CN106826266A - 碳纤维主轴、滑枕结构及机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，旨在解决现有技术中的机床主轴重量比过大、惯性矩大，不适用于高速加工的问题，提供一种碳纤维主轴、滑枕结构及机床。其中碳纤维主轴包括主轴套和芯轴；芯轴转动配合于主轴套内；芯轴包括碳纤维内层、中间层、碳纤维外层；相邻各层之间分别通过粘胶层粘合连接；碳纤维外层外侧设有表层，表层的内侧嵌入碳纤维外层的外侧，表层的外侧为平滑的圆柱面。本发明的有益效果是，轻质高强，有利于减小芯轴的转动惯量，确保主轴在高速加工中快速相应，确保高速加工中控制的精度。

Description

碳纤维主轴、滑枕结构及机床

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体而言，涉及一种碳纤维主轴、滑枕结构及机床。

背景技术

除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外，大多数机床都有主轴部件。机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件(齿轮或带轮)等组成主轴部件。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮，传递运动及扭矩，如机床主轴；有的用来装夹工件，如心轴。

在制造业中,目前采用的大多数的机床主轴都是由钢制的,这是由于钢铁具有高刚性及低成本等优点,但相对来于,它的重量比较大,主轴需要较长的时间才能达到较高的旋转速度进行机加工。机加工零件的精确度是由机床的性能决定的。例如:主轴***的静、动态和热刚性。

发明内容

本发明旨在提供一种碳纤维主轴，以解决现有技术中的机床主轴重量比过大、惯性矩大，不适用于高速加工的问题。

本发明的另一目的在于提供一种具备上述碳纤维主轴的滑枕结构，以解决上述问题。

本发明的再一目的在于提供一种绝壁上述滑枕结构的机床，以解决上述问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种碳纤维主轴，其包括主轴套和芯轴；芯轴转动配合于主轴套内；芯轴包括碳纤维内层、中间层、碳纤维外层；相邻各层之间分别通过粘胶层粘合连接；碳纤维外层外侧设有表层，表层的内侧嵌入碳纤维外层的外侧，表层的外侧为平滑的圆柱面。

本发明中的碳纤维主轴的芯轴的内表面和外表面均具有碳纤维层，各层之间通过粘胶层粘合，能够得到轻质高强的芯轴，这有利于减小芯轴的转动惯量，确保主轴在高速加工中快速相应，确保高速加工中控制的精度。

在本发明的一个实施例中：

碳纤维内层和碳纤维外层的构成材料为T300、T700或T800；粘胶层为环氧树脂。

通过环氧树脂粘接碳纤维外层和碳纤维内层的方法，能够提高各层之间的连接紧密度，使各层之间协同作用，充分发挥各层不同材质的优点。

在本发明的一个实施例中：

表层和中间层均为钢，表层的内侧面渗入碳纤维外层的缝隙并与碳纤维外层嵌合，与中间层相互熔结。

表层一方面需要和主轴套之间形成转动配合，通过钢材可确保表面的光滑度，减小转动过程中的磨损。表层的内侧面渗入碳纤维外层的缝隙并与碳纤维外层嵌合，与中间层相互熔结，使得各层之间充分熔合成一体，确保各层协调作用。

在本发明的一个实施例中：

表层厚度为1-2mm。

综上，本发明中的碳纤维主轴的芯轴的内表面和外表面均具有碳纤维层，各层之间通过粘胶层粘合，能够得到轻质高强的芯轴，这有利于减小芯轴的转动惯量，确保主轴在高速加工中快速相应，确保高速加工中控制的精度。

一种滑枕结构，其包括前述的碳纤维主轴，还包括具备配合孔的滑枕套；碳纤维主轴的主轴套配合连接于滑枕套的配合孔。

在本发明的一个实施例中：

滑枕套一端设有连接架，连接架用于驱动芯轴转动的驱动机构。

在本发明的一个实施例中：

主轴套具有用于连接滑枕套的法兰盘。

在本发明的一个实施例中：

连接架共有两个，两个连接架沿配合孔的轴线方向间隔设置。

在本发明的一个实施例中：

滑枕套具有缺口，连接架位于缺口处。

一种机床，其包括车身、横梁、托板和权利要求5-9任一项的滑枕结构；横梁滑动配合于车身，并能够沿X方向滑动；托板滑动配合于横梁，并能够沿Y方向滑动；滑枕结构滑动配合于托板，并能够沿Z向滑动。

综上，本发明实施例中的碳纤维主轴的芯轴的内表面和外表面均具有碳纤维层，各层之间通过粘胶层粘合，能够得到轻质高强的芯轴，这有利于减小芯轴的转动惯量，确保主轴在高速加工中快速相应，确保高速加工中控制的精度；

本发明实施例中的滑枕结构因具备上述的碳纤维主轴，同样具备上述的有益效果。

本发明实施例中的机床由于就别上述的滑枕结构，同样具备上述的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例一中的碳纤维主轴的结构示意图；

图2是图1沿A-A线的剖视图；

图3是图1沿B-B线的剖视图；

图4是本发明实施例二中的滑枕结构的结构示意图；

图5是图4的剖视图；

图6是本发明实施例三中的机床的结构示意图。

图标：001-机床；010-滑枕结构；100-碳纤维主轴；110-主轴套；111-法兰盘；120-芯轴；200-滑枕套；201-缺口；210-连接架；300-车身；400-横梁；500-托板；C1-碳纤维内层；C2-中间层；C3-碳纤维外层；C4-粘胶层；C5-表层；D1-刀具；K1-配合孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本发明的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1是本发明实施例一中的碳纤维主轴100的结构示意图；图2是图1沿A-A线的剖视图；图3是图1沿B-B线的剖视图，三者共同展示本实施例中的碳纤维主轴100的结构。请参见图1-3，本发明实施例一中的碳纤维主轴100包括主轴套110和芯轴120；芯轴120转动配合于主轴套110内；芯轴120包括碳纤维内层C1、中间层C2、碳纤维外层C3；相邻各层之间分别通过粘胶层C4粘合连接；碳纤维外层C3外侧设有表层C5，表层C5的内侧嵌入碳纤维外层C3的外侧，表层C5的外侧为平滑的圆柱面。

本发明中的碳纤维主轴100的芯轴120的内表面和外表面均具有碳纤维层，各层之间通过粘胶层C4粘合，能够得到轻质高强的芯轴120，这有利于减小芯轴120的转动惯量，确保主轴在高速加工中快速相应，确保高速加工中控制的精度。

在本发明的一个实施例中，碳纤维内层C1和碳纤维外层C3的构成材料为T300、T700或T800；粘胶层C4为环氧树脂。通过环氧树脂粘接碳纤维外层C3和碳纤维内层C1的方法，能够提高各层之间的连接紧密度，使各层之间协同作用，充分发挥各层不同材质的优点。

在本发明的一个实施例中，表层C5和中间层C2均为钢，表层C5的内侧面渗入碳纤维外层C3的缝隙并与碳纤维外层C3嵌合，与中间层C2相互熔结。表层C5一方面需要和主轴套110之间形成转动配合，通过钢材可确保表面的光滑度，减小转动过程中的磨损。表层C5的内侧面渗入碳纤维外层C3的缝隙并与碳纤维外层C3嵌合，与中间层C2相互熔结，使得各层之间充分熔合成一体，确保各层协调作用。

在本发明的一个实施例中，表层C5厚度为1-2mm。

综上，本发明中的碳纤维主轴100的芯轴120的内表面和外表面均具有碳纤维层，各层之间通过粘胶层C4粘合，能够得到轻质高强的芯轴120，这有利于减小芯轴120的转动惯量，确保主轴在高速加工中快速相应，确保高速加工中控制的精度。

实施例二

图4是本发明实施例二中的滑枕结构010的结构示意图；图5是图4的剖视图。请参见图4-5，本实施例中的滑枕结构010包括实施例一中的碳纤维主轴100，还包括具备配合孔K1的滑枕套200；碳纤维主轴100的主轴套110配合连接于滑枕套200的配合孔K1。使用时，刀具D1连接于碳纤维主轴100。

在本发明的一个实施例中，滑枕套200一端设有连接架210，连接架210用于驱动芯轴120转动的驱动机构。主轴套110具有用于连接滑枕套200的法兰盘111。连接架210共有两个，两个连接架210沿配合孔K1的轴线方向间隔设置。滑枕套200具有缺口201，连接架210位于缺口201处。

实施例三

图6是本发明实施例三中的机床001的结构示意图。请参见图6，本实施例中的机床001包括车身300、横梁400、托板500和实施例二中的滑枕结构010；横梁400滑动配合于车身300，并能够沿X方向滑动；托板500滑动配合于横梁400，并能够沿Y方向滑动；滑枕结构010滑动配合于托板500，并能够沿Z向滑动。

综上，本发明实施例中的碳纤维主轴100的芯轴120的内表面和外表面均具有碳纤维层，各层之间通过粘胶层C4粘合，能够得到轻质高强的芯轴120，这有利于减小芯轴120的转动惯量，确保主轴在高速加工中快速相应，确保高速加工中控制的精度；

本发明实施例中的滑枕结构010因具备上述的碳纤维主轴100，同样具备上述的有益效果。

本发明实施例中的机床001由于就别上述的滑枕结构010，同样具备上述的有益效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碳纤维主轴，其特征在于：

所述碳纤维主轴包括主轴套和芯轴；

所述芯轴转动配合于所述主轴套内；

所述芯轴包括碳纤维内层、中间层、碳纤维外层；相邻各层之间分别通过粘胶层粘合连接；

所述碳纤维外层外侧设有表层，所述表层的内侧嵌入所述碳纤维外层的外侧，所述表层的外侧为平滑的圆柱面。

2.根据权利要求1所述的碳纤维主轴，其特征在于：

所述碳纤维内层和所述碳纤维外层的构成材料为T300、T700或T800；

所述粘胶层为环氧树脂。

3.根据权利要求1-2任一项所述的碳纤维主轴，其特征在于：

所述表层和所述中间层均为钢，所述表层的内侧面渗入所述碳纤维外层的缝隙并与所述碳纤维外层嵌合，与所述中间层相互熔结。

4.根据权利要求3所述的碳纤维主轴，其特征在于：

所述表层厚度为1-2mm。

5.一种滑枕结构，其特征在于：

所述滑枕结构包括权利要求1-4任一项所述的碳纤维主轴，还包括具备配合孔的滑枕套；

所述碳纤维主轴的主轴套配合连接于所述滑枕套的配合孔。

6.根据权利要求5所述的滑枕结构，其特征在于：

所述滑枕套一端设有连接架，所述连接架用于驱动芯轴转动的驱动机构。

7.根据权利要求6所述的滑枕结构，其特征在于：

所述主轴套具有用于连接所述滑枕套的法兰盘。

8.根据权利要求6所述的滑枕结构，其特征在于：

所述连接架共有两个，两个所述连接架沿所述配合孔的轴线方向间隔设置。

9.根据权利要求6所述的滑枕结构，其特征在于：

所述滑枕套具有缺口，所述连接架位于所述缺口处。

10.一种机床，其特征在于：

所述机床包括车身、横梁、托板和权利要求5-9任一项所述的滑枕结构；

所述横梁滑动配合于所述车身，并能够沿X方向滑动；

所述托板滑动配合于所述横梁，并能够沿Y方向滑动；

所述滑枕结构滑动配合于所述托板，并能够沿Z向滑动。