CN113843422A - 一种一体式电主轴 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数控加工技术领域，具体涉及一种一体式电主轴，主轴穿设在主轴箱的内部，前调整隔圈、第一轴承、预警调整垫圈组、第二轴承和前垫圈依次套设在主轴的外部，前防水封盖与主轴箱固定连接，第一锁帽与主轴螺纹连接，后调整隔圈、第三轴承和后垫圈依次套设在主轴的外部，第二锁帽与主轴螺纹连接，后防水封盖与主轴箱固定连接，第三锁帽与主轴螺纹连接，第三锁帽位于后垫圈远离第三轴承的一端，本一体式电主轴结构紧凑，设计合理，以便于电主轴的安装。
Description
技术领域
本发明涉及数控加工技术领域，尤其涉及一种一体式电主轴。
背景技术
电主轴是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，它与直线电机技术、高速刀具技术一起，把高速加工推向一个新时代。电主轴是一套组件，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、换刀装置等。电动机的转子直接作为机床的主轴，主轴单元的外壳就是电动机机座，并且配合其他零部件，实现电动机与机床主轴的一体化。
现有的电主轴的结构较为复杂，不便于安装。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一体式电主轴，结构合理，且结构较为简单，以便于进行安装。
为实现上述目的，本发明提供了一种一体式电主轴，所述一体式电主轴包括主轴箱、主轴、前封闭结构和后封闭结构，所述主轴穿设在所述主轴箱的内部；
所述前封闭结构包括前防水封盖、前调整隔圈、第一轴承、预警调整垫圈组、第二轴承、前垫圈和第一锁帽，所述前调整隔圈、第一轴承、预警调整垫圈组、第二轴承和前垫圈依次套设在所述主轴的外部，所述前防水封盖与所述主轴箱固定连接，所述前防水封盖位于所述第一轴承远离所述预警调整垫圈组的一端，所述第一锁帽与所述主轴螺纹连接，所述第一锁帽位于所述前垫圈远离所述第二轴承的一端；
所述后封闭结构包括第二锁帽、后调整隔圈、第三轴承、后防水封盖、后垫圈和第三锁帽，所述后调整隔圈、第三轴承和后垫圈依次套设在所述主轴的外部，所述第二锁帽与所述主轴螺纹连接，所述第二锁帽位于所述后调整隔圈远离所述第三轴承的一端，所述后防水封盖与所述主轴箱固定连接，所述后防水封盖位于所述第三轴承远离所述后调整隔圈的一端，所述第三锁帽与所述主轴螺纹连接，所述第三锁帽位于所述后垫圈远离所述第三轴承的一端，结构简单，以便于电主轴的安装。
其中，所述主轴箱具有检修口，以便于对所述主轴箱内部的部件进行维修。
其中，所述一体式电主轴还包括检修口防护板，所述检修口防护板与所述主轴箱固定连接，所述检修口防护板位于所述检修口处，以对所述检修口进行封闭。
其中，所述预警调整垫圈组包括内预警调整垫圈和外预警调整垫圈，所述内预警调整垫圈套设在所述主轴的外部，所述外预警调整垫圈的外侧面与所述主轴箱相贴合，以调整所述第二轴承的位置。
其中，所述后封闭结构还包括后外靠锁母，所述后外靠锁母与所述主轴箱螺纹连接，所述后外靠锁母的内侧面与所述后调整隔圈相贴合，以对后调整隔圈进行固定。
其中，所述第一轴承采用NN3020K轴承，所述第二轴承采用BTM100轴承，所述第三轴承采用NN3018K轴承，以进行适配。
其中，所述第一轴承和所述第三轴承均采用1：12的锥度，以提高主轴系统的平稳性。
本发明的一种一体式电主轴，所述前防水封盖和所述第一锁帽相互配合将所述前调整隔圈、第一轴承、预警调整垫圈组、第二轴承和前垫圈固定，所述第二锁帽和所述后防水封盖相互配合将所述后调整隔圈、第三轴承和后垫圈固定，所述后垫圈的内侧面与所述主轴相贴合，从而将所述后防水封盖与所述主轴之间进行密封，所述第三锁帽与所述主轴螺纹连接，从而将所述后垫圈进行固定，所述主轴箱按不同机型设计，虽然失去了通用性但有效减少了中间部件，所述主轴箱直接与所述第一轴承、所述第二轴承和所述第三轴承的外圈过盈接触，大幅减少了加工误差与装配误差的累计与传递，同时也减少因中间部件存在的间隙配合，有效提高了刚性，本一体式电主轴结构紧凑，设计合理，以便于电主轴的安装。
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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种一体式电主轴的结构示意图。
图2是本发明提供的一种一体式电主轴的剖视图。
图3是本发明提供的图2中A处的局部放大图。
1-主轴箱、11-检修口、2-主轴、21-凸环、3-前封闭结构、31-前防水封盖、311-凹槽、312-安装腔、313-钩槽、32-前调整隔圈、321-钩部、33-第一轴承、34-预警调整垫圈组、341-内预警调整垫圈、342-外预警调整垫圈、35-第二轴承、36-前垫圈、37-第一锁帽、38-密封套、4-后封闭结构、41-第二锁帽、42-后调整隔圈、43-第三轴承、44-后防水封盖、45-后垫圈、46-第三锁帽、47-后外靠锁母、5-检修口防护板。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图3，本发明提供一种一体式电主轴，所述一体式电主轴包括主轴箱1、主轴2、前封闭结构3和后封闭结构4，所述主轴2穿设在所述主轴箱1的内部；
所述前封闭结构3包括前防水封盖31、前调整隔圈32、第一轴承33、预警调整垫圈组34、第二轴承35、前垫圈36和第一锁帽37，所述前调整隔圈32、第一轴承33、预警调整垫圈组34、第二轴承35和前垫圈36依次套设在所述主轴2的外部，所述前防水封盖31与所述主轴箱1固定连接，所述前防水封盖31位于所述第一轴承33远离所述预警调整垫圈组34的一端，所述第一锁帽37与所述主轴2螺纹连接，所述第一锁帽37位于所述前垫圈36远离所述第二轴承35的一端；
所述后封闭结构4包括第二锁帽41、后调整隔圈42、第三轴承43、后防水封盖44、后垫圈45和第三锁帽46，所述后调整隔圈42、第三轴承43和后垫圈45依次套设在所述主轴2的外部，所述第二锁帽41与所述主轴2螺纹连接，所述第二锁帽41位于所述后调整隔圈42远离所述第三轴承43的一端，所述后防水封盖44与所述主轴箱1固定连接，所述后防水封盖44位于所述第三轴承43远离所述后调整隔圈42的一端，所述第三锁帽46与所述主轴2螺纹连接，所述第三锁帽46位于所述后垫圈45远离所述第三轴承43的一端。
在本实施方式中，所述第一锁帽37、第二锁帽41、第三锁帽46均为超精密锁帽，所述前封闭结构3的所述前调整隔圈32、第一轴承33、预警调整垫圈组34、第二轴承35和前垫圈36依次套设在所述主轴2的外部，所述前防水封盖31与所述主轴箱1通过螺栓进行固定，所述第一锁帽37与所述主轴2螺纹连接，从而将所述前调整隔圈32、第一轴承33、预警调整垫圈组34、第二轴承35和前垫圈36固定在所述前防水封盖31和所述第一锁帽37之间，所述后封闭结构4的所述后调整隔圈42、第三轴承43和后垫圈45依次套设在所述主轴2的外部，所述第二锁帽41与所述主轴2螺纹连接，所述后防水封盖44与所述主轴箱1通过螺栓进行固定，从而将所述后调整隔圈42、第三轴承43和后垫圈45固定在所述第二锁帽41和所述后防水封盖44之间，所述后垫圈45的内侧面与所述主轴2相贴合，从而将所述后防水封盖44与所述主轴2之间进行密封，所述第三锁帽46与所述主轴2螺纹连接，从而将所述后垫圈45进行固定，所述主轴箱1按不同机型设计，虽然失去了通用性但有效减少了中间部件，所述主轴箱1直接与所述第一轴承33、所述第二轴承35和所述第三轴承43的外圈过盈接触，大幅减少了加工误差与装配误差的累计与传递，同时也减少因中间部件存在的间隙配合，有效提高了刚性，本一体式电主轴结构紧凑，设计合理，以便于电主轴的安装。
进一步的，所述主轴箱1具有检修口11。
在本实施方式中，所述主轴箱1具有所述检修口11以便于对安装在所述主轴箱1内部的部件进行维修。
进一步的，所述一体式电主轴还包括检修口防护板5，所述检修口防护板5与所述主轴箱1固定连接，所述检修口防护板5位于所述检修口11处。
在本实施方式中，所述检修口防护板5通过螺栓与所述主轴箱1进行固定，在电主轴正常运行时，所述检修口防护板5对所述检修口11进行封闭，从而对所述主轴箱1内部的部件进行保护。
进一步的，所述预警调整垫圈组34包括内预警调整垫圈341和外预警调整垫圈342，所述内预警调整垫圈341套设在所述主轴2的外部，所述外预警调整垫圈342的外侧面与所述主轴箱1相贴合。
在本实施方式中，所述内预警调整垫圈341的内侧面与所述主轴2相贴合，所述外预警调整垫圈342的外侧面与所述主轴箱1相贴合，所述内预警调整垫圈341和所述外预警调整垫圈342配合以调整所述第一轴承33和所述第二轴承35的位置。
进一步的，所述后封闭结构4还包括后外靠锁母47，所述后外靠锁母47与所述主轴箱1螺纹连接，所述后外靠锁母47的内侧面与所述后调整隔圈42相贴合。
在本实施方式中，所述后外靠锁母47的内侧面与所述后调整隔圈42相贴合，所述后外靠锁母47对所述后调整垫圈进行固定。
进一步的，所述第一轴承33采用NN3020K轴承，所述第二轴承35采用BTM100轴承，所述第三轴承43采用NN3018K轴承；
所述第一轴承33和所述第三轴承43均采用1：12的锥度。
在本实施方式中，所述第一轴承33采用NN3020K轴承，所述第三轴承43采用NN3018K轴承，NN3020K与NN3018K标准轴承均为1:12的锥度，为了得到所述主轴2与所述第一轴承33、所述第三轴承43最佳配合，在配合时要使锥度尾部(小头)先接触，结合所述第一轴承33、所述第三轴承43安装时内部过盈量的需求与所述主轴2受所述第一轴承33、所述第三轴承43收缩力产生的变化量，确保所述主轴2与所述第一轴承33、所述第三轴承43在过盈安装后锥度的贴合度大于95％以上，从而保证主轴2系统平稳性与刚性；所述第二轴承35采用BTM100轴承，BMT100轴承是主轴2系统轴向支撑力的唯一来源，同时也是限制主轴2转速的主要原因。加大压力角虽然能得到更大的轴向支持力但同时也和大幅限制转速，因此所述第二轴承35采用特殊角带的双向推力轴承，既保证了最高5500rpm的转速的同时还确保了轴向负载产生的弹性位移量。
进一步的，所述主轴2的外侧设置有凸环21，所述前防水封盖31具有与所述凸环21相匹配的凹槽311，所述凸环21位于所述凹槽311的内部；
所述前封闭结构3还包括多个密封套38，所述前防水封盖31具有多个间隔设置的安装腔312，任一所述安装腔312的内部设置有一所述密封套38；
所述前调整隔圈32设置有钩部321，所述前防水封盖31具有与所述钩部321相匹配的钩槽313，所述钩部321位于所述钩槽313的内部。
在本实施方式中，所述主轴2的外侧设置有凸环21，所述凸环21与所述凹槽311相互配合，以防止液体溢入所述主轴箱1中，且所述前防水封盖31间隔设置有多个所述凹槽311，任一所述凹槽311的内部设置有一所述密封套38，所述前防水封盖31与所述主轴2使用多级迷宫槽设计，充分确保主轴2在静止时的液体溢入，且所述前调整隔圈32设置有钩部321，所述钩部321卡合在所述钩槽313的内部，进一步提高电主轴的防水效果。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种一体式电主轴，其特征在于，
所述一体式电主轴包括主轴箱、主轴、前封闭结构和后封闭结构，所述主轴穿设在所述主轴箱的内部；
所述前封闭结构包括前防水封盖、前调整隔圈、第一轴承、预警调整垫圈组、第二轴承、前垫圈和第一锁帽，所述前调整隔圈、第一轴承、预警调整垫圈组、第二轴承和前垫圈依次套设在所述主轴的外部，所述前防水封盖与所述主轴箱固定连接，所述前防水封盖位于所述第一轴承远离所述预警调整垫圈组的一端，所述第一锁帽与所述主轴螺纹连接，所述第一锁帽位于所述前垫圈远离所述第二轴承的一端；
所述后封闭结构包括第二锁帽、后调整隔圈、第三轴承、后防水封盖、后垫圈和第三锁帽，所述后调整隔圈、第三轴承和后垫圈依次套设在所述主轴的外部，所述第二锁帽与所述主轴螺纹连接，所述第二锁帽位于所述后调整隔圈远离所述第三轴承的一端，所述后防水封盖与所述主轴箱固定连接，所述后防水封盖位于所述第三轴承远离所述后调整隔圈的一端，所述第三锁帽与所述主轴螺纹连接，所述第三锁帽位于所述后垫圈远离所述第三轴承的一端。
2.如权利要求1所述的一体式电主轴，其特征在于，
所述主轴箱具有检修口。
3.如权利要求2所述的一体式电主轴，其特征在于，
所述一体式电主轴还包括检修口防护板，所述检修口防护板与所述主轴箱固定连接，所述检修口防护板位于所述检修口处。
4.如权利要求3所述的一体式电主轴，其特征在于，
所述预警调整垫圈组包括内预警调整垫圈和外预警调整垫圈，所述内预警调整垫圈套设在所述主轴的外部，所述外预警调整垫圈的外侧面与所述主轴箱相贴合。
5.如权利要求4所述的一体式电主轴，其特征在于，
所述后封闭结构还包括后外靠锁母，所述后外靠锁母与所述主轴箱螺纹连接，所述后外靠锁母的内侧面与所述后调整隔圈相贴合。
6.如权利要求5所述的一体式电主轴，其特征在于，
所述第一轴承采用NN3020K轴承，所述第二轴承采用BTM100轴承，所述第三轴承采用NN3018K轴承。
7.如权利要求6所述的一体式电主轴，其特征在于，
所述第一轴承和所述第三轴承均采用1：12的锥度。
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