CN113681100A - 一种用于多线切割机的主轴卸载装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于多线切割机的主轴卸载装置及其工作方法，装置包括传动侧卸载结构、主轴部件和操作侧卸载结构，传动侧卸载结构包括传动侧角接触球轴承对、传动侧套筒和传动侧卸载套，主轴部件包括槽轮外套、连接螺栓组、主轴钢芯、传动侧主轴、锁紧螺栓和操作侧主轴，操作侧卸载结构包括操作侧角接触球轴承对、操作侧套筒和操作侧卸载套。本发明在槽轮外套和主轴钢芯之间增加了传动侧卸载结构和操作侧卸载结构，能够把作用在槽轮外套上的金刚石线张力卸载到机架上，避免了主轴旋转部件因受到金刚石线的张力作用而产生弯曲变形，降低了主轴部分在转动时对机床产生的振动影响，保证了多线的均匀排布，提高了机床的加工精度和运行稳定性。

Description

一种用于多线切割机的主轴卸载装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及多线切割加工设备技术领域，具体而言，尤其涉及一种用于多线切割机的主轴卸载装置及其工作方法。

背景技术

多线切割是一种通过金属丝的高速往复运动，把磨料带入半导体加工区域进行研磨，将半导体等硬脆材料一次同时切割为数百片薄片的一种新型切割加工方法。多线切割机在切割过程中，效率更高、精度更高、损失更小，对于切割一些贵重、超硬材料有着很大的优势，近十年来已取代传统的内圆切割成为硅片切割加工的主要方式。

线切割加工质量有两个重要指标：一是线切割加工精度，二是加工表面质量。当多线张力过大时，容易超出金属丝的弹性变形范围，加工时往复摩擦频繁，导致加工质量降低，因此线切割加工张力应控制在合理的范围内，以便于获得较好的加工质量。实际生产时多线的张力作用导致主轴旋转部件相对机架发生弯曲变形，使得多线排布不再均匀，在机床运转过程中振动加剧，从而影响机床加工精度、加工质量和运行稳定性，因此，在多线切割领域，急需一种能够把主轴所受张力有效去除的卸载装置。

发明内容

根据上述提出的实际生产时线的张力作用导致主轴旋转部件相对机架发生弯曲变形，使得多线排布不再均匀，在机床运转过程中振动加剧，从而影响机床加工精度、加工质量和运行稳定性的技术问题，而提供一种用于多线切割机的主轴卸载装置及其工作方法。本发明主要通过在槽轮外套和主轴钢芯之间增加传动侧卸载结构和操作侧卸载结构，主轴转动时绕在v型槽上的多线张力作用在槽轮外套上，继而传递到传动侧角接触球轴承对和操作侧角接触球轴承对上，再传递到传动侧卸载套和操作侧卸载套上，最终把力传递到机架上，从而实现把槽轮承受的大载荷转移到机架和地面上，即本发明能够在主轴运转时把作用在槽轮外套上的金刚石线张力卸载到机架上，避免了主轴旋转部件因受到金刚石线的张力作用而产生弯曲变形，降低了主轴部分在转动时对机床产生的振动影响，保证了多线的均匀排布，提高了机床加工精度和运行稳定性。

本发明采用的技术手段如下：

一种用于多线切割机的主轴卸载装置，包括：

主轴部件，包括槽轮外套、连接螺栓组、主轴钢芯、位于机床传动侧的传动侧主轴、锁紧螺栓和位于机床操作侧的操作侧主轴，传动侧主轴一端与驱动电机相连，另一端通过锁紧螺栓与操作侧主轴相连，传动侧主轴和操作侧主轴的内端共同与主轴钢芯接触连接，主轴钢芯通过连接螺栓组与槽轮外套相连；槽轮外套为空心圆柱体；

传动侧卸载结构，与机架传动侧固定连接，其内部与传动侧主轴外部转动连接，外部与槽轮外套内部转动连接；

操作侧卸载结构，与机架操作侧固定连接，其内部与操作侧主轴外部转动连接，外部与槽轮外套内部转动连接；

驱动电机驱动传动侧主轴旋转，锁紧螺栓带动操作侧主轴同步旋转，传动侧主轴和操作侧主轴共同驱动主轴钢芯转动，主轴钢芯通过连接螺栓组带动槽轮外套同步转动，在驱动电机驱动下，主轴部件整体高速旋转；主轴部件转动时，绕在槽轮外套上的多线高速运动，多线的巨大张力作用在槽轮外套上，继而经槽轮外套传递到传动侧卸载结构和操作侧卸载结构上，最终把力传递到机架上，从而将槽轮外套承受的大载荷转移到机架和地面上，避免主轴部件因受到多线的张力作用产生弯曲变形。

进一步地，所述传动侧卸载结构包括传动侧角接触球轴承对、传动侧套筒和传动侧卸载套，传动侧角接触球轴承对的外圈与槽轮外套一侧内部过盈配合，内圈与传动侧卸载套一侧外部过盈配合，传动侧卸载套另一侧与机架的传动侧相连，传动侧卸载套的外部套设有传动侧套筒，传动侧套筒位于机架侧壁与传动侧角接触球轴承对侧壁之间；传动侧角接触球轴承对由传动侧套筒和传动侧卸载套的外部轴肩实现轴向定位。

进一步地，所述操作侧卸载结构包括操作侧角接触球轴承对、操作侧套筒和操作侧卸载套，操作侧角接触球轴承对的外圈与槽轮外套另一侧内部过盈配合，内圈与操作侧卸载套一侧外部过盈配合，操作侧卸载套另一侧与机架的操作侧相连，操作侧卸载套的外部套设有操作侧套筒，操作侧套筒位于机架侧壁与操作侧角接触球轴承对侧壁之间；操作侧角接触球轴承对由操作侧套筒和操作侧卸载套的外部轴肩实现轴向定位。

进一步地，所述机架的传动侧开有第一圆孔，传动侧卸载套与机架的第一圆孔内壁接触连接，传动侧卸载套的左端面通过多个第一螺栓组固定连接有第一端盖，多个第一螺栓组在第一端盖左端面呈圆周均匀分布。

进一步地，所述传动侧卸载套套设在传动侧主轴外部，与传动侧主轴之间连接有第一角接触球轴承对和第二角接触球轴承对，第一角接触球轴承对与第一端盖内壁之间设有第一垫圈，第一角接触球轴承对和第二角接触球轴承对之间设有第一中间大隔套，第一垫圈、第一中间大隔套和第一角接触球轴承对、第二角接触球轴承对的外圈与传动侧卸载套内部过盈配合；传动侧卸载套右端设有内部轴肩，第一角接触球轴承对和第二角接触球轴承对的外圈由第一垫圈、第一中间大隔套和传动侧卸载套的内部轴肩实现轴向定位；

传动侧主轴右端设有外部轴肩并在左端部分外轮廓攻有外螺纹，外螺纹与第一径向锁紧螺母进行螺纹连接，第一角接触球轴承对和第二角接触球轴承对间还设有第一中间小隔套，第一中间小隔套和第一角接触球轴承对、第二角接触球轴承对的内圈与传动侧主轴外部过盈配合；第一角接触球轴承对和第二角接触球轴承对的内圈由第一径向锁紧螺母、第一中间小隔套和传动侧主轴的外部轴肩实现轴向定位。

进一步地，所述机架的操作侧开有第二圆孔，操作侧卸载套与机架的第二圆孔内壁接触连接，操作侧卸载套的右端面通过多个第二螺栓组固定连接有第二端盖，多个第二螺栓组在第二端盖右端面呈圆周均匀分布。

进一步地，所述操作侧卸载套套设在操作侧主轴外部，与操作侧主轴之间连接有第三角接触球轴承对和第四角接触球轴承对，第四角接触球轴承对与第二端盖内壁之间设有第二垫圈，第三角接触球轴承对和第四角接触球轴承对之间设有第二中间大隔套，第二垫圈、第二中间大隔套和第三角接触球轴承对、第四角接触球轴承对的外圈与操作侧卸载套内部过盈配合；操作侧卸载套左端设有内部轴肩，第三角接触球轴承对和第四角接触球轴承对的外圈由第二垫圈、第二中间大隔套和操作侧卸载套的内部轴肩实现轴向定位；

操作侧主轴左端设有外部轴肩并在右端部分外轮廓攻有外螺纹，该外螺纹与第二径向锁紧螺母进行螺纹连接，第三角接触球轴承对和第四角接触球轴承对还设有第二中间小隔套，第二中间小隔套和第三角接触球轴承对、第四角接触球轴承对的内圈与操作侧主轴外部过盈配合；第三角接触球轴承对和第四角接触球轴承对的内圈由第二径向锁紧螺母、第二中间小隔套和操作侧主轴的外部轴肩实现轴向定位。

进一步地，所述槽轮外套外轮廓开有多排小v型槽以实现金刚石线的缠绕，主轴钢芯为空心回转体，连接螺栓组设有多个且均匀分布在槽轮外套中部的圆周面上以实现槽轮外套和主轴钢芯的连接作用，槽轮外套和主轴钢芯分别开有对应的沉头孔和螺纹孔。

进一步地，所述主轴钢芯左端内表面与传动侧主轴右端外表面锥面接触形成第一接触锥面，传动侧主轴右端中心开有螺纹孔，与锁紧螺栓头部进行螺纹连接；

所述主轴钢芯右端内表面与操作侧主轴左端外表面锥面接触形成第二接触锥面，操作侧主轴中心开有长螺纹孔，与锁紧螺栓尾部螺纹连接；

所述第一接触锥面和所述第二接触锥面与水平方向的夹角小于所述主轴钢芯的摩擦角；

主轴钢芯、传动侧主轴和操作侧主轴的材质相同。

本发明还提供了一种用于多线切割机的主轴卸载装置的工作方法，包括如下步骤：

由驱动电机带动传动侧主轴旋转，锁紧螺栓带动操作侧主轴同步旋转，同时在第一接触锥面、第二接触锥面的作用下，主轴钢芯同步转动，通过连接螺栓组带动槽轮外套同步转动，在驱动电机驱动下，主轴部件整体高速旋转，传动侧角接触球轴承对和操作侧角接触球轴承对的外圈随着槽轮外套旋转，第一径向锁紧螺母、第一中间小隔套、第一角接触球轴承对和第二角接触球轴承对的内圈随着传动侧主轴旋转，第二径向锁紧螺母、第二中间小隔套、第三角接触球轴承对和第四角接触球轴承对的内圈随着操作侧主轴旋转，第一垫圈、第一中间大隔套、第一角接触球轴承对和第二角接触球轴承对的外圈、传动侧角接触球轴承对的内圈同传动侧卸载套固定不动，第二垫圈、第二中间大隔套、第三角接触球轴承对和第四角接触球轴承对的外圈、操作侧角接触球轴承对的内圈同操作侧卸载套固定不动，绕在槽轮外套v型槽上的多线高速运动，金刚石多线的巨大张力作用在槽轮外套上，继而传递到传动侧角接触球轴承对和操作侧角接触球轴承对上，再传递到传动侧卸载套和操作侧卸载套上，最终把力传递到机架上，机架本身占整个机床大部分重量且由地面支撑，可有效地把力卸载掉，从而避免主轴钢芯因受到大载荷而产生弯曲变形，降低主轴部分在转动时对机床产生的振动影响，保证多线的均匀排布，提高机床的加工精度、加工质量和运行稳定性。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的用于多线切割机的主轴卸载装置及其工作方法，在槽轮外套和主轴钢芯之间增加了传动侧卸载结构和操作侧卸载结构，主轴转动时绕在v型槽上的多线张力作用在槽轮外套上，继而传递到传动侧角接触球轴承对和操作侧角接触球轴承对上，再传递到传动侧卸载套和操作侧卸载套上，最终把力传递到机架上，从而实现把槽轮承受的大载荷转移到机架和地面上，即本发明能够在主轴运转时把作用在槽轮外套上的金刚石线张力卸载到机架上，避免了主轴旋转部件因受到金刚石线的张力作用而产生弯曲变形，降低了主轴部分在转动时对机床产生的振动影响，保证了多线的均匀排布，提高了机床加工精度和运行稳定性。

综上，应用本发明的技术方案能够解决现有技术中实际生产时线的张力作用导致主轴旋转部件相对机架发生弯曲变形，使得多线排布不再均匀，在机床运转过程中振动加剧，从而影响机床加工精度、加工质量和运行稳定性的问题。

基于上述理由本发明可在多线切割等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明沿主轴中心竖直剖切的整体结构剖视图。

图2为本发明的左视图。

图3为本发明中传动侧主轴、主轴钢芯和传动侧主轴的结构剖视图。

图4为本发明中第一端盖、传动侧套筒和传动侧卸载套的结构示意图。

图中：1、传动侧主轴；2、第一径向锁紧螺母；3、第一垫圈；4、传动侧卸载套；5、机架；6、第一中间大隔套；7、第一中间小隔套；8、传动侧套筒；9、传动侧角接触球轴承对；10、槽轮外套；11、主轴钢芯；12、连接螺栓组；13、操作侧角接触球轴承对；14、锁紧螺栓；15、操作侧套筒；16、操作侧卸载套；17、第二端盖；18、第二垫圈；19、第二径向锁紧螺母；20、操作侧主轴；21、第二螺栓组；22、第四角接触球轴承对；23、第二中间大隔套；24、第二中间小隔套；25、第三角接触球轴承对；26、第二角接触球轴承对；27、第一角接触球轴承对；28、第一螺栓组；29、第一端盖。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图所示，本发明提供了一种用于多线切割机的主轴卸载装置，包括：

主轴部件，包括槽轮外套10、连接螺栓组12、主轴钢芯11、位于机床传动侧的传动侧主轴1、锁紧螺栓14和位于机床操作侧的操作侧主轴20，传动侧主轴1一端与驱动电机相连，另一端通过锁紧螺栓14与操作侧主轴20相连，传动侧主轴1和操作侧主轴20的内端共同与主轴钢芯11接触连接，主轴钢芯11通过连接螺栓组12与槽轮外套10相连；槽轮外套10为空心圆柱体；

传动侧卸载结构，与机架5传动侧固定连接，其内部与传动侧主轴1外部转动连接，外部与槽轮外套10左端内部转动连接；

操作侧卸载结构，与机架5操作侧固定连接，其内部与操作侧主轴20外部转动连接，外部与槽轮外套10右端内部转动连接；

驱动电机驱动传动侧主轴1旋转，锁紧螺栓14带动操作侧主轴20同步旋转，传动侧主轴1和操作侧主轴20共同驱动主轴钢芯11转动，主轴钢芯11通过连接螺栓组12带动槽轮外套10同步转动，在驱动电机驱动下，主轴部件整体高速旋转；主轴部件转动时，绕在槽轮外套10上的多线高速运动，多线的巨大张力作用在槽轮外套10上，继而经槽轮外套10传递到传动侧卸载结构和操作侧卸载结构上，最终把力传递到机架5上，从而将槽轮外套10承受的大载荷转移到机架5和地面上，避免主轴部件因受到多线的张力作用产生弯曲变形。

作为优选的实施方式，所述传动侧卸载结构包括传动侧角接触球轴承对9、传动侧套筒8和传动侧卸载套4，传动侧角接触球轴承对9的外圈与槽轮外套10一侧内部过盈配合，内圈与传动侧卸载套4一侧外部过盈配合，传动侧卸载套4另一侧与机架5的传动侧相连，传动侧卸载套4的外部套设有传动侧套筒8，传动侧套筒8位于机架5侧壁与传动侧角接触球轴承对9侧壁之间；传动侧角接触球轴承对9由传动侧套筒8和传动侧卸载套4的外部轴肩实现轴向定位。

作为优选的实施方式，所述操作侧卸载结构包括操作侧角接触球轴承对13、操作侧套筒15和操作侧卸载套16，操作侧角接触球轴承对13的外圈与槽轮外套10另一侧内部过盈配合，内圈与操作侧卸载套16一侧外部过盈配合，操作侧卸载套16另一侧与机架5的操作侧相连，操作侧卸载套16的外部套设有操作侧套筒15，操作侧套筒15位于机架5侧壁与操作侧角接触球轴承对13侧壁之间；操作侧角接触球轴承对13由操作侧套筒15和操作侧卸载套16的外部轴肩实现轴向定位。

作为优选的实施方式，所述机架5的传动侧开有第一圆孔，传动侧卸载套4与机架5的第一圆孔内壁接触连接，传动侧卸载套4的左端面通过多个第一螺栓组28固定连接有第一端盖29，多个第一螺栓组28在第一端盖29左端面呈圆周均匀分布。

作为优选的实施方式，所述传动侧卸载套4套设在传动侧主轴1外部，与传动侧主轴1之间从左至右连接有第一角接触球轴承对27和第二角接触球轴承对26，第一角接触球轴承对27与第一端盖29内壁之间设有第一垫圈3，第一角接触球轴承对27和第二角接触球轴承对26之间设有第一中间大隔套6，第一垫圈3、第一中间大隔套6和第一角接触球轴承对27、第二角接触球轴承对26的外圈与传动侧卸载套4内部过盈配合；传动侧卸载套4右端设有内部轴肩，第一角接触球轴承对27和第二角接触球轴承对26的外圈由第一垫圈3、第一中间大隔套6和传动侧卸载套4的内部轴肩实现轴向定位；

传动侧主轴1右端设有外部轴肩并在左端部分外轮廓攻有外螺纹，外螺纹与第一径向锁紧螺母2进行螺纹连接，第一角接触球轴承对27和第二角接触球轴承对26间还设有第一中间小隔套7，第一中间小隔套7和第一角接触球轴承对27、第二角接触球轴承对26的内圈与传动侧主轴1外部过盈配合；第一角接触球轴承对27和第二角接触球轴承对26的内圈由第一径向锁紧螺母2、第一中间小隔套7和传动侧主轴1的外部轴肩实现轴向定位。

作为优选的实施方式，所述机架5的操作侧开有第二圆孔，操作侧卸载套16与机架5的第二圆孔内壁接触连接，操作侧卸载套16的右端面通过多个第二螺栓组21固定连接有第二端盖17，多个第二螺栓组21在第二端盖17右端面呈圆周均匀分布。

作为优选的实施方式，所述操作侧卸载套16套设在操作侧主轴20外部，与操作侧主轴20之间从左至右连接有第三角接触球轴承对25和第四角接触球轴承对22，第四角接触球轴承对22与第二端盖17内壁之间设有第二垫圈18，第三角接触球轴承对25和第四角接触球轴承对22之间设有第二中间大隔套23，第二垫圈18、第二中间大隔套23和第三角接触球轴承对25、第四角接触球轴承对22的外圈与操作侧卸载套16内部过盈配合；操作侧卸载套16左端设有内部轴肩，第三角接触球轴承对25和第四角接触球轴承对22的外圈由第二垫圈18、第二中间大隔套23和操作侧卸载套16的内部轴肩实现轴向定位；

操作侧主轴20左端设有外部轴肩并在右端部分外轮廓攻有外螺纹，该外螺纹与第二径向锁紧螺母19进行螺纹连接，第三角接触球轴承对25和第四角接触球轴承对22还设有第二中间小隔套24，第二中间小隔套24和第三角接触球轴承对25、第四角接触球轴承对22的内圈与操作侧主轴20外部过盈配合；第三角接触球轴承对25和第四角接触球轴承对22的内圈由第二径向锁紧螺母19、第二中间小隔套24和操作侧主轴20的外部轴肩实现轴向定位。

作为优选的实施方式，所述槽轮外套10外轮廓开有多排小v型槽以实现金刚石线的缠绕，主轴钢芯11为空心回转体，连接螺栓组12设有多个且均匀分布在槽轮外套10中部的圆周面上以实现槽轮外套10和主轴钢芯11的连接作用，槽轮外套10和主轴钢芯11分别开有对应的沉头孔和螺纹孔。

作为优选的实施方式，所述主轴钢芯11左端内表面与传动侧主轴1右端外表面锥面接触形成第一接触锥面，传动侧主轴1右端中心开有螺纹孔，与锁紧螺栓14头部进行螺纹连接；

所述主轴钢芯11右端内表面与操作侧主轴20左端外表面锥面接触形成第二接触锥面，操作侧主轴20中心开有长螺纹孔，与锁紧螺栓14尾部螺纹连接；

所述第一接触锥面和所述第二接触锥面与水平方向的夹角小于所述主轴钢芯11的摩擦角；

主轴钢芯11、传动侧主轴1和操作侧主轴20的材质相同。

实施例1

如图1-4所示，本实施例提供了一种用于多线切割机的主轴卸载装置，包括传动侧卸载结构、主轴部件和操作侧卸载结构，传动侧卸载结构包括传动侧角接触球轴承对9、传动侧套筒8和传动侧卸载套4，机床的传动侧为连接电机的一端，机床的操作侧为工人师傅装卸工件的一端，主轴部件包括槽轮外套10、连接螺栓组12、主轴钢芯11、传动侧主轴1、锁紧螺栓14和操作侧主轴20，传动侧主轴1左端连有驱动电机，机架5的传动侧和操作侧都开有圆孔来装配主轴部件，机架5的操作侧上方开有一部分矩形区域用于工人师傅装卸工件，操作侧卸载结构包括操作侧角接触球轴承对13、操作侧套筒15和操作侧卸载套16，槽轮外套10为空心圆柱体，传动侧角接触球轴承对9的外圈与槽轮外套10内部过盈配合，传动侧角接触球轴承对9的内圈与传动侧卸载套4外部过盈配合，传动侧角接触球轴承对9由传动侧套筒8和传动侧卸载套4的外部轴肩实现轴向定位，操作侧角接触球轴承对13的外圈与槽轮外套10内部过盈配合，操作侧角接触球轴承对13的内圈与操作侧卸载套16外部过盈配合，操作侧角接触球轴承对13由操作侧套筒15和操作侧卸载套16的外部轴肩实现轴向定位。

具体的，传动侧卸载套4与机架5直接接触，传动侧卸载套4的左端面连有第一端盖29并由第一螺栓组28固定连接，第一螺栓组28在第一端盖29左端面呈圆周均匀分布；传动侧卸载套4与传动侧主轴1之间连有第一角接触球轴承对27和第二角接触球轴承对26，传动侧卸载套4设有内部轴肩，第一角接触球轴承对27和第二角接触球轴承对26的外圈由第一垫圈3、第一中间大隔套6和传动侧卸载套4的内部轴肩实现轴向定位，第一垫圈3，第一中间大隔套6和第一角接触球轴承对27、第二角接触球轴承对26的外圈与传动侧卸载套4内部过盈配合，传动侧主轴1设有外部轴肩并在部分外轮廓攻有螺纹，第一角接触球轴承对27和第二角接触球轴承对26的内圈由第一径向锁紧螺母2、第一中间小隔套7和传动侧主轴1的外部轴肩实现轴向定位，第一径向锁紧螺母2与传动侧主轴1进行螺纹连接，第一中间小隔套7和第一角接触球轴承对27、第二角接触球轴承对26的内圈与传动侧主轴1外部过盈配合；操作侧卸载套16与机架5直接接触，右端面连有第二端盖17并由第二螺栓组21固定连接，第二螺栓组21在第二端盖17右端面呈圆周均匀分布；操作侧卸载套16与操作侧主轴20之间连有第三角接触球轴承对25和第四角接触球轴承对22，操作侧卸载套16设有内部轴肩，第三角接触球轴承对25和第四角接触球轴承对22的外圈由第二垫圈18、第二中间大隔套23和操作侧卸载套16的内部轴肩实现轴向定位，第二垫圈18，第二中间大隔套23和第三角接触球轴承对25、第四角接触球轴承对22的外圈与操作侧卸载套16内部过盈配合，操作侧主轴20设有外部轴肩并在部分外轮廓攻有螺纹，第三角接触球轴承对25和第四角接触球轴承对22的内圈由第二径向锁紧螺母19、第二中间小隔套24和操作侧主轴20的外部轴肩实现轴向定位，第二径向锁紧螺母19与操作侧主轴20进行螺纹连接，第二中间小隔套24和第三角接触球轴承对25、第四角接触球轴承对22的内圈与操作侧主轴20外部过盈配合。

槽轮外套10外轮廓开有一排排小v型槽以实现金刚石线的缠绕，主轴钢芯11为空心回转体，连接螺栓组12在槽轮外套10中心圆周均匀分布，把槽轮外套10和主轴钢芯11相连接，槽轮外套10和主轴钢芯11分别开有对应的沉头孔和螺纹孔；主轴钢芯11左端内表面与传动侧主轴1右端外表面锥面接触形成第一接触锥面，传动侧主轴1右端中心开有螺纹孔，与锁紧螺栓14头部螺纹连接；主轴钢芯11右端内表面与操作侧主轴20左端外表面锥面接触形成第二接触锥面，操作侧主轴20中心开有长螺纹孔，与锁紧螺栓14尾部螺纹连接；主轴钢芯11、传动侧主轴1和操作侧主轴20的材质相同，第一接触锥面和第二接触锥面与水平方向的夹角(如图3中的α)小于主轴钢芯11的摩擦角，当主轴钢芯11有向两侧方向运动的趋势时，传动侧主轴1和操作侧主轴20外端由端盖固定，不会沿轴向运动，从而使传动侧主轴1和操作侧主轴20能够阻止主轴钢芯11向两侧运动，以实现主轴钢芯11的轴向固定。

本发明在使用时，由驱动电机带动传动侧主轴1旋转，锁紧螺栓14带动操作侧主轴20同步旋转，同时在第一接触锥面、第二接触锥面的作用下，主轴钢芯11同步转动，通过连接螺栓组12带动槽轮外套10同步转动，在驱动电机驱动下，主轴部件整体高速旋转，传动侧角接触球轴承对9和操作侧角接触球轴承对13的外圈随着槽轮外套10旋转，第一径向锁紧螺母2、第一中间小隔套7、第一角接触球轴承对27和第二角接触球轴承对26的内圈随着传动侧主轴1旋转，第二径向锁紧螺母19、第二中间小隔套24、第三角接触球轴承对25和第四角接触球轴承对22的内圈随着操作侧主轴20旋转，第一垫圈3、第一中间大隔套6、第一角接触球轴承对27和第二角接触球轴承对26的外圈、传动侧角接触球轴承对9的内圈同传动侧卸载套4固定不动，第二垫圈18、第二中间大隔套23、第三角接触球轴承对25和第四角接触球轴承对22的外圈、操作侧角接触球轴承对13的内圈同操作侧卸载套16固定不动，绕在槽轮外套10v型槽上的多线高速运动，金刚石多线的巨大张力作用在槽轮外套10上，继而传递到传动侧角接触球轴承对9和操作侧角接触球轴承对13上，再传递到传动侧卸载套4和操作侧卸载套16上，最终把力传递到机架5上，机架5本身占整个机床大部分重量且由地面支撑，因此可以有效地把力卸载掉，从而避免了主轴钢芯11因受到大载荷而产生弯曲变形，降低了主轴部分在转动时对机床产生的振动影响，保证了多线的均匀排布，提高了机床的加工精度、加工质量和运行稳定性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于多线切割机的主轴卸载装置，其特征在于，包括：

主轴部件，包括槽轮外套(10)、连接螺栓组(12)、主轴钢芯(11)、位于机床传动侧的传动侧主轴(1)、锁紧螺栓(14)和位于机床操作侧的操作侧主轴(20)，传动侧主轴(1)一端与驱动电机相连，另一端通过锁紧螺栓(14)与操作侧主轴(20)相连，传动侧主轴(1)和操作侧主轴(20)的内端共同与主轴钢芯(11)接触连接，主轴钢芯(11)通过连接螺栓组(12)与槽轮外套(10)相连；槽轮外套(10)为空心圆柱体；

传动侧卸载结构，与机架(5)传动侧固定连接，其内部与传动侧主轴(1)外部转动连接，外部与槽轮外套(10)内部转动连接；

操作侧卸载结构，与机架(5)操作侧固定连接，其内部与操作侧主轴(20)外部转动连接，外部与槽轮外套(10)内部转动连接；

驱动电机驱动传动侧主轴(1)旋转，锁紧螺栓(14)带动操作侧主轴(20)同步旋转，传动侧主轴(1)和操作侧主轴(20)共同驱动主轴钢芯(11)转动，主轴钢芯(11)通过连接螺栓组(12)带动槽轮外套(10)同步转动，在驱动电机驱动下，主轴部件整体高速旋转；主轴部件转动时，绕在槽轮外套(10)上的多线高速运动，多线的巨大张力作用在槽轮外套(10)上，继而经槽轮外套(10)传递到传动侧卸载结构和操作侧卸载结构上，最终把力传递到机架(5)上，从而将槽轮外套(10)承受的大载荷转移到机架(5)和地面上，避免主轴部件因受到多线的张力作用产生弯曲变形。

2.根据权利要求1所述的用于多线切割机的主轴卸载装置，其特征在于，所述传动侧卸载结构包括传动侧角接触球轴承对(9)、传动侧套筒(8)和传动侧卸载套(4)，传动侧角接触球轴承对(9)的外圈与槽轮外套(10)一侧内部过盈配合，内圈与传动侧卸载套(4)一侧外部过盈配合，传动侧卸载套(4)另一侧与机架(5)的传动侧相连，传动侧卸载套(4)的外部套设有传动侧套筒(8)，传动侧套筒(8)位于机架(5)侧壁与传动侧角接触球轴承对(9)侧壁之间；传动侧角接触球轴承对(9)由传动侧套筒(8)和传动侧卸载套(4)的外部轴肩实现轴向定位。

3.根据权利要求1或2所述的用于多线切割机的主轴卸载装置，其特征在于，所述操作侧卸载结构包括操作侧角接触球轴承对(13)、操作侧套筒(15)和操作侧卸载套(16)，操作侧角接触球轴承对(13)的外圈与槽轮外套(10)另一侧内部过盈配合，内圈与操作侧卸载套(16)一侧外部过盈配合，操作侧卸载套(16)另一侧与机架(5)的操作侧相连，操作侧卸载套(16)的外部套设有操作侧套筒(15)，操作侧套筒(15)位于机架(5)侧壁与操作侧角接触球轴承对(13)侧壁之间；操作侧角接触球轴承对(13)由操作侧套筒(15)和操作侧卸载套(16)的外部轴肩实现轴向定位。

4.根据权利要求2所述的用于多线切割机的主轴卸载装置，其特征在于，所述机架(5)的传动侧开有第一圆孔，传动侧卸载套(4)与机架(5)的第一圆孔内壁接触连接，传动侧卸载套(4)的左端面通过多个第一螺栓组(28)固定连接有第一端盖(29)，多个第一螺栓组(28)在第一端盖(29)左端面呈圆周均匀分布。

5.根据权利要求4所述的用于多线切割机的主轴卸载装置，其特征在于，所述传动侧卸载套(4)套设在传动侧主轴(1)外部，与传动侧主轴(1)之间连接有第一角接触球轴承对(27)和第二角接触球轴承对(26)，第一角接触球轴承对(27)与第一端盖(29)内壁之间设有第一垫圈(3)，第一角接触球轴承对(27)和第二角接触球轴承对(26)之间设有第一中间大隔套(6)，第一垫圈(3)、第一中间大隔套(6)和第一角接触球轴承对(27)、第二角接触球轴承对(26)的外圈与传动侧卸载套(4)内部过盈配合；传动侧卸载套(4)右端设有内部轴肩，第一角接触球轴承对(27)和第二角接触球轴承对(26)的外圈由第一垫圈(3)、第一中间大隔套(6)和传动侧卸载套(4)的内部轴肩实现轴向定位；

传动侧主轴(1)右端设有外部轴肩并在左端部分外轮廓攻有外螺纹，外螺纹与第一径向锁紧螺母(2)进行螺纹连接，第一角接触球轴承对(27)和第二角接触球轴承对(26)间还设有第一中间小隔套(7)，第一中间小隔套(7)和第一角接触球轴承对(27)、第二角接触球轴承对(26)的内圈与传动侧主轴(1)外部过盈配合；第一角接触球轴承对(27)和第二角接触球轴承对(26)的内圈由第一径向锁紧螺母(2)、第一中间小隔套(7)和传动侧主轴(1)的外部轴肩实现轴向定位。

6.根据权利要求3所述的用于多线切割机的主轴卸载装置，其特征在于，所述机架(5)的操作侧开有第二圆孔，操作侧卸载套(16)与机架(5)的第二圆孔内壁接触连接，操作侧卸载套(16)的右端面通过多个第二螺栓组(21)固定连接有第二端盖(17)，多个第二螺栓组(21)在第二端盖(17)右端面呈圆周均匀分布。

7.根据权利要求6所述的用于多线切割机的主轴卸载装置，其特征在于，所述操作侧卸载套(16)套设在操作侧主轴(20)外部，与操作侧主轴(20)之间连接有第三角接触球轴承对(25)和第四角接触球轴承对(22)，第四角接触球轴承对(22)与第二端盖(17)内壁之间设有第二垫圈(18)，第三角接触球轴承对(25)和第四角接触球轴承对(22)之间设有第二中间大隔套(23)，第二垫圈(18)、第二中间大隔套(23)和第三角接触球轴承对(25)、第四角接触球轴承对(22)的外圈与操作侧卸载套(16)内部过盈配合；操作侧卸载套(16)左端设有内部轴肩，第三角接触球轴承对(25)和第四角接触球轴承对(22)的外圈由第二垫圈(18)、第二中间大隔套(23)和操作侧卸载套(16)的内部轴肩实现轴向定位；

操作侧主轴(20)左端设有外部轴肩并在右端部分外轮廓攻有外螺纹，该外螺纹与第二径向锁紧螺母(19)进行螺纹连接，第三角接触球轴承对(25)和第四角接触球轴承对(22)还设有第二中间小隔套(24)，第二中间小隔套(24)和第三角接触球轴承对(25)、第四角接触球轴承对(22)的内圈与操作侧主轴(20)外部过盈配合；第三角接触球轴承对(25)和第四角接触球轴承对(22)的内圈由第二径向锁紧螺母(19)、第二中间小隔套(24)和操作侧主轴(20)的外部轴肩实现轴向定位。

8.根据权利要求1所述的用于多线切割机的主轴卸载装置，其特征在于，所述槽轮外套(10)外轮廓开有多排小v型槽以实现金刚石线的缠绕，主轴钢芯(11)为空心回转体，连接螺栓组(12)设有多个且均匀分布在槽轮外套(10)中部的圆周面上以实现槽轮外套(10)和主轴钢芯(11)的连接作用，槽轮外套(10)和主轴钢芯(11)分别开有对应的沉头孔和螺纹孔。

9.根据权利要求1或8任意一项所述的用于多线切割机的主轴卸载装置，其特征在于，所述主轴钢芯(11)左端内表面与传动侧主轴(1)右端外表面锥面接触形成第一接触锥面，传动侧主轴(1)右端中心开有螺纹孔，与锁紧螺栓(14)头部进行螺纹连接；

所述主轴钢芯(11)右端内表面与操作侧主轴(20)左端外表面锥面接触形成第二接触锥面，操作侧主轴(20)中心开有长螺纹孔，与锁紧螺栓(14)尾部螺纹连接；

所述第一接触锥面和所述第二接触锥面与水平方向的夹角小于所述主轴钢芯(11)的摩擦角；

主轴钢芯(11)、传动侧主轴(1)和操作侧主轴(20)的材质相同。

10.一种如权利要求1-9任意一项权利要求所述的用于多线切割机的主轴卸载装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

由驱动电机带动传动侧主轴(1)旋转，锁紧螺栓(14)带动操作侧主轴(20)同步旋转，同时在第一接触锥面、第二接触锥面的作用下，主轴钢芯(11)同步转动，通过连接螺栓组(12)带动槽轮外套(10)同步转动，在驱动电机驱动下，主轴部件整体高速旋转，传动侧角接触球轴承对(9)和操作侧角接触球轴承对(13)的外圈随着槽轮外套(10)旋转，第一径向锁紧螺母(2)、第一中间小隔套(7)、第一角接触球轴承对(27)和第二角接触球轴承对(26)的内圈随着传动侧主轴(1)旋转，第二径向锁紧螺母(19)、第二中间小隔套(24)、第三角接触球轴承对(25)和第四角接触球轴承对(22)的内圈随着操作侧主轴(20)旋转，第一垫圈(3)、第一中间大隔套(6)、第一角接触球轴承对(27)和第二角接触球轴承对(26)的外圈、传动侧角接触球轴承对(9)的内圈同传动侧卸载套(4)固定不动，第二垫圈(18)、第二中间大隔套(23)、第三角接触球轴承对(25)和第四角接触球轴承对(22)的外圈、操作侧角接触球轴承对(13)的内圈同操作侧卸载套(16)固定不动，绕在槽轮外套(10)v型槽上的多线高速运动，金刚石多线的巨大张力作用在槽轮外套(10)上，继而传递到传动侧角接触球轴承对(9)和操作侧角接触球轴承对(13)上，再传递到传动侧卸载套(4)和操作侧卸载套(16)上，最终把力传递到机架(5)上，机架(5)本身占整个机床大部分重量且由地面支撑，可有效地把力卸载掉，从而避免主轴钢芯(11)因受到大载荷而产生弯曲变形，降低主轴部分在转动时对机床产生的振动影响，保证多线的均匀排布，提高机床的加工精度、加工质量和运行稳定性。

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