CN115815644A - 一种机床主轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机床主轴，包括：主轴本体、主轴电机、轴芯、前轴承系、后轴承系、刀柄锁定与释放机构、主轴冷却系统，其中，所述主轴冷却系统包含冷却液通道网络，所述冷却液通道网络中分布于所述前轴承座的壳层内的冷却液通道具有沿该前轴承座的周向设置的环形通道以及分别与该环形通道连通的冷却液前轴承座内输入通道和冷却液前轴承座内输出通道，该环形通道被分隔形成前后间隔设置的至少两个环形腔体。由于所述环形通道被分隔形成前后间隔设置的至少两个环形腔体，这样冷却效果较好。

Description

一种机床主轴

技术领域

本申请实施例涉及机床，尤其涉及机床主轴。所述机床通常可以是数控机床(CNC机床，即Computer Numerical Control机床)，尤其可以是主轴被伺服机构带动能够至少在三维空间的X向坐标轴、Y向坐标轴和Z向坐标轴进给的机床(如各类加工中心，也包括雕刻机)。

背景技术

申请人在本申请的申请日之前制造的一款机床主轴主要包括主轴本体、主轴电机、轴芯、前轴承系、后轴承系、刀柄锁定与释放机构和主轴冷却系统等七个部分。具体而言：1)所述主轴本体是机床主轴的核心支撑部件，用于与机床主轴其余零部件装配形成机床主轴；2)所述主轴电机包含电机定子和电机转子，所述电机定子固定在所述主轴本体中，所述电机转子与所述电机定子适配；3)所述轴芯通过前轴承系和后轴承系可转动安装于所述主轴本体中并随所述电机转子转动，所述轴芯前端设有刀柄装配结构；4)所述前轴承系包含前轴承座和前轴承，所述前轴承座设置在所述主轴本体前端，所述前轴承安装在所述前轴承座中并旋转支撑所述轴芯前部；5)所述后轴承系包含后轴承座和后轴承，所述后轴承座设置在所述主轴本体后端，所述后轴承安装在所述后轴承座中并旋转支撑所述轴芯后部；6)所述刀柄锁定与释放机构包含执行机构和驱动机构，当所述驱动机构运行第一驱动方式时所述执行机构可锁定刀柄而使该刀柄与所述刀柄装配结构紧密配合(这样，刀柄与所述刀柄装配结构之间能够传递扭矩，以使得主轴电机能够通过电机转子、轴芯和刀柄装配结构带动刀柄高速旋转)，当所述驱动机构运行第二驱动方式时所述执行机构释放刀柄而使该刀柄能够从所述刀柄装配结构中脱离；7)所述主轴冷却系统包含冷却液通道网络，所述冷却液通道网络中的冷却液通道分布于所述主轴本体、所述前轴承座以及所述后轴承座的壳层内并分别与机床冷却液输入接口和机床冷却液回流接口连接。

通常而言，所述刀柄锁定与释放机构中，所述执行机构包含拉杆和刀柄夹持用张合部件，所述刀柄夹持用张合部件安装在所述拉杆的前端以组成刀柄夹持机构，所述刀柄夹持机构套装在所述轴芯中并可在所述拉杆的驱动下整体轴向前后运动，所述轴芯中用于容纳所述刀柄夹持用张合部件的通道中具有前端扩大部和后端收缩部，当所述刀柄夹持机构在所述拉杆的驱动下整体轴向从前往后运动而使所述刀柄夹持用张合部件从所述前端扩大部向所述后端收缩部运动时，所述刀柄夹持用张合部件受到所述后端收缩部的挤压而向内合拢从而可夹紧刀柄头部并带动刀柄与所述刀柄装配结构紧密配合，当所述刀柄夹持机构在所述拉杆的驱动下整体轴向从后往前运动而使所述刀柄夹持用张合部件从所述后端收缩部向所述前端扩大部运动时，所述刀柄夹持用张合部件逐渐释放开刀柄头部而使该刀柄能够从所述刀柄装配结构中脱离。而所述驱动机构则包含拉杆前移顶推机构和拉杆后移复位机构，所述拉杆前移顶推机构安装在所述主轴本体的后端(后轴承座之后)并具有与所述拉杆后端对应的顶推部件以及用于驱动该顶推部件向前移动的顶推驱动装置(通常采用气缸)，所述拉杆后移复位机构具有安装在所述芯轴与所述拉杆之间并持续地施加给所述拉杆向后运动的弹力的弹性部件，当所述驱动机构运行第二驱动方式时，所述顶推部件向前运动并顶推所述拉杆向前运动时所述拉杆克服弹性部件的弹力使所述刀柄夹持机构整体轴向从后往前运动，当所述驱动机构运行第一驱动方式时，所述顶推部件向后运动并脱离所述拉杆时所述拉杆通过所述弹性部件的弹力使所述刀柄夹持机构整体轴向从前往后运动。

基于上述结构，结合实际应用情况，发现该款机床主轴存在多方面的技术问题。申请人在在先申请的、中国专利申请号为2021114486551的专利申请文件(下称在先申请)中，针对这些问题提供了改进的机床主轴。本申请将在该在先申请的基础上，对机床主轴的相关技术方案进行进一步的改进/细化/调整。有鉴于此，该在先申请的内容可并入本申请中。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供经改进的机床主轴。

该机床主轴包括：主轴本体；主轴电机，所述主轴电机包含电机定子和电机转子，所述电机定子固定在所述主轴本体中，所述电机转子与所述电机定子适配；轴芯，所述轴芯通过前轴承系和后轴承系可转动安装于所述主轴本体中并随所述电机转子转动，所述轴芯前端设有刀柄装配结构；前轴承系，所述前轴承系包含前轴承座和前轴承，所述前轴承座设置在所述主轴本体前端，所述前轴承安装在所述前轴承座中并旋转支撑所述轴芯前部；后轴承系，所述后轴承系包含后轴承座和后轴承，所述后轴承座设置在所述主轴本体后端，所述后轴承安装在所述后轴承座中并旋转支撑所述轴芯后部；刀柄锁定与释放机构，所述刀柄锁定与释放机构包含执行机构和驱动机构，当所述驱动机构运行第一驱动方式时所述执行机构可锁定刀柄而使该刀柄与所述刀柄装配结构紧密配合，当所述驱动机构运行第二驱动方式时所述执行机构释放刀柄而使该刀柄能够从所述刀柄装配结构中脱离；主轴冷却系统，所述主轴冷却系统包含冷却液通道网络，所述冷却液通道网络中的冷却液通道分布于所述主轴本体、所述前轴承座以及所述后轴承座的壳层内并分别与机床冷却液输入接口和机床冷却液回流接口连接；所述冷却液通道网络中分布于所述前轴承座的壳层内的冷却液通道具有沿该前轴承座的周向设置的环形通道以及分别与该环形通道连通的冷却液前轴承座内输入通道和冷却液前轴承座内输出通道；所述前轴承座具有前轴承座本体以及安装在该前轴承座本体的外侧面或内侧面上的环形件，所述环形通道由所述前轴承座本体与所述环形件配合形成，当环形件安装在该前轴承座本体的外侧面上时所述前轴承安装在该前轴承座本体内，当所述环形件安装在该前轴承座本体的内侧面上时所述前轴承安装在该环形件内；所述前轴承座本体与所述环形件之间设置有通道分隔结构，所述通道分隔结构位于所述环形通道中而使得该环形通道被分隔形成前后间隔设置的至少两个环形腔体；所述冷却液前轴承座内输入通道以及所述冷却液前轴承座内输出通道均与所述至少两个环形腔体中的不同环形腔体导通。

下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例做进一步的说明。本申请实施例的附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过实践了解到。

附图说明

构成本说明书的一部分的附图用来辅助对本申请实施例的理解，附图中所提供的内容及其在本说明书中有关的说明可用于解释本申请实施例，但不构成对本申请实施例的不当限定。

图1为在先申请实施例的机床主轴的整体外形图。

图2为对图1所示的机床主轴进行剖视的各个剖面的位置图。

图3为图2中I号剖面的剖视图。

图4为图2中II号剖面的剖视图。

图5为图2中III号剖面的剖视图。

图6为图2中IV号剖面的剖视图。

图7为图3中A处局部放大图。

图8为图3中B处局部放大图。

图9为图4中A处局部放大图。

图10为图4中B处局部放大图。

图11为图1所示机床主轴在取下外盖后露出前轴承座本体内部结构图。

图12为图1所示机床主轴的主轴本体的前端面结构图。

图13为图1所示机床主轴的前轴承座的后端面结构图。

图14为本申请实施例1的机床主轴的前端剖视图。

图15为本申请实施例1的机床主轴的前端剖视图。

图16为本申请实施例1的机床主轴的前端剖视图。

图17为本申请实施例1的机床主轴的前轴承座结构图。

图18为本申请实施例1的机床主轴的前端气密封结构处的剖视图。

图19为本申请实施例1的机床主轴的压圈的结构示意图。

图20为本申请实施例2的机床主轴的剖视图。

图21为图20中A处局部放大图。

图22为图20中B处局部放大图。

图23为本申请实施例2的机床主轴的前端剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本申请实施例。在结合附图对本申请实施例进行说明前，需要特别指出的是：

在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案、技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案、技术特征可以相互组合。此外，在可能的情况下，这些技术方案、技术特征及有关的组合均可以被赋予特定的技术主题而被相关专利所保护。

下述说明中涉及到的本申请实施例的实施例通常仅是一部分实施例而不是全部实施例，基于这些实施例，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，都应当属于专利保护的范围。

关于本说明书中术语和单位：本说明书及相应权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本说明书及相应权利要求书及有关的部分中的术语“前”、“后”表示为基于附图(如图1所示)的相对位置关系。此外，其他相关术语和单位，均可基于本说明书提供相关内容得到合理的解释。

图1为本在先申请实施例的机床主轴的整体外形图。图2为对图1所示的机床主轴进行剖视的各个剖面的位置图。图3为图2中I号剖面的剖视图。图4为图2中II号剖面的剖视图。图5为图2中III号剖面的剖视图。图6为图2中IV号剖面的剖视图。参考图1-图6，在先申请实施例的机床主轴包括主轴本体1、主轴电机2、轴芯3、前轴承系4、后轴承系5、刀柄锁定与释放机构6、主轴冷却系统7。所述主轴本体1是机床主轴的核心支撑部件，用于与机床主轴其余零部件装配形成机床主轴。所述主轴电机2包含电机定子21和电机转子22，所述电机定子21固定在所述主轴本体1中，所述电机转子22与所述电机定子21适配。所述轴芯3通过前轴承系4和后轴承系5可转动安装于所述主轴本体1中并随所述电机转子22转动，所述轴芯3前端设有刀柄装配结构31。所述前轴承系4包含前轴承座41和前轴承42，所述前轴承座41设置在所述主轴本体1前端，所述前轴承42安装在所述前轴承座41中并旋转支撑所述轴芯3前部。所述后轴承系5包含后轴承座51和后轴承52，所述后轴承座51设置在所述主轴本体1后端，所述后轴承52安装在所述后轴承座51中并旋转支撑所述轴芯3后部。所述刀柄锁定与释放机构6包含执行机构61和驱动机构62，当所述驱动机构62运行第一驱动方式时所述执行机构61可锁定刀柄8而使该刀柄8与所述刀柄装配结构31紧密配合，当所述驱动机构62运行第二驱动方式时所述执行机构61释放刀柄8而使该刀柄8能够从所述刀柄装配结构31中脱离。所述主轴冷却系统7包含冷却液通道网络，所述冷却液通道网络中的冷却液通道分布于所述主轴本体1、所述前轴承座41以及所述后轴承座51的壳层内并分别与机床冷却液输入接口和机床冷却液回流接口连接。

通常而言，所述刀柄锁定与释放机构6中，所述执行机构61包含拉杆611(在有关的附图中，为了方便观察，拉杆611部分并未画全，关于拉杆611长度可结合本说明书文字进行理解)和刀柄夹持用张合部件612，所述刀柄夹持用张合部件612安装在所述拉杆611的前端以组成刀柄夹持机构，所述刀柄夹持机构套装在所述轴芯3中并可在所述拉杆611的驱动下整体轴向前后运动，所述轴芯3中用于容纳所述刀柄夹持用张合部件的通道中具有前端扩大部和后端收缩部，当所述刀柄夹持机构在所述拉杆611的驱动下整体轴向从前往后运动而使所述刀柄夹持用张合部件612从所述前端扩大部向所述后端收缩部运动时，所述刀柄夹持用张合部件612受到所述后端收缩部的挤压而向内合拢从而可夹紧刀柄8头部并带动刀柄8与所述刀柄装配结构31紧密配合(即图1-图6所示的状态)，当所述刀柄夹持机构在所述拉杆611的驱动下整体轴向从后往前运动而使所述刀柄夹持用张合部件612从所述后端收缩部向所述前端扩大部运动时，所述刀柄夹持用张合部件612逐渐释放开刀柄8头部而使该刀柄8能够从所述刀柄装配结构31中脱离。而所述驱动机构62则包含拉杆前移顶推机构和拉杆后移复位机构，所述拉杆前移顶推机构安装在所述主轴本体1的后端(后轴承座51之后)并具有与所述拉杆611后端对应的顶推部件6211以及用于驱动该顶推部件6211向前移动的顶推驱动装置(通常采用气缸621)，所述拉杆后移复位机构具有安装在所述芯轴3与所述拉杆611之间并持续地施加给所述拉杆611向后运动的弹力的弹性部件622(可以是套在拉杆611后段上呈拉伸状态的矩形弹簧)，当所述驱动机构62运行第二驱动方式时，所述顶推部件6211向前运动并顶推所述拉杆611向前运动时所述拉杆611克服弹性部件622的弹力使所述刀柄夹持机构整体轴向从后往前运动，当所述驱动机构62运行第一驱动方式时，所述顶推部件6211向后运动并脱离所述拉杆611时所述拉杆611通过所述弹性部件622的弹力使所述刀柄夹持机构整体轴向从前往后运动。

在先申请实施例的机床主轴中，所述轴芯3中用于容纳所述刀柄夹持用张合部件612的通道中在所述前端扩大部向所述后端收缩部过渡的部位设置有与刀柄夹持用张合部件612外表面形状相适配的台阶，所述刀柄夹持用张合部件612的前端具有向内的卡爪，所述刀柄夹持用张合部件612的后端铰接于拉杆611上，同时，所述刀柄夹持用张合部件612与拉杆611之间的铰链处安装有用于驱使刀柄夹持用张合部件612向外张开的扭簧。当所述刀柄夹持机构在所述拉杆611的驱动下整体轴向从后往前运动而使所述刀柄夹持用张合部件612从所述后端收缩部向所述前端扩大部运动时，所述台阶向内挤压刀柄夹持用张合部件612以使该刀柄夹持用张合部件612发生转动，这样，所述刀柄夹持用张合部件612前端的卡爪卡入刀柄8头部前端。当所述刀柄夹持机构在所述拉杆611的驱动下整体轴向从后往前运动而使所述刀柄夹持用张合部件612从所述后端收缩部向所述前端扩大部运动时，扭簧带动刀柄夹持用张合部件612向外张开，所述刀柄夹持用张合部件612逐渐释放开刀柄8头部。

在先申请实施例的机床主轴中，顶推驱动装置采用了多个气缸621，这些气缸621的活塞连接在一起并同步、同向运动，顶推部件6211位于最前一个气缸621的前端，当多个气缸621的活塞同步向前运动时可以保证顶推部件6211具有较大的推力。

以往机床主轴存在以下问题：一、前轴承42和后轴承52高度依赖所述主轴冷却系统7中流动的冷却液(例如冷却水)进行冷却，当轴芯3转速较高(如转速≥15000rpm)时，前轴承42和后轴承52的发热量较大，而冷却液冷却效果往往较为有限，这样就会影响前轴承42和后轴承52使用寿命。第二，受制于零件加工精度等因素的影响，为了保证轴芯3旋转时的重心稳定在前轴承系4和后轴承系5对轴芯3的旋转支撑中心轴线上从而减小轴芯3旋转振动，可对机床主轴的旋转部分进行动平衡。申请人在在先申请的申请日之前采取的动平衡方法是：在机床主轴装配完成前，使用专门的动平衡设备单独对机床主轴的旋转部分(轴芯3)进行动平衡，该动平衡设备能够在旋转轴芯3的过程中对轴芯的重心相对于该动平衡设备对轴芯3的旋转支撑中心轴线的偏移情况进行检测，操作人员可根据检测结果在轴芯3表面相应部位进行增重。由于上述方式只能在机床主轴装配完成前实施，故无法对已经装配好的机床主轴进行动平衡，因此不便于机床主轴的出厂检测和维护检修。第三、刀柄锁定与释放机构6的具体工作原理实际上存在这样的情况，即：所述顶推部件6211向前运动并顶推所述拉杆611向前运动时，所述刀柄夹持用张合部件612也会快速从所述后端收缩部向所述前端扩大部运动，这样，就使得轴芯3存在一个瞬时向前运动的趋势，进而尤其可使得前轴承42承受到一个明显的轴向冲击，久而久之就会影响前轴承42的使用寿命。第四、冷却液通道网络中冷却液通道布置尚不十分合理，特别是对前轴承系的冷却效果还有一定提升空间。第五、为了实现机床主轴在机床上的安装，该款机床主轴的外侧面上设置法兰环9，可通过该法兰环9将机床主轴安装在机床上。以往，该法兰环9被设计成与所述主轴本体1为一体结构，而由于主轴本体1采用机床切削加工来制造，因此，法兰环9的存在会大大增加主轴本体1制造过程中的切削材料浪费和机床切削加工时间，从而提高了机床主轴整体制造成本。

针对上述问题，在先申请实施例的机床主轴进行了以下几方面改进。需要指出的是，这些改进方案既可以同时应用于机床主轴中(即参见参考图1-图6所示的机床主轴)，也可以单独或根据需要组合地应用于机床主轴。

一、在机床主轴中增加油气润滑功能，并创新设计了油气润滑结构，以通过油气润滑大大提高对前轴承和后轴承的冷却降温和润滑效果，显著提升前轴承和后轴承的使用寿命。

图7为图3中A处局部放大图。图8为图3中B处局部放大图。图9为图4中A处局部放大图。图10为图4中B处局部放大图。如图3、图4、图7、图8、图9和图10所示，所述前轴承42和所述后轴承52具有油气润滑轴承侧结构，所述油气润滑轴承侧结构具有如下特征：

A1)所述气润滑轴承侧结构具有中间进油式油气润滑轴承组10，所述中间进油式油气润滑轴承组10具有前后排列的第一轴承101与第二轴承102以及安装在所述第一轴承101与所述第二轴承102之间的进油环103。

A2)所述进油环103包含内环件1031和外环件1032，所述内环件1031套装在所述轴芯3上且前后两端分别与所述第一轴承101内圈后端面和所述第二轴承102内圈前端面轴向配合，所述外环件1032安装在对应轴承座上且前后两端分别与所述第一轴承101外圈后端面和所述第二轴承102外圈前端面轴向配合，所述外环件1032与所述内环件1031不接触地套装在一起并在该外环件1032与该内环件1031之间形成扁环形通道。

A3)所述外环件1032内开设有润滑油气外环件内输送通道1032T，所述润滑油气外环件内输送通道1032T的进油孔布置在该外环件1032上用于与对应轴承座配合的外环面上，所述润滑油气外环件内输送通道1032T具有同时与该润滑油气外环件内输送通道1032T的进油孔导通的第一出油孔和第二出油孔，所述第一出油孔布置在该外环件1032的前端面上而与所述第一轴承后端内外圈间隙导通，所述第二出油孔布置在该外环件1032的后端面上而与所述第二轴承前端内外圈间隙导通。

此外，如图3、图4、图7、图8、图9和图10所示，所述前轴承座41和后轴承座51具有油气润滑轴承座侧结构，所述油气润滑轴承座侧结构具有如下特征：

B1)所述油气润滑轴承座侧结构中开设有润滑油气轴承座内进油通道111T和润滑油气轴承座内回油通道112T。

B2)所述润滑油气轴承座内进油通道111T的进油孔与润滑油气主进油通道12导通，所述润滑油气轴承座内进油通道111T的出油孔与所述润滑油气外环件内输送通道1032T的进油孔导通，所述润滑油气主进油通道12位于所述主轴本体1中并与机床润滑油气输入接口连接。

B3)所述润滑油气轴承座内回油通道112T的出油孔与润滑油气主回油通道导通13，所述润滑油气轴承座内回油通道112T具有同时与该润滑油气轴承座内回油通道112T的出油孔导通的第一进油孔和第二进油孔，所述第一进油孔布置在所述中间进油式油气润滑轴承组10的前侧并与所述第一轴承前端内外圈间隙导通，所述第二进油孔布置在所述中间进油式油气润滑轴承组10的后侧并与所述第二轴承后端内外圈间隙导通，所述润滑油气主回油通道13位于所述主轴本体1中并与机床润滑油气回油接口连接。

所述机床润滑油气输入接口和所述机床润滑油气回油接口分别设置在机床主轴上，当机床主轴安装在机床上后，所述机床润滑油气输入接口和所述机床润滑油气回油接口分别与机床上的对应接口连接。

这里的机床应当配备油气润滑系统。通常，油气润滑系统具备润滑油供给和分配、压缩空气处理、油气混合和油气流(润滑油气)输出以及PLC电气控制等功能，根据机床主轴的需油量和事先设定的工作程序接通气动泵。工作时，压缩空气经过压缩空气处理装置进行处理，润滑油经油气分配器分配后被输送到与压缩空气网络相连接的油气混合块中，并在油气混合块中与压缩空气混合形成油气流(润滑油气)，然后从机床上的相应接口通过所述机床润滑油气输入接口进入机床主轴。在机床主轴内完成油气润滑工作后的油气流(润滑油气)再通过所述机床润滑油气回油接口从机床上的相应接口返回油气润滑系统，并通过一定的处理(如油气分离)后，实现润滑油的循环利用。

上述机床主轴能够通过机床润滑油气输入接口向机床主轴中输入润滑油气。润滑油气通常由压缩空气与润滑油两相组成，压缩空气作为润滑油的输送载体。润滑油气通过一系列通道(包括润滑油气主进油通道12、润滑油气轴承座内进油通道111T)后分别对第一轴承101与第二轴承102进行冷却降温和润滑，在这个过程中，由于压缩空气的作用，润滑油起初以油膜形式粘附在通道壁四周并以缓慢的速度向前移动，在即将到达第一出油孔的出口和第二出油孔的出口时,油膜变得越来越薄且连成一片，最后以极其精细的连续油滴流喷射出去以达到润滑点(即第一轴承101和第二轴承102)，通过油滴润滑的同时，配合压缩空气的快速流动能够使润滑部位得到高效冷却。之后，润滑油气再通过一系列通道(包括润滑油气主回油通道13、润滑油气轴承座内回油通道112T)从机床润滑油气回油接口流出机床主轴。由此，能够确保对第一轴承101与第二轴承102良好的冷却降温和润滑效果，大大提高第一轴承101与第二轴承102的使用寿命。

上述油气润滑轴承侧结构以及油气润滑轴承座侧结构具有以下几方面的特点和优势：首先，能够实现中间进油式油气润滑轴承组10从第一轴承101与第二轴承102之间进油并向两端出油的油气润滑方式。这种方式的优点在于，润滑油在通道壁上大致上经过相同或相近的距离后分别从第一出油孔的出口和第二出油孔的出口喷射出去，使得分别从第一出油孔的出口和第二出油孔的出口喷射出去油滴的大小、速度以及压缩空气的流量等基本等同，从而保证第一轴承101和第二轴承102之前得到均匀的冷却和润滑。其次，中间进油式油气润滑轴承组10的进油环103中在外环件1032与内环件1031之间形成扁环形通道，润滑油气在该扁环形通道内均匀分布，能够平衡由于润滑油气从I号剖面上的润滑油气外环件内输送通道1032T进入第一轴承后端内外圈间隙和第二轴承前端内外圈间隙时对于轴芯3产生的径向压力。

一种优选具体实施方式中，如图7-图8所示，所述外环件1032上用于与对应轴承座配合的外环面上开有环形槽10321，所述润滑油气外环件内输送通道1032T的进油孔布置该环形槽10321的槽底面上并向该外环件1032的内环面延伸一定距离后分出前后两条支路分别作为所述第一出油孔和所述第二出油孔。在所述外环件1032上用于与对应轴承座配合的外环面上开设环形槽10321并将所述润滑油气外环件内输送通道1032T的进油孔布置该环形槽10321的槽底面上的目的在于使外环件1032无论处于任何的旋转角度下均能够保证环形槽10321与润滑油气轴承座内进油通道111T的出油孔导通，方便将外环件1032装配在前轴承座41中。

一种优选具体实施方式中，如图7-图8所示，所述外环件1032的前端面和/或所述外环件1032的后端面上设有环形台阶结构10322，所述环形台阶结构10322的凸起部分围绕所述外环件1032的外侧边缘设置以作为轴承外圈轴向定位结构，所述环形台阶结构10322的凹陷部分形成润滑油气储存槽与对应轴承内外圈间隙导通。通常而言，所述外环件1032的前端面和所述外环件1032的后端面上均设有环形台阶结构10322，这样，所述外环件1032的前端面的轴承外圈轴向定位结构可与所述第一轴承101的外圈后端面轴向配合，所述外环件1032的后端面的轴承外圈轴向定位结构可与所述第二轴承102的外圈前端面轴向配合。

一种通常的具体实施方式中，如图7-图10所示，所述润滑油气轴承座内进油通道111T整体的中心轴线、所述润滑油气主进油通道12整体的中心轴线以及所述轴芯3的旋转中心轴线均位于第一平面(结合图2可知，该第一平面实际就是I号剖面)上，所述润滑油气轴承座内回油通道112T整体的中心轴线、所述润滑油气主回油通道13整体的中心轴线以及所述轴芯3的旋转中心轴线均位于第二平面(结合图2可知，该第二平面实际就是II号剖面)上，所述第一平面与所述第二平面相交于所述轴芯3的旋转中心轴线并形成角度大于0度的第一夹角(结合图2可知，该第一夹角实际就是I号剖面与II号剖面之间的夹角)，并且，所述润滑油气主进油通道111T整体的中心轴线和所述润滑油气主回油通道112T导通整体的中心轴线均为直线。采用上述设计的目的在于，可以方便润滑油气轴承座内进油通道111T、润滑油气主进油通道12、润滑油气轴承座内回油通道112T和润滑油气主回油通道13的加工，减少在前轴承座41和后轴承座51中的开孔数量，同时，也便于机床主轴的装配。具体而言，润滑油气主进油通道12和润滑油气主回油通道13可主要通过在主轴本体1中轴向开孔来制造。如图7-图8所示，前轴承座41中的润滑油气轴承座内进油通道111T实际由一个略微倾斜的轴向孔和一个径向孔连接而成，即仅需开两次孔即可在前轴承座41中开设润滑油气轴承座内进油通道111T；而后轴承座51中的润滑油气轴承座内进油通道111T仅由一个径向孔形成，即仅需开一次孔即可在后轴承座51中开设润滑油气轴承座内进油通道111T。同理，如图9-图10所示，前轴承座41中的润滑油气轴承座内回油通道112T以及后轴承座51中的润滑油气轴承座内回油通道112T均由轴向孔和径向孔组成，开孔数量少且加工制造简便。

一种通常的具体实施方式中，如图3-图4所示，所述驱动机构62安装在所述主轴本体1的后端并构成该机床主轴的后端部，所述机床润滑油气输入接口和所述机床润滑油气回油接口分别设置在所述驱动机构62的后端面上；所述润滑油气主进油通道12通过开设在所述驱动机构62的壳体中的润滑油气主进油驱动机构内通道与机床润滑油气输入接口连接，所述润滑油气主进油驱动机构内通道整体的中心轴线为直线并与所述轴芯3的旋转中心轴线均位于第三平面上，所述第一平面与所述第三平面重合或者相交于所述轴芯的旋转中心轴线并形成角度大于0度的第二夹角，所述第二夹角的大小确保所述润滑油气主进油驱动机构内通道在不拐弯的条件下与所述润滑油气主进油通道12连通；所述润滑油气主回油通道13通过开设在所述驱动机构62的壳体中的润滑油气主回油驱动机构内通道与机床润滑油气回油接口连接，所述润滑油气主回油驱动机构内通道整体的中心轴线为直线并与所述轴芯的旋转中心轴线均位于第四平面上，所述第二平面与所述第四平面重合或者相交于所述轴芯3的旋转中心轴线并形成角度大于0度的第三夹角，所述第三夹角的大小确保所述润滑油气主回油驱动机构内通道在不拐弯的条件下与所述润滑油气主回油通道连通。由于在图3-图4中无法看到润滑油气主进油驱动机构内通道和润滑油气主回油驱动机构内通道，说明在图3-图4所示的实施例中，所述第一平面与所述第三平面相交于所述轴芯的旋转中心轴线并形成角度大于0度的第二夹角，且所述第二平面与所述第四平面相交于所述轴芯3的旋转中心轴线并形成角度大于0度的第三夹角。显然，在所述第一平面与所述第三平面重合或者相交于所述轴芯的旋转中心轴线并形成角度大于0度的第二夹角，所述第二夹角的大小确保所述润滑油气主进油驱动机构内通道在不拐弯的条件下与所述润滑油气主进油通道12连通的情况下，可以节省润滑油气主进油驱动机构内通道的开孔数量且方便加工制造。同理，在所述第二平面与所述第四平面重合或者相交于所述轴芯3的旋转中心轴线并形成角度大于0度的第三夹角，所述第三夹角的大小确保所述润滑油气主回油驱动机构内通道在不拐弯的条件下与所述润滑油气主回油通道连通的情况下，可以节省润滑油气主回油驱动机构内通道的开孔数量且方便加工制造。

一种可选具体实施方式中，如图7和图9所示，所述前轴承42的所述第一轴承101的前端设有前轴承内圈压环411、前轴承外圈压环412和前轴承座端盖413，所述前轴承内圈压环411通过螺纹旋装在所述轴芯3上并向后压紧所述前轴承42的所述第一轴承101的内圈前端面，所述前轴承座端盖413套装在所述前轴承内圈压环411上并通过螺栓紧固在所述前轴承座41的前端面上并通过安装在所述前轴承座41中的所述前轴承外圈压环412分别向后压紧所述前轴承42的所述第一轴承101的外圈前端面和所述前轴承内圈压环411上的凸肩4111，所述前轴承座端盖413与所述前轴承内圈压环411之间设有动密封结构4112；所述前轴承座41的所述第一进油孔通过分别开设在所述前轴承外圈压环412以及所述前轴承座端盖413中的进油孔与所述前轴承42的所述第一轴承前端内外圈间隙导通，所述前轴承外圈压环412与所述前轴承座端盖413之间以及所述前轴承座41与所述前轴承座端盖413之间分别安装有防润滑油气泄漏的密封圈。上述结构中，由于所述前轴承座端盖413套装在所述前轴承内圈压环411上并通过螺栓紧固在所述前轴承座41的前端面上并通过安装在所述前轴承座41中的所述前轴承外圈压环412分别向后压紧所述前轴承42的所述第一轴承101的外圈前端面和所述前轴承内圈压环411上的凸肩4111，这样，就可以确保对所述第一轴承101内外圈向后轴向压紧，并有效防止所述前轴承内圈压环411松动。另外，由于所述前轴承座41的所述第一进油孔通过分别开设在所述前轴承外圈压环412以及所述前轴承座端盖413中的进油孔与所述前轴承42的所述第一轴承前端内外圈间隙导通，所述前轴承外圈压环412与所述前轴承座端盖413之间以及所述前轴承座41与所述前轴承座端盖413之间分别安装有防润滑油气泄漏的密封圈，这些密封圈刚好通过将所述前轴承座端盖413经过螺栓紧固在所述前轴承座41的前端面上的方式轴向压紧在所述前轴承座端盖413中，确保密封圈的密封效果。

一种可选具体实施方式中，如图7、图9和图5所示，所述前轴承座端盖413中开设有环形气道4131，所述环形气道4131通过所述前轴承座端盖413与所述前轴承外圈压环412之间的轴向配合间隙以及所述前轴承外圈压环412与所述前轴承内圈压环411之间的径向配合间隙与所述动密封结构4112导通以形成防润滑油气泄漏的气密封结构；所述前轴承座41中开设有轴承座内进气通道113T，所述轴承座内进气通道113T的进气孔与主进气通道导14通，所述轴承座内进气通道113T的出气孔通过开设在所述前轴承座端盖413中的进气孔与所述环形气道4131导通，所述前轴承座41与所述前轴承座端盖413之间分别安装有防气体泄漏的密封圈，所述主进气通道14位于所述主轴本体1中并与机床压缩气体输入接口连接。具体而言，通过图3-图5对比可知，所述轴承座内进气通道113T整体的中心轴线、所述主进气通道导14整体的中心轴线以及所述轴芯3的旋转中心轴线均位于第五平面上(即III号剖面)。此外，从图5中还可以看出，所述主进气通道14通过开设在所述驱动机构62的壳体中的主进气驱动机构内通道与机床压缩气体输入接口连接，所述机床压缩气体输入接口同样设置在所述驱动机构62的后端面上，所述主进气驱动机构内通道整体的中心轴线为直线并与所述轴芯3的旋转中心轴线均位于第六平面上，所述第五平面与所述第六平面重合(从图5中看出主进气通道导14直接向后延伸至所述驱动机构62的后端面上的机床压缩气体输入接口)。当机床主轴安装在机床上后，所述机床压缩气体输入接口与机床上的压缩气体输出接口对接，机床主轴工作时，压缩气体(通常为压缩空气)通过所述机床压缩气体输入接口进入机床主轴并在环形气道4131内以及与该环形气道4131连通的气密封结构中保持一定的气压，从而可进一步防止润滑油气从所述动密封结构4112处发生泄露。

一种可选具体实施方式中，如图7、图9所示，所述前轴承41的所述第二轴承102的后端设有前轴承内圈轴向定位凸台32和前轴承外圈轴向定位凸台414，所述前轴承内圈轴向定位凸台32位于所述轴芯3上并向前压紧所述前轴承42的所述第二轴承102的内圈后端面，所述前轴承外圈轴向定位凸台414位于所述前轴承座41上并向前压紧所述前轴承42的所述第二轴承102的外圈后端面，所述前轴承内圈轴向定位凸台32与所述前轴承外圈轴向定位凸台414之间预留有前径向间隙415；所述前轴承座41的所述第二进油孔通过所述前径向间隙415与所述前轴承42的所述第二轴承102后端内外圈间隙导通。具体而言，如图9所示，所述前轴承41中的润滑油气轴承座内回油通道112T中的一径向孔直接贯通至所述前径向间隙415。

一种可选具体实施方式中，如图8、图10所示，所述后轴承52的所述第一轴承101的前端设有后轴承内圈轴向定位凸台33和后轴承外圈轴向定位凸台511，所述后轴承内圈轴向定位凸台33位于所述轴芯3上并向后压紧所述后轴承52的所述第一轴承101的内圈前端面，所述后轴承外圈轴向定位凸台511位于所述后轴承座51上并通过有带轴向预压缩弹簧512的压圈513向后压紧所述后轴承52的所述第一轴承101的外圈前端面，所述后轴承内圈轴向定位凸台33与所述压圈513之间预留有后径向间隙514；所述后轴承座51的所述第一进油孔通过所述后径向间隙514与所述后轴承52的所述第一轴承前端内外圈间隙导通。由于所述后轴承外圈轴向定位凸台511位于所述后轴承座51上并通过有带轴向预压缩弹簧512的压圈513向后压紧所述后轴承52的所述第一轴承101的外圈前端面，因此，压圈513能够对后轴承52进行轴向预紧，有助于更好的消除后轴承52中的第一轴承101中和第二轴承102中的轴向间隙，提高机床主轴加工精度和减小切削时的振动。

一种可选具体实施方式中，如图8、图10所示，所述后轴承52的所述第二轴承102的后端设有后轴承内圈压环515和后轴承座端盖516，所述后轴承内圈压环515通过螺纹旋装在所述轴芯3上并向前压紧所述后轴承52的所述第二轴承102的内圈后端面，所述后轴承座端盖516套装在所述后轴承内圈压环515上并通过螺栓紧固在所述后轴承座51的后端面上，所述后轴承座端盖516与所述后轴承内圈压环515之间设有配合间隙，所述后轴承座端盖516的后端面上安装有轴芯旋转位移检测机构8；所述后轴承座51的所述第二进油孔通过所述配合间隙(即后轴承座端盖516与所述后轴承内圈压环515之间的配合间隙)以及开设在所述后轴承座端盖516中的进油孔(如图10所示)与所述后轴承52的所述第二轴承后端内外圈间隙导通。

可以看出，根据上述实施方式，所述后轴承52的所述第二轴承102的外圈后端面并没有设置轴向定位零件，同时直接在所述后轴承座51的后端面上安装后轴承座端盖516，并在所述后轴承座端盖516的后端面上安装轴芯旋转位移检测机构15。轴芯旋转位移检测机构15用于检测轴芯3的旋转角度，具体包括测量齿轮、传感器和外壳，测量齿轮安装在轴芯3上并随轴芯3同步旋转，外壳安装在所述后轴承座端盖516的后端面上，传感器安装在该外壳上并通过检测测量齿轮的轮齿得到轴芯3的旋转角度等信息。上述轴芯旋转位移检测机构15的检测原理虽然是现有的，但本申请上述实施方式巧妙的在省去所述后轴承52的所述第二轴承102的外圈后端面的轴向定位零件且将所述后轴承52的轴向定位依靠前述后轴承内圈轴向定位凸台33、压圈513和后轴承内圈压环515实现的基础上(由于机床主轴通常是前端向下后端向上安装在机床上进行切削加工的，因此采取这种方式对所述后轴承52进行轴向定位是可行且合理的)，将该轴芯旋转位移检测机构15设置在所述后轴承座端盖516的后端面上，从而利用节省出的所述后轴承52的所述第二轴承102的外圈后端面的轴向定位零件的轴向安装空间来放置轴芯旋转位移检测机构15，提升了机床主轴的结构紧凑性。

一种通常的具体实施方式中，前轴承和后轴承的第一轴承101与第二轴承102可以均为角接触球轴承，这些角接触球轴承的安装方向参考相关的附图。

二、针对目前采取的动平衡方法只能在机床主轴装配完成前实施，无法对已经装配好的机床主轴进行动平衡，因此不便于机床主轴的出厂检测和维护检修的问题，对机床主轴的相关结构进行了重新设计，从而可以在机床主轴在装配成一个相对完整的状态下实现对轴芯3的动平衡，从而大大的方便机床主轴的出厂检测和维护检修。

图6为图2中IV号剖面的剖视图。如图6所示，所述轴芯3上靠近所述前轴承系4的部位设置有固定在该轴芯3外圆面上的前配重环131，所述前配重环131的外环面的一周沿周向均匀间隔排列设置有前配重孔1311，所述前轴承座41或/和所述主轴本体1(这里为前轴承座41)中开设有前配重材料安装操作通道132，所述前配重材料安装操作通道132从所述前轴承座41或/和所述主轴本体1(这里为前轴承座41)的外侧面向内延伸至所述前配重环131并能够通过转动所述轴芯3分别与各前配重孔1311对准导通，所述前轴承座41或/和所述主轴本体3(这里为前轴承座41)表面设有用于可选择地使前配重材料安装操作通道132开启和封闭的前密封盖133；所述轴芯3上靠近所述后轴承系5的部位设置有固定在该轴芯3外圆面上的后配重环134，所述后配重环134的外环面的一周沿周向均匀间隔排列设置有后配重孔1341，所述后轴承座51或/和所述主轴本体1(这里为后轴承座51和主轴本体1)中开设有后配重材料安装操作通道135，所述后配重材料安装操作通道135从所述后轴承座51或/和所述主轴本体(这里为后轴承座51和主轴本体1)的外侧面向内延伸至所述后配重环134并能够通过转动所述轴芯3分别与各后配重孔1341对准导通，所述后轴承座51或/和所述主轴本体1(这里为主轴本体1)表面设有用于可选择地使后配重材料安装操作通道135开启和封闭的后密封盖136。这样，就能够通过前配重材料安装操作通道132和后配重材料安装操作通道135分别从机床主轴表面，向前配重环131上的目标前配重孔以及后配重环134上的目标后配重孔中安装配重材料(例如通过粘接、过盈装配等安装方式安装配重材料)，可以在机床主轴在装配成一个相对完整的状态下实现对轴芯3的动平衡，大大的方便机床主轴的出厂检测和维护检修。

一种通常的具体实施方式中，如图6所示，各前配重孔1311以及所述前配重材料安装操作通道132均是沿所述轴芯3的径向延伸的，各前配重孔1311的中心轴线以及所述前配重材料安装操作通道132的中心轴线均位于第一横截面上，所述第一横截面为与所述轴芯3的旋转中心轴线垂直的平面；并且，各后配重孔1341以及所述后配重材料安装操作通道135均是沿所述轴芯3的径向延伸的，各后配重孔1341的中心轴线以及所述后配重材料安装操作通道135的中心轴线均位于第二横截面上，所述第二横截面为与所述轴芯3的旋转中心轴线垂直的平面。通常而言，如图6所示，所述第一横截面可以位于所述前轴承42的后方并切入所述前轴承座41中，所述第二横截面位于所述后轴,52的前方并切入所述后轴承座51中。

一种可选的具体实施方式中，所述前配重孔1311和所述后配重孔1341均为螺纹孔。这样，可以将配重材料加工成带有相应螺纹柱面的形式，方便将配重材料旋装固定到相应的前配重孔1311和后配重孔1341中。需要动平衡时，还可事先准备不同重量且均带有螺纹柱面的配重材料，然后根据需要选择不同重量的配重材料通过螺纹安装在相应前配重孔1311和后配重孔1341中。配重材料上还可以设置扭转携动结构(例如内六角孔)，以便利用工具来旋转配重材料使其旋装固定到相应的前配重孔1311和后配重孔1341中。

此外，一种可选的具体实施方式中，如图6所示，所述后配重环134为套筒状，所述后轴承52(这里具体为整个后轴承52的中间进油式油气润滑轴承组10)整体套装在该后配重环134外部。这样设计的好处在于使得后配重环134实际上兼作为与后轴承52内圈配合的零件，起到简化结构、方便机床主轴加工制造的作用。

三、针对所述顶推部件6211向前运动并顶推所述拉杆611向前运动时使得前轴承42承受到一个明显的轴向冲击，久而久之就会影响前轴承42的使用寿命的问题，在机床主轴中设置了可在所述顶推部件6211向前运动并顶推所述拉杆611向前运动时对所述前轴承42进行轴向卸压的结构。

如图6所示，将所述前配重环131作为一个凸肩状结构，该凸肩状结构与所述前轴承座41之间通过设置于所述凸肩状结构的前端面与所述前轴承座41的后端面之间的轴向可变间隙配合结构实现轴向配合；当所述驱动机构62运行第一驱动方式时，所述轴向可变间隙配合结构的间隙产生而使得所述凸肩状结构的前端面与所述前轴承座41的后端面之间不接触，当所述驱动机构62运行第二驱动方式时，所述轴向间隙配合结构的间隙消除而使得所述凸肩状结构的前端面与所述前轴承座的后端面之间接触并轴向承压。具体而言，在这里，当所述驱动机构62运行第一驱动方式时，所述轴向可变间隙配合结构的间隙为0.05mm(该间隙主要根据前轴承的选型等因素并基于试验得到，不同规格的机床主轴所设计的所述间隙可能不同)，即所述前配重环131的与所述前轴承座41之间的轴向间隙为0.05mm，这时，所述前配重环131与所述前轴承座41之间并不接触，从而不影响轴芯3的高速旋转；当所述驱动机构62运行第二驱动方式时，所述前配重环131的前端面与所述前轴承座41的后端面之间接触并轴向承压，这时，原本由前轴承承受的轴向冲击被凸肩状结构承担，从而大大减轻了前轴承42的轴向动载荷，有助于提升前轴承42的使用寿命。

可见，本申请实施例的机床主轴中，所述前配重环131除了用于动平衡外，还能够在所述顶推部件6211向前运动并顶推所述拉杆611向前运动时对所述前轴承42进行轴向卸压，从而简化了机床主轴的结构。另外，从图9中可以看到，前述前径向间隙415与所述第二进油孔连通于所述前配重环131的前端面处，因此前配重环131与前轴承42距离较近，有助于缩短机床主轴的整体长度。当然，所述凸肩状结构并非必须由所述前配重环131兼作，设置独立于所述前配重环131的凸肩状结构也是可行的。

四、针对主轴冷却系统7，改进了前轴承座41内的冷却液通道，提升对前轴承系4的冷却效果。

图11为图1所示机床主轴在取下外盖后露出前轴承座本体内部结构图。如图7、图9和图11所示，所述冷却液通道网络中分布于所述前轴承座41的壳层内的冷却液通道具有沿该前轴承座41的周向设置的环形通道416以及分别与该环形通道416连通的冷却液前轴承座内输入通道417和冷却液前轴承座内输出通道418；所述前轴承座41具有前轴承座本体41a以及安装在该前轴承座本体41a外侧面上的外盖41b，所述环形通道416由所述前轴承座本体41a与所述外盖41b配合形成；所述前轴承座本体41a与所述外盖41b之间设置有一阻挡部件419，所述阻挡部件419位于所述环形通道416中而使得该环形通道416被该阻挡部件419所阻断；所述冷却液前轴承座内输入通道417以及所述冷却液前轴承座内输出通道418分别与所述环形通道416上位于所述阻挡部件419两侧的部位导通。通过对分布于所述前轴承座41的壳层内的冷却液通道的改进，以较为简单合理的方式，形成了沿该前轴承座41的周向设置的环形通道416，增大了冷却液(通常采用水)与所述前轴承座41之间的接触面积，同时，由于冷却液能够沿整个环形通道416的周向流动，因此，沿整个环形通道416的周向流动的冷却液能够对前轴承座41进行更均匀地冷却。

一种通常的具体实施方式中，如图7、图9和图11所示，所述前轴承座本体41a的外侧面具有从该前轴承座41的前端向该前轴承座41的后端直径逐渐变大的锥形结构，所述外盖41b为形状与该锥形结构相适应的锥形套，所述锥形套从前往后套装在所述前轴承座本体41a上并与所述前轴承座本体41a轴向固定，所述锥形套的前端内壁以及后端内壁分别与所述前轴承座本体41a之间安装有密封圈。由此，可以使机床主轴前端直径(具体为前轴承座41前端直径)较小，有利于在机床主轴的切削加工过程中减小机床主轴前端与零件发生碰撞的可能性。

如图7、图9和图11所示，用于将所述前轴承座41与主轴本体1之间进行连接的螺栓的安装孔的入口可以布置在所述前轴承座本体41a的锥形结构的表面(如图11所示，在所述冷却液前轴承座内输入通道417以及所述冷却液前轴承座内输出通道418的旁侧均有孔，这些孔即为将所述前轴承座41与主轴本体1之间进行连接的螺栓的安装孔)，这样就利用了所述锥形结构同时用于环形通道416的设置和前轴承座41与主轴本体1的装配，进一步提升机床主轴的紧凑性。显然，为了避免冷却液泄漏，用于将所述前轴承座41与主轴本体1之间进行连接的螺栓与对应的安装孔之间应安装密封元件。

进一步地，如图7、图9和图11所示，所述前轴承座本体41a上位于所述锥形套的后端设置有锥形套轴向定位台阶420，所述前轴承座本体41a上位于所述锥形套的前端安装有前轴承座端盖413，当所述锥形套从前往后套装在所述前轴承座本体41a上后，所述锥形套轴向定位台阶420与所述锥形套的后端面轴向配合，且所述前轴承座端盖413通过螺栓安装在所述前轴承座本体41a前端并向后压紧所述锥形套的前端面。所述锥形套轴向定位台阶420与所述锥形套的后端面之间安装有密封圈。由此，前轴承座本体41a与所述外盖41b之间的装配简单，且对环形通道416的密封效果更好。

一种可选的具体实施方式中，如图7、图9和图11所示，所述前轴承座本体41a的外侧面上开设有环形槽，当所述前轴承座本体41a与所述外盖配合后该环形槽形成所述环形通道416，该环形槽中预留有凸起部以作为阻挡部件419。

前面提到：所述主轴冷却系统7包含冷却液通道网络，所述冷却液通道网络中的冷却液通道分布于所述主轴本体1、所述前轴承座41以及所述后轴承座51的壳层内并分别与机床冷却液输入接口和机床冷却液回流接口连接。而上述的冷却液前轴承座内输入通道417以及冷却液前轴承座内输出通道418，也可通过类似于前述的润滑油气轴承座内进油通道111T和润滑油气轴承座内回油通道112T的相关设置方式而分别实现与机床冷却液输入接口和机床冷却液回流接口连接。

图12为图1所示机床主轴的主轴本体的前端面结构图。图13为图1所示机床主轴的前轴承座的后端面结构图。一种可选的具体实施方式中，如图12和图13所示，所述冷却液通道网络中分布于所述主轴本体1的壳层内冷却液通道包含多条沿所述主轴本体1的轴向开设的轴向通道71，这些轴向通道71之间沿所述主轴本体1的一周呈周向间隔布置，这些轴向通道71的前端绝大多数两两导通(可通过在主轴本体1的前端面和/或前轴承座41的后端面面上分别开设可同时与对应相邻两个轴向通道71连通的椭圆形槽72即可将这些轴向通道71的前端绝大多数两两导通)且这些轴向通道71的后端绝大多数两两导通(可通过在后轴承座51的前端面上分别开设可同时与对应相邻两个轴向通道71连通的椭圆形槽72即可将这些轴向通道71的后端绝大多数两两导通)从而使得这些轴向通道71被依次的串联起来，这些轴向通道71中其中一条轴向通道71的后端与所述机床冷却液输入接口连接且前端与所述冷却液前轴承座内输入通道417连接，这些轴向通道71中其中一条轴向通道的前端与所述冷却液前轴承座内输出通道418连接，这些轴向通71中其中一条轴向通道71的后端与所述机床冷却液回流接口连接。由此，机床主轴的主轴冷却系统7将按照以下方式运行：冷却液先从一条轴向通道71从后向前流动并通过冷却液前轴承座内输入通道417进入环形通道416，再在环形通道416内流动一圈而对前轴承座41进行充分冷却，然后从冷却液前轴承座内输出通道418进入另一条轴向通道71，此后分别流过被依次串联起来的轴向通道71，从而对整个主轴本体1和后轴承座51进行冷却，最后从一条轴向通道71和机床冷却液回流接口流出机床主轴。

五、重新设计前轴承座与主轴本体外形结构及连接方式，将主轴本体制造过程中的切削材料浪费和机床切削加工时间。

如图1、图3-图7、图9、图11-图13所示，所述前轴承座41具有设置在前轴承座41外侧面上法兰环9以及位于所述法兰环9后端面上的径向定位环4110，所述法兰环9以及所述径向定位环4110与该前轴承座41为一体结构；所述前轴承座41通过螺栓安装在所述主轴本体1的前端，其中所述主轴本体1的前端面与所述法兰环9后端面轴向配合，所述主轴本体1的前端内壁与所述径向定位环4110的外壁径向配合。

通过将原本与主轴本体1为一体结构的法兰环9设置在了前轴承座41外侧面上，由于前轴承座41本来前后长度就远小于主轴本体1的前后长度，因此采用机床切削加工来制造前轴承座41时不会产生因存在法兰环9导致切削材料浪费的问题，同时，由于主轴本体1上取消了法兰环9，可大大减少主轴本体1制造过程中的切削材料浪费和机床切削加工时间，降低机床主轴1整体制造成本。由于所述主轴本体1的前端面与所述法兰环9后端面轴向配合，所述主轴本体1的前端内壁与所述径向定位环4110的外壁径向配合，方便了前轴承座41与主轴本体1之间的装配。

下面将在在先申请的上述内容基础上，对机床主轴的相关技术方案进行进一步的改进/细化/调整。需指出的是，下面的各实施例中，主要针对该实施例的机床主轴与上述在先申请实施例的机床主轴的区别进行描述和说明；下面的各实施例中没有提到的部分，可以采用与上述在先申请实施例的机床主轴中相关或类似的设计，可能的情况下也可采用现有技术。

实施例1

实施例1的机床主轴为新开发的一款机床主轴。实施例1的机床主轴与上述在先申请实施例的机床主轴的主要区别在于：第一，为降低机床主轴的制造成本，取消了油气润滑结构(当然实施例1中仍可以使用在先申请实施例中的油气润滑结构)。第二，针对主轴冷却系统7重新设计了前轴承座41内的冷却液通道，进一步提升对前轴承系4的冷却效果，从而在取消了油气润滑结构的基础上，仍然保证机床主轴能够高转速运行。第三，细化了气密封结构，保证气密封效果，有效避免切屑进入。第四，细化了压圈513的结构，保证压圈513对后轴承52施加均匀稳定的压紧力。

图14为本申请实施例1的机床主轴的前端剖视图。图15为本申请实施例1的机床主轴的前端剖视图。图16为本申请实施例1的机床主轴的前端剖视图。图17为本申请实施例1的机床主轴的前轴承座结构图。其中，图14-图16分别为三个不同剖面下的剖视图，这三个不同剖面均通过机床主轴的中心轴线(类似于图2中所示的各剖面)。

如图14-图17所示，实施例1的机床主轴的冷却液通道网络中分布于所述前轴承座41的壳层内的冷却液通道具有沿该前轴承座41的周向设置的环形通道416以及分别与该环形通道416连通的冷却液前轴承座内输入通道417和冷却液前轴承座内输出通道418。所述前轴承座41具有前轴承座本体41a以及安装在该前轴承座本体41a的外侧面或内侧面上的环形件41c，所述环形通道416由所述前轴承座本体41a与所述环形件41c配合形成，当环形件41c安装在该前轴承座本体41a的外侧面上时所述前轴承42安装在该前轴承座本体41a内，当所述环形件41c安装在该前轴承座本体41a的内侧面上时所述前轴承42安装在该环形件41c内。所述前轴承座本体41a与所述环形件41c之间设置有通道分隔结构41d，所述通道分隔结构41d位于所述环形通道416中而使得该环形通道416被分隔形成前后间隔设置的至少两个环形腔体416a。所述冷却液前轴承座内输入通道417以及所述冷却液前轴承座内输出通道418均与所述至少两个环形腔体416a中的不同环形腔体416a导通。由于所述环形通道416被分隔形成前后间隔设置的至少两个环形腔体416a，这样冷却效果较好。

一种优选的具体实施方式中，所述前轴承42具有前后排列的第一轴承101与第二轴承102，所述至少两个环形腔体416a中的不同环形腔体416a对应分布在所述第一轴承101的外侧和所述第二轴承102的外侧。进一步的，所述至少两个环形腔体416a中的不同环形腔体416a的中轴线分别与所述第一轴承101的中轴线和所述第二轴承102的中轴线重合。由此，可以更有针对性地对第一轴承101与第二轴承102分别进行冷却。

一种优选的具体实施方式中，所述冷却液前轴承座内输入通道417以及所述冷却液前轴承座内输出通道418分别与所述至少两个环形腔体416a中最靠后的那个环形腔体416a和最靠前的那个环形腔体416a导通；所述通道分隔结构41d中设有用于将所述至少两个环形腔体416a前后连通的连通口41e。

此外，设所述冷却液前轴承座内输入通道417和与该冷却液前轴承座内输入通道417连接的那个环形腔体416a之间的连接部位为环形通道冷却液入口(即图15中冷却液前轴承座内输入通道417与最靠后的环形腔体416a之间的通道)，并设所述冷却液前轴承座内输出通道418和与该冷却液前轴承座内输出通道418连接的那个环形腔体416a之间的连接部位为环形通道冷却液出口(即图16中冷却液前轴承座内输出通道418与最靠前的环形腔体416a之间的通道)，则从该机床主轴的轴向上以该机床主轴的中轴线为中心点来观察，所述环形通道冷却液入口的方位与所述环形通道冷却液出口的方位彼此靠近，所述连通口41e的方位与所述环形通道冷却液入口的方位或所述环形通道冷却液出口的方位彼此相反。这样，从环形通道冷却液入口流入的冷却液会先在最靠后的环形腔体416a中分为两路并分别流动近半圈后汇合再从连通口41e进入靠前的环形腔体416a，然后再分为两路并分别流动近半圈后汇合从环形通道冷却液出口流出。

一种优选的具体实施方式中，所述前轴承座本体41a的内侧面上开设有环形槽，当所述前轴承座本体41a与所述环形件41c配合后该环形槽形成所述环形通道，该环形槽中预留有环形凸起部以作为所述通道分隔结构41d。这样，就使得前轴承座41内的冷却液通道结构简单且容易制造。

一种优选的具体实施方式中，所述前轴承座本体41a的外侧面具有从该前轴承座41的前端向该前轴承座的后端直径逐渐变大的锥形结构，所述前轴承座本体41a的内侧面具有环形件装配孔，所述环形件41c为与该环形件装配孔相适配的薄壁套管，所述薄壁套管内孔为轴承装配孔，所述薄壁套管从前往后嵌套在所述环形件装配孔中。薄壁套管的导热效果好，也可以采用铜等导热性好的材料制作，进一步提升了冷却效果。

通常而言，所述前轴承座本体41a与所述环形件41c之间在所述环形通道416的前端安装有前密封圈，所述前轴承座本体与所述环形件之间在所述环形通道的后端安装有后密封圈。

图18为本申请实施例1的机床主轴的前端气密封结构处的剖视图。如图18示，实施例1的机床主轴的前轴承42前端设有前轴承内圈压环411、前轴承外圈压环412和前轴承座端盖413，所述前轴承内圈压环411通过螺纹旋装在所述轴芯3上并向后压紧所述前轴承42的内圈前端面，所述前轴承座端盖413套装在所述前轴承内圈压环411上并通过螺栓紧固在所述前轴承座41的前端面上，所述前轴承座端盖413通过安装在所述前轴承座41中的所述前轴承外圈压环412向后压紧所述前轴承42的外圈前端面，所述前轴承座端盖413与所述前轴承内圈压环411之间设有动密封结构4112。所述前轴承座端盖413中开设有环形气道4131，所述环形气道4131通过开设在所述前轴承座端盖413内周壁上的通气孔与所述动密封结构4112导通以形成气密封结构。所述前轴承座41中开设有轴承座内进气通道113T，所述轴承座内进气通道113T的进气孔与主进气通道导通，所述轴承座内进气通道113T的出气孔通过开设在所述前轴承座端盖413中的进气孔与所述环形气道4131导通，所述前轴承座41与所述前轴承座端盖413之间分别安装有防气体泄漏的密封圈，所述主进气通道位于所述主轴本体1中并与机床压缩气体输入接口连接。由此，能够确保动密封结构4112上保持足够的气流，保证气密封效果，有效避免切屑进入。

通常而言，为方便加工，所述前轴承座端盖413包含前轴承座端盖本体413a以及配合安装在该前轴承座端盖本体413a内周壁上的通气环413b，所述通气孔开设在该通气环413b的径向方向上；所述环形气道4131开设在所述前轴承座端盖本体413a的内周壁上和/或所述通气环413b的外周壁上。所述环形气道4131通常开设在所述前轴承座端盖本体413a的内周壁上。另外，通常，所述通气环413b上周向间隔分布有对多个所述通气孔。

通常而言，所述动密封结构为非接触式动密封结构。例如，如图18所示，所述非接触式动密封结构包含迷宫式密封结构，所述迷宫式密封结构具有设置在所述前轴承座端盖413内周壁和/或所述前轴承内圈压环411外周壁上的齿或槽。

此外，所述前轴承座端盖413可通过紧固在该前轴承座端盖413中轴向预紧螺母向后顶住所述前轴承外圈压环412从而使该前轴承外圈压环412向后压紧所述前轴承42的外圈前端面。这样可以减少结构干涉，进一步确保前轴承外圈压环412向后压紧所述前轴承42的外圈前端面。

图19为本申请实施例1的机床主轴的压圈的结构示意图。如图19所示，所述压圈513的前端面上沿该压圈513的一周均匀间隔布置有多个(这里指≥3个)轴向预压缩弹簧安装孔513a，每个所述轴向预压缩弹簧安装孔513a中一一对应安装有所述轴向预压缩弹簧512。这样，当使用图19所示的压圈替代图8中的压圈513后，则在机床主轴中，在所述后轴承座端盖516与所述后轴承52的外圈后端面之间相隔一轴向间隙的情况下，将使得所述后轴承外圈轴向定位凸台511通过带有轴向预压缩弹簧512的压圈513向后压紧所述后轴承52的外圈前端面，并且，所述压圈513的前端面上沿该压圈513的一周均匀间隔布置有多个所述轴向预压缩弹簧512。这样，将更好地保证压圈513对后轴承52施加均匀稳定的压紧力。

实施例2

实施例2的机床主轴为新开发的一款机床主轴。实施例2的机床主轴设计用于转速较低但切削力要求较大的场合。实施例2的机床主轴与上述在先申请实施例的机床主轴的主要区别在于：第一，因转速要求不高故取消了油气润滑结构(当然实施例2中仍可以使用在先申请实施例中的油气润滑结构)。第二，针对主轴冷却系统7重新设计了前轴承座41内的冷却液通道，简化了前轴承座41内的冷却液通道，可进一步降低机床主轴的制造成本。第三，调整了气密封结构，进一步降低加工难度。第四，细化了压圈513的结构，保证压圈513对后轴承52施加均匀稳定的压紧力。第五，细化和改进了刀柄锁定与释放机构6。

图20为本申请实施例2的机床主轴的剖视图。图21为图20中A处局部放大图。图22为图20中B处局部放大图。如图20-图22所示，实施例2的机床主轴的冷却液通道网络中分布于所述主轴本体1的壳层内冷却液通道包含多条沿所述主轴本体1的轴向开设的轴向通道71，这些轴向通道71之间沿所述主轴本体1的一周呈周向间隔布置，这些轴向通道71的前端全部或绝大多数两两导通且这些轴向通道71的后端绝大多数两两导通从而使得这些轴向通道被依次的串联起来，这些轴向通道71中其中一条轴向通道的后端与所述机床冷却液输入接口连接，这些轴向通道71中其中一条轴向通道的后端与所述机床冷却液回流接口连接。所述前轴承座41通过螺栓安装在所述主轴本体1的前端，其中所述主轴本体1的前端面与所述前轴承座41后端面相互配合，所述前轴承座41的后端面上分别开设可同时与对应相邻两个所述轴向通道71连通的椭圆形槽72从而将这些轴向通道71的前端全部或绝大多数两两导通，所述前轴承座41中的这些椭圆形槽72沿周向间隔分布在所述前轴承42的径向外侧区域从而兼作为所述冷却液通道网络中分布于所述前轴承座41的壳层内的冷却液通道。上述前轴承座41内的冷却液通道具有结构简单、方便制造的优点。

一种优选的具体实施方式中，所述前轴承座41的后端面的边缘上开有环槽形成径向定位环4110，所述主轴本体1的前端面与所述径向定位环4110底部端面轴向配合，所述主轴本体1的前端内壁与所述径向定位环4110的外壁径向配合，所述径向定位环4110位于所述前轴承42的径向外侧区域。在此基础上，所述主轴本体1的外侧面上设有法兰环9。

通常而言，所述前轴承座41与所述主轴本体1之间设有围绕各椭圆槽72的密封圈。通常而言，所述前轴承42包含前后排列的第一轴承101和第二轴承102，所述前轴承座41中的这些椭圆形槽72位于所述第一轴承101与所述第二轴承102之间的径向外侧区域。

实施例2的机床主轴的前轴承42前端设有前轴承内圈压环411、前轴承外圈压环412和前轴承座端盖413，所述前轴承内圈压环411通过螺纹旋装在所述轴芯3上并向后压紧所述前轴承42的内圈前端面，所述前轴承座端盖413套装在所述前轴承内圈压环411上并通过螺栓紧固在所述前轴承座41的前端面上，所述前轴承座端盖413通过安装在所述前轴承座41中的所述前轴承外圈压环412向后压紧所述前轴承42的外圈前端面，所述前轴承座端盖413与所述前轴承内圈压环411之间设有动密封结构4112。所述前轴承座端盖413中开设有环形气道4131，所述环形气道4131通过开设在所述前轴承座端盖413内周壁上的通气孔与所述动密封结构4112导通以形成气密封结构。所述前轴承座41中开设有轴承座内进气通道113T，所述轴承座内进气通道113T的进气孔与主进气通道导通，所述轴承座内进气通道113T的出气孔通过开设在所述前轴承座端盖413中的进气孔与所述环形气道4131导通，所述前轴承座41与所述前轴承座端盖413之间分别安装有防气体泄漏的密封圈，所述主进气通道位于所述主轴本体1中并与机床压缩气体输入接口连接。由此，能够确保动密封结构4112上保持足够的气流，保证气密封效果，有效避免切屑进入。

为方便加工，所述前轴承座端盖413包含前轴承座端盖本体413a以及配合安装在该前轴承座端盖本体413a内周壁上的通气环413b，所述通气孔开设在该通气环413b的径向方向上；所述环形气道4131开设在所述前轴承座端盖本体413a的内周壁上。另外，所述通气环413b上周向间隔分布有对多个所述通气孔。

所述动密封结构4112为非接触式动密封结构。这里，如图21所示，所述非接触式动密封结构包含间隙式密封结构，所述间隙式密封结构具有由所述前轴承座端盖413内周壁与所述前轴承内圈压环411外周壁之间间隙配合形成的侧部间隙和由所述前轴承座端盖413前端部与所述前轴承内圈压环411前端凸缘4113之间间隙配合形成的端部间隙，所述侧部间隙与所述端部间隙之间转折地相连。优选的，所述前轴承座端盖413前端面与所述前轴承内圈压环411前端凸缘4113后端面之间通过相互啮合的环形凸起和环形凹槽间隙配合形成经过两次以上转折而连通至所述前轴承座端盖413外部的所述端部间隙。

实施例2的机床主轴的在所述后轴承座端盖516与所述后轴承52的外圈后端面之间相隔一轴向间隙的情况下，所述后轴承外圈轴向定位凸台511通过带有轴向预压缩弹簧512的压圈513向后压紧所述后轴承52的外圈前端面，并且，所述压圈513的前端面上沿该压圈513的一周均匀间隔布置有多个(这里指≥3个)所述轴向预压缩弹簧512。具体而言，所述后轴承外圈轴向定位凸台511的后端面上沿该后轴承外圈轴向定位凸台511的一周均匀间隔布置有多个轴向预压缩弹簧安装孔，每个所述轴向预压缩弹簧安装孔中一一对应安装有所述轴向预压缩弹簧512。

在此基础上，当所述轴芯3上靠近所述后轴承系5的部位设置固定在该轴芯3外圆面上的后配重环134，所述后配重环134的外环面的一周沿周向均匀间隔排列设置有后配重孔，所述后轴承座中51开设有后配重材料安装操作通道，所述后配重材料安装操作通道从所述后轴承座51的外侧面向内延伸至所述后配重环134并能够通过转动所述轴芯3分别与各后配重孔对准导通时，所述后配重材料安装操作通道从相邻所述轴向预压缩弹簧安装孔中穿过所述后轴承外圈轴向定位凸台511。

一种优选的具体实施方式中，为方便轴向预压缩弹簧安装孔的加工，所述后轴承外圈轴向定位凸台511通过螺栓紧固在所述后轴承座51前端。

实施例2的机床主轴中，所述刀柄锁定与释放机构6与所述轴芯3之间设置有用于防止所述拉杆611与所述轴芯3之间相对转动的止转结构，所述止转结构包括安装在所述轴芯3后端的轴芯后端端盖34以及设置在所述拉杆611后段上并穿套在所述轴芯后端端盖34中的止转头6111，所述止转头6111的外周壁的形状与所述轴芯后端端盖34的内周壁形状相适配并使得它们之间周向固定。

在先申请实施例的机床主轴中，为了防止轴芯3旋转时带动拉杆611一起转动，所述轴芯3与所述拉杆611之间设置有止转螺钉，该止转螺钉从轴芯3上径向伸入到拉杆611中的滑槽与该滑槽滑动配合，从而允许拉杆611与轴芯3之间轴向滑动但不允许拉杆611与轴芯3之间周向转动。止转螺钉具体位于弹性部件622之后拉杆611与轴芯3径向配合处(即图8中点划线圆圈起的位置)。先申请实施例的机床主轴的轴芯3旋转时的扭矩较大，止转螺钉可能断裂。

因此，实施例2的机床主轴采用了上述止转结构。该止转结构依靠止转头6111与轴芯后端端盖34之间的配合实现防止拉杆611与轴芯3之间周向转动的目的。通常而言，所述止转头6111的外周壁上设有止转头外周壁止转平面，所述轴芯后端端盖34的内周壁上设有端盖内周壁止转平面，所述止转头外周壁止转平面与对应所述端盖内周壁止转平面相配合。比如，止转头外周壁止转平面可以使止转头6111形成类似于螺栓头部六角形结构。这样，上述止转结构就具有了承受更大扭矩的能力。

一种优选的具体实施方式中，所述轴芯3后端安装有用于检测轴芯3的旋转角度的轴芯旋转位移检测机构，所述轴芯旋转位移检测机构包括安装在轴芯上并随轴芯同步旋转的测量齿轮以及用于检测该测量齿轮的轮齿得到所述轴芯的旋转位移信息的传感器；所述轴芯后端端盖34兼作所述测量齿轮。此外，所述后轴承座端盖516的后端面上安装有所述轴芯旋转位移检测机构的外壳，所述传感器安装在该外壳上。上述这种轴芯旋转位移检测机构的布置方式结构紧凑，由于所述轴芯后端端盖34兼作所述测量齿轮，止转结构不占用更多空间。

图23为本申请实施例2的机床主轴的前端剖视图。如图22-23所示，实施例2的机床主轴中，所述刀柄锁定与释放机构6还包含第一换刀吹尘机构16，所述第一换刀吹尘机构16包含进气侧机构和吹气侧机构，所述进气侧机构安装在所述主轴本体1的后端并具有设置在所述顶推部件6211外部的顶推部件外部进气结构以及设置在所述顶推部件6211内部的顶推部件内部进气结构，所述顶推部件外部进气结构具有与所述顶推部件6211导向配合的配合部(这里具体为安装在气缸621前端的气缸座)和位于该配合部中的外进气通道161，所述外进气通道161与机床换刀吹尘进气接口连接，所述顶推部件内部进气结构具有内进气通道162，所述吹气侧机构具有设置在所述拉杆611中的主吹气通道163，所述主吹气通道163前端延伸至所述刀柄夹持用张合部件612前端外部空间，所述主吹气通道163后端延伸至所述拉杆611的后端并形成接气口1631，当所述顶推部件6211向前运动并顶推所述拉杆611向前运动时，所述外进气通道161通过所述内进气通道162与所述主吹气通道163导通，当所述顶推部件6211向后运动并脱离所述拉杆611时，所述外进气通道161与所述主吹气通道163断开。第一换刀吹尘机构16可以在换刀过程中从主吹气通道163前端进行吹气，从而通过气流清理刀柄装配结构31上的切屑，保证刀柄安装定位精度。

一种优选的具体实施方式中，当所述顶推部件6211向前运动并顶推所述拉杆611向前运动时，所述外进气通道161与所述内进气通道162的后端导通且所述内进气通道162的前端与所述接气口1631导通；当所述顶推部件6211向后运动并脱离所述拉杆611时，所述外进气通道161与所述内进气通道162的后端分离且所述内进气通道162的后端被所述配合部的内周壁阻挡切断，同时，所述内进气通道162的前端与所述接气口1631分离。由于当所述顶推部件6211向后运动并脱离所述拉杆611时所述外进气通道161与所述内进气通道162的后端分离且所述内进气通道162的后端被所述配合部的内周壁阻挡切断，这样，就避免了从外进气通道161继续输出气流。

一种优选的具体实施方式中，所述外进气通道161具有包围在所述顶推部件6211外周壁上的环形气道1611，所述外进气通道161通过该环形气道1611与所述内进气通道162导通。所述环形气道1611在这里的作用在于：能够使高压气体(一般是压缩空气)从外进气通道161均匀的作用于顶推部件6211的一周，从而使顶推部件6211的径向受力均匀。实验表明，若没有该环形气道1611，顶推部件6211与所述配合部之间的密封圈将快速磨损；而设置该环形气道1611后，由于顶推部件6211的径向受力均匀，因此顶推部件6211与所述配合部之间的密封圈的寿命大大增长。

通常而言，所述外进气通道161具有与所述环形气道1611相连的外进气通道径向气道和与该外进气通道径向气道相连的外进气通道轴向气道，所述外进气通道轴向气道与所述机床换刀吹尘进气接口相连，所述机床换刀吹尘进气接口设置在所述驱动机构的后端面上。

通常而言，所述内进气通道162具有内进气通道径向气道和与该内进气通道径向气道相连的内进气通道轴向气道，所述内进气通道径向气道的前端位于所述顶推部件前端面上，所述内进气通道径向气道的后端位于所述顶推部件6211的外周壁上。

一种优选的具体实施方式中，所述吹气侧机构还具有设置在所述拉杆中的辅助吹气通道164，所述辅助吹气通道164的一端与所述主吹气通道163导通而另一端延伸至所述拉杆611外侧壁上靠近所述刀柄夹持用张合部件612后端的部位，从而使该辅助吹气通道164吹出的吹尘气流从后向前沿着所述拉杆611与所述轴芯3之间的配合间隙从所述刀柄夹持用张合部件612的外侧面流出。这里增加辅助吹气通道164的好处是可以对刀柄夹持用张合部件612的外表面以及刀柄夹持用张合部件612与刀柄装配结构31之间的部位进行吹扫，从而将切屑清理的更为彻底。

一种优选的具体实施方式中，所述刀柄装配结构31包含轴芯前端面311和轴芯锥形内孔壁312，当所述刀柄装配结构31与刀柄8紧密配合时，所述轴芯前端面311和所述轴芯锥形内孔壁312分别与该刀柄8上的对应配合面紧密配合；此外，所述轴芯的前端设有第二换刀吹尘机构17，所述第二换刀吹尘机构17包含轴芯内吹气通道171，所述轴芯内吹气通道171的出口布置在用于与所述刀柄8上对应配合面紧密配合的所述轴芯前端面311上，所述轴芯内吹气通道171的进口布置在所述轴芯内壁3上；并且，所述吹气侧机构还具有设置在所述拉杆3中的辅助吹气通道164，所述辅助吹气通道164的一端与所述主吹气通道163导通而另一端延伸至所述拉杆611外侧壁上，当所述顶推部件6211向前运动并顶推所述拉杆611向前运动时，所述辅助吹气通道164与所述轴芯内吹气通道171的进口导通。由于实施例2的机床主轴设计用于转速较低但切削力要求较大的场合，因此，上述实施方式采取了通过轴芯前端面311和轴芯锥形内孔壁312的双面定位方式，这样刀柄8在工作时更稳定，能够承受更大的切削力。第二换刀吹尘机构17可以对轴芯前端面311的表面进行清理，从而保证保证刀柄8安装定位精度。

由此，辅助吹气通道164将具有双重作用：在所述顶推部件6211向前运动并顶推所述拉杆611向前运动时，当所述辅助吹气通道164还没有与所述轴芯内吹气通道171的进口导通时，该辅助吹气通道164吹出的吹尘气流将从后向前沿着所述拉杆611与所述轴芯3之间的配合间隙从所述刀柄夹持用张合部件612的外侧面流出，从而对刀柄夹持用张合部件612的外表面以及刀柄夹持用张合部件612与刀柄装配结构31之间的部位进行吹扫；当所述辅助吹气通道164与所述轴芯内吹气通道171的进口导通后，气流被导入第二换刀吹尘机构17的轴芯内吹气通道171，实现对轴芯前端面311的表面进行清理。

以上对本申请实施例的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本申请实施例。基于本说明书的上述内容，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，都应当属于专利保护的范围。

Claims (10)

1.一种机床主轴，包括：

主轴本体；

主轴电机，所述主轴电机包含电机定子和电机转子，所述电机定子固定在所述主轴本体中，所述电机转子与所述电机定子适配；

轴芯，所述轴芯通过前轴承系和后轴承系可转动安装于所述主轴本体中并随所述电机转子转动，所述轴芯前端设有刀柄装配结构；

前轴承系，所述前轴承系包含前轴承座和前轴承，所述前轴承座设置在所述主轴本体前端，所述前轴承安装在所述前轴承座中并旋转支撑所述轴芯前部；

后轴承系，所述后轴承系包含后轴承座和后轴承，所述后轴承座设置在所述主轴本体后端，所述后轴承安装在所述后轴承座中并旋转支撑所述轴芯后部；

刀柄锁定与释放机构，所述刀柄锁定与释放机构包含执行机构和驱动机构，当所述驱动机构运行第一驱动方式时所述执行机构可锁定刀柄而使该刀柄与所述刀柄装配结构紧密配合，当所述驱动机构运行第二驱动方式时所述执行机构释放刀柄而使该刀柄能够从所述刀柄装配结构中脱离；

主轴冷却系统，所述主轴冷却系统包含冷却液通道网络，所述冷却液通道网络中的冷却液通道分布于所述主轴本体、所述前轴承座以及所述后轴承座的壳层内并分别与机床冷却液输入接口和机床冷却液回流接口连接；

其特征在于：

所述冷却液通道网络中分布于所述前轴承座的壳层内的冷却液通道具有沿该前轴承座的周向设置的环形通道以及分别与该环形通道连通的冷却液前轴承座内输入通道和冷却液前轴承座内输出通道；

所述前轴承座具有前轴承座本体以及安装在该前轴承座本体的外侧面或内侧面上的环形件，所述环形通道由所述前轴承座本体与所述环形件配合形成，当环形件安装在该前轴承座本体的外侧面上时所述前轴承安装在该前轴承座本体内，当所述环形件安装在该前轴承座本体的内侧面上时所述前轴承安装在该环形件内；

所述前轴承座本体与所述环形件之间设置有通道分隔结构，所述通道分隔结构位于所述环形通道中而使得该环形通道被分隔形成前后间隔设置的至少两个环形腔体；

所述冷却液前轴承座内输入通道以及所述冷却液前轴承座内输出通道均与所述至少两个环形腔体中的不同环形腔体导通。

2.如权利要求1所述的机床主轴，其特征在于：所述前轴承具有前后排列的第一轴承与第二轴承，所述至少两个环形腔体中的不同环形腔体对应分布在所述第一轴承的外侧和所述第二轴承的外侧。

3.如权利要求2所述的机床主轴，其特征在于：所述至少两个环形腔体中的不同环形腔体的中轴线分别与所述第一轴承的中轴线和所述第二轴承的中轴线重合。

4.如权利要求1所述的机床主轴，其特征在于：所述冷却液前轴承座内输入通道以及所述冷却液前轴承座内输出通道分别与所述至少两个环形腔体中最靠前的那个环形腔体和最靠后的那个环形腔体导通；所述通道分隔结构中设有用于将所述至少两个环形腔体前后连通的连通口。

5.如权利要求4所述的机床主轴，其特征在于：设所述冷却液前轴承座内输入通道和与该冷却液前轴承座内输入通道连接的那个环形腔体之间的连接部位为环形通道冷却液入口，并设所述冷却液前轴承座内输出通道和与该冷却液前轴承座内输出通道连接的那个环形腔体之间的连接部位为环形通道冷却液出口，则从该机床主轴的轴向上以该机床主轴的中轴线为中心点来观察，所述环形通道冷却液入口的方位与所述环形通道冷却液出口的方位彼此靠近，所述连通口的方位与所述环形通道冷却液入口的方位或所述环形通道冷却液出口的方位彼此相反。

6.如权利要求1所述的机床主轴，其特征在于：所述前轴承座本体的内侧面上开设有环形槽，当所述前轴承座本体与所述环形件配合后该环形槽形成所述环形通道，该环形槽中预留有环形凸起部以作为所述通道分隔结构。

7.如权利要求1所述的机床主轴，其特征在于：所述冷却液通道网络中分布于所述主轴本体的壳层内冷却液通道包含多条沿所述主轴本体的轴向开设的轴向通道，这些轴向通道之间沿所述主轴本体的一周呈周向间隔布置，这些轴向通道的前端全部或绝大多数两两导通且这些轴向通道的后端绝大多数两两导通从而使得这些轴向通道被依次的串联起来。

8.如权利要求7所述的机床主轴，其特征在于：这些轴向通道中其中一条轴向通道的后端与所述机床冷却液输入接口连接且前端与所述冷却液前轴承座内输入通道连接；这些轴向通道中其中一条轴向通道的前端与所述冷却液前轴承座内输出通道连接；这些轴向通道中其中一条轴向通道的后端与所述机床冷却液回流接口连接。

9.如权利要求1所述的机床主轴，其特征在于：所述前轴承座本体与所述环形件之间在所述环形通道的前端安装有前密封圈，所述前轴承座本体与所述环形件之间在所述环形通道的后端安装有后密封圈。

10.如权利要求1所述的机床主轴，其特征在于：所述前轴承座本体的外侧面具有从该前轴承座的前端向该前轴承座的后端直径逐渐变大的锥形结构，所述前轴承座本体的内侧面具有环形件装配孔，所述环形件为与该环形件装配孔相适配的薄壁套管，所述薄壁套管内孔为轴承装配孔，所述薄壁套管从前往后嵌套在所述环形件装配孔中。

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