CN207953313U - 电主轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机床加工设备技术领域，尤其是涉及一种电主轴。电主轴，包括端盖、壳体、定子冷却套、气缸盖、旋转盘、第一密封环、第二密封环和前端轴承冷却套；壳体的内部设置有主轴，旋转盘安装在主轴的前端，且旋转盘与端盖之间形成第一迷宫密封；第一密封环与前端轴承冷却套连接，第二密封环位于旋转盘与第一密封环之间，且第二密封环与第一密封环之间形成第二迷宫密封；旋转盘的外侧壁设置有环状斜槽，环状斜槽的深度由靠近旋转盘的内表面的一侧向远离旋转盘的内表面的一侧逐渐减小；环状斜槽的槽底设置有多个气孔；还包括外冷分水盘，外冷分水盘与壳体可拆卸连接。本实用新型密封性能良好，便于拆装和维修。

Description

电主轴

技术领域

本实用新型涉及机床加工设备技术领域，尤其是涉及一种电主轴。

背景技术

电主轴是“高频主轴”(High Frequency Spindle)的简称，有时也称作“直接传动主轴”(Direct Drive Spindle)，是内装式电机主轴单元。电主轴把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”，具有结构紧凑、机械效率高、可获得极高的回转速度、回转精度高、噪声低、振动小等优点，因而在现代机床，尤其是数控机床中获得了愈来愈广泛的应用。

在电主轴内部，高速运转的转轴和轴承之间还是存在一定间隙的，在实际的加工过程中，从加工工件上削下的铁屑、铝屑等细小屑末在加工现场是比较常见的，这些微小颗粒连同空气中的灰尘以及冷却刀具和工件的切削液会落入主轴和轴承之间的间隙，增大旋转摩擦、损坏转轴和轴承之间的结合面，降低了电主轴的运行性能，加快电主轴的损坏速度。此外，当电主轴的切削液通道发生堵塞时，需要停机检修，且拆装困难，降低了工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电主轴，以解决现有技术中存在的密封效果差且不便于维修的技术问题。

基于上述第一目的，本实用新型提供了一种电主轴，包括端盖、壳体、定子冷却套、气缸盖、旋转盘、第一密封环、第二密封环和前端轴承冷却套；所述壳体的一端与所述端盖固定连接，所述壳体的另一端与所述定子冷却套的一端固定连接，所述定子冷却套的另一端与所述气缸盖固定连接；所述壳体的内部设置有主轴，所述旋转盘安装在所述主轴的前端，且所述旋转盘与所述端盖之间形成第一迷宫密封；

所述第一密封环与所述前端轴承冷却套连接，所述第二密封环位于所述旋转盘与所述第一密封环之间，且所述第二密封环与所述第一密封环之间形成第二迷宫密封；

所述旋转盘的外侧壁设置有环状斜槽，所述环状斜槽的深度由靠近所述旋转盘的内表面的一侧向远离所述旋转盘的内表面的一侧逐渐减小；所述环状斜槽的槽底设置有多个气孔，多个所述气孔沿所述槽底的周向间隔设置；

还包括外冷分水盘，所述外冷分水盘与所述壳体可拆卸连接。

在某些实施方式中，所述环状斜槽的槽壁与所述主轴的轴线垂直，所述环状斜槽的槽底的上表面与所述环状斜槽的槽壁的内表面之间所成的角为锐角。

在某些实施方式中，所述环状斜槽的槽底的上表面与所述环状斜槽的槽壁的内表面之间所成的角的角度为45～75°。

在某些实施方式中，所述第一密封环的外表面设置有第一凹陷部和第一凸起部，所述第一凹陷部位于所述第一凸起部与所述第一密封环的内环壁之间，所述第二密封环的内表面设置有第二凸起部，所述第二凸起部限位于所述第一凹陷部中；所述第一凸起部与所述第二密封环的外环壁相贴合。

在某些实施方式中，所述旋转盘的外表面设置有第二凹陷部，所述端盖的内表面设置有第三凸起部，所述第三凸起部限位于所述第二凹陷部中。

在某些实施方式中，所述第一密封环与所述前端轴承冷却套的内表面之间设置有第一密封件，所述第二密封环与所述旋转盘的内表面之间设置有第二密封件，所述第二密封环与所述主轴之间设置有第三密封件。

在某些实施方式中，所述气孔的数量为六个，六个所述气孔沿所述槽底的周向均匀间隔设置。

在某些实施方式中，还包括气缸，所述气缸的活塞与所述气缸盖之间设置有减震垫。

在某些实施方式中，所述外冷分水盘设置有多个喷嘴，多个所述喷嘴沿所述外冷分水盘的周向间隔设置。

在某些实施方式中，还包括旋转接头，所述旋转接头位于电主轴的后端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的电主轴，包括端盖、壳体、定子冷却套、气缸盖、旋转盘、第一密封环、第二密封环和前端轴承冷却套；所述壳体的一端与所述端盖固定连接，所述壳体的另一端与所述定子冷却套的一端固定连接，所述定子冷却套的另一端与所述气缸盖固定连接；所述壳体的内部设置有主轴，所述旋转盘安装在所述主轴的前端，且所述旋转盘与所述端盖之间形成第一迷宫密封；所述第一密封环与所述前端轴承冷却套连接，所述第二密封环位于所述旋转盘与所述第一密封环之间，且所述第二密封环与所述第一密封环之间形成第二迷宫密封；所述旋转盘的外侧壁设置有环状斜槽，所述环状斜槽的深度由靠近所述旋转盘的内表面的一侧向远离所述旋转盘的内表面的一侧逐渐减小；所述环状斜槽的槽底设置有多个气孔，多个所述气孔沿所述槽底的周向间隔设置；还包括外冷分水盘，所述外冷分水盘与所述壳体可拆卸连接。

基于该结构，本实用新型提供的电主轴，密封性能良好，能够有效地防止切削液进入电主轴的内部，同时，在磨削过程中产生的脱落磨粒、金属粉末也不会进入电主轴的内部，有效地保护主轴和轴承之间的结合面，延长了电主轴的使用寿命，且便于拆装和维修。在实施时，第一迷宫密封和第二迷宫能够将切削液和金属碎屑挡在外部，保证主轴和前端轴承之间的结合面不被磨损。同时，在主轴旋转时，能够产生离心力，通过设置环状斜槽，能够进一步防止切削液进入电主轴的内部。此外，通过在环状斜槽的槽底设置多个气孔，能够在旋转盘的周向形成气密封，从而将切削液封锁在主轴的外部。另外，切削液从外冷分水盘的内部经过，由于外冷分水盘与壳体可拆卸连接，当外冷分水盘内部发生堵塞需要维修时，可以将外冷分水盘拆卸下来，进行单独维修或直接更换，不会影响电主轴的正常工作，提高了工作效率。

进一步地，所述环状斜槽的槽壁与所述主轴的轴线垂直，所述环状斜槽的槽底的上表面与所述环状斜槽的槽壁的内表面之间所成的角为锐角。这样的方式能够将切削液沿槽底的上表面向主轴前端甩出，防止切削液流向电主轴的内部。

进一步地，所述环状斜槽的槽底的上表面与所述环状斜槽的槽壁的内表面之间所成的角的角度为45～75°。

进一步地，所述第一密封环的外表面设置有第一凹陷部和第一凸起部，所述第一凹陷部位于所述第一凸起部与所述第一密封环的内环壁之间，所述第二密封环的内表面设置有第二凸起部，所述第二凸起部限位于所述第一凹陷部中；所述第一凸起部与所述第二密封环的外环壁相贴合。这样的方式所形成的第二迷宫密封，能够有效地防止切削液以及金属碎屑进入主轴与轴承之间，实现了良好的密封效果。

进一步地，所述旋转盘的外表面设置有第二凹陷部，所述端盖的内表面设置有第三凸起部，所述第三凸起部限位于所述第二凹陷部中。这样的方式所形成的第一迷宫密封，能够有效地防止切削液以及金属碎屑进入主轴与轴承之间，实现了良好的密封效果。

进一步地，所述第一密封环与所述前端轴承冷却套的内表面之间设置有第一密封件，所述第二密封环与所述旋转盘的内表面之间设置有第二密封件，所述第二密封环与所述主轴之间设置有第三密封件。这样的方式能够进一步防止切削液以及金属碎屑进入主轴与轴承之间，实现了良好的密封效果。

进一步地，还包括气缸，所述气缸的活塞与所述气缸盖之间设置有减震垫。通过设置减震垫，能够对活塞产生缓冲作用，降低了活塞复位时产生的噪音。

进一步地，所述外冷分水盘设置有多个喷嘴，多个所述喷嘴沿所述外冷分水盘的周向间隔设置。通过设置多个喷嘴，能够将切削液喷射在加工工件上，从而对加工工件进行较好的冷却。

进一步地，还包括旋转接头，所述旋转接头位于电主轴的后端。通过设置旋转接头，能够实现对刀具进行内冷的功能，增强了对刀具的冷却效果。

综上所述，本实用新型具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的方法公开发表或使用而确属创新，产生了较好的实用的效果，并具有广泛的产业价值。

下面将配合附图，作详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的电主轴的主视图；

图2为图1的沿A-A线的剖视图；

图3为图2中B处的局部放大图；

图4为本实用新型实施例一提供的电主轴的后视图；

图5为图2中C处的局部放大图。

图标：101-端盖；102-旋转盘；103-第一密封环；104-第二密封环；105-壳体；106-主轴；107-感应器；108-环状斜槽；109-气孔；110-第一凸起部；111-第一凹陷部；112-第二凸起部；113-第三凸起部；114-第二凹陷部；115-第一密封件；116-第二密封件；117-第三密封件；118-外冷分水盘；119-前端轴承冷却套；120-定子冷却套；121-气缸盖；122-气缸；123-活塞；124-减震垫；125-喷嘴；126-旋转接头；127-拉刀感应开关；128-松刀感应开关；129-定位环；130-定子；131-转子；132-压缩弹簧；133-入口；134-气缸供气口；135-气密封供气口；136-冷却套供水口；137-冷却套回水口。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“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实用新型中的具体含义。

实施例一

参见图1至图5所示，本实施例提供了一种本实用新型提供的电主轴，包括端盖101、壳体105、定子冷却套120、气缸盖121、旋转盘102、第一密封环103、第二密封环104和前端轴承冷却套119；壳体105的一端与端盖101固定连接，壳体105的另一端与定子冷却套120的一端固定连接，定子冷却套120的另一端与气缸盖121固定连接；壳体105的内部设置有主轴106，主轴106上设置有转子131和定子130，转子131位于定子130和主轴106之间，定子冷却套120用来冷却定子130；旋转盘102安装在主轴106的前端，且旋转盘102与端盖101之间形成第一迷宫密封；第一密封环103与前端轴承冷却套119连接，第二密封环104位于旋转盘102与第一密封环103之间，且第二密封环104与第一密封环103之间形成第二迷宫密封；旋转盘102的外侧壁设置有环状斜槽108，环状斜槽108的深度由靠近旋转盘102的内表面的一侧向远离旋转盘102的内表面的一侧逐渐减小；环状斜槽108的槽底设置有多个气孔109，多个气孔109沿槽底的周向间隔设置；还包括外冷分水盘118，外冷分水盘118与壳体105可拆卸连接。

基于该结构，本实施例提供的电主轴，密封性能良好，能够有效地防止切削液进入电主轴的内部，同时，在磨削过程中产生的脱落磨粒、金属粉末也不会进入电主轴的内部，有效地保护主轴106和轴承之间的结合面，延长了电主轴的使用寿命，且便于拆装和维修。在实施时，切削液从入口133进入外冷分水盘118，向加工工件喷射，第一迷宫密封和第二迷宫能够将切削液和金属碎屑挡在外部，保证主轴106和前端轴承之间的结合面不被磨损。同时，在主轴106旋转时，能够产生离心力，通过设置环状斜槽108，能够进一步防止切削液进入电主轴的内部。此外，通过在环状斜槽108的槽底设置多个气孔109，能够在旋转盘102的周向形成气密封，从而将切削液封锁在主轴106的外部。另外，切削液从外冷分水盘118的内部经过，由于外冷分水盘118与壳体105可拆卸连接，当外冷分水盘118内部发生堵塞需要维修时，可以将外冷分水盘118拆卸下来，进行单独维修或直接更换，不会影响电主轴的正常工作，提高了工作效率。

在某些实施例中，环状斜槽108的槽壁与主轴106的轴线垂直，环状斜槽108的槽底的上表面与环状斜槽108的槽壁的内表面之间所成的角为锐角。这样的方式能够将切削液沿槽底的上表面向主轴106前端甩出，防止切削液流向电主轴的内部。

在某些实施例中，环状斜槽108的槽底的上表面与环状斜槽108的槽壁的内表面之间所成的角的角度为45～75°。

本实施例中，α的角度可以为但不限于45°、50°、55°、60°、65°、70°或75°。

在某些实施例中，第一密封环103的外表面设置有第一凹陷部111和第一凸起部110，第一凹陷部111位于第一凸起部110与第一密封环103的内环壁之间，第二密封环104的内表面设置有第二凸起部112，第二凸起部112限位于第一凹陷部111中；第一凸起部110与第二密封环104的外环壁相贴合。这样的方式所形成的第二迷宫密封，能够有效地防止切削液以及金属碎屑进入主轴106与轴承之间，实现了良好的密封效果。

在某些实施例中，旋转盘102的外表面设置有第二凹陷部114，端盖101的内表面设置有第三凸起部113，第三凸起部113限位与第二凹陷部114中。这样的方式所形成的第一迷宫密封，能够有效地防止切削液以及金属碎屑进入主轴106与轴承之间，实现了良好的密封效果。

在某些实施例中，第一密封环103与前端轴承冷却套119的内表面之间设置有第一密封件115，第二密封环104与旋转盘102的内表面之间设置有第二密封件116，第二密封环104与主轴106之间设置有第三密封件117。这样的方式能够进一步防止切削液以及金属碎屑进入主轴106与轴承之间，实现了良好的密封效果。

在某些实施例中，第一密封件115、第二密封件116与第三密封件117均为目前常见的密封圈。

在某些实施例中，气孔109的数量为六个，六个气孔109沿槽底的周向均匀间隔设置。

通过在环状斜槽108的槽底均匀间隔设置六个气孔109，能够在旋转盘102的周向形成气密封，且密封效果均匀稳定，从而将切削液和金属碎屑封锁在主轴106的外部。

在某些实施例中，还包括气缸122，气缸122的活塞123与气缸盖121之间设置有减震垫124。通过设置减震垫124，能够对活塞123产生缓冲作用，降低了活塞123复位时产生的噪音。

本实施例中，参见图4所示，电主轴的后端设置有气缸供气口134、气密封供气口135、冷却套供水口136和冷却套回水口137。

在某些实施例中，外冷分水盘118设置有多个喷嘴125，多个喷嘴125沿外冷分水盘118的周向间隔设置。通过设置多个喷嘴125，能够将切削液喷射在加工工件上，从而对加工工件进行较好的冷却。

本实施例中，喷嘴125的数量为12个，且沿外冷分水盘118的周向均匀间隔设置。

在某些实施例中，还包括旋转接头126，旋转接头126位于电主轴的后端。通过设置旋转接头126，能够实现对刀具进行内冷的功能，增强了对刀具的冷却效果。

旋转接头126的作用是将液体从管道的这边输入到旋转或往复运动的设备中，再从其中排出的连接用的密封装置。主轴106旋转时，刀具也在旋转，通过设置旋转接头126，能够将冷却液输入刀具中，对刀具进行冷却。

本实施例中，旋转接头126为现有技术，其结构不再详细描述。

在某些实施例中，活塞123设置有拉刀感应开关127和松刀感应开关128，分别用于控制刀具的动作。其中，拉刀感应开关127和松刀感应开关128均可以采用目前常见的接近开关。

在某些实施例中，参见图2和图5所示，气缸122的前端设置有定位环129，能够防止灰尘从电主轴的后端进入电主轴的内部。此外，参见图4所示，电主轴上还设置有感应器107，定位环129与感应器107向配合，能够对电主轴端面键进行定位。其中，感应器107可以为目前常见的感应开关。

在某些实施例中，参见图2所示，电主轴的前端轴承处设置有弹性预紧机构，当主轴106发热伸长时，能够保证前端轴承一直处于预紧状态，保证电主轴高速运转时的稳定性。

可选地，弹性预紧机构为压缩弹簧132。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电主轴，其特征在于，包括端盖、壳体、定子冷却套、气缸盖、旋转盘、第一密封环、第二密封环和前端轴承冷却套；所述壳体的一端与所述端盖固定连接，所述壳体的另一端与所述定子冷却套的一端固定连接，所述定子冷却套的另一端与所述气缸盖固定连接；所述壳体的内部设置有主轴，所述旋转盘安装在所述主轴的前端，且所述旋转盘与所述端盖之间形成第一迷宫密封；

所述第一密封环与所述前端轴承冷却套连接，所述第二密封环位于所述旋转盘与所述第一密封环之间，且所述第二密封环与所述第一密封环之间形成第二迷宫密封；

所述旋转盘的外侧壁设置有环状斜槽，所述环状斜槽的深度由靠近所述旋转盘的内表面的一侧向远离所述旋转盘的内表面的一侧逐渐减小；所述环状斜槽的槽底设置有多个气孔，多个所述气孔沿所述槽底的周向间隔设置；

还包括外冷分水盘，所述外冷分水盘与所述壳体可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的电主轴，其特征在于，所述环状斜槽的槽壁与所述主轴的轴线垂直，所述环状斜槽的槽底的上表面与所述环状斜槽的槽壁的内表面之间所成的角为锐角。

3.根据权利要求2所述的电主轴，其特征在于，所述环状斜槽的槽底的上表面与所述环状斜槽的槽壁的内表面之间所成的角的角度为45～75°。

4.根据权利要求1所述的电主轴，其特征在于，所述第一密封环的外表面设置有第一凹陷部和第一凸起部，所述第一凹陷部位于所述第一凸起部与所述第一密封环的内环壁之间，所述第二密封环的内表面设置有第二凸起部，所述第二凸起部限位于所述第一凹陷部中；所述第一凸起部与所述第二密封环的外环壁相贴合。

5.根据权利要求1所述的电主轴，其特征在于，所述旋转盘的外表面设置有第二凹陷部，所述端盖的内表面设置有第三凸起部，所述第三凸起部限位于所述第二凹陷部中。

6.根据权利要求1所述的电主轴，其特征在于，所述第一密封环与所述前端轴承冷却套的内表面之间设置有第一密封件，所述第二密封环与所述旋转盘的内表面之间设置有第二密封件，所述第二密封环与所述主轴之间设置有第三密封件。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电主轴，其特征在于，所述气孔的数量为六个，六个所述气孔沿所述槽底的周向均匀间隔设置。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的电主轴，其特征在于，还包括气缸，所述气缸的活塞与所述气缸盖之间设置有减震垫。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的电主轴，其特征在于，所述外冷分水盘设置有多个喷嘴，多个所述喷嘴沿所述外冷分水盘的周向间隔设置。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的电主轴，其特征在于，还包括旋转接头，所述旋转接头位于电主轴的后端。