CN115664094A - 外圆磨用高速电主轴 - Google Patents

Abstract

本申请涉及外圆磨用高速电主轴，包括外壳、转动设置于外壳内的电机轴、定子结构、转子结构和打磨头，外壳内设置有用于安装定子结构和转子结构的安装腔，外壳包括前端盖和后端盖，前端盖上开设有供电主轴转动的通口，安装腔开设于通口的内壁；电机轴朝向后端盖的端部同轴开设有冷却腔，冷却腔内穿设有螺杆；后端盖上开设有供气体或液体进入冷却腔的进水口，通口远离后端盖的内壁上开设有冷却流道，通口远离后端盖的一端开设有用于连通冷却流道和冷却腔的连接口；前端盖侧壁上开设有供水或气体流出的出水口。通过设置螺杆和冷却腔，并设置进水口、出水口和连接口，使得冷水或冷气无需额外的驱动源驱动流动，从而节约生产成本。

Description

外圆磨用高速电主轴

技术领域

本申请涉及电主轴的技术领域，尤其是涉及一种外圆磨用高速电主轴。

背景技术

外圆磨用高速电主轴是将打磨头安装在电主轴上，电主轴驱使打磨头转动，打磨头对工件打磨加工。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，电主轴它与直线电机技术、高速刀具技术一起，把高速加工推向一个新时代。

在工作时，电主轴内的定子结构和转子结构通常会产生大量热量，为了能够确保电主轴在正常温度下工作，目前的电主轴上均设置有水冷却系统。且通常的水冷系统需要设置驱动源来驱动水流流动，从而使水进入并流出电主轴，导致数控机床的工作成本提高。

发明内容

为了降低数控机床的工作成本，本申请提供一种外圆磨用高速电主轴。

本申请提供的一种外圆磨用高速电主轴，采用如下的技术方案：

外圆磨用高速电主轴，包括外壳、转动设置于外壳内的电机轴、定子结构、转子结构和由电机轴驱动转动的打磨头，所述外壳内设置有用于安装定子结构和转子结构的安装腔，所述定子结构设置于安装腔内壁，所述转子结构设置于电机轴的周向侧壁，所述外壳包括前端盖和后端盖，所述前端盖上开设有供电主轴转动的通口，所述后端盖用于封闭通口，所述安装腔开设于通口的内壁，所述电机轴的长度方向与前端盖和后端盖的排列方向相同；所述电机轴朝向后端盖的端部同轴开设有冷却腔，所述冷却腔内穿设有螺杆，所述螺杆用于驱动冷却腔内的气体或液体朝远离后端盖方向传送；

所述后端盖上开设有供气体或液体进入冷却腔的进水口，所述通口远离后端盖的内壁上开设有冷却流道，所述通口远离后端盖的一端开设有用于连通冷却流道和冷却腔的连接口；所述前端盖侧壁上开设有供水或气体流出的出水口，所述冷却流道连通出水口。

通过采用上述技术方案，外圆磨用高速电主轴使用时，若选择水冷方式，则将进水口通过管道连接水箱，水箱位置高度高于外圆磨用高速电主轴，水箱内水通过自身重力进入冷却腔，出水口连接排水管道；定子结构和转子结构通电后相互配合，使电机轴转动；电机轴又带动打磨头转动，使打磨头工件打磨加工；

当电机轴转动后，螺杆不动且电机轴转动方向可以选择，使得螺杆上的螺纹能够将冷却腔内的用于降温的气体或液体朝连接口的方向传送，冷却腔内液体再从连接口进入冷却流道，最终通过出水口排出，无需采用额外的驱动源驱动水流，进而节约生产成本；同样的，若采用气体进行冷却，将水改为气体即可，若气体为空气，进水口无需连接管道，可连接过滤网隔离空气内的空气即可。

可选的，所述冷却腔内设置有支撑板，所述支撑板上开设有供螺杆远离后端盖端部穿过的支撑孔，所述螺杆端部转动设置在支撑孔内。

通过采用上述技术方案，通过设置支撑板和支撑孔，使螺杆两端均被支撑，使螺杆远离后端盖的端部不易因为重力下垂。

可选的，所述支撑孔内壁通过设置支撑轴承与螺杆转动连接。

通过采用上述技术方案，使螺杆与电机轴相对转动更加平稳，且不易发出噪音。

可选的，所述通口靠近后端盖的一侧设置有水封环，所述电机轴和通口内壁通过水封环密封转动连接。

通过采用上述技术方案，水封环的设置，使水不易进入安装腔，使钉子结构和转子结构不易遇水损坏。

可选的，所述螺杆上螺纹的外径比冷却腔的内径小2-5mm。

通过采用上述技术方案，使的螺杆上螺纹不会碰到冷却腔内壁，不易摩擦而产热；同时螺杆上螺纹也不会离冷却腔内壁过远，使得螺纹保持较好的传送效果。

可选的，所述螺杆上螺纹的内径为螺纹外径的四分之一到二分之一。

通过采用上述技术方案，使得螺纹的大径和小径之间的差值较大，从而能够增大传送效果，使冷水或冷气的传送效果较好。

可选的，所述冷却流道在外壳内围绕安装腔延伸。

通过采用上述技术方案，安装腔内安装有容易发热的定子结构和转子结构，将冷却流道围绕安装腔延伸，使冷却效果较好。

可选的，所述电机轴通过设置承重轴承转动连接于通口内。

通过采用上述技术方案，方便电机轴的转动。

可选的，所述打磨头包括打磨棒和安装座，所述安装座通过设置螺栓固定在前端盖远离后端盖的端部，所述安装座上开设有用于容纳打磨棒的打磨孔，所述打磨棒同轴转动连接在打磨孔内，所述打磨棒和电机轴端部同轴连接。

通过采用上述技术方案，更换打磨棒时，只需将安装座和前端盖的连接的螺栓拆卸即可，使打磨棒更换方便。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置螺杆和冷却腔，并设置进水口、出水口和连接口，使得冷水或冷气无需额外的驱动源驱动流动，从而节约生产成本；

2.通过设置螺杆上螺纹的外径比冷却腔的内径小2-5mm，使得螺杆上螺纹不易摩擦而产热；同时螺纹保持较好的传送效果；

3.通过设置冷却流道在外壳内围绕安装腔延伸，使冷却效果较好。

附图说明

图1是本申请实施例的外圆磨用高速电主轴的整体示意图。

图2是图1沿A-A线的剖面图。

图3是图2的B处的放大图。

图4是本申请实施例的电机轴的示意图。

附图标记说明：1、外壳；11、前端盖；111、通口；112、承重轴承；113、安装腔；12、后端盖；121、进水口；122、出水口；123、螺杆；13、冷却流道；2、电机轴；21、冷却腔；22、连接口；3、定子结构；4、转子结构；5、打磨头；51、打磨棒；52、安装座；521、安装孔；522、打磨孔；53、打磨轴承；6、支撑板；61、透过孔；62、支撑孔；63、支撑轴承；7、水封环；8、插接块；9、插接槽。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种外圆磨用高速电主轴。参照图1、图2，外圆磨用高速电主轴，包括外壳1、电机轴2、定子结构3、转子结构4和打磨头5。

外壳1包括前端盖11和后端盖12，前端盖11靠近后端盖12的端部设置有外螺纹，后端盖12上开设有内螺纹，前端盖11和后端盖12螺纹连接固定。

前端盖11上开设有用于容纳电机轴2的通口111，通口111的长度方向与前端盖11和后端盖12的排列方向相同，通口111贯穿前端盖11的两端，后端盖12用于封闭前端盖11其中一端的通口111。

电机轴2通过设置承重轴承112转动连接在通口111内，承重轴承112外圈固定于通口111内壁，承重轴承112内壁固定于电机轴2的外壁，承重轴承112设置有两个，两个承重轴承112靠近通口111深度方向的两端设置。

通口111内壁开设有用于安装定子结构3和转子结构4的安装腔113，定子结构3安装于安装腔113内壁，转子结构4安装于电机轴2的周向侧壁，定子结构3和转子结构4通电后相互配合驱使电机轴2转动。

电机轴2朝向后端盖12的端部同轴开设有冷却腔21，冷却腔21不贯通电机轴2远离后端盖12的端部。冷却腔21内同轴穿设有螺杆123，螺丝杆远离冷却腔21的端部固定于后端盖12上，电机轴2转动后，螺杆123驱动冷却腔21内的气体或液体朝远离后端盖12的方向传送。

螺杆123上螺纹的外径比冷却腔21的内径小2-5mm，且螺杆123上螺纹的内径为螺纹外径的四分之一到二分之一，在该条件下使得螺杆123的传输效果较好。

后端盖12上开设有供气体或液体进入冷却腔21的进水口121，进水口121连通后端盖12内腔，后端盖12内腔连通冷却腔21。通口111远离后端盖12的内壁上开设有冷却流道13，冷却流道13在外壳1内围绕安装腔113延伸，冷却流道13围绕着安装腔113的周向设置。前端盖11侧壁上开设有供水或气体流出的出水口122，冷却流道13连通出水口122。

参照图2、图3，电机轴2远离后端盖12的一端开设有用于连通冷却流道13和冷却腔21的连接口22。

参照图4，连接口22为弧形口，连接口22的弧度为150°，连接口22设置有两个，两个连接口22沿电机轴2的周向外壁对称设置。

参照图3，冷却腔21内固定有支撑板6，支撑板6周向侧壁与冷却腔21的周向内壁固定，支撑板6上开设有透过孔61，透过孔61供螺杆123传送至连接口22附近的气体或液体顺利进入连接口22。支撑板6上开设有供螺杆123远离后端盖12端部穿过的支撑孔62，螺杆123端部转动连接在支撑孔62内。支撑孔62内壁通过设置支撑轴承63与螺杆123转动连接。

参照图2，通口111靠近后端盖12的一侧安装有水封环7，电机轴2和通口111内壁通过水封环7密封转动连接。

参照图2，打磨头5包括打磨棒51和安装座52，安装座52固定在前端盖11远离后端盖12的端部，安装座52上开设有安装孔521，安装孔521为沉头孔，安装座52通过螺栓穿过安装孔521并与前端盖11螺纹连接形成固定。安装座52上开设有用于容纳打磨棒51的打磨孔522，打磨棒51通过设置打磨轴承53同轴转动连接在打磨孔522内。打磨棒51靠近电机轴2的端部上固定有插接块8，电机轴2端面上开设有供插接块8插接的插接槽9，插接块8的截面为矩形。当安装座52通过螺栓固定于前端盖11上时，插接块8位于插接槽9内，打磨棒51和电机轴2端部同轴连接。

本申请实施例一种外圆磨用高速电主轴的实施原理为：外圆磨用高速电主轴安装在数控机床上，定子结构3和转子结构4配合驱使电机轴2转动，打磨头5上的打磨棒51转动。同时将进水口121通过管道连接水箱，水箱位置高度高于外圆磨用高速电主轴，水箱内水通过自身重力进入冷却腔21，出水口122连接排水管道，当电机轴2转动时，螺杆123将冷却水朝连接口22的方向传送，并且通过挤压将冷却腔21内的水挤入冷却流道13内，冷却水围绕安装腔113流动后并从出水口122流出，实现较好的冷却效果，且冷却水的输送无需设置额外驱动源进行驱动，节约了电主轴的冷却成本，从而节约数控机床的工作成本。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申 的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.外圆磨用高速电主轴，包括外壳(1)、转动设置于外壳(1)内的电机轴(2)、定子结构(3)、转子结构(4)和由电机轴(2)驱动转动的打磨头(5)，所述外壳(1)内设置有用于安装定子结构(3)和转子结构(4)的安装腔(113)，所述定子结构(3)设置于安装腔(113)内壁，所述转子结构(4)设置于电机轴(2)的周向侧壁，其特征在于：所述外壳(1)包括前端盖(11)和后端盖(12)，所述前端盖(11)上开设有供电主轴转动的通口(111)，所述后端盖(12)用于封闭通口(111)，所述安装腔(113)开设于通口(111)的内壁，所述电机轴(2)的长度方向与前端盖(11)和后端盖(12)的排列方向相同；所述电机轴(2)朝向后端盖(12)的端部同轴开设有冷却腔(21)，所述冷却腔(21)内穿设有螺杆(123)，所述螺杆(123)用于驱动冷却腔(21)内的气体或液体朝远离后端盖(12)方向传送；

所述后端盖(12)上开设有供气体或液体进入冷却腔(21)的进水口(121)，所述通口(111)远离后端盖(12)的内壁上开设有冷却流道(13)，所述通口(111)远离后端盖(12)的一端开设有用于连通冷却流道(13)和冷却腔(21)的连接口(22)；所述前端盖(11)侧壁上开设有供水或气体流出的出水口(122)，所述冷却流道(13)连通出水口(122)。

2.根据权利要求1所述的外圆磨用高速电主轴，其特征在于：所述冷却腔(21)内设置有支撑板(6)，所述支撑板(6)上开设有供螺杆(123)远离后端盖(12)端部穿过的支撑孔(62)，所述螺杆(123)端部转动设置在支撑孔(62)内。

3.根据权利要求2所述的外圆磨用高速电主轴，其特征在于：所述支撑孔(62)内壁通过设置支撑轴承(63)与螺杆(123)转动连接。

4.根据权利要求1所述的外圆磨用高速电主轴，其特征在于：所述通口(111)靠近后端盖(12)的一侧设置有水封环(7)，所述电机轴(2)和通口(111)内壁通过水封环(7)密封转动连接。

5.根据权利要求1所述的外圆磨用高速电主轴，其特征在于：所述螺杆(123)上螺纹的外径比冷却腔(21)的内径小2-5mm。

6.根据权利要求1所述的外圆磨用高速电主轴，其特征在于：所述螺杆(123)上螺纹的内径为螺纹外径的四分之一到二分之一。

7.根据权利要求1所述的外圆磨用高速电主轴，其特征在于：所述冷却流道(13)在外壳(1)内围绕安装腔(113)延伸。

8.根据权利要求1所述的外圆磨用高速电主轴，其特征在于：所述电机轴(2)通过设置承重轴承(112)转动连接于通口(111)内。

9.根据权利要求1所述的外圆磨用高速电主轴，其特征在于：所述打磨头(5)包括打磨棒(51)和安装座(52)，所述安装座(52)通过设置螺栓固定在前端盖(11)远离后端盖(12)的端部，所述安装座(52)上开设有用于容纳打磨棒(51)的打磨孔(522)，所述打磨棒(51)同轴转动连接在打磨孔(522)内，所述打磨棒(51)和电机轴(2)端部同轴连接。

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