CN218425636U - 带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴及数控车床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴及数控车床，包括外壳4、可旋转设置于外壳4中的轴芯1、设置在轴芯1后端的后轴承11、编码轮16、锁紧结构，编码轮16与锁紧结构从前到后依次设置在后轴承11后侧；锁紧结构包括第一刹车盘27、第二刹车盘28、刹车盘连接座25、缸体23、活塞20以及复位弹簧17，刹车盘连接座25套设于轴芯1上，刹车盘连接座25的前端外侧与第二刹车盘28固连，第一刹车盘27固连后盖18的前侧面，第一刹车盘27的前侧面与第二刹车盘28的后侧面相互摩擦实现刹车；采用内部锁紧结构，解决了外置时占用空间，锁紧力小且锁紧力不均衡施加的问题，达到了主轴锁紧响应快，保证了主轴的高精度定位，进而提高了加工效率。

Description

带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴及数控车床

技术领域

本实用新型涉及数控机床技术领域，具体地，涉及一种带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴及数控车床。

背景技术

传统的车床电主轴的定位方式为，需要后端的精密编码轮和编码器实现精确分度，然后通过外置的锁紧油缸与刹车结构保证主轴精确定位，实现主轴的钻孔铣面等加工。

但是锁紧油缸与刹车结构外置具有占用空间，锁紧力小且锁紧力不均衡施加等问题。且传统的外置刹车结构由于摩擦盘接触面积有限，传递的刹车扭矩相对比较小，且在整个刹车盘上，只有一到两个受力点，受力不均，容易引起刹车盘变形，从而会影响主轴的轴向精度和径向摆动。

公开号为CN109245419A的专利文献公开了一种具有刹车功能的尾置式电主轴结构，包括机械主轴组件、法兰盘和后置式电机；所述机械主轴组件通过法兰盘与后置式电机固定连接，还包括刹车装置；所述法兰盘内设有编码器安装位；所述编码器安装位上开设有隐藏编码器走线的槽位；所述编码器安装位上安装编码器；所述刹车装置对所述机械主轴组件上的主轴具有松开、半刹和刹紧功能；体现出本发明可有效降低编码器收到的信号干扰问题以及具有刹车装置快速制动，稳定性高。但是该方案中采用外置的刹车结构，具有占用空间，锁紧力小且锁紧力不均衡施加等问题。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴及数控车床。

根据本实用新型提供的带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴，包括外壳、可旋转设置于外壳中的轴芯、设置在轴芯后端的后轴承、设置在轴芯前端的前轴承、编码轮、锁紧结构、后轴承座、后端盖以及后盖；

所述后端盖与后盖依次设置在外壳后侧，所述后轴承座设置在外壳后端内侧，所述后轴承设置在后轴承座与外壳之间，所述编码轮与锁紧结构从前到后依次设置在后轴承后侧；

所述锁紧结构包括第一刹车盘、第二刹车盘、刹车盘连接座、缸体、活塞以及复位弹簧，所述刹车盘连接座套设于轴芯上且能够在轴芯带动下旋转，所述刹车盘连接座的前端外侧与第二刹车盘固连，第一刹车盘固连后盖的前侧面，所述第一刹车盘位于第二刹车盘的后侧，第一刹车盘的前侧面与第二刹车盘的后侧面相互摩擦实现刹车；

所述活塞与缸体依次设置在后盖的内侧，所述活塞能够沿轴芯的轴向滑动并带动第一刹车盘与第二刹车盘啮合，所述后端盖的后侧面沿轴向设置位置与活塞相对的开槽，所述复位弹簧的两端分别连接槽底和第二刹车盘。

优选地，所述刹车盘连接座通过定位键连接轴芯。

优选地，所述刹车盘连接座后端的外侧套设有油缸连接盘。

优选地，所述前轴承包括第一前轴承与设置在第一前轴承后侧的第二前轴承，所述第一前轴承与第二前轴承之间设置有隔圈；

所述第一前轴承采用圆柱滚子轴承，第二前轴承采用双向角接触球轴承。

优选地，所述后轴承为圆柱滚子轴承。

优选地，所述外壳前端的内侧面与后端的外侧面分别沿轴向设置有第一锁紧螺母与第二锁紧螺母；

所述第一锁紧螺母位于所述前轴承的后侧。

优选地，所述后轴承的后侧设置编码轮座，所述编码轮连接编码轮座的后侧面；

所述后端盖与外壳之间设置有垫片。

优选地，所述缸体外侧面的后端与前端分别接触后盖与活塞；

所述活塞的外侧面与后盖之间设置有第一密封圈，所述缸体外侧面的前端与活塞之间设置有第二密封圈，所述缸体外侧面的后端与后盖之间设置有第三密封圈。

优选地，还包括迷宫结构，所述迷宫结构包括第一迷宫、第二迷宫以及第三迷宫；

所述第一迷宫套设于轴芯的前端，所述第一迷宫的后侧面连接外壳的前侧面与前轴承，所述第一迷宫内侧面的前端连接轴芯，所述第二迷宫设置在第一迷宫内侧面的后端与轴芯之间，第二迷宫的后侧面连接前轴承；

所述第三迷宫前侧面的外端与后轴承座固连，第三迷宫前侧面的内端连接后轴承。

根据本实用新型提供的数控车床，包括所述的带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型结构简单，操作方便，通过采用内部油缸锁紧结构，解决了锁紧油缸外置，占用空间，锁紧力小且锁紧力不均衡施加的问题，达到了主轴锁紧响应快，保证了主轴的高精度定位，进而提高了加工效率。

2、本实用新型采用环形刹车盘相互啮合的技术手段，锁紧力大且锁紧力均衡施加，传递的刹车扭矩较大，避免了刹车盘变形，避免了对主轴的轴向精度和径向摆动的影响。

3、本实用新型采用锁紧结构中采用复位弹簧进行复位的技术手段，节约空间且操作方便。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型后端的结构示意图；

图中示出：

轴芯1 编码轮16

第一迷宫2 复位弹簧17

第二迷宫3 后盖18

外壳4 第一密封圈19

第一前轴承5 活塞20

隔圈6 第二密封圈21

第二前轴承7 第三密封圈22

第一锁紧螺母8 缸体23

第二锁紧螺母9 油缸连接盘24

后轴承座10 刹车盘连接座25

后轴承11 定位键26

垫片12 第一刹车盘27

后端盖13 第二刹车盘28

第三迷宫14 刹车盘固定螺钉29

编码轮座15

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

针对现有技术中锁紧油缸与刹车结构外置带来的占用空间，锁紧力小且锁紧力不均衡施加等问题。本实用新型公开了一种带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴，通过采用内部油缸锁紧结构，解决了占用空间，锁紧力小且锁紧力不均衡施加的问题，达到了主轴锁紧响应快，保证了主轴的高精度定位，进而提高了加工效率。

根据本实用新型提供的带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴，其特征在于，包括外壳4、可旋转设置于外壳4中的轴芯1、设置在轴芯1后端的后轴承11、设置在轴芯1前端的前轴承、编码轮16、锁紧结构、后轴承座10、后端盖13以及后盖18；所述后端盖13与后盖18依次设置在外壳4后侧，所述后轴承座10设置在外壳4后端内侧，所述后轴承11设置在后轴承座10与外壳4之间，所述编码轮16与锁紧结构从前到后依次设置在后轴承11后侧；通过后端的编码轮16实现精确分度，然后通过内置的锁紧结构保证主轴精确定位，实现主轴的车削加工。

所述锁紧结构包括第一刹车盘27、第二刹车盘28、刹车盘连接座25、缸体23、活塞20以及复位弹簧17，所述刹车盘连接座25套设于轴芯1上且能够在轴芯1带动下旋转，所述刹车盘连接座25的前端外侧与第二刹车盘28固连，第一刹车盘27固连后盖18的前侧面，所述第一刹车盘27位于第二刹车盘28的后侧，第一刹车盘27的前侧面与第二刹车盘28的后侧面相互摩擦实现刹车；通过两个环形刹车盘相互啮合，锁紧力大且锁紧力均衡施加，传递的刹车扭矩较大，避免了刹车盘变形，避免了对主轴的轴向精度和径向摆动的影响。

所述活塞20与缸体23依次设置在后盖18的内侧，所述活塞20能够沿轴芯1的轴向滑动并带动第一刹车盘27与第二刹车盘28啮合，所述后端盖13的后侧面沿轴向设置位置与活塞20相对的开槽，所述复位弹簧17的两端分别连接槽底和第二刹车盘28。优选地，所述复位弹簧17沿周向均匀地布置在所述开槽内，确保复位时第二刹车盘28受力均匀。所述刹车盘连接座25通过定位键26连接轴芯1，从而轴芯1能够带动刹车盘连接座25和第二刹车盘28旋转。所述刹车盘连接座25后端的外侧套设有油缸连接盘24。

所述前轴承包括第一前轴承5与设置在第一前轴承5后侧的第二前轴承7，所述第一前轴承5与第二前轴承7之间设置有隔圈6；所述第一前轴承5采用圆柱滚子轴承，第二前轴承7采用双向角接触球轴承，分别承受径向力和轴向力；所述后轴承11为圆柱滚子轴承，承受径向力，因此主轴可以承受较大的径向切削力和轴向力，为重载主轴。

所述外壳4分别在其前端的内侧面与其后端的外侧面沿轴向设置第一锁紧螺母8与第二锁紧螺母9；所述第一锁紧螺母8位于所述前轴承的后侧。所述后轴承11的后侧设置编码轮座15，所述编码轮16连接编码轮座15的后侧面；所述后端盖13与外壳4之间设置有垫片12。所述缸体23外侧面的后端与前端分别接触后盖18与活塞20；所述活塞20的外侧面与后盖18之间设置有第一密封圈19，所述缸体23外侧面的前端与活塞20之间设置有第二密封圈21，所述缸体23外侧面的后端与后盖18之间设置有第三密封圈22，从而保证了活塞20、缸体23以及后盖18之间的密封性。

所述第二刹车盘28通过刹车盘固定螺钉29固连刹车盘连接座25的前端外侧，从而能够在轴芯1的带动下旋转。

优选地，本实用新型还包括迷宫结构，所述迷宫结构包括第一迷宫2、第二迷宫3以及第三迷宫14；所述第一迷宫2套设于轴芯1的前端，所述第一迷宫2的后侧面连接外壳4的前侧面与前轴承，所述第一迷宫2内侧面的前端连接轴芯1，所述第二迷宫3设置在第一迷宫2内侧面的后端与轴芯1之间，第二迷宫3的后侧面连接前轴承；所述第三迷宫14前侧面的外端与后轴承座10固连，第三迷宫14前侧面的内端连接后轴承11；通过在轴芯1前端与后端分别设置迷宫结构能够有效防止灰尘杂质进入前轴承、后轴承11以及编码轮16等较为精密的部件。

本实用新型中锁紧结构的工作原理为，当轴芯1需要停转时，通过后盖18内侧的缸体23驱动活塞20轴向滑动并带动第一刹车盘27与旋转的第二刹车盘28啮合，从而将轴芯1锁紧，此时复位弹簧17被压缩；需要轴芯1转动时，缸体23卸压，复位弹簧17复位，从而使第一刹车盘与第二刹车盘28的齿面分离，从而完成复位。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴，其特征在于，包括外壳(4)、可旋转设置于外壳(4)中的轴芯(1)、设置在轴芯(1)后端的后轴承(11)、设置在轴芯(1)前端的前轴承、编码轮(16)、锁紧结构、后轴承座(10)、后端盖(13)以及后盖(18)；

所述后端盖(13)与后盖(18)依次设置在外壳(4)后侧，所述后轴承座(10)设置在外壳(4)后端内侧，所述后轴承(11)设置在后轴承座(10)与外壳(4)之间，所述编码轮(16)与锁紧结构从前到后依次设置在后轴承(11)后侧；

所述锁紧结构包括第一刹车盘(27)、第二刹车盘(28)、刹车盘连接座(25)、缸体(23)、活塞(20)以及复位弹簧(17)，所述刹车盘连接座(25)套设于轴芯(1)上且能够在轴芯(1)带动下旋转，所述刹车盘连接座(25)的前端外侧与第二刹车盘(28)固连，第一刹车盘（27）固连后盖（18）的前侧面，所述第一刹车盘(27)位于第二刹车盘(28)的后侧，第一刹车盘（27）的前侧面与第二刹车盘（28）的后侧面相互摩擦实现刹车；

所述活塞(20)与缸体(23)依次设置在后盖(18)的内侧，所述活塞(20)能够沿轴芯(1)的轴向滑动并带动第一刹车盘(27)与第二刹车盘(28)啮合，所述后端盖(13)的后侧面沿轴向设置位置与活塞(20)相对的开槽，所述复位弹簧(17)的两端分别连接槽底和第二刹车盘(28)。

2.根据权利要求1所述的带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴，其特征在于，所述刹车盘连接座(25)通过定位键(26)连接轴芯(1)。

3.根据权利要求1所述的带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴，其特征在于，所述刹车盘连接座(25)后端的外侧套设有油缸连接盘(24)。

4.根据权利要求1所述的带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴，其特征在于，所述前轴承包括第一前轴承(5)与设置在第一前轴承(5)后侧的第二前轴承(7)，所述第一前轴承(5)与第二前轴承(7)之间设置有隔圈(6)；

所述第一前轴承(5)采用圆柱滚子轴承，第二前轴承(7)采用双向角接触球轴承。

5.根据权利要求1所述的带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴，其特征在于，所述后轴承(11)为圆柱滚子轴承。

6.根据权利要求1所述的带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴，其特征在于，所述外壳(4)前端的内侧面与后端的外侧面分别沿轴向设置有第一锁紧螺母(8)与第二锁紧螺母(9)；

所述第一锁紧螺母(8)位于所述前轴承的后侧。

7.根据权利要求1所述的带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴，其特征在于，所述后轴承(11)的后侧设置编码轮座(15)，所述编码轮(16)连接编码轮座(15)的后侧面；

所述后端盖(13)与外壳(4)之间设置有垫片(12)。

8.根据权利要求1所述的带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴，其特征在于，所述缸体(23)外侧面的后端与前端分别接触后盖(18)与活塞(20)；

所述活塞(20)的外侧面与后盖(18)之间设置有第一密封圈(19)，所述缸体(23)外侧面的前端与活塞(20)之间设置有第二密封圈(21)，所述缸体(23)外侧面的后端与后盖(18)之间设置有第三密封圈(22)。

9.根据权利要求1所述的带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴，其特征在于，还包括迷宫结构，所述迷宫结构包括第一迷宫(2)、第二迷宫(3)以及第三迷宫(14)；

所述第一迷宫(2)套设于轴芯(1)的前端，所述第一迷宫(2)的后侧面连接外壳(4)的前侧面与前轴承，所述第一迷宫(2)内侧面的前端连接轴芯(1)，所述第二迷宫(3)设置在第一迷宫(2)内侧面的后端与轴芯(1)之间，第二迷宫(3)的后侧面连接前轴承；

所述第三迷宫(14)前侧面的外端与后轴承座(10)固连，第三迷宫(14)前侧面的内端连接后轴承(11)。

10.一种数控车床，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的带有内部锁紧油缸结构的车床电主轴。

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