90，从而第一通气孔89的一端与第一风冷气道90相通，第一通气孔89的另一端与后端盖103的内腔相通，其中，后端盖103上开设有与主箱体101相通的风冷槽10。由此，在第一风冷气道90中引入气流后，气流能够顺着第一通气孔89进入到后端盖103的内腔中，进而从后端盖103的内腔中进入到主箱体101的内腔中，从而实现对主箱体101中驱动电机3的风冷冷却，与上述的水冷方式形成对驱动电机3的双重冷却降温。

本实施例中，参照图16所示，第一风冷气道90的设置方式为，活塞盘85的滑移柱851上沿其轴向方向设置有第一风道901，第一风道901与第一通气孔89相通，前缸盖82的滑移腔的内壁上设置有环形的第二风道902，第二风道902与第一风道901相通，前缸盖82内还设置有与第二风道902相通的第三风道903，通过第一风道901、第二风道902和第三风道903形成所述第一风冷气道90。其中，第三风道903顺着前缸盖82延伸至后端盖103和主箱体101上，从而第三风道903的一端开口与第二风道902相通，第三风道903的另一端开口设置在主箱体101上用于外接气管。

值得说明的是，参照图16和图20所示，拉紧杆71沿其轴向方向贯穿有第二通气孔11，第二通气孔11贯穿拉紧杆71两端的端面，活塞推杆88具有与拉紧杆71相抵使得第一通气孔89与第二通气孔11相通的第一状态，以及活塞推杆88与拉紧杆71脱离使得第一通气孔89与后端盖103内腔相通的第二状态。由此，在活塞推杆88处于与拉紧杆71相抵的第一状态时，气流能够通过第二通气孔11进入到刀具安装口5中，在夹紧件72松开对刀具4的限定时，气流能够将刀具4从刀具安装口5中吹出，以方便刀具4的拆卸。在活塞推杆88处于与拉紧杆71脱离的第二状态时，气流能够从第一通气孔89进入到后端盖103的内腔中，进而顺着后端盖103内腔、主箱体101内腔、第二风冷气道实现对主轴箱1整体的风冷冷却。

参照图17和图18所示，为了实现进入到主箱体101内腔中的气流实现循环，本申请中，主轴2端部依次套设固定有第一固定环体12和第二固定环体13，前端盖102上固定有围绕在第一固定环体12外的第一支撑环体14，第一固定环体12与第一支撑环体14之间形成有第一气流间隙15。其中，前端盖102的轴承安装在前安装位104上，前端盖102上还安装有挡圈16，挡圈16与第一固定环体12之间形成有S字形的第一导气间隙17，第一导气间隙17与第一气流间隙15相通。

第一支撑环体14上固定有围绕在第二固定环体13外的第二支撑环体18，第二固定环体13与第二支撑环体18之间形成有第二气流间隙19。

第二支撑环体18的端面设置有安装槽口，安装槽口上压紧有围绕在第二固定环体13外的导气环21，导气环21将安装槽口分割成与第二气流间隙19相通的第三气流间隙22、以及封闭的导气腔23，导气环21上沿周向方向开设有至少一个导气槽211（参照图19所示），导气槽211一端与第三气流间隙22相通且另一端与导气腔23相通。第二支撑环体18上设置有与导气腔23相通的第一气道24，第一支撑环体14上设置有与第一气道24相通的第二气道25，前端盖102上设置有第二气道25相通的第三气道26，主箱体101上设置有第三气道26相通的第四气道27，第四气道27用于外接气管。

前端盖102与主轴2之间形成有通气间隙，通气间隙、第二导气间隙、第一气流间隙15、第二气流间隙19、第三气流间隙22、导气槽211、导气腔23、第一气道24、第二气道25、第三气道26和第四气道27形成与主箱体101内腔相通的第二风冷气道。

由此，在活塞推杆88处于与拉紧杆71脱离的第二状态时，气流能够从第一通气孔89进入到后端盖103的内腔中，进而顺着后端盖103内腔、主箱体101内腔、第二风冷气道实现对主轴箱1整体的风冷冷却，进而气流能够在主轴箱1内部循环流动起来，进而不仅能够带走驱动电机3产生的热量，也能够对安装主轴2的轴承、前端盖102的位置进行冷却降温，达到对主轴箱1整体降温的目的。

值得说明的是，参照图17所示，第二固定环体13的外边沿具有包边131，包边131围绕包覆住导气环21的外沿，包边131与导气环21的外边沿之间形成有装配间隙20，装配间隙20与第二气流间隙19相通。

在第二固定环体13随主轴2旋转时，装配间隙20是确保第二固定环体13与导气环21之间不会发生干涉，但当气流进入到第二风冷气道中时，一部分气流将从第二气流间隙19进入到装配间隙20中，进而将装配间隙20中的切削液吹出，从而避免飞溅的切削液进入到导气环21与第二固定环体13之间的装配间隙20中。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种数控机床，包括机床本体(28)、以及设置在机床本体(28)上的竖向移动机构(32)，其特征在于，所述竖向移动机构(32)朝向加工位置上设置有动力头安装刀架(33)，所述动力头安装刀架(33)包括安装箱体(331)、轴向转动安装在安装箱体(331)上的转动轴(332)、以及固定在转动轴(332)端部的动力头(333)，所述安装箱体(331)上设置有用于驱使转动轴(332)转动的驱动机构(36)，所述安装箱体(331)上设置有用于限定转动轴(332)转动动作的限位机构(37)；

所述动力头(333)包括主轴箱(1)、轴向转动安装在主轴箱(1)上的主轴(2)、以及设置在主轴箱(1)内用于驱使主轴(2)转动的驱动电机(3)，所述主轴(2)伸出主轴箱(1)的端部用于安装刀具(4)，所述主轴箱(1)在主轴(2)伸出主轴箱(1)端部所在的同侧端面上设置有至少一个喷淋口(105)，所述主轴箱(1)内设置有与喷淋口(105)相通的切削液流道(106)；

所述主轴箱(1)包括主箱体(101)、以及通过螺栓安装在主箱体(101)上的前端盖(102)和后端盖(103)，所述主轴(2)通过轴承安装在前端盖(102)和后端盖(103)的中心位置；所述主轴(2)伸出主轴箱(1)的端部开设有刀具安装口(5)，所述主轴(2)沿其轴向方向开设有安装腔(6)，所述安装腔(6)中设置有用于拉紧刀具安装口(5)中刀具(4)的夹紧组件(7)，所述主轴箱(1)的后端盖(103)上设置有用于解除夹紧组件(7)对刀具(4)限定的推动气缸(8)；

所述夹紧组件(7)包括滑动安装在安装腔(6)中的拉紧杆(71)、以及安装在拉紧杆(71)端部用于夹紧刀具(4)的夹紧件(72)，所述拉紧杆(71)上套设有用于提供拉紧杆(71)远离刀具安装口(5)一侧弹力的弹性件(73)，所述安装腔(6)的内壁面设置有收拢面(76)，所述夹紧件(72)向远离刀具安装口(5)一侧移动与收拢面(76)抵触后收拢并夹紧刀具(4)，所述推动气缸(8)包括缸体(81)、前缸盖(82)和后缸盖(83)，所述前缸盖(82)固定安装在主轴箱(1)的后端盖(103)上，所述缸体(81)被固定在前缸盖(82)和后缸盖(83)之间，所述缸体(81)在前缸盖(82)和后缸盖(83)之间形成有活塞腔(84)，所述前缸盖(82)上滑移连接有沿活塞腔(84)轴向方向滑动的活塞盘(85)，所述前缸盖(82)上设有与活塞腔(84)相通的第一气口(86)，所述后缸盖(83)上设有与活塞腔(84)相通的第二气口(87)，所述活塞盘(85)的中部位置连接有活塞推杆(88)，所述活塞推杆(88)与夹紧组件(7)的拉紧杆(71)相对以用于提供拉紧杆(71)朝向刀具安装口(5)一侧的推力；

所述活塞推杆(88)沿其轴向方向开设有第一通气孔(89)，所述前缸盖(82)上设置有与第一通气孔(89)相通的第一风冷气道(90)，所述第一通气孔(89)与后端盖(103)的内腔相通，所述后端盖(103)上开设有与主箱体(101)相通的风冷槽(10)；

所述主轴(2)端部依次套设固定有第一固定环体(12)和第二固定环体(13)，所述前端盖(102)上固定有围绕在第一固定环体(12)外的第一支撑环体(14)，所述第一固定环体(12)与第一支撑环体(14)之间形成有第一气流间隙(15)；

所述第一支撑环体(14)上固定有围绕在第二固定环体(13)外的第二支撑环体(18)，所述第二固定环体(13)与第二支撑环体(18)之间形成有第二气流间隙(19)；

所述第二支撑环体(18)的端面设置有安装槽口，所述安装槽口上压紧有围绕在第二固定环体(13)外的导气环(21)，所述导气环(21)将安装槽口分割成与第二气流间隙(19)相通的第三气流间隙(22)、以及封闭的导气腔(23)，所述导气环(21)上沿周向方向开设有至少一个导气槽(211)，所述导气槽(211)一端与第三气流间隙(22)相通且另一端与导气腔(23)相通；

所述第二支撑环体(18)上设置有与导气腔(23)相通的第一气道(24)，所述第一支撑环体(14)上设置有与第一气道(24)相通的第二气道(25)，所述前端盖(102)上设置有第二气道(25)相通的第三气道(26)，所述主箱体(101)上设置有第三气道(26)相通的第四气道(27)；

所述前端盖(102)与主轴(2)之间形成有通气间隙，所述通气间隙、第一气流间隙(15)、第二气流间隙(19)、第三气流间隙(22)、导气槽(211)、导气腔(23)、第一气道(24)、第二气道(25)、第三气道(26)和第四气道(27)形成与主箱体(101)内腔相通的第二风冷气道；

所述拉紧杆(71)沿其轴向方向贯穿有第二通气孔(11)，所述活塞推杆(88)具有与拉紧杆(71)相抵使得第一通气孔(89)与第二通气孔(11)相通的第一状态，以及活塞推杆(88)与拉紧杆(71)脱离使得第一通气孔(89)与后端盖(103)内腔相通的第二状态。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于，所述限位机构(37)包括同轴固定在主轴上的固定板(371)、以及固定在主轴箱上的电磁盘(372)，所述电磁盘(372)围绕在主轴外，所述固定板(371)和电磁盘(372)之间依次设置有弹性垫片(373)和磁性盘(374)，所述弹性垫片(373)和磁性盘(374)套接在主轴上，所述磁性盘(374)与电磁盘(372)相对且保持有吸合间隙；

所述弹性垫片(373)上周向设置有若干用于与磁性盘(374)固定的第一固定件(375)，所述弹性垫片(373)上周向设置有若干用于与固定板(371)固定且与第一固定件(375)位置错开的第二固定件(376)。

3.根据权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于，所述竖向移动机构(32)包括竖向机架(321)，所述竖向机架(321)上沿竖直方向滑动安装有滑动架(322)，所述滑动架(322)上设置有朝向加工位置的动力头安装面(3221)、以及朝向偏离加工位置的驱动安装面(3222)，所述动力头安装刀架(33)固定在动力头安装面(3221)上，所述竖向机架(321)上设置有竖向驱动组件(34)，所述竖向驱动组件(34)用于与滑动架(322)的驱动安装面(3222)相连以用于驱使滑动架(322)竖向滑动。

4.根据权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于，所述喷淋口(105)在主轴箱(1)的端面上围绕主轴(2)周向间隔分布，所述喷淋口(105)上安装有万向管(107)。

5.根据权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于，所述主箱体(101)内设置有与喷淋口(105)相通的第一流道(1061)，所述第一流道(1061)的数量与喷淋口(105)相同，所述主箱体(101)与前端盖(102)之间的安装衔接面上形成有第二流道(1062)，所述第二流道(1062)逐一与每个第一流道(1061)相通，所述第一流道(1061)和第二流道(1062)形成所述切削液流道(106)，所述主箱体(101)上设置有与其中一个第一流道(1061)相通的进液口(1063)。

6.根据权利要求1所述的一种数控机床，其特征在于，所述驱动电机(3)包括电机外壳(301)、定子(302)和转子(303)，所述电机外壳(301)设置在主箱体(101)内，所述电机外壳(301)的外壁与主箱体(101)的内壁相贴合，所述定子(302)设置在电机外壳(301)内，所述转子(303)沿主轴(2)轴向方向固定在主轴(2)上，所述定子(302)围绕转子(303)设置，所述电机外壳(301)的外壁上沿其轴向方向设置有螺旋槽(304)，所述主箱体(101)上开设有与螺旋槽(304)一端槽口相通的进水口(305)，所述主箱体(101)上开设有与螺旋槽(304)另一端槽口相通的出水口(306)，所述进水口(305)、螺旋槽(304)和出水口(306)之间形成水冷通道。

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