改善了結(jié)構(gòu)的主軸頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供改善了結(jié)構(gòu)的主軸頭，其突出設(shè)置在機(jī)床一側(cè)，可旋轉(zhuǎn)地支撐工具，包括：一端部連接到上述機(jī)床內(nèi)部而受到旋轉(zhuǎn)力，另一端部向機(jī)床外部突出，在另一端部的末端形成有用于安裝工具的工具插入孔的主軸；設(shè)置在上述主軸的另一端部的外周面上的軸承；收容上述主軸的另一端部和軸承，用于支撐上述主軸的另一端部的套筒；以收容上述套筒的一端部的狀態(tài)與上述套筒的凸緣連接，支撐主軸頭的主軸頭外殼；以及以收容上述套筒的另一端部的狀態(tài)與上述套筒連接，用于強(qiáng)化主軸頭的剛性以及支撐力的加強(qiáng)部件。
【專利說明】改善了結(jié)構(gòu)的主軸頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及改善了結(jié)構(gòu)的主軸頭，具體地，涉及如下的主軸頭:具有加強(qiáng)部件，且與現(xiàn)有的主軸頭相比，制造工序更加簡單，節(jié)省費(fèi)用，與現(xiàn)有的主軸頭相比，提高了冷卻功能及強(qiáng)度。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)床是指通過各種切削加工法或者非切削加工法將金屬或者非金屬的原材料(下面簡稱為基材)利用適當(dāng)?shù)墓ぞ呒庸こ尚螤罴俺叽缁蛘哂糜谶M(jìn)行更加精密的加工的機(jī)械。
[0003]具體地，根據(jù)加工基材的方式，這樣的機(jī)床大致分為產(chǎn)生碎屑(chip)的方式的切削加工和不產(chǎn)生碎屑的非切削方式成型加工。從而，將在加工過程中產(chǎn)生碎屑的機(jī)床稱為切削機(jī)床，將在加工過程中不產(chǎn)生碎屑的非切削機(jī)床稱為成型機(jī)床。
[0004]上述切削機(jī)床大致分為基材旋轉(zhuǎn)且所固定的工具進(jìn)行移動而進(jìn)行加工的車削中心(Turning Center)和工具旋轉(zhuǎn)且基材移動而進(jìn)行加工的加工中心(Machining Center)。
[0005]在機(jī)械加工中，上述加工中心中的鏜床以對于事先形成的孔進(jìn)行圓形加工來擴(kuò)大的工作為主要目的，將加工物安裝在工作臺或者底板上，旋轉(zhuǎn)鉆孔用工具來進(jìn)行操作。
[0006]這樣的鏜床具有安裝工具的主軸頭，上述主軸頭支撐于立柱，能夠沿Y軸方向上下移動，在立柱的前面具有用于安裝工作物的工作臺，工作臺能夠向作為左右方向的X軸方向和作為前后方向的Y軸方向移動，上述主軸頭內(nèi)的主軸設(shè)置成能夠沿與Z軸方向平行的W方向移動。
[0007]下面說明上述的鏜床的主軸頭結(jié)構(gòu)。
[0008]圖1是示出了現(xiàn)有的主軸頭10的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0009]主軸11在一側(cè)末端具有工具插入孔11a，用于結(jié)合工具，并且具有通過液壓夾住(clamping)或者松開工具的夾頭lib。上述主軸11可通過間接地設(shè)置到機(jī)床I內(nèi)或者直接設(shè)置到主軸11的主軸電機(jī)(未圖示)來與所安裝的工具一同旋轉(zhuǎn)。
[0010]為了加工基材，這樣的主軸11從機(jī)床I突出規(guī)定的長度。將這樣突出的部分稱為王軸頭10。
[0011]在上述主軸頭10的主軸11，雖然主軸11的一端部固定在機(jī)床I上，但是另一端部為自由端，并未受到支撐，因此為了實(shí)現(xiàn)基材的精密加工，上述主軸11的另一端部與基材接觸旋轉(zhuǎn)時(shí)也不應(yīng)該有搖動。
[0012]從而，為了支撐較重的主軸11的另一端部，現(xiàn)有的主軸頭10包括:收容上述主軸11的另一端部來進(jìn)行一次支撐的套筒13以及收容這樣的套筒13而二次支撐上述主軸11的另一端部的主軸頭外殼14。
[0013]S卩、上述套筒13以及主軸頭外殼14牢固地固定在機(jī)床I的一側(cè)，支撐上述主軸11的另一端部。在這樣的結(jié)構(gòu)中，為了使上述主軸11進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的主軸11的另一端部與所固定的套筒13之間設(shè)置有軸承12。具體地，這樣的軸承12由角接觸球軸承(angularcontact ball bearing)構(gòu)成。[0014]上述軸承12是設(shè)置在固定的套筒13與旋轉(zhuǎn)的主軸11之間，將動能變換為熱能的部件，如果長時(shí)間擱置，則對產(chǎn)品整體的耐久性帶來影響。
[0015]從而，在上述套筒13的外周面上形成有多個(gè)槽沿外周面連通的冷卻套管(cooling jacket)13aο上述冷卻套管13a的各個(gè)槽通過上述主軸頭外殼14的內(nèi)周面維持氣密性，使冷卻油流動，冷卻上述主軸頭10。
[0016]另外，流過上述冷卻套管13a的冷卻油通過形成在主軸頭外殼14的冷卻油路14a供給到上述冷卻套管13a。
[0017]在上述的現(xiàn)有的主軸頭10中，套筒13和主軸頭外殼14分別形成為單件(one-piece),因此,存在下面的問題。
[0018]在加工中心中有時(shí)要求主軸頭10接近固定有基材的工作臺(未圖示)的中央部。即、在加工基材時(shí)，需要加工到基材的中央部時(shí)，主軸頭10的長度應(yīng)比上述基材的從一個(gè)面到中央的距離長，在這樣的情況下，如果要延長上述主軸頭10的長度，則需要重新制造上述主軸頭10構(gòu)成要素、尤其是套筒13和主軸頭外殼14的模具。
[0019]并且，即使主軸頭10的軸方向的長度變長，也由于現(xiàn)有的主軸頭10由單件的套筒13和主軸頭外殼14構(gòu)成，因此，主軸頭10的自由端向逆時(shí)針方向下傾并增加力矩。從而導(dǎo)致主軸頭10的自由端晃動，難以實(shí)現(xiàn)基材的精密加工。
[0020]并且，如圖1和圖2所示，需要在主軸頭10的前面部a、b加工出用于各種連接的螺栓連接孔、冷卻油路14a等，但是，如果主軸頭10的軸方向的長度變長，則需要附帶地制造用于加工孔的例如長軸的T形刀(T-cutter)或鉆頭(drill)等,從而導(dǎo)致機(jī)床I的制造成本的提聞。
[0021]并且，現(xiàn)有的套筒13和主軸頭外殼14在自由端通過螺栓連接方式結(jié)合，但是在該結(jié)合面上必須要安裝用于防止冷卻油泄漏的O形圈(0-ring)5。從而，如圖1所示，只能將發(fā)熱最多的軸承12和上述冷卻套管13a分開一定距離設(shè)置。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，無法實(shí)現(xiàn)冷卻效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本發(fā)明的實(shí)施例為了解決上述問題而提出，提供一種能夠節(jié)省延長長度所致的制造費(fèi)用的主軸頭。
[0023]并且，本發(fā)明的實(shí)施例能夠提供一種冷卻效率高于現(xiàn)有的主軸頭的冷卻效率的主軸頭。
[0024]并且，本發(fā)明的實(shí)施例能夠提供一種即使延長長度也具有良好的剛性的主軸頭。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，主軸頭，其突出設(shè)置在機(jī)床一側(cè)，并可旋轉(zhuǎn)地支撐工具，且改善了結(jié)構(gòu)，包括:主軸，其一端部連接到上述機(jī)床內(nèi)部而受到傳遞來的旋轉(zhuǎn)力，另一端部向機(jī)床外部突出，且該主軸用于安裝工具；軸承，其設(shè)置在上述主軸的另一端部的外周面上；套筒，其收容上述主軸的另一端部和軸承，并包括凸緣，該凸緣在該套筒的外周面的中央部突出形成；主軸頭外殼，其以收容上述套筒的一端的狀態(tài)與上述套筒的凸緣連接，支撐主軸頭；以及加強(qiáng)部件，其以收容上述套筒的另一端的狀態(tài)與上述套筒連接，用于強(qiáng)化主軸頭的剛性及支撐力。
[0026]上述套筒在收容上述軸承的外周面上形成冷卻套管,該冷卻套管由多個(gè)槽構(gòu)成，使得冷卻油能夠流動。
[0027]上述主軸頭外殼、上述加強(qiáng)部件以及上述套筒的凸緣分別形成有冷卻油路，該冷卻油路相互連接時(shí)連通而能夠使冷卻油流動。
[0028]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改善了結(jié)構(gòu)的主軸頭，當(dāng)需要延長長度時(shí)，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠提聞生廣性。
[0029]并且，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改善了結(jié)構(gòu)的主軸頭，能夠在具有軸承的套筒的外周面形成冷卻套管，能夠提高冷卻效率。
[0030]并且，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改善了結(jié)構(gòu)的主軸，即使在延長長度時(shí)，也能夠抑制基材加工精度下降。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是示出了現(xiàn)有的鏜床的主軸頭結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0032]圖2是示出了現(xiàn)有的鏜床的機(jī)床的正視圖。
[0033]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的鏜床的主軸頭結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0034]標(biāo)號說明
[0035]11:主軸
[0036]100:主軸頭
[0037]110:0 形圈(O-ring)
[0038]120:軸承
[0039]130:套筒
[0040]131:冷卻套管
[0041]133:凸緣
[0042]140:主軸頭外殼
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面，參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例。
[0044]在沒有特別定義的情況下，本說明書中的所有術(shù)語與本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的通常的意思相同，如果本說明書使用的術(shù)語與該術(shù)語的通常意思沖突時(shí)，根據(jù)本說明書中的定義來解釋。
[0045]另外，下面說明的發(fā)明是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的，并不限定本發(fā)明的權(quán)利要求范圍，在整個(gè)說明書中使用的相同的符號表示相同的構(gòu)成要素。
[0046]如上所述，本發(fā)明的實(shí)施例涉及改善現(xiàn)有的主軸頭中存在的問題的改善了結(jié)構(gòu)的主軸頭，下面，對根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的主軸頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0047]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的鏜床的主軸頭結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的主軸頭100大致包括主軸11、軸承120、套筒130、主軸頭外殼140以及加強(qiáng)部件150。
[0049]主軸11的一端部可固定地連接到機(jī)床I內(nèi)部，通過直接或者間接地設(shè)置的主軸驅(qū)動電機(jī)(未圖不)傳遞有旋轉(zhuǎn)力。這樣的主軸11的另一端部向機(jī)床I外部突出，形成自由端，在主軸11的另一端部的末端形成有用于安裝工具的工具插入孔11a。[0050]g卩、主軸11在工具插入孔Ila中插入用于加工基材的工具，并且通過利用液壓夾住或者松開工具的夾頭Ilb固定工具之后，從主軸驅(qū)動電機(jī)接受旋轉(zhuǎn)力，使工具與基材接觸之后旋轉(zhuǎn)，從而加工基材。
[0051]另外，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的主軸11被收容在后面說明的套筒130中而受到支撐，以防止另一端部(自由端)晃動。這樣的套筒130不旋轉(zhuǎn)，因此，在主軸11的外周面上設(shè)置有軸承120。
[0052]考慮到主軸11的另一端部作為自由端而露出，優(yōu)選，軸承120設(shè)置在主軸11的另一端部的末端，從而防止主軸11旋轉(zhuǎn)時(shí)的晃動。為了支撐主軸11，除了上述的設(shè)置軸承120的位置之外，還可以在主軸11的一側(cè)具有軸承120。
[0053]另外，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，通過后面說明的加強(qiáng)部件150來強(qiáng)化主軸11的自由端的支撐力，因此，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的軸承120由剛性高于現(xiàn)在使用的角接觸球軸承(angular contact ball bearing)的圓維滾子軸承(taper roller bearing)構(gòu)成。這是因?yàn)橹鬏S頭100的軸方向的長度變得越長，一次支撐主軸11的另一端部的負(fù)荷的軸承120的剛性弱時(shí)，軸承120將越易變形，無法實(shí)現(xiàn)其功能。
[0054]另外，套筒130收容主軸11的另一端部以及軸承120，二次支撐主軸11的另一端部和軸承120。在這樣的套筒130的外周面上形成有由多個(gè)槽形成的冷卻套管131，其中流過冷卻油，以便減少主軸11旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的熱。
[0055]另外，如上所述，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的套筒130在主軸頭100的自由端通過螺栓等與主軸頭外殼140連接，并且為了防止冷卻油泄漏，在套筒130的末端需要設(shè)置O形圈(o-riong)5 (參見圖1)，這樣的結(jié)構(gòu)中存在無法在收容軸承120的套筒130的外周面上形成冷卻套管131的問題。即、現(xiàn)有的主軸頭在設(shè)置冷卻套管的位置上存在問題。
[0056]相反，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，冷卻套管131可以形成在收容軸承120的套筒130的外周面上。這是因?yàn)楸景l(fā)明的連接套筒130和主軸頭外殼140的連接部、即凸緣133以其他形狀設(shè)置在其他位置上。
[0057]具體地，為了連接主軸頭外殼140，套筒130還包括在外周面的中央部突出形成的凸緣133。套筒130的凸緣133和主軸頭外殼140通過螺栓等連接，如圖所示，在這樣的連接面設(shè)置有兩個(gè)O形圈110。即、主軸頭外殼140和套筒130在中央部連接，而不是在自由端連接，因此，能夠解除用于防止冷卻油泄漏的O形圈的干擾，冷卻套管131能夠形成在收容軸承120的套筒130的外周面上。與現(xiàn)有的主軸頭100相比，根據(jù)該結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)更加出色的冷卻效果。
[0058]另外，主軸頭外殼140牢固地固定在機(jī)床I的一側(cè)，以收容套筒130的一端部的狀態(tài)與套筒130的凸緣133連接，從而最終支撐主軸頭100。
[0059]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的主軸頭100包括加強(qiáng)部件150，該加強(qiáng)部件150以收容套筒130的另一端以及軸承120的狀態(tài)與套筒130連接，用于強(qiáng)化主軸頭100的剛性以及支撐力。
[0060]加強(qiáng)部件150與套筒130的凸緣133連接，其連接方式可以采用牢固的螺栓連接方式,但并不限定于此。
[0061]并且，為了提高根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的主軸頭100的剛性以及支撐力，優(yōu)選地，力口強(qiáng)部件150由剛性高的熱處理鋼構(gòu)成。
[0062]另外，為了支撐主軸11，套筒130和主軸頭外殼140連接，并且套筒130和加強(qiáng)部件150連接時(shí)，冷卻套管131分別通過加強(qiáng)部件150和主軸頭外殼140的內(nèi)周面而封閉，形成冷卻油可流動的油路。用于向這樣的冷卻套管131引入冷卻油的冷卻油路133a、140a、150a分別形成在主軸頭外殼140、套筒130的凸緣133、加強(qiáng)部件150，在主軸頭外殼140、加強(qiáng)部件150和套筒130的凸緣133相互連接時(shí)連通而使冷卻油流動，從而引入到冷卻套管131。
[0063]另外，在各冷卻油路133a、140a、150a連通的部分、即凸緣133的兩面可以設(shè)置O形圈110，以防止漏油。
[0064]總之，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同，并不是通過形成為單件(one-piece)的各套筒130和主軸頭外殼140來支撐軸頭100，而是將加強(qiáng)部件150包括在內(nèi)而支撐主軸頭100。
[0065]在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)需要延長主軸頭100的軸方向長度時(shí)，只要延長加強(qiáng)部件150的長度，即可延長整個(gè)主軸頭100的長度。這時(shí)，即使延長了主軸頭100的長度，也不需要主軸頭外殼140以及套筒130的變更，并且，與現(xiàn)有的軸方向長度相比，其長度縮短了相當(dāng)于加強(qiáng)部件150的長度的量，有利于制造。例如，可以利用現(xiàn)有的工具形成冷卻水路等孔。即、與現(xiàn)有技術(shù)不同，當(dāng)延長主軸頭100長度時(shí)，無需另行制造加工工具。并且，縮短了自由端的長度，能夠進(jìn)一步提高主軸11的支撐力。
[0066]根據(jù)上述的本發(fā)明一實(shí)施例的改善了結(jié)構(gòu)的主軸頭，能夠在同一條線上相對地設(shè)在機(jī)床上，以便能夠在兩個(gè)方向同時(shí)加工對稱型的較長工作物。
[0067]通過上述說明，只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員，即可理解在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想范圍的情況下能夠進(jìn)行變更及修改，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限定于上述實(shí)施例中記載的內(nèi)容，而由權(quán)利要求書及與其對等的范圍來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種改善了結(jié)構(gòu)的主軸頭，其突出設(shè)置在機(jī)床一側(cè)，并可旋轉(zhuǎn)地支撐工具， 該改善了結(jié)構(gòu)的主軸頭的特征在于包括: 主軸，其一端部連接到上述機(jī)床的內(nèi)部而受到傳遞來的旋轉(zhuǎn)力，另一端部向機(jī)床外部突出，且該主軸用于安裝工具； 軸承，其設(shè)置在上述主軸的另一端部的外周面上； 套筒，其收容上述主軸的另一端部和軸承，并包括凸緣，該凸緣在該套筒的外周面的中央部突出形成； 主軸頭外殼，其以收容上述套筒的一端的狀態(tài)與上述套筒的凸緣連接，支撐主軸頭；以及 加強(qiáng)部件，其以收容上述套筒的另一端的狀態(tài)與上述套筒連接，用于強(qiáng)化主軸頭的剛性及支撐力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善了結(jié)構(gòu)的主軸頭，其特征在于， 上述套筒在收容了上述軸承的外周面上形成冷卻套管，該冷卻套管由多個(gè)槽構(gòu)成，使得冷卻油能夠流動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善了結(jié)構(gòu)的主軸頭，其特征在于， 在上述主軸頭外殼、上述加強(qiáng)部件以及上述套筒的凸緣上分別形成有冷卻油路，該冷卻油路相互連接時(shí)連通而能夠使冷卻油流動。
【文檔編號】B23B19/02GK103801711SQ201310544949
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月7日
【發(fā)明者】車保南 申請人:斗山英維高株式會社