CN115647405A - 电主轴 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电主轴，所述电主轴包括：壳体限定出安装腔；转轴设于安装腔内，转轴上套设有两组轴承组件；调整机构套设于转轴上，调整机构位于一组轴承组件背离另一组轴承组件的一侧，调整机构包括隔环本体和设于隔环本体上可移动的活动件，活动件可抵于轴承组件的内圈上并推动内圈移动，和/或至少一组轴承组件外套设有定位套，定位套上设有顶推件，顶推件可沿转轴的径向方向移动以顶推轴承组件。根据本发明的电主轴，能够调整轴承组件与转轴的配合，解决转轴和轴承组件配合面的行为公差异常，对轴承组件的精度进行调节，从而在降低对轴承组件自身精度的基础上实现电主轴整机旋转精度的优化，节省了电主轴零部件的加工成本。

Description

电主轴

技术领域

本申请涉及电主轴技术领域，尤其涉及一种电主轴。

背景技术

电主轴具有内置电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构模式，它更能适应高速、高精度旋转，同时振动量小，进而满足模具数控机床进行精密加工、高速切削的实际需要。

电主轴在实际零件加工中需要拉刀机构夹紧刀具进行高速旋转，刀具的圆跳动对机床主轴的加工精度起着重要作用。行业中刀具的圆跳动反馈着主轴整机精度的好坏，最终体现在检棒精度上，然而主轴整机高精度跳动对主轴装配工和零件自身的公差等级要求极其严格，通常很难达到需求的几何精度表现。

专利申请号为202111078072.4公开了一种间隙可调式磁悬浮电主轴，此结构在旋转轴处设计锥度，通过磁轴承的内锥孔与其配合，使径向间隙做到可调、稳定。这种结构对轴承自身结构有要求，增加了轴承和轴芯的匹配难度且不具有更换性。

专利申请号为201710079281.8为一款精确油气润滑电主轴结构，此电主轴结构轴承端面直接固定螺母，且后轴承座外未设置同轴度调节结构。使电主轴整机装配精度困难，且不易调节。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电主轴，所述电主轴能够对轴承组件与转轴的同轴度进行调节，提升了电主轴整机旋转精度。

根据本发明的电主轴，包括：壳体，壳体限定出安装腔；转轴，转轴设于安装腔内，转轴上套设有两组轴承组件；至少一个调整机构，调整机构套设于转轴上，调整机构位于一组轴承组件背离另一组轴承组件的一侧，调整机构包括隔环本体和设于隔环本体上可移动的活动件，活动件可抵于轴承组件的内圈上并推动内圈至少在转轴的径向方向可产生位移，和/或至少一组轴承组件外套设有定位套，定位套上设有顶推件，顶推件可沿转轴的径向方向移动以顶推轴承组件。

根据本发明的电主轴，活动件能够调整轴承组件的内圈与转轴的配合，解决转轴和轴承组件配合面的行为公差异常，对轴承组件的精度进行调节，顶推件能够对转轴自身精度进行调节，均能够实现对电主轴整机精度的调节，从而在降低对轴承组件自身精度的基础上实现电主轴整机旋转精度的优化，节省了电主轴零部件的加工成本。

根据本发明的电主轴，隔环本体上设有装配孔，活动件卡设于装配孔中，装配孔的中心轴线与隔环本体的中心轴线之间的夹角为ɑ，ɑ满足0°<ɑ≦30°，和/或装配孔的数量为至少四个，至少四个装配孔沿隔环本体的周向均匀分布。

可选地，沿逐渐背离轴承组件的方向上，装配孔的中心轴线朝向逐渐远离隔环本体的中心轴线的方向倾斜。

可选地，活动件包括沿装配孔的中心轴线方向依次设置的螺纹部和销轴，销轴设于螺纹部与轴承组件之间。

可选地，销轴由铜或者铜合金制成。

可选地，隔环本体设有定位面，定位面衔接隔环本体的外周壁和沿轴向方向相对的一端壁，装配孔的远离轴承组件的一端贯穿定位面，装配孔的中心轴线垂直于定位面。

可选地，装配孔内设有第一限位部，销轴上设有第二限位部，第一限位部和第二限位部可活动地配合。

可选地，壳体的一端设有端盖，两组轴承组件包括第一轴承组件和第二轴承组件，第一轴承组件设于端盖和第二轴承组件之间，壳体、端盖以及第一轴承组件共同限定出第一容置腔，隔环本体位于第一容置腔内，隔环本体的外周壁与第一容置腔的内周壁间隔，端盖和壳体之间还限定出第二容置腔，第二容置腔连通第一容置腔，第二容置腔内设有可拆卸的密封环。

可选地，装配孔的中心轴线所在的直线贯穿第二容置腔。

可选地，第二轴承组件外套设有定位套，定位套上设有顶丝孔，顶推件穿设于顶丝孔中，顶推件被配置为顶丝。

可选地，定位套上设有至少四个顶丝孔，顶丝孔沿定位套的周向均匀分布，顶推件与顶丝孔一一对应。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，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为根据本发明实施例的电主轴的剖视图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为根据本发明实施例的电主轴的隔环本体的立体图；

图4为根据本发明实施例的电主轴的调整机构的剖视图；

图5为根据本发明实施例的电主轴的定位套的剖视图。

附图标记：

电主轴1，壳体10，第一容置腔11，第二容置腔12，转轴20，第一隔环21，第二隔环22，转轴20的中心轴线23，轴承组件30，第一轴承组件31，第一轴承座311，第一子轴承312，内圈3122，内圈3122的中心轴线3123，第二子轴承313，第二轴承组件32，第二轴承座321，第三子轴承322，调整机构40，隔环本体41，装配孔412，活动件42，螺纹部422，销轴424，定位面43，定位套50，顶丝孔51，端盖60，锁紧螺母70，法兰盘80，密封环90。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的电主轴1，包括：壳体10、转轴20以及轴承组件30。

具体地，壳体10限定出安装腔；转轴20设于安装腔内，转轴20上套设有两组轴承组件30。至少一个调整机构40套设于转轴20上，调整机构40位于一组轴承组件30背离另一组轴承组件30的一侧，调整机构40包括隔环本体41和设于隔环本体41上可移动的活动件42，活动件42可抵于轴承组件30的内圈3122上并推动内圈3122至少在转轴20的径向方向可产生位移，和/或至少一组轴承组件30外套设有定位套50，定位套50上设有顶推件，顶推件可沿转轴20的径向方向移动以顶推轴承组件30。

也就是说，在一些实施例中，电主轴1的转轴20上套设有调整机构40；在一些实施例中，至少一组轴承组件30外套设有定位套50，定位套50上设有顶推件；在一些实施例中，电主轴1的轴套上套设有调整机构40，且至少一组轴承组件30外套设有定位套50，定位套50上设有顶推件。

其中，“至少一个调整机构40套设于转轴20上”意味着，可以是转轴20上套设有一个调整机构40，调整机构40位于一组轴承组件30背离另一组轴承组件30的一侧，还可以是，转轴20上套设有两个调整机构40，两个调整机构40分别位于两组轴承组件30背离彼此的一侧。

展开来说，由于转轴20转动时，直接与轴承组件30的内圈3122配合，因此轴承组件30的内圈3122直接影响转轴20的转动精度，调整机构40中的活动件42可抵于轴承组件30的内圈3122上并推动内圈3122移动，从而能够对轴承组件30的内圈3122进行微调，使得内圈3122受到作用力的位置相对于内圈3122未受作用力的位置产生位移，从而倾斜，使得内圈3122整体在径向方向具有位移分量，使得轴承组件30的内圈3122的中心轴线3123能够与转轴20的中心轴线23重合，实现对轴承组件30与转轴20配合的精度调节，从而使得转轴20相对于支撑部件的跳动数值得到优化，在一些实施例的试验检测中，电主轴1的刀柄在拉刀系统夹紧下远端跳动小于0.001mm。顶推件可沿转轴20的径向方向移动以顶推轴承组件30，可以调节两组轴承组件30与转轴20的同轴度，消除轴承组件30与转轴20装配的尺寸链积累和加工误差的影响，使得轴承组件30整体中心轴线与转轴20的中心轴线23尽可能重合，从而能够避免转轴20的静态支撑不良对转轴20以及电主轴1整体精度的影响。

需要说明的是，在实际的生产应用中，至少一组轴承组件30包括两个轴承，调整机构40抵靠于其中的一个轴承(第一子轴承312)上，如图1所示。

根据本发明实施例的电主轴1，活动件42能够调整轴承组件30的内圈3122与转轴20的配合，解决转轴20和轴承组件30配合面的行为公差异常，对轴承组件30的精度进行调节，顶推件能够对转轴20自身精度进行调节，均能够实现对电主轴1整机精度的调节，从而在降低对轴承组件30自身精度的基础上实现电主轴1整机旋转精度的优化，节省了电主轴1零部件的加工成本。

如图3和图4所示，根据本发明实施例的电主轴1，隔环本体41上设有装配孔412，活动件42卡设于装配孔412中，装配孔412的中心轴线与隔环本体41的中心轴线之间的夹角为ɑ，ɑ满足0°<ɑ≦30°，例如，ɑ可以是2°、4°、6°、8°、10°、12°、14°、16°、18°、20°、22°、24°、26°、28°以及30°等，合适的ɑ可以保障活动件42与轴承组件30接触时与轴承组件30的内圈3122之间的合适的接触面积，从而优化轴承组件30相对转轴20的调节范围。

如图3所示，在一些实施例中，装配孔412的数量为至少四个，至少四个装配孔412沿隔环本体41的周向均匀分布，如此能够从多个方位对轴承组件30的内圈3122进行调节，进一步优化轴承组件30相对转轴20的调节范围。在本申请的一个实施例中，沿隔环本体41的周向均匀分布有16个装配孔412，形成16等分，任意相邻的两个装配孔412的中心轴线的夹角为22.5度，即无论任何角度，都能够对轴承组件30的内圈3122进行调节。经过试验验证，如此能够进一步提升轴承组件30的精度调节范围，极大地提升轴承组件30的内圈3122的中心轴线3123与转轴20的中心轴线23重合的可能性。

在一些实施例中，沿逐渐背离轴承组件30的方向上，装配孔412的中心轴线朝向逐渐远离隔环本体41的中心轴线的方向倾斜。如此方便在电主轴1装配完毕之后通过扳手等工具对活动件42进行调节以调整轴承组件30的内圈3122的位置，简化了电主轴1的整体结构设置，提升了操作便利性。

如图2和图4所示，在一些实施例中，活动件42包括沿装配孔412的中心轴线方向依次设置的螺纹部422和销轴424，销轴424设于螺纹部422与轴承组件30之间，通过螺纹部422转动顶推销轴424，能够带动销轴424顶推轴承组件30的内圈3122，由于螺纹部422旋转可以精确控制，防止控力不当顶推内圈3122过多，同时通过螺纹部422顶推销轴424，相较于螺纹部422直接顶推内圈3122，由于销轴424与内圈3122的接触端面未设有如螺纹部422样的牙型，销轴424与内圈3122的接触面积会更大，能够进一步优化轴承组件30相对转轴20的调节范围。通常，螺纹部422可以是各种类型的螺钉以及螺栓等。

在一些实施例中，销轴424由铜或者铜合金制成，使得销轴424的硬度小于轴承组件30的内圈3122的硬度，在对内圈3122调节的施力过程中，能够对轴承组件30起到保护作用。

如图4所示，在一些实施例中，隔环本体41设有定位面43，定位面43衔接隔环本体41的外周壁和沿轴向方向相对的一端壁，装配孔412的远离轴承组件30的一端贯穿定位面43，装配孔412的中心轴线垂直于定位面43，由于装配孔412的中心轴线与隔环本体41的中心轴线呈一定角度，在加工时，不容易定位，容易产生加工误差，由此，在对隔环进行加工时，可以通过先加工定位面43，再加工装配孔412的方式，对装配孔412进行定位，提升装配孔412的加工精度，进而提升调整机构40自身的加工精度。

在一些实施例中，装配孔412内设有第一限位部，销轴424上设有第二限位部，第一限位部和第二限位部可活动地配合，通过第一限位部和第二限位部的配合，能够对销轴424起到导向和限位的作用，防止螺纹部422在顶推销轴424的过程中，销轴424产生转动，同时能够防止调整机构40在未装配到转轴20上时，销轴424从装配孔412中脱出。还可以是，销轴424与装配孔412是零间隙配合(在一定的误差范围内)，无需第一限位部和第二限位部即可实现销轴424的防脱，本申请不作限制，只是提供一种可实现方式。

如图1和图2所示，在一些实施例中，壳体10的一端设有端盖60，两组轴承组件30包括第一轴承组件31和第二轴承组件32，第一轴承组件31设于端盖60和第二轴承组件32之间，壳体10、端盖60以及第一轴承组件31共同限定出第一容置腔11，隔环本体41位于第一容置腔11内，隔环本体41的外周壁与第一容置腔11的内周壁间隔，端盖60和壳体10之间还限定出第二容置腔12，第二容置腔12连通第一容置腔11，第二容置腔12内设有可拆卸的密封环90。这样，在电主轴1的各个零部件完成装配之后，可以通过将密封环90拆下，通过扳手等工具能够伸入第一容置腔11内对活动件42进行调节，从而对轴承组件30的内圈3122进行调节，在调节完成后，可以将密封环90装回，从而防止异物进入第一容置腔11，也防止第一容置腔11内的润滑液渗漏，使得电主轴1可以适应含有大量粉尘、水雾、切削液、切削杂质等工况条件，具有防尘性能良好、轴承组件30使用寿命长，稳定性好的特点。

如图1所示，第一轴承组件31包括第一轴承座311、第一子轴承312以及第二子轴承313，第一子轴承312与第二子轴承313之间设有第一隔环21和第二隔环22，第一隔环21套设于转轴20外，第二隔环22套设于第一隔环21外，转轴20上还设有锁紧螺母70，锁紧螺母70与转轴20螺纹连接，锁紧螺母70使调整机构40抵于第一子轴承312上，第一轴承座311的朝向端盖60的一侧还设有法兰盘80，法兰盘80套设于转轴20外且固定于壳体10上，第二轴承组件32包括第二轴承座321和第三子轴承322，第二轴承座321外套设有定位套50，定位套50上的顶推件可以直接顶推第二轴承座321。如此设置，既能够通过调整机构40对第一轴承组件31进行细调，又能够通过顶推件对第二轴承组件32以及转轴20进行粗调，同时转轴20调整相当于使得套设于其上的第一轴承组件31进行了调整，由于第一轴承组件31更接近刀柄，对刀具的圆跳动影响更大，因此需要对第一轴承组件31的微调结合顶推件对第一轴承组件31、第二轴承组件32以及转轴20的粗调结合，使得电主轴1的整机精度更高。

在一些实施例中，装配孔412的中心轴线所在的直线贯穿第二容置腔12，如此能够方便人的视线观测装配孔412的位置并利用扳手等工具对活动件42进行调整。

如图1和图5所示，在一些实施例中，第二轴承组件32外套设有定位套50，定位套50上设有顶丝孔51，顶推件穿设于顶丝孔51中，顶推件被配置为顶丝。顶推件能够对轴承组件30和转轴20起到调整定位的作用，对轴承组件30和转轴20的中心轴线23的调节幅度较大，能够直接对其中一个轴承组件30和转轴20的调整，通过转轴20的调整起到间接调节转轴20与另一个轴承组件30的作用，粗调两组轴承组件30和转轴20的装配精度，能够缩短电主轴1精度调节时间，在电主轴1的装配过程中即可对转轴20进行调整，同时还能起到防止定位套50和轴承组件30产生相对运动的作用。将顶推件配置为顶丝，结构形式多样，通用性和互换性也好。

如图5所示，在一些实施例中，定位套50上设有至少四个顶丝孔51，顶丝孔51沿定位套50的周向均匀分布，顶推件与顶丝孔51一一对应。如此能够从多个方位对轴承组件30以及转轴20进行调节，进一步优化轴承组件30以及转轴20的精度调节范围。例如，顶丝孔51的数量可以是四个、六个、八个、十个、十二个、十四个以及十六个等，本申请不作限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

Claims (11)

1.一种电主轴，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体限定出安装腔；

转轴，所述转轴设于所述安装腔内，所述转轴上套设有两组轴承组件；

至少一个调整机构，所述调整机构套设于所述转轴上，所述调整机构位于一组轴承组件背离另一组轴承组件的一侧，所述调整机构包括隔环本体和设于所述隔环本体上可移动的活动件，所述活动件可抵于所述轴承组件的内圈上并推动所述内圈至少在所述转轴的径向方向可产生位移，和/或

至少一组轴承组件外套设有定位套，所述定位套上设有顶推件，所述顶推件可沿所述转轴的径向方向移动以顶推所述轴承组件。

2.根据权利要求1所述的电主轴，其特征在于，所述隔环本体上设有装配孔，所述活动件卡设于所述装配孔中，所述装配孔的中心轴线与所述隔环本体的中心轴线之间的夹角为ɑ，ɑ满足0°<ɑ≦30°，和/或

所述装配孔的数量为至少四个，至少四个所述装配孔沿所述隔环本体的周向均匀分布。

3.根据权利要求2所述的电主轴，其特征在于，沿逐渐背离所述轴承组件的方向上，所述装配孔的中心轴线朝向逐渐远离所述隔环本体的中心轴线的方向倾斜。

4.根据权利要求2所述的电主轴，其特征在于，所述活动件包括沿所述装配孔的中心轴线方向依次设置的螺纹部和销轴，所述销轴设于所述螺纹部与所述轴承组件之间。

5.根据权利要求4所述的电主轴，其特征在于，所述销轴由铜或者铜合金制成。

6.根据权利要求2-5任一项所述的电主轴，其特征在于，所述隔环本体设有定位面，所述定位面衔接所述隔环本体的外周壁和沿轴向方向相对的一端壁，所述装配孔的远离所述轴承组件的一端贯穿所述定位面，所述装配孔的中心轴线垂直于所述定位面。

7.根据权利要求4所述的电主轴，其特征在于，所述装配孔内设有第一限位部，所述销轴上设有第二限位部，所述第一限位部和所述第二限位部可活动地配合。

8.根据权利要求4所述的电主轴，其特征在于，所述壳体的一端设有端盖，所述两组轴承组件包括第一轴承组件和第二轴承组件，所述第一轴承组件设于所述端盖和所述第二轴承组件之间，所述壳体、所述端盖以及所述第一轴承组件共同限定出第一容置腔，所述隔环本体位于所述第一容置腔内，所述隔环本体的外周壁与所述第一容置腔的内周壁间隔，所述端盖和所述壳体之间还限定出第二容置腔，所述第二容置腔连通所述第一容置腔，所述第二容置腔内设有可拆卸的密封环。

9.根据权利要求8所述的电主轴，其特征在于，所述装配孔的中心轴线所在的直线贯穿所述第二容置腔。

10.根据权利要求8所述的电主轴，其特征在于，所述第二轴承组件外套设有所述定位套，所述定位套上设有顶丝孔，所述顶推件穿设于所述顶丝孔中，所述顶推件被配置为顶丝。

11.根据权利要求10所述的电主轴，其特征在于，所述定位套上设有至少四个所述顶丝孔，所述顶丝孔沿所述定位套的周向均匀分布，所述顶推件与所述顶丝孔一一对应。

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