CN115255412A - 加工中心高精度主轴 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及加工主轴技术领域，尤其涉及加工中心高精度主轴。其主要针对现有的加工中心使用的主轴其降温效果以及主轴使用的稳定度均有待提高的问题提出如下技术方案：包括主轴箱，所述主轴箱的顶部安装有气缸机构，所述气缸机构包括安装在主轴箱顶部的调节支架，所述调节支架内安装有调节气缸，所述调节气缸的底部输出端部位安装有位于主轴箱内的松刀机构。本发明的加工中心用的主轴连接稳定性高，钢性高，从而加工的精度提高，具备多重降温的效果，避免温度过高造成的主轴暂停工作，确保加工的持续进行，从而提高主轴加工的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及加工主轴技术领域，尤其涉及加工中心高精度主轴。
背景技术
加工中心集传统的铣床、钻床为一体，在机械加工方面具有很大的作用，特别是制作零件方面，加工出来的零件具有较高的精度。随着科学技术突飞猛进的发展，机电产品更新换代速度加快，对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。为满足这个复杂多变市场的需求，当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展，加工精度也在不断地提高。
专利CN207255790U中提出的一种加工中心高精度主轴通过蝶型弹片等其他结构，提高了主轴加工的精度。但是由于主轴刀具加工中产生较大转速，因此主轴需要冷却，用于保证加工的正常进行以及主轴的降温效果，现有的主轴降温系统有待完善；且主轴高速转动使用，其连接的稳定度非常重要，为了延长加工中心的主轴使用寿命，提高加工的稳定度，我们提出一种加工中心高精度主轴。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的现有的加工中心使用的主轴其降温效果以及主轴使用的稳定度均有待提高的问题，提出加工中心高精度主轴。
本发明的技术方案：加工中心高精度主轴，包括主轴箱，所述主轴箱的顶部安装有气缸机构，所述气缸机构包括安装在主轴箱顶部的调节支架，所述调节支架内安装有调节气缸，所述调节气缸的底部输出端部位安装有位于主轴箱内的松刀机构；
所述松刀机构包括与调节气缸输出端连接的万向鱼眼，所述万向鱼眼的一侧连接有松刀杆；
所述气缸机构的一侧安装有位于主轴箱上的驱动机构，所述驱动机构包括安装主轴箱顶部的电机安装座，所述电机安装座上安装有电机，所述电机的输出端连接有主轴，所述主轴的外圈套设有主轴套一，所述主轴套一的底部连接有主轴套二，所述主轴套二与主轴中间空间内安装有轴承组件，所述轴承组件包括轴承一、轴承隔套、金属垫片以及轴承二；
所述电机的顶部安装有进水连接端，所述进水连接端的底部对应设置有贯穿电机以及主轴套一的主轴芯，所述主轴套一的底部外圈连接有主轴循环冷却水进口端，所述主轴套二的一侧对应与主轴箱上开设有主轴循环冷却水出水孔，所述主轴循环冷却水进口端的一侧设置有安装在主轴套一外圈的主轴环喷水进口端，所述主轴套一的底部设置有主轴环喷水出水孔，所述主轴循环冷却水进口端的另一侧设置有安装在主轴套一外圈的气幕进口端；
所述电机安装座的内部还安装有散热组件，所述散热组件包括安装在电机安装座一侧的微型电机，所述微型电机与电机安装座之间连接有安装支架座，所述微型电机的输出端外圈阵列周向安装有多组扇叶，且扇叶的外部设置有用于防护的扇叶罩，所述电机安装座的内部安装有冷却管，所述冷却管的输入端连接有输送水管，所述输送水管上还安装有用于控制输送水管进、排水的控制阀。
优选的，所述电机的输出端与主轴套一之间通过联轴器连接，所述电机安装座与主轴箱的顶部通过螺栓组装连接。
优选的，所述调节支架的顶部安装有转动设置的调节螺母，所述调节螺母的转动将调节气缸在调节支架内的高度调整，所述调节支架与主轴箱的顶部组装连接。
优选的，所述气缸机构与驱动机构之间设置有缓冲器，所述缓冲器通过安装条与主轴箱的顶部连接，所述缓冲器的底部一端位于松刀杆的上方。
优选的，所述松刀杆呈“Y”状结构，所述松刀杆远离万向鱼眼的一端连接有松刀杆转轴，所述松刀杆转轴与主轴箱的前后内壁连接，所述松刀杆上还安装有松刀杆固定轴。
优选的，所述轴承一有四组，所述轴承隔套有三组，所述金属垫片有两组，且轴承一、轴承隔套由上至下间隔设置，最底部所述轴承一的下方依次设置有两组金属垫片，所述轴承二位于电机安装座的下方。
优选的，所述主轴循环冷却水进口端与主轴循环冷却水出水孔对应贯通设置，所述主轴环喷水进口端与主轴环喷水出水孔对应贯通设置，所述金属垫片的下方设置有位于主轴外圈的迷宫结构，所述气幕进口端与迷宫结构对应设置。
优选的，所述主轴套一内设置有套设在主轴外的主轴弹簧片，所述主轴弹簧片的底部连接有三瓣爪。
优选的，所述轴承一的内圈与主轴的外圈连接，所述轴承一的外圈与主轴套二的内圈连接。
优选的，所述轴承一的内圈与主轴的外圈连接，所述轴承一的外圈与主轴套二的内圈连接。
与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：
1、本发明通过在主轴套一端部以及底部外圈套设安装的轴承组件，使得主轴套一在转动高速加工零件的同时，其连接稳定性以及转动的稳定性提高，使用的精度高，钢性提高，钢性的提升增加了刀具旋转时候的精度，从而提高加工产品的精度，满足高效加工和高质加工的需求；
2、本发明通过在主轴套二和轴承组件外圈连接处有出水的螺旋结构，有利于在高速旋转的时候，给主轴套二位置处降温，通过气幕进口端以及迷宫结构处的迷宫设计，使得气体在迷宫结构迷宫这里形成气体负压，防止迷宫底部有水进入迷宫，从而保证上面轴承组件内部不会进水，保证其使用寿命；
3、本发明通过进水连接端的设置提高整个机构的降温效果，在三瓣爪部位出喷淋出水，对加工使用的刀具和加工产品处充分降温，确保加工的持续进行；
4、综上所述，本发明的加工中心用的主轴连接稳定性高，钢性高，从而加工的精度提高，具备多重降温的效果，避免温度过高造成的主轴暂停工作，确保加工的持续进行，从而提高主轴加工的工作效率。
附图说明
图1是加工中心高精度主轴的主视图；
图2是图1的局部结构剖视示意图；
图3是图1中驱动机构和松刀机构的结构示意图；
图4是图1仰视示意图；
图5是图2中主轴套一和轴承组件的结构示意图；
图6是图3中电机安装座和散热组件的示意图；
图7是图6中冷却管的结构示意图。
附图标记：
1、主轴箱；
2、气缸机构；21、调节螺母；22、调节支架；23、调节气缸；
3、松刀机构；31、万向鱼眼；32、松刀杆；33、松刀杆转轴；34、松刀杆固定轴；
4、驱动机构；41、电机安装座；42、电机；43、进水连接端；431、主轴芯；44、主轴套一；45、主轴套二；46、轴承组件；461、轴承一；462、轴承隔套；463、金属垫片；464、轴承二；47、迷宫结构；
5、主轴弹簧片；
6、三瓣爪；
7、缓冲器；
8、主轴环喷水进口端；81、主轴环喷水出水孔；
9、主轴循环冷却水进口端；91、主轴循环冷却水出水孔；
10、气幕进口端；
11、散热组件；111、安装支架座；112、微型电机；113、扇叶罩；114、冷却管；115、控制阀；116、输送水管。
具体实施方式
下文结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例
如图1-2所示，本发明提出的加工中心高精度主轴，包括主轴箱1，主轴箱1的顶部安装有气缸机构2，气缸机构2包括安装在主轴箱1顶部的调节支架22，调节支架22内安装有调节气缸23，调节支架22的顶部安装有转动设置的调节螺母21，调节螺母21的底部与调节气缸23的顶部通过转动套连接，调节螺母21的转动将调节气缸23在调节支架22内的高度调整，在调节螺母21转动时，其底部的一端将沿着调节支架22向下推动，使得调节螺母21的底部将调节气缸23向下推动，由此来调整调节气缸23的使用高度。调节支架22与主轴箱1的顶部通过螺栓组装连接；调节气缸23的底部输出端部位安装有位于主轴箱1内的松刀机构3，松刀机构3用于调整主轴套一44，使得主轴套一44向下推动将三瓣爪6底部夹紧的刀具进行拆卸更换组装；
如图2和图3所示，松刀机构3包括与调节气缸23输出端连接的万向鱼眼31，万向鱼眼31与调节气缸23的输出端转动连接，万向鱼眼31的一侧连接有松刀杆32，松刀杆32呈“Y”状结构，松刀杆32张开的一端位于主轴套一44外圈，主轴套一44的顶部设置有主轴松刀结构，将主轴套一44套在张开端内，松刀杆32远离万向鱼眼31的一端连接有松刀杆转轴33，松刀杆转轴33与主轴箱1的前后内壁转动连接，松刀杆32上还安装有松刀杆固定轴34。通过调节气缸23的启动输出端向下推动，使得万向鱼眼31转动向下，此时的松刀杆32一端被推动幅度移动，因为松刀杆32的一端是被松刀杆转轴33给固定在主轴箱1上的，所以当调节气缸23输出端下压的时候松刀杆32只能由上往下左方向进行运动，当松刀杆32运动的时候，松刀杆32尾部和主轴松刀结构连接，主轴松刀结构由松刀杆32通过滚针轴承通过松刀杆固定轴34连接在主轴套一44上，因为松刀杆转轴33的固定，松刀杆32运动的时候就会带动滚针轴承和下压松刀杆固定轴34，因为松刀杆固定轴34连接在主轴套一44上，所以会把整个主轴套一44下压，进行刀具的更换。
如图1和图2所示，气缸机构2的一侧安装有位于主轴箱1上的驱动机构4，气缸机构2与驱动机构4之间设置有缓冲器7，缓冲器7通过安装条与主轴箱1的顶部连接，缓冲器7的底部一端位于松刀杆32的上方，缓冲器7用于在松刀杆32回弹的时候进行缓冲，避免松刀杆32撞击主轴箱1或是松刀杆32回位的时候用力过猛损坏。
如图1、图2和图5所示，驱动机构4包括安装主轴箱1顶部的电机安装座41，电机安装座41上安装有电机42，电机42通过电机安装座41与主轴箱1的顶部连接，且电机42与电机安装座41之间通过螺栓的方式组装连接；电机42的输出端连接有主轴，主轴的外圈套设有主轴套一44，电机42的输出端与主轴套一44之间通过联轴器连接，电机安装座41与主轴箱1的顶部通过螺栓组装连接；主轴套一44的底部连接有主轴套二45，主轴套二45与主轴中间空间内安装有轴承组件46，轴承组件46包括轴承一461、轴承隔套462、金属垫片463以及轴承二464；轴承一461有四组，轴承隔套462有三组，金属垫片463有两组，且轴承一461、轴承隔套462由上至下间隔设置，最底部轴承一461的下方依次设置有两组金属垫片463，用于将主轴端部的稳定性提高，确保主轴的钢性，从而提高加工的精度、稳定性以及设备使用的耐久性。轴承二464位于电机安装座41的下方，用于确保主轴套一44与电机42之间主轴连接的稳定性。轴承一461的内圈与主轴的外圈连接，轴承一461的外圈与主轴套二45的内圈连接，用于确保刀具端旋转时的稳定性。主轴套一44内设置有套设在主轴外的主轴弹簧片5，主轴弹簧片5的底部连接有三瓣爪6，松刀机构3下压的同时将主轴套一44和主轴弹簧片5向下压，使得主轴弹簧片5底部的三瓣爪6推出设备的外部，从而将刀具安装在三瓣爪6内，当调节气缸23输出端收回去时，主轴弹簧片5回弹复位，使得三瓣爪6夹紧刀具拉丁，同时固定好刀具，完成刀具的组装固定，在使用中电机42加工输出端转动时，将三瓣爪6带动转动，从而将刀具旋转转动进行零件的加工。
如图2-4所示，电机42的顶部安装有进水连接端43，进水连接端43的底部对应设置有贯穿电机42以及主轴套一44的主轴芯431，主轴芯431的底部与刀具安装的三瓣爪6对应设置，用于对刀具在加工时进行降温；主轴套一44的底部外圈连接有主轴循环冷却水进口端9，主轴套二45的一侧对应与主轴箱1上开设有主轴循环冷却水出水孔91，在主轴套二45和轴承组件46外圈连接处有出水的螺旋结构，有利于在高速旋转的时候，给主轴套二45这里降温，从主轴循环冷却水进口端9进入，从主轴循环冷却水出水孔91出水，主轴循环冷却水进口端9与主轴循环冷却水出水孔91对应贯通设置。主轴环喷水进口端8与主轴环喷水出水孔81对应贯通设置，主轴环喷水出水孔81有四组，呈圆周阵列分布设置，由主轴环喷水进口端8中进水，从四组主轴环喷水出水孔81中出水，再次对加工部位降温；金属垫片463的下方设置有位于主轴外圈的迷宫结构47，气幕进口端10与迷宫结构47对应设置；主轴循环冷却水进口端9的另一侧设置有安装在主轴套一44外圈的气幕进口端10，气幕进口端10用于加气，进入迷宫结构47设计，在迷宫结构47这里形成气体负压，防止迷宫结构47底部有水进入迷宫结构47，从而保证上面轴承组件46内部不会进水，保证其使用寿命；
如图6和图7所示，电机安装座41的内部还安装有散热组件11，散热组件11包括安装在电机安装座41一侧的微型电机112，微型电机112与电机安装座41之间连接有安装支架座111，安装支架座111用于微型电机112与电机安装座41组装，稳固微型电机112的位置。微型电机112的输出端外圈阵列周向安装有多组扇叶，且扇叶的外部设置有用于防护的扇叶罩113，电机安装座41上开设有矩形孔和圆形孔，扇叶罩113与矩形孔内壁对应安装，冷却管114位于圆形孔的一侧，矩形孔和圆形孔的设置用于对电机安装座41的内部结构进行通风散热。电机安装座41的内部安装有冷却管114，且冷却管114为多组圆弧形形管，且冷却管114之间贯通汇总连接，冷却管114的输入端连接有输送水管116，输送水管116上还安装有用于控制输送水管116进、排水的控制阀115，电机安装座41中散热组件11的设置可以用于位于电机安装座41中的联轴器在高速转动使用中进行降温处理，确保散热效果；在通过送水管116输送进水，微型电机112的启动将扇叶转动，使得扇叶吸风，将空气经由圆形孔和冷却管114冷却后吸风，使得空气冷却后对电机安装座41中的联轴器连接部分散热，空气经由矩形孔吸出，在对电机安装座41中的联轴器散热时通过冷却管114的冷却使得空气温度低，从而风对电机安装座41中的联轴器冷却效果提高。
上述具体实施例仅仅是本发明的一种优选的实施例，基于本发明的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。
Claims (10)
1.加工中心高精度主轴，包括主轴箱(1)，其特征在于：所述主轴箱(1)的顶部安装有气缸机构(2)，所述气缸机构(2)包括安装在主轴箱(1)顶部的调节支架(22)，所述调节支架(22)内安装有调节气缸(23)，所述调节气缸(23)的底部输出端部位安装有位于主轴箱(1)内的松刀机构(3)；
所述松刀机构(3)包括与调节气缸(23)输出端连接的万向鱼眼(31)，所述万向鱼眼(31)的一侧连接有松刀杆(32)；
所述气缸机构(2)的一侧安装有位于主轴箱(1)上的驱动机构(4)，所述驱动机构(4)包括安装主轴箱(1)顶部的电机安装座(41)，所述电机安装座(41)上安装有电机(42)，所述电机(42)的输出端连接有主轴，所述主轴的外圈套设有主轴套一(44)，所述主轴套一(44)的底部连接有主轴套二(45)，所述主轴套二(45)与主轴中间空间内安装有轴承组件(46)，所述轴承组件(46)包括轴承一(461)、轴承隔套(462)、金属垫片(463)以及轴承二(464)；
所述电机(42)的顶部安装有进水连接端(43)，所述进水连接端(43)的底部对应设置有贯穿电机(42)以及主轴套一(44)的主轴芯(431)，所述主轴套一(44)的底部外圈连接有主轴循环冷却水进口端(9)，所述主轴套二(45)的一侧对应与主轴箱(1)上开设有主轴循环冷却水出水孔(91)，所述主轴循环冷却水进口端(9)的一侧设置有安装在主轴套一(44)外圈的主轴环喷水进口端(8)，所述主轴套一(44)的底部设置有主轴环喷水出水孔(81)，所述主轴循环冷却水进口端(9)的另一侧设置有安装在主轴套一(44)外圈的气幕进口端(10)；
所述电机安装座(41)的内部还安装有散热组件(11)，所述散热组件(11)包括安装在电机安装座(41)一侧的微型电机(112)，所述微型电机(112)与电机安装座(41)之间连接有安装支架座(111)，所述微型电机(112)的输出端外圈阵列周向安装有多组扇叶，且扇叶的外部设置有用于防护的扇叶罩(113)，所述电机安装座(41)的内部安装有冷却管(114)，所述冷却管(114)的输入端连接有输送水管(116)，所述输送水管(116)上还安装有用于控制输送水管(116)进、排水的控制阀(115)。
2.根据权利要求1所述的加工中心高精度主轴，其特征在于，所述电机(42)的输出端与主轴套一(44)之间通过联轴器连接，所述电机安装座(41)与主轴箱(1)的顶部通过螺栓组装连接。
3.根据权利要求1所述的加工中心高精度主轴，其特征在于，所述调节支架(22)的顶部安装有转动设置的调节螺母(21)，所述调节螺母(21)的转动将调节气缸(23)在调节支架(22)内的高度调整，所述调节支架(22)与主轴箱(1)的顶部组装连接。
4.根据权利要求1所述的加工中心高精度主轴，其特征在于，所述气缸机构(2)与驱动机构(4)之间设置有缓冲器(7)，所述缓冲器(7)通过安装条与主轴箱(1)的顶部连接，所述缓冲器(7)的底部一端位于松刀杆(32)的上方。
5.根据权利要求1所述的加工中心高精度主轴，其特征在于，所述松刀杆(32)呈“Y”状结构，所述松刀杆(32)远离万向鱼眼(31)的一端连接有松刀杆转轴(33)，所述松刀杆转轴(33)与主轴箱(1)的前后内壁连接，所述松刀杆(32)上还安装有松刀杆固定轴(34)。
6.根据权利要求1所述的加工中心高精度主轴，其特征在于，所述轴承一(461)有四组，所述轴承隔套(462)有三组，所述金属垫片(463)有两组，且轴承一(461)、轴承隔套(462)由上至下间隔设置，最底部所述轴承一(461)的下方依次设置有两组金属垫片(463)，所述轴承二(464)位于电机安装座(41)的下方。
7.根据权利要求1所述的加工中心高精度主轴，其特征在于，所述主轴循环冷却水进口端(9)与主轴循环冷却水出水孔(91)对应贯通设置，所述主轴环喷水进口端(8)与主轴环喷水出水孔(81)对应贯通设置，所述金属垫片(463)的下方设置有位于主轴外圈的迷宫结构(47)，所述气幕进口端(10)与迷宫结构(47)对应设置。
8.根据权利要求1所述的加工中心高精度主轴，其特征在于，所述主轴套一(44)内设置有套设在主轴外的主轴弹簧片(5)，所述主轴弹簧片(5)的底部连接有三瓣爪(6)。
9.根据权利要求6所述的加工中心高精度主轴，其特征在于，所述轴承一(461)的内圈与主轴的外圈连接，所述轴承一(461)的外圈与主轴套二(45)的内圈连接。
10.根据权利要求7所述的加工中心高精度主轴，其特征在于，所述电机(42)通过电机安装座(41)与主轴箱(1)的顶部连接，所述主轴环喷水出水孔(81)有四组，呈圆周阵列分布设置。
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