CN103394713A

CN103394713A - 加工机床的主轴装置

Info

Publication number: CN103394713A
Application number: CN2013103461325A
Authority: CN
Inventors: 康铁强; 陈友华
Original assignee: JIANGSU JIANGHAI MACHINERY GROUP CO Ltd
Current assignee: JIANGSU JIANGHAI MACHINERY GROUP CO Ltd
Priority date: 2013-08-10
Filing date: 2013-08-10
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2033-08-10
Also published as: CN103394713B

Abstract

本发明公开了一种加工机床的主轴装置，包含位于外壳内的主轴，所述主轴的一端从外壳伸出，一刀具夹头可拆卸的固定于所述主轴的伸出端，所述主轴的前端和外壳之间设有第一轴承部件，主轴的后端和外壳之间设有第二轴承部件；该第一轴承部件包含对中补偿单元；该第二轴承部件包含检测面和对检测面进行平面度检测的检测部，该主轴装置润滑效果好，避免了轴承的异常升温，且提供了对中辅助性能，能在主轴发生偏移时进行反馈和补偿，保证了加工的顺畅和精度。

Description

加工机床的主轴装置

技术领域

本发明涉及加工机床的主轴技术，尤其涉及一种精度高、防泄漏的加工机床的主轴装置。

背景技术

常用的机床均设置了固定支承着工具进行回转的主轴，通过在机床主轴的轴线方向前端，分别安装于工具保持架的多种工具，可进行多种切削加工。

在现有的机床中，工具保持架具有用于可释放地夹紧工具柄的可动夹紧单元和使可动夹紧单元在柄释放位置与柄夹紧位置间移动的动作单元，收容于主轴的轴线方向贯通孔。工具保持机构的动作单元由主轴头装置外部的驱动机构(例如液压缸机构)驱动，随着在主轴贯通孔内的自身的轴线方向移动，使可动夹紧单元移动。

近年来，为了高效加工，机床用主轴装置上使用的轴承推进了主轴的高速化，现有的圆柱滚子轴承具有：在内周面上具有外圈滚道的外圈；在外周面上具有内圈滚道的内圈；滚动自如地设置于外圈滚道与内圈滚道之间的多个滚子；以及具有用于保持多个滚子的多个兜孔的保持架。

在这样的轴承中，容易导致润滑剂的排出性变差，引发圆柱滚子轴承异常升温；在进行润滑脂润滑时，在将润滑脂封入轴承之后，为了使所封入的润滑脂在轴承内部均等地分散开，或者为了使剩余润滑脂沿着轴承周边部移动，所谓的试运行是不可或缺的。因而容易导致润滑剂的排出性变差，且试运行花费时间长。而且，在高温条件下，轴承对中性变差，使加工精度降低。

由此，现有技术所需解决的问题为在润滑剂过多的情况下，滚动轴承容易发生异常升温，且在高速运动中需要保持良好的对中性。

为此，本发明的设计者通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种加工机床的主轴装置，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加工机床的主轴装置，其结构简单，润滑效果好，避免了轴承的异常升温，且提供了对中辅助性能，能在主轴发生偏移时进行反馈和补偿，保证了加工的顺畅和精度。

为实现上述目的，本发明公开了一种加工机床的主轴装置，其特征在于包含位于外壳内的主轴，所述主轴的一端从外壳伸出，一刀具夹头可拆卸的固定于所述主轴的伸出端，

所述主轴的前端和外壳之间设有第一轴承部件，主轴的后端和外壳之间设有第二轴承部件；

该第一轴承部件包含前滚珠轴承、后滚珠轴承及位于前滚珠轴承和后滚珠轴承之间的抵推部，在所述抵推部和前滚珠轴承及后滚珠轴承的接触部分别设有凹槽，所述凹槽内设有对中补偿单元；

该第二轴承部件包含内环、外环及位于内环外环之间的多个滚子，在所述内环外侧设有内定位环，所述内定位环固定于所述主轴上，所述外环的外侧设有外定位环，所述外定位环固定于所述外壳上，且内定位环上形成有一检测面，所述外定位环设有对检测面进行平面度检测的检测部。

其中：所述对中补偿单元包含一微型电机及螺杆伸缩装置。

其中：一润滑液供给部通过润滑液管道为所述第一轴承部件和第二轴承部件供给润滑油；

所述外壳还设有真空排出通道，所述真空排出通道的一端连通所述第一轴承部件，另一端连接一真空产生部，从而可快速排出润滑油，保证了润滑液的畅通，进一步避免了高速时的升温。

其中：所述主轴和所述外壳之间设有驱动主轴旋转的定子及固定于所述主轴上的转子，所述定子连接于控制单元。

其中：所述定子和外壳之间设有冷却环，所述冷却环上开有多个冷却槽，所述外壳内设有温度检测器。

通过上述结构，本发明的加工机床的主轴装置实现了如下技术效果：

1、润滑效果好，避免了高速时的异常升温，保证了制造过程中的温度稳定；

2、具有检测单元和对中辅助部件，对主轴进行实时监测，出现偏移时能进行及时补偿，避免了轴承升温时的微小离心，实现了更好的对中性能；

3、主轴旋转稳定，对中性能好，后端的圆柱滚子轴承和前端的滚珠轴承能提供较好的稳定性能。

本发明将通过下面的具体实施例进行进一步的详细描述，且进一步结合对附图的说明将得到更加清楚和明显的了解。

附图说明

图1显示了本发明加工机床的主轴装置的结构示意图。

图2显示了本发明第一轴承部件的结构示意图。

图3显示了本发明第二轴承部件的放大示意图。

图4显示了本发明主轴装置应用于机床上的示意图。

附图标记：

11：主轴；12：外壳；13：定子；14：冷却环；15：刀具夹头；16：刀具轴；17：冷却槽；18：温度检测器；19：第一轴承部件；20：第二轴承部件；21：润滑液供给部；22：真空产生部；23：前滚珠轴承；24：后滚珠轴承；25：抵推部；26：保持架；27：凹槽；28：对中补偿单元；29：真空排出通道；30：内环；31：外环；32：滚子；33：保持架；34：内定位环；35：外定位环；36：检测部；37：检测面；101：机台；102：工作台；103：立柱；104：垂直移动部；105：动力部；106：左右移动部；107：加工头；108：主轴部件；109：刀具。

具体实施方式

参见图1，显示了本发明的加工机床的主轴装置。

所述主轴装置包含位于外壳12内的主轴11，所述主轴11的一端从外壳12伸出，一刀具夹头15可拆卸的固定于所述主轴11的伸出端，一刀具轴16可拆卸的夹持于所述刀具夹头15内，如图所示可知，所述刀具夹头15可通过滚珠凹槽结构固定于所述主轴11的伸出端，所述刀具夹头15的夹持端为锥形。

所述主轴11和所述外壳12之间设有驱动主轴11旋转的定子13及固定于所述主轴11上的转子，所述定子13连接于控制单元，当定子通电，产生电磁场，驱动转子旋转，转子则带动所述主轴11进行高速旋转。

为进行降温，在所述定子13和外壳12之间设有冷却环14，所述冷却环14上开有多个冷却槽，为避免高温，所述外壳12内设有温度检测器18，以及时进行检测，所述温度检测器18连接至控制单元，实时上传测得温度，以及时进行报警，避免安全事故。

所述主轴11的前端和外壳12之间设有第一轴承部件19，主轴11的后端和外壳12之间设有第二轴承部件20，一润滑液供给部21通过润滑液管道为所述第一轴承部件19和第二轴承部件20供给润滑油，可选的是，所述润滑液供给部21包含油泵、电磁阀和润滑油箱，电磁阀控制供给油路的开关，油泵负责从润滑油箱内抽取润滑油进行供给，保证了高速时不会异常升温。

可选的是，所述外壳12的前端外缘上设有多个环形冷却槽17，所述环形冷却槽17由一覆盖部包围，以提高外壳12前端的冷却效果。

为实现润滑油的顺利排出，所述外壳12还设有真空排出通道，所述真空排出通道的一端连通所述第一轴承部件19，另一端连接一真空产生部22，可选的是，所述真空产生部22为一真空泵，通过真空产生部22的设置，可快速排出润滑油，保证了润滑液的畅通，进一步避免了高速时的升温。

如图所示，所述第一轴承部件19可为滚珠轴承，所述第二轴承部件20可为圆柱滚子轴承。

可选的是，所述第一轴承部件19和第二轴承部件20均设有温度检测单元，所述温度检测单元连接至控制单元，以及时对所述第一轴承部件19和第二轴承部件20进行温度检测。

参见图2，显示了第一轴承部件19的具体结构，该第一轴承部件19包含前滚珠轴承23、后滚珠轴承24及位于前滚珠轴承23和后滚珠轴承24之间的抵推部25，各滚珠轴承均设有保持滚珠在内滚动的保持架26，在所述抵推部25和前滚珠轴承23及后滚珠轴承24的接触部分别设有凹槽27，所述凹槽27内设有对中补偿单元28，所述对中补偿单元28可对前、后滚珠轴承分别提供一个推力，以驱使轴承对主轴提供一个偏心力，来补偿主轴的偏心旋转，所述对中补偿单元28连接于控制单元，优选的是，所述对中补偿单元28包含一微型电机及螺杆伸缩装置。

同样参见图2，所述真空排出通道29连通于所述前滚珠轴承23和后滚珠轴承24之间，以在需要时，提供前滚珠轴承23和后滚珠轴承24的一个真空吸附力，加快润滑液的排出速度。

参见图3，显示了第二轴承部件20的具体结构，该第二轴承部件20包含内环30、外环31及位于内环外环之间的多个滚子32，以及一保持所述多个滚子在内环外环之间可滚动的保持架33。

在所述内环30外侧设有内定位环34，所述内定位环34固定于所述主轴11上，所述外环31的外侧设有外定位环35，所述外定位环35固定于所述外壳12上，且内定位环34上形成有一检测面37，所述外定位环35设有对检测面37进行平面度检测的检测部36，可选的是，所述检测部36为红外检测器，所述检测部36对正于所述检测面37，所述检测部36连接于控制单元。

由此，所述检测部36通过对检测面37的实时检测，可实时监控主轴的偏心度，一旦出现偏心度超过预警范围，则控制对中补偿单元28进行偏心调整，由于在对中补偿单元28分别设置于两个方向，故无论主轴如何偏心，均可实现实时的偏心补偿。

参见图4，显示了本发明的主轴装置设置的加工机床，所述加工机床包含机台101及可在机台101上前后滑动的工作台102，所述机台101的后端两侧分别设有立柱103，一垂直移动部104可移动的设置于所述立柱103上，一驱动部件（未示出）可驱动所述垂直移动部104在所述立柱103上垂直移动，可选的是，所述垂直移动部件104为一根横柱。

所述垂直移动部件104上设有可左右移动的左右移动部106，所述左右移动部106上设有可驱动其进行移动的动力部105，由此，通过可前后移动的工作台，可垂直移动的垂直移动部，可左右移动的左右移动部，实现了三维上的任意动作。

所述左右移动部106的下端设有一可前后摆动的加工头107，所述加工头107包含一主轴部件108及有主轴部件108带动旋转的刀具109，可选的是，所述刀具109可为钻头、铣刀、磨削头等切削刀具。

通过上述描述可知，本发明的加工机床的主轴装置具有如下优点：

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims

1.一种加工机床的主轴装置，其特征在于包含位于外壳内的主轴，所述主轴的一端从外壳伸出，一刀具夹头可拆卸的固定于所述主轴的伸出端，

2.如权利要求1所述的加工机床的主轴装置，其特征在于：所述对中补偿单元包含一微型电机及螺杆伸缩装置。

3.如权利要求1所述的加工机床的主轴装置，其特征在于：一润滑液供给部通过润滑液管道为所述第一轴承部件和第二轴承部件供给润滑油；

4.如权利要求1所述的加工机床的主轴装置，其特征在于：所述主轴和所述外壳之间设有驱动主轴旋转的定子及固定于所述主轴上的转子，所述定子连接于控制单元。

5.如权利要求4所述的加工机床的主轴装置，其特征在于：所述定子和外壳之间设有冷却环，所述冷却环上开有多个冷却槽，所述外壳内设有温度检测器。