TWI789710B - 用於動力刀塔的同步電機驅動結構 - Google Patents

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TWI789710B TW110105951A TW110105951A TWI789710B TW I789710 B TWI789710 B TW I789710B TW 110105951 A TW110105951 A TW 110105951A TW 110105951 A TW110105951 A TW 110105951A TW I789710 B TWI789710 B TW I789710B
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鄒運
胡曉東
姚潔
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大陸商海辰精密機械（嘉興）股份有限公司
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Abstract

一種用於動力刀塔的同步電機驅動結構，包含刀盤，刀盤端面上安裝有定位盤，定位盤外圓與刀盤內孔套接，且端面相抵；刀盤與定位盤之間形成有容置腔，容置腔內裝配有同步電機機構；本發明的同步電機安裝在刀盤內部主軸箱內，同時安裝驅動電機所需的軸承、編碼器及冷卻裝置等，進而實現由同步電機直接驅動刀具迴轉進行切削加工，同步電機相比傳統的外置異步電機，具有功率密度大，轉速高、體積小等特點，新結構一方面提高了刀塔的切削能力，另一方面避免了傳統結構存在的各種問題。

Description

用於動力刀塔的同步電機驅動結構
本發明關於一種動力刀塔技術領域，尤指一種用於動力刀塔的同步電機驅動結構。
動力刀塔是數控車床功能部件之一，刀塔上安裝動力刀具進行切削加工，因此刀塔上需要安裝驅動刀具迴轉的電動機，傳統結構將電動機安裝在刀盤外部，通過齒輪、皮帶等傳動裝置驅動刀具迴轉，同時在刀盤內部需要安裝齒輪傳動機構，傳動鏈較長導致刀具極限轉速比較低，同時發熱量和噪音都比較大。
針對以上問題，故，有必要對其進行改進。
本發明是為了克服上述現有技術中的缺陷，提供一種用於動力刀塔的同步電機驅動結構，其結構簡單，用於將電動機安裝在刀盤內部，可以提高刀塔切削能力、降低溫升導致的熱變形等，可以大幅度提高機床加工精度。
為了達到以上目的，本發明所採用的技術方案是：一種用於動力刀塔的同步電機驅動結構，包含刀盤，刀盤端面上安裝有定位盤，定位盤外圓與刀盤內孔套接，且端面相抵；刀盤與定位盤之間形成有容置腔，容置腔內裝配有同步電機機構。
作為本發明的一種較佳方案，該同步電機機構包含主軸、主軸箱和裝配於主軸箱內的電機定子；主軸外圓上安裝有電機轉子，電機定子和電機轉 子共同作用驅動主軸迴轉，主軸箱內孔與電機定子外圓套接。
作為本發明的一種較佳方案，該主軸箱的前端安裝有前法蘭盤，且主軸箱與前法蘭盤端面相抵；該電機定子外圓分別與主軸箱內孔及前法蘭盤內孔套接，且連接部位安裝有前密封圈；與此相對應的，該主軸箱的後端安裝有後法蘭盤，且主軸箱與後法蘭盤端面相抵；電機定子後端外圓分別與主軸箱內孔及後法蘭盤內孔套接，且連接部位安裝有後密封圈。
作為本發明的一種較佳方案，該主軸外圓與電機轉子內孔過盈配合套接，且主軸與電機轉子端面相抵。
作為本發明的一種較佳方案，該主軸的端部安裝有編碼器齒輪，編碼器齒輪上連接有編碼器，編碼器固設於後法蘭盤上。
作為本發明的一種較佳方案，該前法蘭盤的內孔套接前軸承，且前法蘭盤與前軸承端面相抵，前軸承內孔與主軸外圓套接，且前軸承與主軸端面相抵。
作為本發明的一種較佳方案，該後法蘭盤內孔套接後軸承，且後法蘭盤與後軸承外圓套接，後軸承內孔與主軸外圓套接，且後軸承與主軸端面相抵。
作為本發明的一種較佳方案，該後軸承端面與後法蘭盤端面留有間隙。
作為本發明的一種較佳方案，該後法蘭盤端面上安裝有用於密封主軸箱的後端蓋。
作為本發明的一種較佳方案，該主軸箱與定位盤之間裝配有支撐軸承，且支撐軸承與主軸箱端面相抵。
本發明的有益效果是：
1.本發明結構簡單，通過將同步電機機構安裝在刀盤內部時，電動機 可以提高刀塔切削能力、降低溫升導致的熱變形等，可以大幅度提高機床加工精度；2.本發明的同步電機安裝在刀盤內部主軸箱內，同時安裝驅動電機所需的軸承、編碼器及冷卻裝置等，進而實現由同步電機直接驅動刀具迴轉進行切削加工，同步電機相比傳統的外置異步電機，具有功率密度大，轉速高、體積小等特點，新結構一方面提高了刀塔的切削能力，另一方面避免了傳統結構存在的各種問題；3.本發明的前後法蘭盤內部還安裝有油封，油封與主軸外圓接觸起到動態密封作用，同時接觸區設置有耐磨塗層以提高密封壽命；4.本發明的法蘭盤內部安裝軸承對主軸進行支撐，提高了整個同步電機機構的結構牢固性，主軸外圓安裝有電機轉子，轉子和定子之間保證一定間隙；5.本發明的主軸的端部安裝有編碼器齒輪，編碼器齒輪上連接有編碼器，編碼器固設於後法蘭盤上；安裝有編碼器可以對主軸進行速度和位置反饋，進而實現由同步電機直接驅動刀具迴轉進行切削加工；6.本發明的主軸外圓與電機轉子內孔套接過盈配合以傳遞扭矩，同時主軸與電機轉子端面相抵，實現電機轉子的軸向定位；7.本發明通過在電機轉子外套接有前密封圈和後密封圈，可以起到靜密封作用。
1:刀盤
2:定位盤
3:編碼器
4:後軸承
5:後端蓋
6:後油封
7:後法蘭盤
8:後密封圈
9:支撐軸承
10:主軸箱
11:電機定子
12:電機轉子
13:前密封圈
14:前法蘭盤
15:前軸承
16:前油封
17:防水盤
18:主軸
19:編碼器齒輪
20:容置腔
21:同步電機機構
第1圖為本發明實施例的結構示意圖(一)。
第2圖為本發明實施例的結構示意圖(二)。
第3圖為本發明實施例的主視圖。
第4圖為本發明實施例第3圖中A-A剖視圖。
第5圖為本發明實施例的同步電機機構結構示意圖。
第6圖為本發明實施例去掉後端蓋後的同步電機機構結構示意圖。
下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
實施例：
如第1圖至第6圖所示，本實施例提供的一種用於動力刀塔的同步電機驅動結構，包含刀盤1，刀盤1端面上安裝有定位盤2，定位盤2外圓與刀盤1內孔套接，且端面相抵；刀盤1與定位盤2之間形成有容置腔20，容置腔20內裝配有同步電機機構21；本發明結構簡單，通過將同步電機機構安裝在刀盤內部時，電動機可以提高刀塔切削能力、降低溫升導致的熱變形等，可以大幅度提高機床加工精度。
主軸箱10與定位盤2之間裝配有支撐軸承9，且支撐軸承9與主軸箱10端面相抵；同步電機安裝在刀盤內部主軸箱內，同時安裝驅動電機所需的軸承、編碼器及冷卻裝置等，進而實現由同步電機直接驅動刀具迴轉進行切削加工， 同步電機相比傳統的外置異步電機，具有功率密度大，轉速高、體積小等特點，新結構一方面提高了刀塔的切削能力，另一方面避免了傳統結構存在的各種問題。
同步電機機構21包含主軸18、主軸箱10和裝配於主軸箱10內的電機定子11；主軸箱10內孔與電機定子11外圓套接；主軸18外圓上安裝有電機轉子12，電機定子11和電機轉子12共同作用驅動主軸18迴轉，進而實現刀具直接驅動。
主軸箱10的前端安裝有前法蘭盤14，且主軸箱10與前法蘭盤14端面相抵；電機定子11外圓分別與主軸箱10內孔及前法蘭盤14內孔套接，且連接部位安裝有前密封圈13；與此相對應的，主軸箱10的後端安裝有後法蘭盤7，且主軸箱10與後法蘭盤7端面相抵；電機定子11後端外圓分別與主軸箱10內孔及後法蘭盤7內孔套接，且連接部位安裝有後密封圈8；本發明通過在電機轉子外套接有前密封圈和後密封圈，可以起到靜密封作用。
前法蘭盤14的內孔套接前軸承15，且前法蘭盤14與前軸承15端面相抵，前軸承15內孔與主軸18外圓套接，且前軸承15與主軸18端面相抵。後法蘭盤7內孔套接後軸承4，且後法蘭盤7與後軸承4外圓套接，後軸承4內孔與主軸18外圓套接，且後軸承4與主軸18端面相抵；後軸承4端面與後法蘭盤7端面留有間隙；後法蘭盤7端面上安裝有後端蓋5；起到箱體密封作用；本發明的法蘭盤內部安裝軸承對主軸進行支撐，提高了整個同步電機機構的結構牢固性，主軸外圓安裝有電機轉子，轉子和定子之間保證一定間隙。
本發明的後法蘭盤7內裝配有後油封6，前法蘭盤14上連接有防水盤17，前法蘭盤14與防水盤17連接處裝配有前油封16；前油封16和後油封6分別套接於主軸18上，前油封16和後油封6與主軸18外圓接觸起到動態密封作用，同時接觸區設置有耐磨塗層以提高密封壽命。
具體的，主軸18外圓與電機轉子12內孔過盈配合套接，且主軸18與 電機轉子12端面相抵；實現電機轉子的軸向定位。
主軸18的端部安裝有編碼器齒輪19，編碼器齒輪19上連接有編碼器3，編碼器3固設於後法蘭盤7上；本發明的主軸的端部安裝有編碼器齒輪，編碼器齒輪上連接有編碼器，編碼器固設於後法蘭盤上；安裝有編碼器可以對主軸進行速度和位置反饋，進而實現由同步電機直接驅動刀具迴轉進行切削加工。
本實施例中的同步電機具有功率密度大，尺寸小發熱低等特點，通過本結構，使動力刀塔的技術指標大幅度提升，主要如下：
Figure 110105951-A0305-02-0009-3
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現；因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
儘管本文較多地使用了圖中附圖標記：刀盤1，定位盤2，編碼器3，後軸承4，後端蓋5，後油封6，後法蘭盤7，後密封圈8，支撐軸承9，主軸箱10，電機定子11，電機轉子12，前密封圈13，前法蘭盤14，前軸承15，前油封16，防水盤17，主軸18，編碼器齒輪19，容置腔20，同步電機機構21等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。
1:刀盤
21:同步電機機構

Claims (9)

  1. 一種用於動力刀塔的同步電機驅動結構，包含刀盤，刀盤端面上安裝有定位盤，定位盤外圓與刀盤內孔套接，且端面相抵；該刀盤與定位盤之間形成有容置腔，容置腔內裝配有同步電機機構，所述同步電機機構包含主軸、主軸箱和裝配於主軸箱內的電機定子；主軸外圓上安裝有電機轉子，電機定子和電機轉子共同作用驅動主軸迴轉，主軸箱內孔與電機定子外圓套接。
  2. 如請求項1所述的用於動力刀塔的同步電機驅動結構，其中該主軸箱的前端安裝有前法蘭盤，且主軸箱與前法蘭盤端面相抵；該電機定子外圓分別與主軸箱內孔及前法蘭盤內孔套接，且連接部位安裝有前密封圈；該主軸箱的後端安裝有後法蘭盤，且主軸箱與後法蘭盤端面相抵；電機定子後端外圓分別與主軸箱內孔及後法蘭盤內孔套接，且連接部位安裝有後密封圈。
  3. 如請求項2所述的用於動力刀塔的同步電機驅動結構，其中該主軸外圓與電機轉子內孔過盈配合套接，且主軸與電機轉子端面相抵。
  4. 如請求項3所述的用於動力刀塔的同步電機驅動結構，其中該主軸的端部安裝有編碼器齒輪，編碼器齒輪上連接有編碼器，編碼器固設於後法蘭盤上。
  5. 如請求項2所述的用於動力刀塔的同步電機驅動結構，其中該前法蘭盤的內孔套接前軸承，且前法蘭盤與前軸承端面相抵，前軸承內孔與主軸外圓套接，且前軸承與主軸端面相抵。
  6. 如請求項4所述的用於動力刀塔的同步電機驅動結構，其中該後法蘭盤內孔套接後軸承，且後法蘭盤與後軸承外圓套接，後軸承內孔與主軸外圓套接，且後軸承與主軸端面相抵。
  7. 如請求項6所述的用於動力刀塔的同步電機驅動結構，其中該後軸承端面與後法蘭盤端面留有間隙。
  8. 如請求項7所述的用於動力刀塔的同步電機驅動結構，其中該後法蘭盤端面上安裝有用於密封主軸箱的後端蓋。
  9. 如請求項8所述的用於動力刀塔的同步電機驅動結構，其中該主軸箱與定位盤之間裝配有支撐軸承，且支撐軸承與主軸箱端面相抵。
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