CN202151795U - 具防尘装置的工具机主轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具防尘装置的工具机主轴，其包括一轴座、一可转动地穿置结合于所述轴座的轴杆，以及一设置于轴座与轴杆加工端之间的防尘装置，所述防尘装置包括相互邻靠且轮廓形状相匹配的一端盖及一防尘盖，所述端盖与所述防尘盖是以车削加工成型且经过硬化防锈及精密研磨处理，所述端盖与所述防尘盖在相向端面之间以同心圆方式相对应地设置有能够形成凹凸嵌插匹配的第一接合部及第二接合部，能够在端盖与防尘盖之间形成迷宫式的防水防尘机制，并且端盖与防尘盖的装配间隙仅在0.002mm至0.01mm的范围内，大幅提高工具机主轴的防水防尘效果，有效确保运转的顺畅性及安全性。

Description

具防尘装置的工具机主轴

技术领域

本实用新型涉及机械加工的工具机构造，特别是涉及一种具防尘装置的工具机主轴。

背景技术

现有机械加工机具的旋转式主轴的结构配置如图4所示，该工具机主轴包括有一轴杆50、一用以支撑轴杆50的轴座60，以及一连结驱动轴杆50的驱动马达70；其中，轴座60安装于工具机的机台A内部且固定连接于驱动马达70，轴杆50可转动地安装于轴座60，轴杆50的一端直接穿置固定于驱动马达70的转子71，以由驱动马达70直接驱动轴杆50转动，并且在穿出机台A的一端结合设有一加工刀具B。

为避免在加工过程中，车削液、灰尘及加工产生的金属细屑等异物，可能会侵入到可转动的轴杆50与固定不动的轴座60之间，进而影响轴杆50运转的顺畅性及安全性，通常均会在轴杆50朝外的加工端与轴座60之间设置一组防尘装置90。如图4及图5所示，现有的防尘装置90包括相互邻靠且轮廓形状相匹配的一端盖91及一防尘盖92；其中，端盖91以螺纹结合于轴座60的开口端，并且抵紧设置于轴杆50与轴座60之间的轴承61；防尘盖92以螺纹结合于轴杆50的加工端，并在防尘盖92朝向端盖91的端面凹设一供端盖91嵌入的环槽921，环槽921的规格略大于端盖91，能够在端盖91与防尘盖92之间预留一个小间隙，以防止端盖91及防尘盖92相互干涉而产生接触摩擦。

现有的防尘装置90在防尘盖92与端盖91之间，仅利用环槽921形成一道正向凹凸匹配的防水防尘机制，当长期或大量使用车削液配合加工时，车削液及其携带的灰尘，还是可能有侵入轴座60内部的可能性，难以提供最佳化的防水防尘效果。

如果为了防水防尘考虑，端盖91与防尘盖92之间的间隙应尽可能地缩小，但是受限于以下两种因素，导致该间隙难以有效地缩小：(一)为避免轴杆50转动时与轴座60发生干涉而影响转动的顺畅性，该间隙必须足够大；(二)避免切削颗粒等细小异物侵入该间隙而发生卡死现象；(三)现有防尘装置90以车削加工成型所制成，精密度受到一定的限制。基于前述各项因素，现有的迷宫式防尘装置90设置于端盖91及防尘盖92端面方向之间的间隙大约在0.15mm至0.5mm的范围左右，在一般的运转实施时，利用离心力及气旋作用，还可以达到正常运转及防尘防水效果，但是当切削环境较恶劣时，例如：切削液的水量过大或水压过大或切削颗粒小于0.15mm时，现有防尘装置90就容易发生异物侵入现象而污染轴承，在累积到一定量后，便会发生轴承磨损失效及影响转动顺畅性等问题。

实用新型内容

为解决现有工具机主轴的防尘装置在防水防尘设计的不足及限制，本实用新型的主要目的在于提供一种能够提高防水防尘效果的具防尘装置的工具机主轴，本实用新型利用在端盖与防尘盖之间形成两道凹凸匹配的迷宫式防水防尘机制，配合对端盖与防尘盖施以硬化、防锈及精密研磨等处理，将端盖与防尘盖在端面方向的装配间隙最小化到0.002mm至0.01mm的范围，有效提高工具机主轴的防水防尘效果，解决现有防尘装置的限制与不足。

本实用新型的目的是采用以下的技术方案来实现的。

依据本实用新型提出的具防尘装置的工具机主轴，包括：

一轴座；

一轴杆，其可转动地穿置结合于所述轴座；

一端盖，其结合设置于所述轴座端部且在中间位置设有一供所述轴杆通过的套孔，所述端盖朝所述主轴设有一第一接合部，并在外表面设有一第一硬化层；以及

一防尘盖，其结合设置于所述轴杆且邻靠所述端盖，所述防尘盖设有一第二接合部匹配套合所述第一接合部，并在外表面设有一第二硬化层，在所述第一接合部与所述第二接合部之间形成一间隙。

所述的第一接合部是朝向所述主轴以同圆心方式间隔环绕凸设有一第一阻环及一第二阻环，并在所述第一、第二阻环之间形成一隔槽；所述的第二接合部是朝向所述第一接合部以同圆心方式间隔环绕设有一第一环槽、一凸环及一第二环槽，所述第一阻环、凸环及第二阻环对正嵌插于相对应的所述第一环槽、隔槽及第二环槽。

所述的第一阻环及第二阻环设置成阶级状的位差形态，并且所述第一阻环及所述隔槽的外侧内壁设为朝外渐阔的倾斜状形态。

所述的端盖以平行所述套孔的轴向方向，间隔贯设有多个固定孔；所述的防尘盖在背向于所述端盖的端面间隔设置有两个工作孔。

所述的第一阻环的内径大于所述的第二阻环，所述第一阻环及所述隔槽的外侧内壁设为朝外渐阔的倾斜状形态。

所述端盖与所述防尘盖在端面方向的间隙为0.002mm至0.01mm。

所述端盖与所述防尘盖在端面方向的间隙为0.003mm至0.005mm。

本实用新型提出的具防尘装置的工具机主轴，可以获得的有益效果包括：

1、本实用新型在端盖与防尘盖之间形成两道凹凸匹配的迷宫式防水防尘机制，搭配硬化、防锈及精密研磨等处理，将端盖与防尘盖在端面方向的装配间隙最小化到0.002mm至0.01mm的范围，能够大幅提高工具机主轴的防水防尘效果，有效确保工具机主轴运转的顺畅性及安全性。

2、本实用新型设置于端盖与防尘盖之间的第一道环槽与阻环形成倾斜状设计，能够进一步提高工具机主轴的防水防尘效果。

3、本实用新型设置于端盖与防尘盖之间的两道环槽与阻环设置成阶级状的位差形态，能够进一步提高工具机主轴的防水防尘效果。

4、本实用新型的端盖与防尘盖于车削加工成型后，经过硬化处理而于表面形成硬度增加的硬化层，因为硬化层的硬度够大，能够将侵入的异物碾碎，配合旋转产生的离心力及气旋而排出，有效提升防尘装置的防尘及防异物侵入等效能。

5、本实用新型的端盖与防尘盖于车削加工成型后，经过精密研磨处理，可以精确控制端盖及防尘盖的表面的平坦度及精密度。

6、本实用新型的端盖与防尘盖于车削加工成型后，经过防锈处理，纵使工具机长期未使用(例如：休假或转换工作)，依然可以避免端盖与防尘盖生锈而发生黏着卡死现象，提升防尘装置的耐用性及实用性。

附图说明

图1是本实用新型的组合剖面示意图。

图2是本实用新型的防尘装置的构件分解图。

图3是本实用新型的防尘装置的组合剖面图。

图4是现有工具机主轴的组合剖面示意图。

图5是现有工具机主轴的防尘装置的组合剖面图。

主要组件符号说明

10端盖            11套孔

12固定孔          13抵掣部

14第一阻环        15第二阻环

16隔槽

20防尘盖          21内螺纹面

22工作孔          23第一环槽

24第二环槽        25凸环

50轴杆            51外螺纹部

60轴座            61轴承

62螺栓            63螺孔

70驱动马达        71转子

90防尘装置        91端盖

92防尘盖          921环槽

A机台             B加工刀具

C硬化层

具体实施方式

以下配合附图及本实用新型的优选实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。

如图1所示，本实用新型提供一种具防尘装置的工具机主轴，该工具机主轴包括有一轴座60、一可转动地穿置结合于轴座60的轴杆50、一连接驱动轴杆50的驱动马达70，以及一设置于轴杆50朝外的加工端与轴座60之间的防尘装置，该防尘装置能够防止金属细屑、灰尘及车削液等异物侵入工具机主轴内部，保护轴杆50运转的顺畅性及安全性。

本实用新型所提供的防尘装置的优选实施例如图2及图3所示，该防尘装置包括一组相互邻靠且轮廓形状相匹配的一端盖10及一防尘盖20；其中：

端盖10结合设置于轴座60开口端的环形盘状构造，端盖10在中间位置形成一供轴杆50通过的套孔11，并以平行套孔11的轴向方向，在环形盖面间隔贯设有多个固定孔12，能够利用多个螺栓62穿过相对应的固定孔12且以螺纹结合于多个设置在轴座60端面的螺孔63，将端盖10稳固地安装固定于轴座60的端部，当然端盖10也可以直接以螺纹结合于轴座60的端部，本实用新型不作特定的限制；

前述的端盖10在朝向轴座60内部的内端面凸设有一可抵紧轴承61的抵掣部13，并朝主轴50设有一第一接合部，并在端盖10的外表面设有一经过硬化及精密研磨处理的第一硬化层C，该第一接合部以同圆心方式间隔环绕凸设有一第一阻环14及一第二阻环15，在第一、第二阻环14、15之间形成一隔槽16；如图所示的优选实施例中，第一阻环14的内径大于第二阻环15，并且第一、第二阻环14、15依据套孔11的轴向方向设置成阶级状的位差形态，以及将第一阻环14及隔槽16的外侧内壁设为朝外渐阔的倾斜状设计；利用表面硬化处理及防锈处理的手段在端盖10的外表面形成一具硬化及防锈效能的硬化层C；

防尘盖20结合设置于轴杆50加工端部的环形构造，防尘盖20在中间位置形成一内螺纹面21，能够以螺纹结合固定于轴杆50加工端所设置的一外螺纹部51，并在防尘盖20朝外的端面间隔设置有两个工作孔22，能够提供相对应的治具旋转防尘盖20，以方便于防尘盖20的安装或拆卸；

防尘盖20设有一第二接合部匹配套合该第一接合部，并在外表面设有一经过硬化及精密研磨处理的第二硬化层C，该第二接合部是对应于前述端盖10的第一、第二阻环14、15，在朝向端盖10的内端面以同圆心方式间隔环绕凹设有一第一环槽23及一第二环槽24，以及一设置于第一、第二环槽23、24之间的凸环25，第一、第二环槽23、24的规格尺寸略大于相对应的第一、第二阻环14、15，以在安装使用时，供第一、第二阻环14、15及凸环25，对正嵌插于相对应的该第一、第二环槽23、24及隔槽16，并且在第一、第二阻环14、15及凸环25与相对应的第一、第二环槽23、24及隔槽16之间形成一个狭小的间隙，以避免防尘盖20与端盖10之间产生接触摩擦；在如图所示优选实施例中，对应于端盖10的构造配置，第一、第二环槽23、24设置成阶级状的位差形态，并且第一环槽23的内侧内壁设为倾斜状；

如图1至图3所示，利用安装时相互邻靠且轮廓形状相匹配的端盖10及防尘盖20，组构成一种运用于工具机主轴的迷宫式防尘装置；其中，端盖10及防尘盖20之间包含半径方向及端面方向等两种方向的间隙，半径方向受限于加工条件的困难而不易进一步缩小间隙，在端面方向则利用精密研磨处理的手段，将端盖10与防尘盖20在端面方向的装配间隙设定在0.002mm至0.01mm的范围内，并以0.003mm至0.005mm的范围为最佳。

请参阅图2及图3所示，本实用新型的端盖10与防尘盖20先以精密车床车削加工成型出相匹配的构造及形状，接着依序进行表面硬化处理、防锈处理及精密研磨处理等步骤；其中，该表面硬化处理的手段可以为高周波硬化法(Induction hardening)、渗碳法(Carburizing)、氮化法(Nitriding)或软氮化法(Tufftride)；该防锈处理采用镀保护膜的手段，例如：电镀铬法(Electroplating ofchrome)、化学镍法(Electroless Nickel plating)、软氮化法(Softnitriding)或有机硅烷偶联剂法(Silane Coupling Agents)；利用表面硬化处理及防锈处理的手段，能够于端盖10及防尘盖20的外表面形成具硬化及防锈效能的第一硬化层C及第二硬化层C，让第一、第二硬化层C成为具防锈功能的硬化层；精密研磨处理精确控制端盖10与防尘盖20的硬化层C的平坦度及精密度，能够将端盖10与防尘盖20之间的间隙最小化，使得端盖10与防尘盖20在端面方向的装配间隙设置在0.002mm至0.01mm的范围内，并以0.003mm至0.005mm的范围为最佳，大幅提高工具机主轴的防水防尘及防锈效果，有效确保工具机主轴运转的顺畅性及安全性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以优选实施例披露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，应当可以利用上述揭示的技术内容作出些许改变或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种具防尘装置的工具机主轴，其特征在于，包括：

一轴座；

一轴杆，其可转动地穿置结合于所述轴座；

一端盖，其结合设置于所述轴座端部且在中间位置设有一供所述轴杆通过的套孔，所述端盖朝所述主轴设有一第一接合部，并在外表面设有一第一硬化层；以及

一防尘盖，其结合设置于所述轴杆且邻靠所述端盖，所述防尘盖设有一第二接合部匹配套合所述第一接合部，并在外表面设有一第二硬化层，在所述第一接合部与所述第二接合部之间形成一间隙。

2.根据权利要求1所述的具防尘装置的工具机主轴，其特征在于，所述的第一接合部是朝向所述主轴以同圆心方式间隔环绕凸设有一第一阻环及一第二阻环，并在所述第一、第二阻环之间形成一隔槽；所述的第二接合部是朝向所述第一接合部以同圆心方式间隔环绕设有一第一环槽、一凸环及一第二环槽，所述第一阻环、凸环及第二阻环对正嵌插于相对应的所述第一环槽、隔槽及第二环槽。

3.根据权利要求2所述的具防尘装置的工具机主轴，其特征在于，所述的第一阻环及第二阻环设置成阶级状的位差形态，并且所述第一阻环及所述隔槽的外侧内壁设为朝外渐阔的倾斜状形态。

4.根据权利要求3所述的具防尘装置的工具机主轴，其特征在于，所述的端盖以平行所述套孔的轴向方向，间隔贯设有多个固定孔；所述的防尘盖在背向于所述端盖的端面间隔设置有两个工作孔。

5.根据权利要求2所述的具防尘装置的工具机主轴，其特征在于，所述的第一阻环的内径大于所述的第二阻环，所述第一阻环及所述隔槽的外侧内壁设为朝外渐阔的倾斜状形态。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的具防尘装置的工具机主轴，其特征在于，所述端盖与所述防尘盖在端面方向的间隙为0.002mm至0.01mm。

7.根据权利要求6所述的具防尘装置的工具机主轴，其特征在于，所述端盖与所述防尘盖在端面方向的间隙为0.003mm至0.005mm。

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