CN113290399A - 一种数控车床用直驱主轴单元 - Google Patents

一种数控车床用直驱主轴单元 Download PDF

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张毅
陈卫
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Abstract

本发明公开了一种数控车床用直驱主轴单元，包括主轴，该主轴通过前轴承和后轴承支撑在主轴箱体和后轴承盖上，在主轴上靠近其后端的位置连接有后接盘，该后接盘上连接有制动盘，该制动盘与制动器相配合，制动器连接在刹车支架上，该刹车支架连接在主轴箱体上；在主轴箱体内靠近主轴中部的位置设置有电动机，该电动机的定子固定在主轴箱体上，该电动机的转子安装在主轴上。本发明将主轴的驱动改为电动机直接驱动，一方面减少了传动机构，整体体积更小，另一方面减少了传动机构的功率损耗，驱动效率更高；同时本发明中设了制动盘和制动器，可通过制动器作用于制动盘，使主轴快速止动，有效避免了电动机停止时主轴的惯性旋转，提高了运转精度。

Description

一种数控车床用直驱主轴单元
技术领域
本发明涉及机床设备技术领域，具体涉及一种数控车床用直驱主轴单元。
背景技术
通过数十年的高速发展，国内数控机床现已在经济型、普及型领域完全满足市场需求。而中高端数控机床目前尚不能满足市场需求，基本上依赖进口设备。同时，随着制造业的不断发展与进步，对数控机床细分领域的要求也是越来越多。譬如，近年来5G行业、光学领域的迅猛发展对数控车床提出了高速、高精、主轴高速稳定等要求。
但是现有的车床主轴单元，主轴的转动和停止都是依靠电动机的作用实现，这样当电动机停止作用时，主轴由于惯性作用仍会旋转，同时由于电动机的止动力矩小于刀具的加工力矩，当电动机停止时刀具仍会作用，造成工件过加工，导致加工误差较大。
发明内容
针对目前存在的技术问题，本发明提供一种数控车床用直驱主轴单元，以解决现有技术中的问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种数控车床用直驱主轴单元，包括主轴，该主轴通过前轴承和后轴承支撑在主轴箱体和后轴承盖上，该后轴承盖连接在所述主轴箱体的后端，在所述主轴上靠近其后端的位置连接有后接盘，该后接盘上连接有制动盘，该制动盘与制动器相配合，所述制动器连接在刹车支架上，该刹车支架连接在所述主轴箱体上；
在所述主轴箱体内靠近所述主轴中部的位置设置有电动机，该电动机的定子固定在所述主轴箱体上，该电动机的转子安装在所述主轴上；
在所述后轴承盖的后端连接有磁头安装块，该磁头安装块上安装有磁性编码器，该磁性编码器和磁头安装块均位于编码器罩内；
在所述主轴上位于所述前轴承前端的位置处套设有前迷宫盘，该前迷宫盘的一端抵在所述前轴承的内圈上，另一端抵在所述主轴的轴肩上，所述前迷宫盘上套设有前端盖，该前端盖的一侧端面抵在所述前轴承的外圈和所述主轴箱体上。
上述技术方案，将主轴的驱动改为电动机直接驱动，一方面减少了传动机构，整体体积更小，另一方面减少了传动机构的功率损耗，驱动效率更高；同时本发明中设了制动盘和制动器，可通过制动器作用于制动盘，使主轴快速止动，有效避免了电动机停止时主轴的惯性旋转，提高了运转精度。同时可通过磁性编码器对主轴旋转过程中的转数与倾转角度进行监测。
优选地，在所述前迷宫盘的外周上分布有第一锯齿槽，在所述前端盖上对应该第一锯齿槽的位置设有第一凹槽，该第一凹槽与所述第一锯齿槽相连通。
该方案，第一锯齿槽和第一凹槽相当于甩水槽的作用，主轴旋转过程中切屑液和其他液体可从第一锯齿槽甩出，避免液体进入轴承内部。
优选地，在所述主轴上靠近其前端的位置处套设有前罩盖，该前罩盖与所述前端盖在轴向上固接，在所述前罩盖的内圈分布有第二凹槽，在所述主轴上与所述前罩盖相配合处的外周面上分布有第二锯齿槽，该第二锯齿槽与所述第二凹槽相连通。
该方案，和第一凹槽与第一锯齿槽的作用相同，主轴旋转过程中切屑液可从第二锯齿槽甩出后进入第二凹槽，有效避免切屑液进入轴承内部。
优选地，在所述主轴上套设有前挡圈，在所述主轴上螺接有前锁紧螺母，所述前锁紧螺母和前挡圈位于所述电动机和所述前轴承之间，且所述前挡圈的一端抵在所述前轴承上，另一端抵在所述前锁紧螺母上。
优选地，在所述主轴上套设有后迷宫盘，该后迷宫盘的一端抵在所述后接盘上，另一端抵在所述后轴承内圈上。
优选地，在所述主轴上还螺接有后锁紧螺母，该后锁紧螺母位于所述后迷宫盘和后接盘之间的位置，且所述后锁紧螺母与所述后迷宫盘相抵。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明将主轴的驱动改为电动机直接驱动，一方面减少了传动机构，整体体积更小，另一方面减少了传动机构的功率损耗，驱动效率更高；同时本发明中设了制动盘和制动器，可通过制动器作用于制动盘，使主轴快速止动，有效避免了电动机停止时主轴的惯性旋转，提高了运转精度。
附图说明：
图1为本发明第一实施例的示意图；
图2为图1中I处放大图；
图3为本发明第二实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一
如附图1和附图2所示的第一实施例，包括主轴1，该主轴1的前端通过前轴承5支撑安装在主轴箱体2上，主轴1靠近其后端的位置套设有后轴承9，后轴承9安装在后轴承盖12内，该后轴承盖12连接在主轴箱体2的后端，在主轴箱体2内靠近主轴1中部的位置设置有电动机10，该电动机10的定子固定在主轴箱体2上，该电动机10的转子通过胀套安装在主轴1上，通过电动机10实现对主轴1的直接驱动，减少了传统驱动方式的中间传动机构。
在主轴1上位于前轴承5前端的位置处套设有前迷宫盘6，该前迷宫盘6的一端抵在前轴承5的内圈上，另一端抵在主轴1的轴肩上，前迷宫盘6上套设有前端盖7，从图1中看，该前端盖7的左端端面抵在前轴承5的外圈和主轴箱体2的前端面上，前端盖7的右端端面与前罩盖8抵接，前端盖7与主轴箱体2抵接的端面上设密封圈，前罩盖8是套设在主轴1上靠近其前端的位置处的，同时该前罩盖8与前端盖7在轴向上通过螺钉连接。
从图2可看出，在前迷宫盘6的外周上分布有第一锯齿槽32，在前端盖7上对应该第一锯齿槽32的位置设有第一凹槽31，该第一凹槽31与第一锯齿槽32相连通，这样在主轴1旋转过程中切屑液或其他液体可通过第一锯齿槽32甩出至第一凹槽内，避免液体进入轴承内部。
同样的，在前罩盖8的内圈分布有第二凹槽41，在主轴1上与前罩盖8相配合处的外周面上分布有第二锯齿槽42，该第二锯齿槽42与第二凹槽41相连通，这样在主轴1旋转过程中切屑液或其他液体可通过第二锯齿槽42甩出至第二凹槽41内，避免液体进入轴承内部。
在主轴1上套设有前挡圈3，在主轴1上螺接有前锁紧螺母4，前锁紧螺母4和前挡圈3位于电动机10和前轴承5之间，且前挡圈3的一端抵在前轴承5上，另一端抵在前锁紧螺母4上。
在主轴1上套设有后迷宫盘13和后挡圈11，后挡圈11的一端抵在主轴1的轴肩上，另一端抵在后轴承9上，后迷宫盘13的一端抵在后轴承9内圈上，另一端抵在后接盘19上，同时后轴承盖12的内圈还与该后迷宫盘13相配合。在后轴承盖12的后端连接有磁头安装块15，该磁头安装块15上安装有磁性编码器，该磁性编码器和磁头安装块15均位于编码器罩14内，编码器罩14连接在后轴承盖12和后接盘19上。
后接盘19套设在主轴1上靠近其后端的位置处，后接盘19与主轴1之间通过键连接，该后接盘19上通过连接螺钉连接有制动盘18，该制动盘18与制动器17相配合，制动器18连接在刹车支架16上，该刹车支架16连接在主轴箱体2上，还包括后端盖20，后端盖20与后接盘19在轴向上通过连接螺钉连接。
其他未具体说明的可参考现有技术，在此不做详细描述。
实施例二
在图3所示的第二实施例中，电动机10的转子的安装方式不同，本实施例中电动机10的转子右端是抵在主轴1的轴肩上的，其左端是抵在转子锁紧螺母100上，转子锁紧螺母100是螺接在主轴1上的，以此对电动机10的转子进行固定。同时本实施例与上一个实施例不同之处还在于，在主轴1上还螺接有后锁紧螺母21，该后锁紧螺母21位于后接盘19和后迷宫盘13之间，且该后锁紧螺母21的右端与后迷宫盘13的左端相抵，本实施例中的其他结构与上一个实施例相同。
以上描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种数控车床用直驱主轴单元，包括主轴(1)，该主轴(1)通过前轴承(5)和后轴承(9)支撑在主轴箱体(2)和后轴承盖(12)上，该后轴承盖(12)连接在所述主轴箱体(2)的后端，其特征在于：在所述主轴(1)上靠近其后端的位置连接有后接盘(19)，该后接盘(19)上连接有制动盘(18)，该制动盘(18)与制动器(17)相配合，所述制动器(18)连接在刹车支架(16)上，该刹车支架(16)连接在所述主轴箱体(2)上；
在所述主轴箱体(2)内靠近所述主轴(1)中部的位置设置有电动机(10)，该电动机(10)的定子固定在所述主轴箱体(2)上，该电动机(10)的转子安装在所述主轴(1)上；
在所述后轴承盖(12)的后端连接有磁头安装块(15)，该磁头安装块(15)上安装有磁性编码器，该磁性编码器和磁头安装块(15)均位于编码器罩(14)内；
在所述主轴(1)上位于所述前轴承(5)前端的位置处套设有前迷宫盘(6)，该前迷宫盘(6)的一端抵在所述前轴承(5)的内圈上，另一端抵在所述主轴(1)的轴肩上，所述前迷宫盘(6)上套设有前端盖(7)，该前端盖(7)的一侧端面抵在所述前轴承(5)的外圈和所述主轴箱体(2)上。
2.根据权利要求1所述的一种数控车床用直驱主轴单元，其特征在于：在所述前迷宫盘(6)的外周上分布有第一锯齿槽(32)，在所述前端盖(7)上对应该第一锯齿槽(32)的位置设有第一凹槽(31)，该第一凹槽(31)与所述第一锯齿槽(32)相连通。
3.根据权利要求1所述的一种数控车床用直驱主轴单元，其特征在于：在所述主轴(1)上靠近其前端的位置处套设有前罩盖(8)，该前罩盖(8)与所述前端盖(7)在轴向上固接，在所述前罩盖(8)的内圈分布有第二凹槽(41)，在所述主轴(1)上与所述前罩盖(8)相配合处的外周面上分布有第二锯齿槽(42)，该第二锯齿槽(42)与所述第二凹槽(41)相连通。
4.根据权利要求2或3所述的一种数控车床用直驱主轴单元，其特征在于：在所述主轴(1)上套设有前挡圈(3)，在所述主轴(1)上螺接有前锁紧螺母(4)，所述前锁紧螺母(4)和前挡圈(3)位于所述电动机(10)和所述前轴承(5)之间，且所述前挡圈(3)的一端抵在所述前轴承(5)上，另一端抵在所述前锁紧螺母(4)上。
5.根据权利要求4所述的一种数控车床用直驱主轴单元，其特征在于：在所述主轴(1)上套设有后迷宫盘(13)，该后迷宫盘(13)的一端抵在所述后接盘(19)上，另一端抵在所述后轴承(9)内圈上。
6.根据权利要求5所述的一种数控车床用直驱主轴单元，其特征在于：在所述主轴(1)上还螺接有后锁紧螺母(21)，该后锁紧螺母(21)位于所述后迷宫盘(13)和后接盘(19)之间的位置，且所述后锁紧螺母(21)与所述后迷宫盘(13)相抵。
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