CN2829971Y - 直结式主轴的传动装置 - Google Patents
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Abstract
一种直结式主轴的传动装置，包括一主轴、一穿置包覆于主轴外周围的支撑装置、以及一组装于主轴及支撑装置朝向机台内部该端的马达，马达是以其转子固定于主轴上，而支撑装置邻近马达该端设为浮动端，另一端则设为固定端，支撑装置包括一轴衬、四只套设于固定端的轴衬与主轴之间的滚珠轴承、二只套设于浮动端的轴衬与主轴之间的滚珠轴承、一固定于浮动端的主轴上并且抵紧于滚珠轴承的内环圈的防尘盖、一固定于浮动端的轴衬上的端盖，该端盖并且与滚珠轴承的外环圈形成一间距，使浮动端的主轴因为热膨胀效应而连同滚珠轴承朝向马达该端延伸，减少设于固定端主轴上的刀具的位移量而提高加工精度，以及减少热机时间。
Description
【技术领域】
本实用新型是涉及一种加工机具的零部件，尤指一种用以撑持住主轴，并且可降低主轴膨胀值的直结式主轴的传动装置。
【背景技术】
如图4所示是现有工具机的直结式主轴(50)及其支撑装置(60)，所谓直结式主轴(50)是指主轴直接穿置固定于马达(70)的转子(71)，使动力传输较为确实，避免马达透过其他传动元件(如链条、齿轮)传动主轴时，所产生的动力耗损。直结式主轴(50)与机台(A)之间是设有支撑装置(60)，使直结式主轴(50)得以枢转，以带动固定于直结式主轴(50)末端的刀具(55)转动，进行切削加工，由于直结式主轴(50)高速运转时会产生热膨胀效应，因此用以撑持住直结式主轴(50)的支撑装置(60)两端需考量该热膨胀效应而作不同的设计，支撑装置(60)邻近马达(70)该端界定为固定端(600)，另一端设为浮动端(601)。
请参阅图4、5所示，所述的支撑装置(60)是包括一固定于马达(70)端面并且套设于直结式主轴(50)外的轴衬(61)，支撑装置(60)的固定端(600)设有二组套设于直结式主轴(50)与轴衬(61)之间的滚珠轴承(62)、固定于轴衬(61)端面并且压制于滚珠轴承(62)的外环圈的端盖(63)、一固定于直结式主轴(50)上并且压制于滚珠轴承(62)内环圈的防尘盖(64)，使滚珠轴承(62)紧固于固定端(600)。
另如图6所示，是现有直结式主轴(50)的支撑装置(60)的浮动端(601)设计，直结式主轴(50)位于浮动端(601)该端设有一段外径较小的锥形结合部(51)，锥形结合部(51))与轴衬(61)之间套设一只滚柱轴承(65)，滚柱轴承(65)的滚柱(651)是嵌设于内环圈，且与外环圈呈滑动配合，滚柱(651)朝向滚柱轴承(65)外侧该端面与外环圈端面之间并且具有间距(652)，使滚注(651)与外环圈之间具有可轴向位移的空间，而锥形结合部(51)邻近自由端该端形成一段外螺纹部(52)，于外螺纹部(52)上螺设一紧迫于滚柱轴承(65)内环圈端面的防尘盖(66)，另于轴衬(61)端面固定一紧迫于外环圈端面的端盖(67)，该端盖(67)朝外侧的端面并与防尘盖(66)相互套合，而内、外环圈异于外螺纹部(52)该端分别以一内间隔圈(68)、一外间隔圈(69)抵迫，当直结式主轴(50)因为高速运转而产生膨胀效应时，由于滚柱轴承(65)的滚柱(651)与外环圈为滑动配合，并且于滚柱651)端部与外环圈之间具有间距(652)，再加上固定于外螺纹部(52)上的防尘盖(66)可以往外位移，因此，当发生膨胀效应时，直结式主轴(50)即会由浮动端(601)往外膨胀延伸(通常主轴长度每100mm，上升1℃时，轴向长度增加1μ)，而改变刀具体(55)的加工位置。
由上述可知，支撑装置(60)因应直结式主轴(50)的热膨胀效应而设以固定端(600)及浮动端(601)，然而，其设计却具有下述缺失：
通常开机后的1～2小时为升温时间，其热膨胀效应尚未稳定，待热机完毕才能作精加工，由于热机时间过长而导致耗电的缺失。
又由于热机时间直结式主轴长度尚不稳定，因此仅能作粗加工，而不能作精加工，以致于缩短可作精加工的时间。
上述现有的直结式主轴的支撑装置的设计具有上述缺失而有加以改良的必要。
【实用新型内容】
为了改善上述缺失，本实用新型的主要目的在于提供一种可缩短热机时间，以及缩小热膨胀效应之后延伸量的直结式主轴的传动装置。
基于上述目的，本实用新型的主要技术手段是提供一种直结式主轴的传动装置，包括一主轴、一穿置包覆于主轴外的支撑装置、一固定于支撑装置以及主轴其中一端的马达，主轴与支撑装置之间呈枢设状，而马达是借助马达壳及定子固定于支撑装置的其中一端，马达的转子则固定于主轴上，其特征在于：
该支撑装置结合于马达的一端为浮动端，另一端为固定端，该主轴中段具有一段主轴本体，该主轴本体朝向马达内部该端依序设有一直径小于主轴本体的浮动端支撑部、一浮动端外螺纹部、一推拔部，该推拔部是穿置固定于马达的转子中心，该主轴本体的另一端依序设有一直径小于主轴本体的固定端支撑部、一固定端外螺纹部、以及一刀具结合部；
该支撑装置包括一套设于主轴外的轴衬，该支撑装置的浮动端进一步包括套设于该轴衬与浮动端支撑部之间的滚珠轴承、一螺设于该浮动端外螺纹部上并且抵紧于轴承的内环圈端面的防尘盖、一固定于轴衬端部的端盖，该端盖与轴承外环圈之间具有间距，该支撑装置的固定端进一步设有套设于该轴衬与固定端支撑部之间的四只滚珠轴承、一固定轴衬端部并且抵紧于滚珠轴承外环圈端面的端盖、一螺设于固定端外螺纹部上的防尘盖。
实施上述技术手段以后，本实用新型可获得的具体效益为：
1.由于本实用新型的浮动端是设于邻近马达该侧，而非设于刀具该端，故当产生热膨胀效应时，主轴主要是往后延伸，其固定刀具该端(即固定端)的延伸量极小，而可以提高加工的精密度。
2.由于刀具该端较不受主轴热膨胀效应的影响，故不需要如现有直结式主轴需要较长的热机时间，而可以很快地进行精密加工，故可以改善耗电问题，以及提高生产效率。
【附图说明】
图1是本实用新型的平面组合剖面示意图。
图2是本实用新型的浮动端的组合剖面示意图。
图3是本实用新型的固定端的组合剖面示意图。
图4是现有直结式主轴的平面组合剖面示意图。
图5是现有直结式主轴的固定端的组合剖面示意图。
图6是现有直结式主轴的浮动端的组合剖面示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1所示，本实用新型所提供的直结式主轴的传动装置包括一主轴(10)、一穿置包覆于主轴(10)外，藉以将主轴(10)撑持于机台(A)内部的支撑装置(20)、以及一组装于主轴(10)及支撑装置(20)朝向机台(A)内部该端的马达(70)，其中，主轴(10)中段设为主轴本体(100)，其朝向机台(A)内部该端，自主轴本体(100)依序设有浮动端支撑部(11)、浮动端外螺纹部(12)、推拔部(13)，而主轴本体(100)至朝机台(A)外侧该端则依序设有外径小于主轴本体(100)的固定端支撑部(14)、固定端外螺纹部(15)、刀具结合部(16)，以供刀具(55)穿置固定于该刀具结合部(16)上。其中，该推拔部(13)穿置于一钢套(72)，再借助该钢套(72)穿置固定于马达(70)的转子(71)中心，而环绕于转子(71)外周围的定子是一体设于马达壳(73)内周壁，马达壳(73)则固定于所述支撑装置(20)的其中一端。
请参阅图2所示，支撑装置(20)邻近马达(70)该端界定为浮动端(200)，另一端则界定为固定端(201)，而支撑装置(20)是包括一套设于主轴(10)外周壁的轴衬(21)，该轴衬(21)位于浮动端(200)该端设有一轴向凹入的容槽(210)，以相应套设于主轴(10)的浮动端支撑部(11)外周围，容槽(210)与浮动端支撑部(11)之间套设有二只相并的滚珠轴承(22)，滚珠轴承(22)的滚珠(220)是嵌设于内环圈(221)与外环圈(222)之间，另于轴衬(21)朝向马达(70)内部该端设有一固定于浮动端外螺纹部(12)上的防尘盖(23)、以及一固定轴衬(21)端面的端盖(24)，防尘盖(23)朝向滚珠轴承(22)该端面的近外周缘处凹设有一环沟槽(231)，以与端盖(24)朝向马达(70)内部该端面的近内周缘处相互套设，而形成迂回通道，达到防尘效果，而防尘盖(23)与端盖(24)的套合设计，是使防尘盖(23)可朝向马达(70)内部位移，此外，该防尘盖(23)朝向滚珠轴承(22)该端近内周缘处，轴向突设一抵及内环圈(221)的突缘(230)，当旋紧防尘盖(23)时，滚珠轴承(22)的内环圈(221)即夹制于突缘(230)与主轴本体(100)之间，而滚珠轴承(22)的外环圈(222)与端盖(24)、容槽(210)槽底之间则具有间距(212)、(211)，使两滚珠轴承(22)可朝向端盖(24)或者容槽(210)槽底位移，而间距(212)、(211)的宽度是大于主轴(10)产生热膨胀效应所可能延伸的长度。
另如图1、3所示，是支撑装置(20)的固定端(201)的组成构件，轴衬(21)位于固定端(201)该端中间设有一轴向凹入的容槽(215)，而支撑装置(20)的固定端(201)进一步包括四只相并套设于固定端支撑部(14)与该容槽(215)之间的滚珠轴承(27)、一螺设于容槽(215)开口端并且抵紧滚珠轴承(27)外环圈(272)的端盖(25)、一螺设于固定端外螺纹部(15)并且抵紧于滚珠轴承(27)的内环圈(271)的防尘盖(26)，该防尘盖(26)朝向轴衬(21)该端并且凹设有一凹槽(260)，所述的端盖(25)及轴衬(21)的端部即位于该凹槽(260)内，而四只滚珠轴承(27)相并时的轴向总宽度是为所撑持的固定端支撑部(14)直径的1.5倍～2.0倍，以具有较佳的刚性，其较佳为1.7倍，由于滚珠轴承(27)的内环圈(271)是夹制于主轴本体(100)与防尘盖(26)之间，而外环圈(272)则夹制于轴衬(21)的容槽(215)槽底与端盖(25)之间，使设于固定端(201)的主轴(10)以及轴衬(21)之间无相对移动的空间。
由前述可知，位于支撑装置(20)的浮动端(200)的轴衬(21)与主轴(10)之间具可相对位移的空间(即间距(212)、(211)，而位于固定端(201)的主轴(10)与轴衬(21)之间呈紧固状，而轴衬(21)又是固定于工具机的机台(A)内部，以撑持住主轴(10)，因此，当主轴(10)高速旋转而产生热膨胀效应时，主轴(10)会在浮动端(200)产生延伸变化，进而使滚珠轴承(22)连同防尘盖(23)、钢套(72)、转子(71)略往马达(70)内部该端位移，而由于固定端(201)的主轴(10)受到限止，故其可延伸的延伸量极小，亦即刀具(55)的轴向位移量极小，而可以减少加工的误差值。
Claims (6)
1.一种直结式主轴的传动装置，包括一主轴、一穿置包覆于主轴外的支撑装置、一固定于支撑装置以及主轴其中一端的马达，主轴与支撑装置之间呈枢设状，而马达是借助马达壳及定子固定于支撑装置的其中一端，马达的转子则固定于主轴上，其特征在于：
该支撑装置结合于马达的一端为浮动端，另一端为固定端，该主轴中段具有一段主轴本体，该主轴本体朝向马达内部该端依序设有一直径小于主轴本体的浮动端支撑部、一浮动端外螺纹部、一推拔部，该推拔部是穿置固定于马达的转子中心，该主轴本体的另一端依序设有一直径小于主轴本体的固定端支撑部、一固定端外螺纹部、以及一刀具结合部；
该支撑装置包括一套设于主轴外的轴衬，该支撑装置的浮动端进一步包括套设于该轴衬与浮动端支撑部之间的滚珠轴承、一螺设于该浮动端外螺纹部上并且抵紧于轴承的内环圈端面的防尘盖、一固定于轴衬端部的端盖，该端盖与轴承外环圈之间具有间距，该支撑装置的固定端进一步设有套设于该轴衬与固定端支撑部之间的四只滚珠轴承、一固定轴衬端部并且抵紧于滚珠轴承外环圈端面的端盖、一螺设于固定端外螺纹部上的防尘盖。
2.如权利要求1所述的直结式主轴的传动装置，其特征在于：所述的轴衬位于该浮动端的端面中心凹设有一容槽，所述的滚珠轴承即套设于该容槽内，该容槽的槽底与滚珠轴承的外环圈端面之间具有间距。
3.如权利要求1或2所述的直结式主轴的传动装置，其特征在于：所述四只滚珠轴承相并的轴向总宽度为所撑持的固定端支撑部直径的1.5倍～2.0倍。
4.如权利要求3所述的直结式主轴的传动装置，其特征在于：该轴衬位于该固定端的端面中心轴向凹设一容槽，所述的滚珠轴承即套设于该容槽内，该容槽的开口端设有内螺纹，以与该端盖相互螺固。
5.如权利要求1或2所述的直结式主轴的传动装置，其特征在于：所述四只滚珠轴承相并时的轴向总宽度为所撑持的固定端支撑部直径的1.7倍。
6.如权利要求5所述的直结式主轴的传动装置，其特征在于：该轴衬位于该固定端的端面中心轴向凹设一容槽，所述的滚珠轴承即套设于容槽内，该容槽的开口端设有内螺纹，以与该端盖相互螺固。
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