一種高速雕銑電主軸的制作方法
【專利摘要】一種高速雕銑電主軸，其包括帶有內(nèi)腔的機(jī)體、設(shè)置于機(jī)體內(nèi)的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)、鋁水套、拉刀系統(tǒng)、氣封系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)。拉桿穿設(shè)于軸芯內(nèi)且一端穿設(shè)于鋁水套內(nèi)并與活塞相對。拉爪組件設(shè)置于拉桿遠(yuǎn)離活塞的一端用于夾持刀柄。氣封系統(tǒng)包括設(shè)置于鋁水套、軸承座外套以及機(jī)體上的通槽。水冷系統(tǒng)包括設(shè)置于氣缸、鋁水套、軸承座外套以及機(jī)體的冷卻水孔。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明中高速雕銑電主軸呈圓柱形，機(jī)體、軸承座外套、鋁水套以及氣缸的外徑基本一致。同時(shí)，機(jī)體與軸承座外套、鋁水套以及氣缸的總長度之比為1:1，也使得高速雕銑電主軸在結(jié)構(gòu)布置方面顯得更為平衡。
【專利說明】—種高速雕銑電主軸
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種高速雕銑電主軸。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]電主軸又叫電機(jī)內(nèi)裝式主軸，其依靠內(nèi)部電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，而不需要像傳統(tǒng)的機(jī)械主軸那樣需要外接伺服電機(jī)來工作。電主軸的結(jié)構(gòu)緊湊，所以可以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速、高精度以及高運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。但由于主軸體積的限制，內(nèi)裝的電機(jī)一般較小，其功率和輸出扭矩較傳統(tǒng)的機(jī)械主軸小。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的旨在于提供一種運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速高且扭矩大的高速雕銑電主軸。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種高速雕銑電主軸，其包括帶有內(nèi)腔的機(jī)體、設(shè)置于機(jī)體內(nèi)的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)、鋁水套、拉刀系統(tǒng)、氣封系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)；轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)包括軸芯、軸承座、安裝于軸承座內(nèi)的第一軸承、第二軸承以及軸承座外套；拉刀系統(tǒng)包括氣缸、活塞、拉桿、拉爪組件以及刀柄；軸芯沿軸向穿設(shè)于機(jī)體的內(nèi)腔內(nèi)，第一軸承與第二軸承沿軸芯的延伸方向設(shè)置于軸芯相對的兩端，軸承座外套套裝于軸承座外并抵接于機(jī)體上；氣缸通過鋁水套連接于軸承座外套遠(yuǎn)離機(jī)體的一端；活塞設(shè)置于氣缸內(nèi)，其一端活動(dòng)收容于鋁水套內(nèi)并可在氣缸的帶動(dòng)下相對于鋁水套做來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)；刀柄穿過機(jī)體外露于機(jī)體外；拉桿穿設(shè)于軸芯內(nèi)且一端穿設(shè)于鋁水套內(nèi)并與活塞相對；拉爪組件設(shè)置于拉桿遠(yuǎn)離活塞的一端用于夾持刀柄；氣封系統(tǒng)包括設(shè)置于鋁水套、軸承座外套以及機(jī)體上的通槽；水冷系統(tǒng)包括設(shè)置于氣缸、鋁水套、軸承座外套以及機(jī)體的冷卻水孔。
[0008]氣缸、鋁水套以及軸承座外套的外徑相同，且機(jī)體與氣缸、鋁水套以及軸承座外套的總長度之比為1:1。
[0009]驅(qū)動(dòng)電機(jī)為四級三相異步電機(jī)。
[0010]活塞設(shè)計(jì)有三層，且活塞直徑均位于75_80mm之間。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:
該高速雕銑電主軸呈圓柱形，機(jī)體、軸承座外套、鋁水套以及氣缸的外徑基本一致，因此外形輪廓十分簡潔。同時(shí)，機(jī)體與軸承座外套、鋁水套以及氣缸的總長度之比為1:1，也使得高速雕銑電主軸在結(jié)構(gòu)布置方面顯得更為平衡。另外，除了具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、振動(dòng)小、噪聲低、加工剛度高等優(yōu)異的品質(zhì)外，還綜合考慮了高速雕銑電主軸運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和較大切削功率的需要，具體表現(xiàn)為: 1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用四級三相異步電機(jī)，從而加大了電機(jī)的功率；
2、氣缸中設(shè)計(jì)有三層活塞，且活塞直徑均位于75-80mm之間，從而保證穩(wěn)定性與拉刀的穩(wěn)固性以提供較大的拉刀力；
3、本高速雕銑電主軸內(nèi)置自動(dòng)換刀裝置，刀柄形式為IS025。該高速雕銑電主軸在采用了 IS025刀柄的情況下將主軸轉(zhuǎn)速提高到了 36000rpm，在應(yīng)用領(lǐng)域十分具有優(yōu)勢；同時(shí)，拉爪組件由4瓣拉爪片組成，數(shù)量少，結(jié)構(gòu)更為簡單，使得拉刀的操作性能更加優(yōu)越。
[0012]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明高速雕銑電主軸的剖視圖；
其中:10、機(jī)體；11、內(nèi)腔；13、下蓋；20、轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)；21、軸芯；22、軸承座；23、第一軸承；
24、第二軸承；25、軸承座外套；30、鋁水套；40、拉刀系統(tǒng)；41、氣缸；42、活塞；43、拉桿；44、拉爪組件；45、刀柄；50、氣封系統(tǒng)；60、水冷系統(tǒng)。
[0014]
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
請參看圖1，本發(fā)明的一種高速雕銑電主軸，其包括帶有內(nèi)腔11的機(jī)體10、設(shè)置于機(jī)體10內(nèi)的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)20、鋁水套30、拉刀系統(tǒng)40、氣封系統(tǒng)50、水冷系統(tǒng)60以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)(圖未示)。機(jī)體10的一端設(shè)置有下蓋13。
[0016]轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)20包括軸芯21、軸承座22、第一軸承23、第二軸承24以及軸承座外套
25。軸芯21沿軸向穿設(shè)于機(jī)體10的內(nèi)腔11內(nèi)。第一軸承23與第二軸承24沿軸芯21的延伸方向設(shè)置于軸芯21相對的兩端，用以支撐軸芯21。其中，第一軸承23安裝于具有預(yù)緊彈性力的軸承座22內(nèi)。由于第一軸承23外圈并不固定，因此在保證高速雕銑電主軸能夠高速運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)又可以保證第一軸承23外圈浮動(dòng)靈活。如此，緩解了高速雕銑電主軸在工作過程中因發(fā)熱而引起軸芯21的熱伸長。軸承座外套25套裝于軸承座22外，并抵接于機(jī)體10上。
[0017]拉刀系統(tǒng)40包括氣缸41、活塞42、拉桿43、拉爪組件44以及刀柄45。氣缸41通過鋁水套30連接于軸承座外套25遠(yuǎn)離機(jī)體10的一端。其中，氣缸41、鋁水套30以及軸承座外套25的外徑基本一致，且高速雕銑電主軸的機(jī)體10與氣缸41、鋁水套30以及軸承座外套25的總長度之比為1:1。如此，使得高速雕銑電主軸的輪廓十分簡潔且在結(jié)構(gòu)布置方面顯得更為平衡，從而為提供較大拉刀力的氣缸41提供了充分的設(shè)計(jì)空間?；钊?2設(shè)置于氣缸41內(nèi)，其一端活動(dòng)收容于鋁水套30內(nèi)并可在氣缸41的帶動(dòng)下相對于鋁水套30做來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。刀柄45穿過下蓋13外露于機(jī)體10外。在本實(shí)施例中，活塞42為三層式且直徑均在75-80mm之間。
[0018]拉桿43穿設(shè)于軸芯21內(nèi)，其一端穿設(shè)于鋁水套30內(nèi)并與活塞42相對。拉爪組件44設(shè)置于拉桿43遠(yuǎn)離活塞42的一端，用于夾持刀柄45。當(dāng)持續(xù)向氣缸41通入壓縮氣體時(shí)，活塞42向靠近拉桿43方向移動(dòng)并推動(dòng)拉桿43。此時(shí)，拉爪組件44張開并在刀柄45伸入張開的拉爪組件44后停止通入壓縮氣體。拉桿43在彈簧力的作用下回彈，完成拉刀動(dòng)作。當(dāng)進(jìn)行卸刀操作時(shí)，重復(fù)相同的通氣過程，使拉爪組件44再次張開，從而取下刀柄45。在本實(shí)施例中，拉爪組件44由4瓣拉爪片組成，數(shù)量少，結(jié)構(gòu)更為簡單，使得拉刀的操作性能更加優(yōu)越。
[0019]氣封系統(tǒng)50包括設(shè)置于鋁水套30、軸承座外套25以及機(jī)體10上的通槽。當(dāng)向氣缸41通入壓縮氣體，氣體依次經(jīng)過鋁水套30、軸承座外套25以及機(jī)體10的通槽時(shí)，最后通過環(huán)槽開孔結(jié)構(gòu)均勻的進(jìn)入機(jī)體10的下蓋13與其它部件之間的縫隙，實(shí)現(xiàn)縫隙空氣正壓。如此，產(chǎn)生的氣膜有效地隔離開外來粉塵與污垢的侵染，保證高速雕銑電主軸內(nèi)部的清潔，保證了第一軸承23與第二軸承24的壽命及精度。
[0020]水冷系統(tǒng)60包括設(shè)置于氣缸41、鋁水套30、軸承座外套25以及機(jī)體10的冷卻水孔。當(dāng)持續(xù)向冷卻液進(jìn)口中通水時(shí)，冷卻水依次經(jīng)過氣缸41、鋁水套30、軸承座外套25上的冷卻水孔進(jìn)入機(jī)體10的循環(huán)水道。當(dāng)冷卻水在機(jī)體10內(nèi)充分地循環(huán)往復(fù)流動(dòng)，然后依次流經(jīng)軸承座外套25、鋁水套30、氣缸41的另一冷卻水孔，最后從冷卻液出口流出高速雕銑電主軸，從而帶走電機(jī)等部件在工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，使高速雕銑電主軸可以穩(wěn)定工作。
[0021]在本發(fā)明中，該高速雕銑電主軸呈圓柱形，機(jī)體10、軸承座外套25、鋁水套30以及氣缸41的外徑基本一致，因此外形輪廓十分簡潔。同時(shí)，機(jī)體10與軸承座外套25、鋁水套30以及氣缸41的總長度之比為1:1，也使得高速雕銑電主軸在結(jié)構(gòu)布置方面顯得更為平衡。另外，除了具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、振動(dòng)小、噪聲低、加工剛度高等優(yōu)異的品質(zhì)夕卜，還綜合考慮了高速雕銑電主軸運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和較大切削功率的需要，具體表現(xiàn)為:
1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用四級三相異步電機(jī)，從而加大了電機(jī)的功率；
2、氣缸41中設(shè)計(jì)有三層活塞42，且活塞42直徑均位于75-80mm之間，從而保證穩(wěn)定性與拉刀的穩(wěn)固性以提供較大的拉刀力；
3、本高速雕銑電主軸內(nèi)置自動(dòng)換刀裝置，刀柄45形式為IS025。該高速雕銑電主軸在采用了 IS025刀柄45的情況下將主軸轉(zhuǎn)速提高到了 36000rpm，在應(yīng)用領(lǐng)域十分具有優(yōu)勢；同時(shí)，拉爪組件44由4瓣拉爪片組成，數(shù)量少，結(jié)構(gòu)更為簡單，使得拉刀的操作性能更加優(yōu)越。
[0022]對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高速雕銑電主軸，其特征在于:包括帶有內(nèi)腔的機(jī)體、設(shè)置于機(jī)體內(nèi)的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)、招水套、拉刀系統(tǒng)、氣封系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)；轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)包括軸芯、軸承座、安裝于軸承座內(nèi)的第一軸承、第二軸承以及軸承座外套；拉刀系統(tǒng)包括氣缸、活塞、拉桿、拉爪組件以及刀柄；軸芯沿軸向穿設(shè)于機(jī)體的內(nèi)腔內(nèi)，第一軸承與第二軸承沿軸芯的延伸方向設(shè)置于軸芯相對的兩端，軸承座外套套裝于軸承座外并抵接于機(jī)體上；氣缸通過鋁水套連接于軸承座外套遠(yuǎn)離機(jī)體的一端；活塞設(shè)置于氣缸內(nèi)，其一端活動(dòng)收容于鋁水套內(nèi)并可在氣缸的帶動(dòng)下相對于鋁水套做來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)；刀柄穿過機(jī)體外露于機(jī)體外；拉桿穿設(shè)于軸芯內(nèi)且一端穿設(shè)于鋁水套內(nèi)并與活塞相對；拉爪組件設(shè)置于拉桿遠(yuǎn)離活塞的一端用于夾持刀柄；氣封系統(tǒng)包括設(shè)置于鋁水套、軸承座外套以及機(jī)體上的通槽；水冷系統(tǒng)包括設(shè)置于氣缸、鋁水套、軸承座外套以及機(jī)體的冷卻水孔。
2.如權(quán)利要求1所述的高速雕銑電主軸，其特征在于:氣缸、鋁水套以及軸承座外套的外徑相同，且機(jī)體與氣缸、鋁水套以及軸承座外套的總長度之比為1:1。
3.如權(quán)利要求1所述的高速雕銑電主軸，其特征在于:驅(qū)動(dòng)電機(jī)為四級三相異步電機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的高速雕銑電主軸，其特征在于:活塞設(shè)計(jì)有三層，且活塞直徑均位于75-80mm之間。
【文檔編號】B23B19/02GK103737027SQ201310754843
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】湯秀清 申請人:廣州市昊志機(jī)電股份有限公司