本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械設(shè)備，尤其涉及一種用于機(jī)加工的裝置，以及安裝了該種裝置的機(jī)床。

背景技術(shù)：

數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作并加工零件的控制單元，數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在數(shù)控單元中完成。

數(shù)控機(jī)床一般由主機(jī)、數(shù)控制裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、輔助裝置和其它附屬設(shè)備等幾個(gè)部分組成。主機(jī)是數(shù)控機(jī)床的主體，包括機(jī)床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。它是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，包括硬件(印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機(jī)等)以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。驅(qū)動(dòng)裝置是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件，包括主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。它在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。當(dāng)幾個(gè)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)時(shí)，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。輔助裝置系數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如：冷卻、排屑、潤滑、照明和監(jiān)測(cè)等。編程及其他附屬設(shè)備可用來在機(jī)外進(jìn)行零件的程序編制、存儲(chǔ)等。

按控制軸數(shù)可分為三軸、四軸和五軸等幾種數(shù)控機(jī)床。對(duì)于刀具的制造，其某些形狀的加工動(dòng)作涉及五軸聯(lián)動(dòng)功能，必須使用五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床。

尤其是對(duì)于加工精度有較高要求的情況下，需要增加一些定位部件，如：光柵，以判斷并確認(rèn)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度等。

高精度計(jì)量圓光柵，是近代光電測(cè)角儀器和測(cè)角技術(shù)的重要基礎(chǔ)元件。以計(jì)量圓光柵為核心部件組成的光電傳感器，可將輸入的機(jī)械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，與數(shù)顯裝置或計(jì)算機(jī)連接構(gòu)成測(cè)量、控制系統(tǒng)，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)器及儀器的自動(dòng)測(cè)量、數(shù)字測(cè)量與數(shù)字控制。

圓光柵及光電傳感器根據(jù)防護(hù)等級(jí)不同，一般分為檢測(cè)設(shè)備用和加工設(shè)備用，檢測(cè)設(shè)備用的產(chǎn)品沒有特別的防護(hù)等級(jí)要求而加工設(shè)備用的產(chǎn)品自身具有IP64級(jí)別以上(含IP64)的防護(hù)性，可以在各種惡劣工況中使用，但其價(jià)格遠(yuǎn)高于前者。

機(jī)床加工中，機(jī)床內(nèi)部空間充滿霧狀冷卻液，雖然光柵及光電傳感器自身已具有環(huán)境耐性且位于機(jī)床結(jié)構(gòu)件內(nèi)部，遠(yuǎn)離冷卻液噴射位置，但隨著機(jī)床使用時(shí)間的增加，霧狀冷卻液會(huì)充滿整個(gè)機(jī)床內(nèi)部。此時(shí)，光電傳感器及圓光柵表面容易積聚一層冷卻液，使得器件無法正常工作。此時(shí)，通常的解決方案是打開設(shè)備，人為清理光電傳感器及圓光柵表面(用溶劑擦拭)，不僅需要花費(fèi)較多的時(shí)間和人力，清洗期間機(jī)床必須停機(jī)，而影響到生產(chǎn)的連續(xù)性和及時(shí)性。因此，通常還需要增加防護(hù)部件，以提高光柵工作的可靠性。如此，將顯著增加部件的體積，使得機(jī)床內(nèi)有限的空間更為擁擠，不利于機(jī)加工工序的開展。

另外，現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床，尤其是隨著控制軸數(shù)量的增加，機(jī)床內(nèi)空間有限。若不對(duì)機(jī)床規(guī)格進(jìn)行擴(kuò)大，已經(jīng)難以再向數(shù)控機(jī)床內(nèi)增加其它裝置，如：機(jī)械手臂和砂輪庫等，以進(jìn)一步提高機(jī)床的自動(dòng)化水平。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種用于機(jī)加工的裝置，通過一體化的設(shè)計(jì)，使得整個(gè)裝置的軸及其鑄件連接的外殼體積更小，增大機(jī)床內(nèi)部操作空間，以利于自動(dòng)化水平的提高。

本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提供一種用于機(jī)加工的裝置，通過一體化的設(shè)計(jì)，使得裝置以防止霧狀冷卻液在光柵表面和光電傳感器積聚，延長光柵和光電傳感器的使用周期，降低人工清洗光柵表面和光電傳感器的頻率。在工件主軸實(shí)現(xiàn)沿Z軸運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，防止霧狀冷卻液在光柵表面和光電傳感器積聚，避免數(shù)控系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)而停機(jī)。

本實(shí)用新型的再一個(gè)目的在于提供一種具有用于機(jī)加工的裝置的機(jī)床，有效控制機(jī)床的制造成本，降低機(jī)床的停機(jī)頻率。

本實(shí)用新型提供的一種用于機(jī)加工的裝置，包括：

第一蓋體，其包括本體和第一軸孔；

套體，其包括第一開口、第二開口和容置腔；

本體覆于第一開口上；

光柵；其位于所述的容置腔內(nèi)；

工件主軸，其一端置于第一軸孔內(nèi)；

電機(jī)，其包括第一殼體、定子和轉(zhuǎn)子，定子固定于第一殼體的內(nèi)腔，轉(zhuǎn)子與定子間隙配合；

第二殼體，其一端與第一殼體的一端連接；

第三殼體，其一端與第一殼體的另一端連接，另一端與第二開口連接；

密封部件，其沿工件主軸的徑向設(shè)置，位于工件主軸與第一蓋體、光柵、第三殼體和第二蓋體之一處或幾處；

轉(zhuǎn)子套設(shè)于工件主軸，與工件主軸周沿過盈配合。

本實(shí)用新型提供的另一種用于機(jī)加工的裝置，包括：

第一蓋體，其包括本體和第一軸孔；

套體，其包括第一開口、第二開口和容置腔；

本體覆于第一開口上；

光柵；其位于所述的容置腔內(nèi)；

工件主軸，其一端置于第一軸孔內(nèi)；

電機(jī)，其包括第一殼體、定子和轉(zhuǎn)子，定子固定于第一殼體的內(nèi)腔，轉(zhuǎn)子與定子間隙配合；

第二殼體，其一端與第一殼體的一端連接；

第三殼體，其一端與第一殼體的另一端連接，另一端與第二開口連接；

轉(zhuǎn)子套設(shè)于工件主軸，與工件主軸周沿過盈配合或通過插銷固定。

本實(shí)用新型提供的用于機(jī)加工的裝置，光柵應(yīng)理解為包括光柵尺和讀數(shù)傳感器。

本實(shí)用新型提供的用于機(jī)加工的裝置，還包括第一密封部件，第一密封部件包括第二軸孔，第二軸孔和第一軸孔連通。工件主軸一端的周沿與第一密封部件接觸。

本實(shí)用新型提供的用于機(jī)加工的裝置，還包括第二密封部件，第二密封部件設(shè)置于第一軸孔的孔內(nèi)壁上。

本實(shí)用新型提供的用于機(jī)加工的裝置，在第一開口的內(nèi)壁還設(shè)置第三密封部件，第三密封部件與本體的外周過盈配合。

本實(shí)用新型提供的用于機(jī)加工的裝置，在第二開口的內(nèi)壁還設(shè)置第四密封部件。

本實(shí)用新型提供的用于機(jī)加工的裝置，還在第二殼體的另一端設(shè)置第二蓋體，第二蓋體包括第五密封部件，其與工件主軸另一端的周沿接觸。

本實(shí)用新型提供的用于機(jī)加工的裝置，還包括正壓機(jī)構(gòu)，其保持該裝置內(nèi)腔以正壓。

本實(shí)用新型提供的一種機(jī)床，包括上述各種用于機(jī)加工的裝置，作為機(jī)床的工件夾持軸，將沿直線軸運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部件與第二殼體連接，還同時(shí)實(shí)現(xiàn)工件主軸裝置在直線軸方向的移動(dòng)。

本實(shí)用新型技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的有益效果：

本實(shí)用新型提供的用于機(jī)加工的裝置，通過一體化的設(shè)計(jì)，將電機(jī)融入軸系，使得整個(gè)裝置的軸及其鑄件連接的外殼體積更小，使得裝置的整體體積大大降低，增大機(jī)床內(nèi)部操作空間，以利于自動(dòng)化水平的提高。

本實(shí)用新型提供的用于機(jī)加工的裝置，通過一體化的設(shè)計(jì)，能對(duì)光柵和光電傳感器起到防護(hù)作用，防止霧化冷卻液在光柵表面和光電傳感器積聚，降低了人工清洗的頻率，光柵和光電傳感器的使用壽命得到顯著延長。

在數(shù)控機(jī)床的開發(fā)中，通常工件主軸的一端與電機(jī)相連接。本實(shí)用新型提供的用于機(jī)加工的裝置，采用分體式的技術(shù)方案，不僅使得工件主軸裝置作為機(jī)床的工件夾持軸，還同時(shí)實(shí)現(xiàn)工件主軸裝置在直線軸方向的移動(dòng)，能使設(shè)備對(duì)工件的加工精度顯著提高。

具有本實(shí)用新型用于機(jī)加工的裝置的機(jī)床，還具有良好的密封性，停機(jī)對(duì)光柵和光電傳感器進(jìn)行人工清洗的頻次顯著降低4倍以上，顯著提高了機(jī)床的生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型用于機(jī)加工的裝置一實(shí)施例的示意圖；

圖2為圖1中各個(gè)部件拆解示意圖；

圖3為本實(shí)用新型用于機(jī)加工的裝置的蓋體一實(shí)施例的示意圖；

圖4為圖3一角度的剖面圖；

圖5為本實(shí)用新型用于機(jī)加工的裝置的套體一實(shí)施例的示意圖；

圖6為圖5一角度的剖面圖；

圖7為本實(shí)用新型用于機(jī)加工的裝置的蓋體另一實(shí)施例的剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案。本實(shí)用新型實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍中。

圖1為本實(shí)用新型用于機(jī)加工的裝置一實(shí)施例的示意圖，圖2為圖1中各個(gè)部件拆解示意圖。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供的用于機(jī)加工的裝置包括第一蓋體100、套體200、電機(jī)300、工件主軸400、第二殼體600、第三殼體700和第二蓋體800。密封部件沿工件主軸400的徑向設(shè)置，位于所述的工件主軸與第一蓋體100、光柵500、第三殼體700和第二蓋體800之一處或幾處。本實(shí)施例中，密封部件如：密封圈或氣密機(jī)構(gòu)。

電機(jī)300包括第一殼體310、定子(未示出)和轉(zhuǎn)子320，定子固定于第一殼體的內(nèi)腔，轉(zhuǎn)子320與定子間隙配合。第二殼體600的兩端分別與第一殼體310的一端和第二蓋體800的一端連接。轉(zhuǎn)子320套設(shè)于工件主軸400上，與工件主軸400周沿過盈配合或通過插銷固定。

第二蓋體800包括第五密封圈810，其與工件主軸400另一端的周沿接觸。

將機(jī)床上驅(qū)動(dòng)直線軸運(yùn)動(dòng)的部件(未示出)與第二殼體600連接，在該部件的驅(qū)動(dòng)下，工件主軸裝置可實(shí)現(xiàn)沿直線軸的運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例提供的保持用于機(jī)加工的裝置內(nèi)腔以正壓的正壓機(jī)構(gòu)包括通孔900，設(shè)置于第二殼體600或第三殼體700上，氣管(未示出)經(jīng)由通孔900將氣體導(dǎo)入，以使裝置的內(nèi)腔形成正壓，進(jìn)一步防止霧化冷卻液在光柵表面和讀數(shù)傳感器上的積聚。

圖3為本實(shí)用新型用于機(jī)加工的裝置的蓋體一實(shí)施例的示意圖，圖4為圖3一角度的剖面圖，圖5為本實(shí)用新型用于機(jī)加工的裝置的套體一實(shí)施例的示意圖，圖6為圖5一角度的剖面圖。參見圖1和圖2，如圖3、圖4、圖5和圖6所示，第一蓋體100包括本體110、第一軸孔120、第一密封圈130和第二密封圈140，第一密封圈130包括第二軸孔131，第一軸孔120和第二軸孔131連通。工件主軸400一端的周沿與第一密封圈130接觸。第二密封圈140設(shè)置于第一軸孔120的孔內(nèi)壁121上。

圖7為本實(shí)用新型用于機(jī)加工的裝置的蓋體另一實(shí)施例的剖面示意圖。如圖7所示，第一蓋體100的密封部件為氣密機(jī)構(gòu)150，包括氣密隔圈151和氣流通道152，氣密隔圈151置于第一軸孔120內(nèi)，氣流通道152的一端與第一軸孔120連通，并與氣密隔圈151配合形成氣密環(huán)境。同樣的，氣密機(jī)構(gòu)150也同樣適用于第二蓋體800。

套體200包括第一開口210、第二開口220和容置腔230，在第一開口210的內(nèi)壁設(shè)置第三密封圈211。第三殼體700另一端與第二開口220連接，在第二開口220的內(nèi)壁設(shè)置第四密封圈221。本體110覆于第一開口210上，第三密封圈221與本體的外周過盈配合。

本實(shí)施例中，第三殼體700的一端置入容置腔230，其周沿與第四密封圈221接觸。

第一密封圈130和第二密封圈140還分別與工件主軸400周沿接觸，以實(shí)現(xiàn)霧狀冷卻液從轉(zhuǎn)動(dòng)的工件主軸處滲入而積聚于光柵500表面。

將本實(shí)施例提供的光柵防護(hù)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于分體式電機(jī)裝配的工件主軸而成的裝置上，以該裝置為數(shù)控機(jī)床的工件夾持軸用于工件的加工。實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，相同工況下，不安裝光柵防護(hù)機(jī)構(gòu)的機(jī)床在工作大約6周就需要停機(jī)并清理一次光柵和光電傳感器，使用了本實(shí)施例光柵防護(hù)機(jī)構(gòu)的機(jī)床連續(xù)工作了6個(gè)月以上，仍未出現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)而需要對(duì)光柵和光電傳感器進(jìn)行清理的情形，設(shè)備的利用率和生產(chǎn)效能顯著提高，機(jī)床的生產(chǎn)成本亦得到有效控制。