CN221018694U - 电主轴组件及数控机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电主轴组件及数控机床，电主轴组件包括：轴芯，包括依次连接的第一轴段和第二轴段，第一轴段的外径小于第二轴段的外径；轴承、编码器隔环和油缸连接盘，沿远离第二轴段的方向依次安装在第一轴段上，第二轴段与轴承的内圈接触；油缸连接盘包括沿远离编码器隔环的方向依次连通的第一安装孔和第二安装孔，第一安装孔的孔径小于第二安装孔的孔径，第一安装孔与第一轴段插接配合；编码器齿轮，套设在油缸连接盘上且与油缸连接盘固定连接以同步随轴芯转动；锁紧螺母，设置在第二安装孔内且套设在第一轴段上，以与轴芯螺纹连接，以解决现有技术中安装在电主轴上的编码器的码盘容易因位置倾斜而影响编码器的信号的准确性的问题。

Description

电主轴组件及数控机床

技术领域

本实用新型涉及数控机床技术领域，具体而言，涉及一种电主轴组件及数控机床。

背景技术

目前，电主轴是在智能装备的数控机床领域出现的一种将主轴电机和机床主轴结合为一体的结构，电主轴还将润滑、冷却、编码器、换刀等功能集成于一体，与机械主轴相比，电主轴具有结构紧凑、振动噪音小、加工性能稳定且加工精度高等优点，高精度数控机床对电主轴内部的编码器的安装有较高的要求，既要保证编码器的轴向检测距离，又要保证编码器的齿轮不会与轴芯之间发生倾斜。

现有技术中的车床的电主轴通常是将编码器的齿轮安装在轴芯上，并在后端通过油缸连接盘和锁紧螺母将其压紧，而车床的电主轴在加工工件时需要更换工件，一般是用油缸作为驱动机构用以执行更换工件的动作的，在油缸驱动的过程中会对油缸连接盘造成冲击，长时间的冲击会使得油缸连接盘松动，进而造成编码器齿轮倾斜，相位角丢失，最终使得编码器的信号检测失效。因此为了保证编码器的检测精度，需要对编码器齿轮的安装进行轴向和径向限位。

对此，现有技术中还存在一种固定电主轴编码器码盘的装置，该装置中的码盘设置在轴芯上且位于轴芯的轴肩和挡板之间，挡板的圆周方向上安装有数个紧定螺钉以顶在码盘上，挡板的远离码盘的一端与轴芯接触，该接触位置设置有轴用钢丝挡圈，安装拆卸较为方便，但是，轴用钢丝挡圈在受力时容易失效，一旦失效，编码器码盘就容易发生倾斜，这就会影响编码器的信号。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电主轴组件及数控机床，以解决现有技术中安装在电主轴上的编码器的码盘容易因位置倾斜而影响编码器的信号的准确性的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种电主轴组件，包括：轴芯，轴芯包括依次连接的第一轴段和第二轴段，第一轴段的外径小于第二轴段的外径；轴承、编码器隔环和油缸连接盘，轴承、编码器隔环和油缸连接盘沿远离第二轴段的方向依次安装在第一轴段上，第二轴段与轴承的内圈接触；油缸连接盘包括沿远离编码器隔环的方向依次连通的第一安装孔和第二安装孔，第一安装孔的孔径小于第二安装孔的孔径，第一安装孔用于与第一轴段插接配合；编码器齿轮，编码器齿轮套设在油缸连接盘上且位于油缸连接盘的靠近编码器隔环的一端，编码器齿轮与油缸连接盘固定连接以同步随轴芯转动；锁紧螺母，锁紧螺母设置在第二安装孔内且套设在第一轴段的远离第二轴段的一端，锁紧螺母与轴芯螺纹连接。

进一步地，电主轴组件包括后端挡盖，后端挡盖设置在第二安装孔内，后端挡盖安装在第一轴段的远离第二轴段的一侧且与锁紧螺母的远离油缸连接盘的一侧抵接。

进一步地，后端挡盖和轴芯之间通过多个第一紧固件连接，后端挡盖上设置有用于供多个第一紧固件一一对应地安装的多个第一沉头孔，轴芯上设置有与多个第一紧固件一一对应地螺纹连接的多个第一螺纹孔。

进一步地，电主轴组件还包括多个顶丝，后端挡盖上设置有用于供多个顶丝一一对应地安装的多个第三螺纹孔，锁紧螺母上设置有与多个顶丝一一对应地抵接的多个抵接孔。

进一步地，后端挡盖包括挡盖主体和设置在挡盖主体的靠近锁紧螺母的一侧以用于与锁紧螺母抵接的限位凸起，挡盖主体和限位凸起共同围成用于避让轴芯的避让凹槽。

进一步地，限位凸起为环形凸起；或者限位凸起包括环绕轴芯的轴线依次间隔设置的多个凸起部。

进一步地，轴芯和油缸连接盘之间通过平键连接，第一轴段上设置有第一键槽，第一安装孔内设置有第二键槽，平键的一部分位于第一键槽内，平键的另一部分位于第二键槽内。

进一步地，油缸连接盘包括沿远离编码器隔环的方向依次连接的第三轴段和第四轴段，第三轴段的外径小于第四轴段的外径，编码器齿轮安装在第三轴段上，第四轴段与编码器齿轮的端面接触。

进一步地，第四轴段和编码器齿轮之间通过多个第二紧固件连接，第四轴段上设置有用于供多个第二紧固件一一对应地安装的多个第二沉头孔，编码器齿轮上设置有与多个第二紧固件一一对应地螺纹连接的多个第二螺纹孔。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种数控机床，包括上述的电主轴组件。

应用本实用新型的技术方案，本实用新型的电主轴组件包括：轴芯，轴芯包括依次连接的第一轴段和第二轴段，第一轴段的外径小于第二轴段的外径；轴承、编码器隔环和油缸连接盘，轴承、编码器隔环和油缸连接盘沿远离第二轴段的方向依次安装在第一轴段上，第二轴段与轴承的内圈接触；油缸连接盘包括沿远离编码器隔环的方向依次连通的第一安装孔和第二安装孔，第一安装孔的孔径小于第二安装孔的孔径，第一安装孔用于与第一轴段插接配合；编码器齿轮，编码器齿轮套设在油缸连接盘上且位于油缸连接盘的靠近编码器隔环的一端，编码器齿轮与油缸连接盘固定连接以同步随轴芯转动；锁紧螺母，锁紧螺母设置在第二安装孔内且套设在第一轴段的远离第二轴段的一端，锁紧螺母与轴芯螺纹连接。这样，本实用新型的电主轴组件通过锁紧螺母和第二轴段对位于第一轴段上的轴承、编码器隔环和油缸连接盘的相对于第一轴段的轴向运动进行限位，避免了油缸连接盘和位于油缸连接盘上的编码器齿轮的相对于第一轴段的轴向运动，解决了现有技术中安装在电主轴上的编码器的码盘容易因位置倾斜而影响编码器的信号的准确性的问题，确保了编码器齿轮的安装的可靠性和稳定性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的电主轴组件的实施例的剖视图；

图2示出了图1所示的剖视图在A处的局部放大图；

图3示出了图1所示的电主轴组件的轴芯的部分结构示意图；

图4示出了图1所示的电主轴组件的编码器齿轮的部分结构示意图；

图5示出了图1所示的电主轴组件的油缸连接盘的部分结构示意图；

图6示出了图1所示的电主轴组件的锁紧螺母的部分结构示意图；

图7示出了图1所示的电主轴组件的挡盖的部分结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、轴芯；101、第一螺纹孔；102、第一键槽；11、第一轴段；12、第二轴段；

2、轴承；

3、编码器隔环；

4、编码器齿轮；401、第二螺纹孔；

5、平键；

6、油缸连接盘；601、第二沉头孔；602、第二键槽；61、第一安装孔；62、第二安装孔；63、第三轴段；64、第四轴段；

7、锁紧螺母；701、抵接孔；

8、挡盖；81、挡盖主体；82、限位凸起；83、避让凹槽；801、第一沉头孔；802、第三螺纹孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图7所示，本实用新型提供了一种电主轴组件，包括：轴芯1，轴芯1包括依次连接的第一轴段11和第二轴段12，第一轴段11的外径小于第二轴段12的外径；轴承2、编码器隔环3和油缸连接盘6，轴承2、编码器隔环3和油缸连接盘6沿远离第二轴段12的方向依次安装在第一轴段11上，第二轴段12与轴承2的内圈接触；油缸连接盘6包括沿远离编码器隔环3的方向依次连通的第一安装孔61和第二安装孔62，第一安装孔61的孔径小于第二安装孔62的孔径，第一安装孔61用于与第一轴段11插接配合；编码器齿轮4，编码器齿轮4套设在油缸连接盘6上且位于油缸连接盘6的靠近编码器隔环3的一端，编码器齿轮4与油缸连接盘6固定连接以同步随轴芯1转动；锁紧螺母7，锁紧螺母7设置在第二安装孔62内且套设在第一轴段11的远离第二轴段12的一端，锁紧螺母7与轴芯1螺纹连接。

这样，本实用新型的电主轴组件通过锁紧螺母7和第二轴段12对位于第一轴段11上的轴承2、编码器隔环3和油缸连接盘6的相对于第一轴段11的轴向运动进行限位，避免了油缸连接盘6和位于油缸连接盘6上的编码器齿轮4的相对于第一轴段11的轴向运动，解决了现有技术中安装在电主轴上的编码器的码盘容易因位置倾斜而影响编码器的信号的准确性的问题，确保了编码器齿轮的安装的可靠性和稳定性。

具体地，第一轴段11的远离第二轴段12的端部设置有用于与锁紧螺母7上的内螺纹螺纹连接的外螺纹。

如图1所示，电主轴组件包括后端挡盖8，后端挡盖8设置在第二安装孔62内，后端挡盖8安装在第一轴段11的远离第二轴段12的一侧且与锁紧螺母7的远离油缸连接盘6的一侧抵接。

如图1至图3以及图7所示，后端挡盖8和轴芯1之间通过多个第一紧固件连接，后端挡盖8上设置有用于供多个第一紧固件一一对应地安装的多个第一沉头孔801，轴芯1上设置有与多个第一紧固件一一对应地螺纹连接的多个第一螺纹孔101。

其中，多个第一沉头孔801环绕轴芯1的轴线呈360度均匀布置，多个第一螺纹孔101也环绕轴芯1的轴线呈360度均匀布置，各个第一紧固件均为螺钉，各个第一紧固件的螺帽端均插设在相应的第一沉头孔801中，各个第一紧固件的螺纹端均穿过相应的第一沉头孔801后拧紧在相应的第一螺纹孔101中。

如图1和图2以及图6和图7所示，电主轴组件还包括多个顶丝，后端挡盖8上设置有用于供多个顶丝一一对应地安装的多个第三螺纹孔802，锁紧螺母7上设置有与多个顶丝一一对应地抵接的多个抵接孔701。

其中，多个第三螺纹孔802环绕轴芯1的轴线呈360度均匀布置，多个抵接孔701也环绕轴芯1的轴线呈360度均匀布置，各个顶丝(即紧定螺钉)的螺纹段均插设在相应的第三螺纹孔802中且与相应的第三螺纹孔802螺纹连接，各个第二紧固件的顶紧端均穿过相应的第三螺纹孔802后抵接在相应的抵接孔701中。

如图2所示，后端挡盖8包括挡盖主体81和设置在挡盖主体81的靠近锁紧螺母7的一侧以用于与锁紧螺母7抵接的限位凸起82，挡盖主体81和限位凸起82共同围成用于避让轴芯1的避让凹槽83。

可选地，限位凸起82为环形凸起；或者限位凸起82包括环绕轴芯1的轴线依次间隔设置的多个凸起部。

这样，锁紧螺母7安装在轴芯1的第一轴段11上，锁紧螺母7的远离第二轴段12的一侧的端面与第一轴段11的远离第二轴段12的一侧的端面平齐；后端挡盖8设置在锁紧螺母7的远离第二轴段12的一侧且与轴芯1之间通过多个第一紧固件可拆卸地连接，后端挡盖8的避让凹槽83用于避让第一轴段11的端部，以使后端挡盖8的靠近锁紧螺母7的一侧的限位凸起82与锁紧螺母7抵接，以对锁紧螺母7的相对于第一轴段11的轴向运动进行限位，以对锁紧螺母7起到第一重防松效果；拧紧在后端挡盖8上的第三螺纹孔802中的顶丝抵接在锁紧螺母7上的抵接孔701中，以对锁紧螺母7的相对于第一轴段11的轴向运动进行进一步限位，以对锁紧螺母7起到第二重防松效果，从而加强了油缸连接盘6和编码器齿轮4的轴向限位效果。另外，本实用新型的后端挡盖8还具有结构简单、加工成本低、使用可靠且安装拆卸方便的优点。

如图1至图3以及图5所示，轴芯1和油缸连接盘6之间通过平键5连接，第一轴段11上设置有第一键槽102，第一安装孔61内设置有第二键槽602，第一键槽102和第二键槽602相对设置，平键5的一部分位于第一键槽102内，平键5的另一部分位于第二键槽602内，以通过平键5对油缸连接盘6相对于轴芯1的周向运动进行限位，以对编码器齿轮4的相对于轴芯1的周向运动进行限位，以保证编码器齿轮4和油缸连接盘6能够随轴芯1同步转动，进而保证了编码器在信号传输时不发生相位角丢失的情况。

如图4和图5所示，油缸连接盘6包括沿远离编码器隔环3的方向依次连接的第三轴段63和第四轴段64，第三轴段63的外径小于第四轴段64的外径，编码器齿轮4安装在第三轴段63上，第四轴段64与编码器齿轮4的端面接触。

具体地，第四轴段64和编码器齿轮4之间通过多个第二紧固件连接，第四轴段64上设置有用于供多个第二紧固件一一对应地安装的多个第二沉头孔601，编码器齿轮4上设置有与多个第二紧固件一一对应地螺纹连接的多个第二螺纹孔401。

其中，多个第二沉头孔601环绕轴芯1的轴线呈360度均匀布置，多个第二螺纹孔401也环绕轴芯1的轴线呈360度均匀布置，各个第二紧固件均为螺钉，各个第二紧固件的螺帽端均插设在相应的第二沉头孔601中，各个第二紧固件的螺纹端均穿过相应的第二沉头孔601后拧紧在相应的第二螺纹孔401中。

本实用新型还提供了一种数控机床，包括上述的电主轴组件。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型的电主轴组件包括：轴芯1，轴芯1包括依次连接的第一轴段11和第二轴段12，第一轴段11的外径小于第二轴段12的外径；轴承2、编码器隔环3和油缸连接盘6，轴承2、编码器隔环3和油缸连接盘6沿远离第二轴段12的方向依次安装在第一轴段11上，第二轴段12与轴承2的内圈接触；油缸连接盘6包括沿远离编码器隔环3的方向依次连通的第一安装孔61和第二安装孔62，第一安装孔61的孔径小于第二安装孔62的孔径，第一安装孔61用于与第一轴段11插接配合；编码器齿轮4，编码器齿轮4套设在油缸连接盘6上且位于油缸连接盘6的靠近编码器隔环3的一端，编码器齿轮4与油缸连接盘6固定连接以同步随轴芯1转动；锁紧螺母7，锁紧螺母7设置在第二安装孔62内且套设在第一轴段11的远离第二轴段12的一端，锁紧螺母7与轴芯1螺纹连接。这样，本实用新型的电主轴组件通过锁紧螺母7和第二轴段12对位于第一轴段11上的轴承2、编码器隔环3和油缸连接盘6的相对于第一轴段11的轴向运动进行限位，避免了油缸连接盘6和位于油缸连接盘6上的编码器齿轮4的相对于第一轴段11的轴向运动，解决了现有技术中安装在电主轴上的编码器的码盘容易因位置倾斜而影响编码器的信号的准确性的问题，确保了编码器齿轮的安装的可靠性和稳定性。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电主轴组件，其特征在于，包括：

轴芯(1)，所述轴芯(1)包括依次连接的第一轴段(11)和第二轴段(12)，所述第一轴段(11)的外径小于所述第二轴段(12)的外径；

轴承(2)、编码器隔环(3)和油缸连接盘(6)，所述轴承(2)、所述编码器隔环(3)和所述油缸连接盘(6)沿远离所述第二轴段(12)的方向依次安装在所述第一轴段(11)上，所述第二轴段(12)与所述轴承(2)的内圈接触；所述油缸连接盘(6)包括沿远离所述编码器隔环(3)的方向依次连通的第一安装孔(61)和第二安装孔(62)，所述第一安装孔(61)的孔径小于所述第二安装孔(62)的孔径，所述第一安装孔(61)用于与所述第一轴段(11)插接配合；

编码器齿轮(4)，所述编码器齿轮(4)套设在所述油缸连接盘(6)上且位于所述油缸连接盘(6)的靠近所述编码器隔环(3)的一端，所述编码器齿轮(4)与所述油缸连接盘(6)固定连接以同步随所述轴芯(1)转动；

锁紧螺母(7)，所述锁紧螺母(7)设置在所述第二安装孔(62)内且套设在所述第一轴段(11)的远离所述第二轴段(12)的一端，所述锁紧螺母(7)与所述轴芯(1)螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的电主轴组件，其特征在于，所述电主轴组件包括后端挡盖(8)，所述后端挡盖(8)设置在所述第二安装孔(62)内，所述后端挡盖(8)安装在所述第一轴段(11)的远离所述第二轴段(12)的一侧且与所述锁紧螺母(7)的远离所述油缸连接盘(6)的一侧抵接。

3.根据权利要求2所述的电主轴组件，其特征在于，所述后端挡盖(8)和所述轴芯(1)之间通过多个第一紧固件连接，所述后端挡盖(8)上设置有用于供所述多个第一紧固件一一对应地安装的多个第一沉头孔(801)，所述轴芯(1)上设置有与所述多个第一紧固件一一对应地螺纹连接的多个第一螺纹孔(101)。

4.根据权利要求2所述的电主轴组件，其特征在于，所述电主轴组件还包括多个顶丝，所述后端挡盖(8)上设置有用于供所述多个顶丝一一对应地安装的多个第三螺纹孔(802)，所述锁紧螺母(7)上设置有与所述多个顶丝一一对应地抵接的多个抵接孔(701)。

5.根据权利要求2所述的电主轴组件，其特征在于，所述后端挡盖(8)包括挡盖主体(81)和设置在所述挡盖主体(81)的靠近所述锁紧螺母(7)的一侧以用于与所述锁紧螺母(7)抵接的限位凸起(82)，所述挡盖主体(81)和所述限位凸起(82)共同围成用于避让所述轴芯(1)的避让凹槽(83)。

6.根据权利要求5所述的电主轴组件，其特征在于，

所述限位凸起(82)为环形凸起；或者

所述限位凸起(82)包括环绕所述轴芯(1)的轴线依次间隔设置的多个凸起部。

7.根据权利要求1所述的电主轴组件，其特征在于，所述轴芯(1)和所述油缸连接盘(6)之间通过平键(5)连接，所述第一轴段(11)上设置有第一键槽(102)，所述第一安装孔(61)内设置有第二键槽(602)，所述平键(5)的一部分位于所述第一键槽(102)内，所述平键(5)的另一部分位于所述第二键槽(602)内。

8.根据权利要求1所述的电主轴组件，其特征在于，所述油缸连接盘(6)包括沿远离所述编码器隔环(3)的方向依次连接的第三轴段(63)和第四轴段(64)，所述第三轴段(63)的外径小于所述第四轴段(64)的外径，所述编码器齿轮(4)安装在所述第三轴段(63)上，所述第四轴段(64)与所述编码器齿轮(4)的端面接触。

9.根据权利要求8所述的电主轴组件，其特征在于，所述第四轴段(64)和所述编码器齿轮(4)之间通过多个第二紧固件连接，所述第四轴段(64)上设置有用于供所述多个第二紧固件一一对应地安装的多个第二沉头孔(601)，所述编码器齿轮(4)上设置有与所述多个第二紧固件一一对应地螺纹连接的多个第二螺纹孔(401)。

10.一种数控机床，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的电主轴组件。