TWM451196U - 具防噴濺功能之高速主軸 - Google Patents

Description

具防噴濺功能之高速主軸

　　本案係有關一種高速主軸，尤指一種具防噴濺功能之高速主軸，使得該高速主軸具有延長使用壽命的優點。

　　按高速主軸對於車床、鑽床、磨床或銑床等加工母機言，為不可或缺的重要構件，該高速主軸係在一本體內樞設一心軸，並於該心軸一端設有一供夾持刀具之夾座，另一端則接裝於一驅動單元，例如馬達；如此，即能於心軸高速旋轉時帶動刀具進行加工作業。

　　當刀具在高速旋轉並對工件加工時，常伴隨著高溫及碎屑的產生，使碎屑沾附在刀具與夾座或心軸與本體之銜接處。而一般加工母機為了防止高溫影響刀具的加工，大都會於刀具或工件噴灑切削液，惟該切削液的噴濺，卻使夾帶碎屑的切削液更容易積附在刀具與夾座或心軸與本體之銜接處，此舉，不僅嚴重影響刀具加工時的順暢性，且碎屑積附在心軸與本體銜接處，往往導致心軸因轉動不順暢而產生磨耗，從而導致心軸晃動，而減損高速主軸的使用壽命。

　　基於前述的缺失，相關業者及研發出一種以氣流吹除加工碎屑之高速主軸，該高速主軸係在本體前端結合一前蓋，該前蓋供一心軸前方之夾座接嘴伸出，該夾座接頭外周緣與前蓋之鄰接面形成一環狀排屑溝，該排屑溝與前蓋徑向開設之進氣道相連通，且該進氣道與一微量氣壓源相連接，以便對該排屑溝吹送微量氣流，藉以避免碎屑及切削液積附於該排屑溝內。

　　而為了對刀具降溫，不可避免仍要對刀具或工件進行噴灑切削液，使得切削液於噴濺的過程中，一同夾帶碎屑積附在該環狀排屑溝內，固然微量空氣源通過進氣道對該排屑溝吹入微量氣流，但因切削液的噴濺現象，往往阻礙氣流將該排屑溝內積附的切削液與碎屑吹出，以致仍造成心軸因轉動不順暢而產生磨耗，進而降低高速主軸的使用壽命，而亟待改善。

　　本案主要目的在於提供一種具防噴濺功能之高速主軸，其可避免因切削液的噴濺現象，而造成切削液與碎屑積附在心軸之夾座接頭與前蓋之間的環狀排屑溝，使微量空氣源可將該排屑溝內積附的切削液與碎屑吹出，藉以延長高速主軸的使用壽命，並降低維修成本。

　　為達成前述之目的，本案所採取之技術手段係提供一種具防噴濺功能之高速主軸，其包括：

　　一中空環狀本體，其前、後開口內分別套設一個或以上之前、後軸承；

　　一桿狀心軸，其套設於該本體內部之前、後軸承內，該心軸後端具有一連接桿，而前端則突設一夾座接頭；

　　一環形前蓋，其結合該本體前端，並供該夾座接頭伸出，該夾座接頭外周面與前蓋的鄰接面形成一環形排屑溝，而該前蓋徑向開設一與微量氣壓源連接之進氣道，該進氣道與該環形排屑溝相連通；以及

　　一擋止環，其間隔地突設在該排屑溝前方，並結合於該夾座接頭外周面。

    為進一步揭示本案之具體技術內容，首先請參閱圖式，其中，圖1為本案高速主軸組立後之剖面圖，圖2為本案心軸、前蓋與擋止環之局部放大剖面圖，圖3為本案本體與防塵環之局部放大剖面圖。

　　如圖1至3所示，基本上，本案具防噴濺功能之高速主軸係由一主體1，一心軸2，及一前蓋3所組成。

　　該本體1為一中空環狀金屬殼體，其兩側之前、後開口11、12內分別套設一個或以上之軸承13，如圖1所示，該前、後開口11、12各自套接兩個軸承13，且該後開口12向內突設一供後軸承13抵接之抵接環14，為使該本體1內相鄰兩個軸承13採間隔設置，因此，相鄰兩個軸承13間各設有一間隔環15，該等間隔環15具有長短尺寸，使得該前、後開口11、12各自套接兩軸承13。

　　心軸2為一長形桿體，其套設於該本體1內部之軸承13，使該心軸2得以在順暢地轉動。該心軸2於該本體1之後開口12位置設有一轉動環21，例如螺帽，使得該轉動環21內側鄰接該後軸承13，而外側則結合，例如螺接一防塵環22，並將該心軸2後端之連接桿23接裝於一驅動單元，例如高速馬達的輸出軸，以便帶動該心軸2、轉動環21及防塵環22一同高速轉動。再者，而該心軸2前端則設有一外周緣具階級處理之夾座接頭24。

　　環形前蓋3係結合，例如螺接於該本體1前端，該前蓋3供該心軸2前方夾座接頭24伸出，以便供習知刀具夾座的裝設，惟此係為習知技藝，在此不擬贅述。該夾座接頭24外周面與前蓋3的鄰接面形成一環形排屑溝31，該排屑溝31與前蓋3徑向開設之進氣道32相連通，且該進氣道32與一微量氣壓源相連接，以便對該排屑溝31吹送微量氣流。如圖1及圖2所示，該夾座接頭24外周面於該排屑溝31突設至少一楔形凸緣25，藉以縮小該排屑溝31之間隙。

　　尤有進者，另將一擋止環26間隔地突設在該排屑溝31前方，並結合，例如黏著於該夾座接頭24外周面。事實上，設置該擋止環26的優點在於，其一為切削液於噴濺過程中，受到該擋止環26的阻擋，而大幅降低切削液與碎屑進入該排屑溝31內；其二則為微量空氣源通過進氣道32，並對該排屑溝31吹入微量氣流時，因氣流受到該擋止環26的阻擋，而呈徑向流動，以便帶出該排屑溝31內少量的切削液與碎屑，使切削液與碎屑不致積附於該排屑溝31內，從而獲致該心軸2之夾座接頭24不會與積附在該排屑溝31內的碎屑形成磨耗，使該心軸2在本體1內運轉順暢，除可延長高速主軸的使用壽命外，並可降低維修成本。

　　此外，請參閱圖1及圖3，其係揭露出該本體1與防塵環22之局部放大剖面圖，為避免異物，例如粉塵由該本體1後方與防塵環22之間的縫隙進入本體1內部，因此，該防塵環22朝向本體1後端外周面延伸一段環狀遮片221，而該本體1外周面位於該環狀遮片221下方凹設一可積附空氣中水分及粉塵之容置槽16，該容置槽16可避免碎屑及切削液進入本體1內部，而影響該後軸承13的效能。

　　為防止切削液及碎屑由該本體1前方與該夾座接頭24之間的縫隙進入本體1內部，因此，該夾座接頭24、前蓋3與該本體1前端開口之前軸承13間設有一迷宮結構4，該迷宮結構4包括一可隨著心軸2轉動之迷宮環41，以及一固設於該前蓋3與該前軸承13之間的迷宮蓋42，並藉由該夾座接頭24之階級造形狀、斷面為h形迷宮蓋42及斷面為c形之迷宮環41彼此搭接，以形成多階狀之迷宮阻隔效果。因此，該迷宮結構4可避免碎屑及切削液進入本體1內部，而影響該前軸承13的效能。

　　請再參閱圖1，乃依據前述的說明，當驅動單元，例如馬達啟動後，使該心軸2在本體1內部所套設之前、後軸承13內旋轉，並藉由防塵環22取得心軸2旋轉時的動態平衡，使該心軸2形成高速運轉狀態，且藉由該擋止環26的設置，而具有阻擋切削液與碎屑進入該排屑溝31內的功效。

　　所以，經由本案之實施，其所增益的功效在於，藉由該擋止環設置在該心軸與前蓋之間所形成的排屑溝之前，使切削液於噴濺過程中，受到該擋止環的阻擋，而大幅降低切削液與碎屑進入該排屑溝內；而微量空氣源通過前蓋之進氣道，並對該排屑溝吹入微量氣流時，因氣流亦受到該擋止環的阻擋，而呈徑向流動，以便帶出該排屑溝內少量的切削液與碎屑，使切削液與碎屑不致積附於該排屑溝內，藉以延長高速主軸的使用壽命，並可降低維修成本，誠為高速主軸前所見之一大佳構。

　　本案所揭示者，乃較佳實施例之一種，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。

1‧‧‧本體
11、12‧‧‧前、後開口

13‧‧‧軸承
14‧‧‧抵接環

15‧‧‧間隔環
16‧‧‧容置槽

2‧‧‧心軸
21‧‧‧轉動環

221‧‧‧環狀遮片
22‧‧‧防塵環

23‧‧‧連接桿
24‧‧‧夾座接頭

25‧‧‧楔形凸緣
26‧‧‧擋止環

3‧‧‧前蓋
31‧‧‧排屑溝

32‧‧‧進氣道

4‧‧‧迷宮結構
41‧‧‧迷宮環

42‧‧‧迷宮蓋

圖1為本案高速主軸組立後之剖面圖。

圖2為本案心軸、前蓋與擋止環之局部放大剖面圖。

圖3為本案本體與防塵環之局部放大剖面圖。

1‧‧‧本體

11、12‧‧‧前、後開口

13‧‧‧軸承

14‧‧‧抵接環

15‧‧‧間隔環

16‧‧‧容置槽

2‧‧‧心軸

21‧‧‧轉動環

221‧‧‧環狀遮片

22‧‧‧防塵環

23‧‧‧連接桿

24‧‧‧夾座接頭

25‧‧‧楔形凸緣

26‧‧‧擋止環

3‧‧‧前蓋

31‧‧‧排屑溝

32‧‧‧進氣道

4‧‧‧迷宮結構

41‧‧‧迷宮環

42‧‧‧迷宮蓋

Claims (7)

1. 一種具防噴濺功能之高速主軸，其包括：
   　　一中空環狀本體，其前、後開口內分別套設一個或以上之前、後軸承；
   　　一桿狀心軸，其套設於該本體內部之前、後軸承內，該心軸後端具有一連接桿，而前端則突設一夾座接頭；
   　　一環形前蓋，其結合該本體前端，並供該夾座接頭伸出，該夾座接頭外周面與前蓋的鄰接面形成一環形排屑溝，而該前蓋徑向開設一與微量氣壓源連接之進氣道，該進氣道與該環形排屑溝相連通；以及
   　　一擋止環，其間隔地突設在該排屑溝前方，並結合於該夾座接頭外周面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具防噴濺功能之高速主軸，其中該本體之前、後開口各自套接兩個軸承，且該後開口向內突設一供該後軸承抵接之抵接環，且該相鄰兩個軸承間各設有一間隔環。
   
3. 如申請專利範圍第1項所述之具防噴濺功能之高速主軸，其中該心軸於該本體之後開口位置設有一轉動環，並將該轉動環內側鄰接該後軸承，而該轉動環外側則結合一防塵環。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具防噴濺功能之高速主軸，其中該防塵環朝向本體後端外周面延伸一段環狀遮片，而該本體外周面位於該環狀遮片下方則凹設一容置槽。
5. 如申請專利範圍第3項所述之具防噴濺功能之高速主軸，其中該轉動環為螺帽。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具防噴濺功能之高速主軸，其中該夾座接頭外周面於該排屑溝突設至少一楔形凸緣。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具防噴濺功能之高速主軸，其進一步包括一迷宮結構，該迷宮結構設於該夾座接頭、前蓋與該本體前端開口之前軸承之間，該迷宮結構包括一可隨著心軸轉動之迷宮環，以及一固設於該前蓋與該前軸承之間的迷宮蓋，並藉由該夾座接頭、迷宮蓋及迷宮環彼此搭接，以形成多階狀之迷宮型態。