CN109500735A - 一种双砂轮电主轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双砂轮电主轴，包括机体、主轴、定子、转子、后轴承、后轴承座、前轴承、前端盖、后端盖及第一砂轮和第二砂轮，主轴安装在机体内部轴线位置，定子固定在机体内壁，转子安装在主轴上，转子与定子相配合，主轴通过安装在其两端的前轴承和后轴承支承，后轴承安装在后轴承座内，后轴承座安装在机体的后端，后端盖套在后轴承座上，前端盖套在机体的前端并与前轴承抵压，主轴伸出前端盖的一端分别设有用于安装第一砂轮和第二砂轮的第一砂轮安装位和第二砂轮安装位。该双砂轮电主轴实现第一砂轮和第二砂轮同时进行加工，提高了加工效率，降低了加工成本。

Description

一种双砂轮电主轴

技术领域

本发明涉及电主轴技术领域，尤其涉及一种双砂轮电主轴。

背景技术

现有磨削加工中，通常的电主轴的轴端都只能安装一个砂轮进行磨削加工，不能安装两个砂轮进行加工，加工效率低下；其次在加工套筒类零件的内圆和外圆时，一般都是通过一个外圆磨床来实现外圆磨削加工，一个内圆磨床来实现内圆磨削加工，这样的加工由于多次装夹、更换机床，既加工效率低、加工精度低，同时又增加了成本。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种双砂轮电主轴，以提高加工效率及降低加工成本。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种双砂轮电主轴，包括机体、主轴、定子、转子、后轴承、后轴承座、前轴承、前端盖及后端盖，所述主轴安装在所述机体内部轴线位置，所述定子固定在所述机体内壁，所述转子安装在所述主轴上，所述转子与所述定子相配合，所述主轴通过安装在其两端的所述前轴承和所述后轴承支承，所述后轴承安装在所述后轴承座内，所述后轴承座安装在所述机体的后端，所述后端盖套在所述后轴承座上，所述前端盖套在所述机体的前端并与所述前轴承抵压，还包括第一砂轮和第二砂轮，所述主轴伸出所述前端盖的一端分别设有用于安装所述第一砂轮和所述第二砂轮的第一砂轮安装位和第二砂轮安装位。

进一步地，所述主轴伸出所述前端盖的一端的横截面呈凸形面，所述凸形面包括主体段及凸出段，所述凸出段与所述主体段垂直，所述第一砂轮安装位设于所述主体段，所述第二砂轮安装位设于所述凸出段。

进一步地，所述双砂轮电主轴还包括第一砂轮锁紧螺母，所述第一砂轮锁紧螺母套在所述第一砂轮上。

进一步地，所述双砂轮电主轴还包括第二砂轮压盖，所述第二砂轮压盖套在所述第二砂轮上。

进一步地，所述双砂轮电主轴还包括预紧弹簧及弹簧垫片，所述后轴承座设有用于容纳所述预紧弹簧的收容槽，所述弹簧垫片的一端与所述后轴承抵持，所述弹簧垫片的另一端与所述预紧弹簧抵压。

进一步地，所述双砂轮电主轴还包括气路通道，所述气路通道包括开设于所述后端盖内部的第一气路通道、开设于所述后轴承座内部的第二气路通道、开设于所述机体内部的第三气路通道及开设于所述前端盖内部的第四气路通道，所述第一气路通道、第二气路通道、第三气路通道及第四气路通道依次相互连通，所述前端盖设有与所述第四气路通道连通的环槽，所述前端盖的内壁与所述主轴的内壁之间形成有迷宫间隙，所述环槽与所述迷宫间隙连通，所述环槽的端部设有堵头。

进一步地，所述双砂轮电主轴还包括环形块，所述环形块套在所述主轴的前端，且所述环形块的外壁与所述前端盖的第一内端面抵压，所述环形块的端部与所述前端盖的第二内端面抵压；所述环形块开设有多个环形通孔，所述环槽与所述环形通孔连通。

进一步地，所述双砂轮电主轴还包括密封组件，所述密封组件包括设在所述第一气路通道和第二气路通道两者连接位置的第一密封圈、设在所述第二气路通道和第三气路通道两者连接位置的第二密封圈、设在第三气路通道和第四气路通道两者连接位置的第三密封圈。

进一步地，所述双砂轮电主轴还包括定子温度传感器，所述定子温度传感器安装在所述主轴内部。

进一步地，所述双砂轮电主轴还包括后轴承锁紧螺母和前轴承锁紧螺母，所述后轴承锁紧螺母套在所述主轴的后端并与所述后轴承抵压，所述前轴承锁紧螺母套在所述主轴的前端并与所述前轴承抵压。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

通过在主轴的一端设有第一砂轮安装位和第二砂轮安装位，使之可以安装第一砂轮和第二砂轮，从而实现第一砂轮和第二砂轮同时进行加工，提高了加工效率，降低了加工成本。另外，针对套筒类零件的加工，该主轴的一端的第一砂轮安装位和第二砂轮安装位可以同时安装内圆磨和外圆磨砂轮，可以一次装夹，从而实现了对同一工件进行外圆磨削加工和内圆磨削加工，提高了加工效率、降低了加工成本，提高了零件加工精度，特别是提高了套筒类零件的内圆和外圆的互为同轴度的精度。

附图说明

图1为本发明提供的一种双砂轮电主轴的剖视图。

图中：1、机体；2、主轴；3、定子；4、转子；5、前轴承；6、前端盖；7、后轴承；8、后轴承座；9、后端盖；10、第一砂轮；11、第二砂轮；12、第一砂轮锁紧螺母；13、第二砂轮压盖；14、预紧弹簧；15、弹簧垫片；16、第一气路通道；17、第二气路通道；18、第三气路通道；19、第四气路通道；20、环槽；21、迷宫间隙；22、堵头；23、第一密封圈；24、第二密封圈；25、第三密封圈；26、后轴承锁紧螺母；27、前轴承锁紧螺母；28、压盖螺钉；29、环形块；30、环形通孔；31、平衡块；32、钢球；33、紧定螺钉。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示，为本发明提供的一种双砂轮电主轴，包括机体1、主轴2、定子3、转子4、后轴承7、后轴承座8、前轴承5、前端盖6、后端盖9、第一砂轮10和第二砂轮11，主轴2安装在机体1内部轴线位置，定子3固定在机体1内壁，转子4安装在主轴2上，转子4与定子3相配合，主轴2通过安装在其两端的前轴承5和后轴承7支承，后轴承7安装在后轴承座8内，后轴承座8安装在机体1的后端，后端盖9套在后轴承座8上，前端盖6套在机体1的前端并与前轴承5抵压，主轴2伸出前端盖6的一端分别设有用于安装第一砂轮10和第二砂轮11的第一砂轮安装位和第二砂轮安装位。

在上述结构基础，工作时，先在电机定子3端接通符合要求的三相交流变频电源驱动主轴2恒扭矩高速旋转，使安装在主轴2轴端的第一砂轮10和第二砂轮11进行高效率、高精度的磨削加工，并可根据具体工作要求选择不同工作转速。本实施例通过在主轴2的一端设有第一砂轮安装位和第二砂轮安装位，使之可以安装第一砂轮10和第二砂轮11，以使主轴2可以带动第一砂轮10和第二砂轮11同时转动，从而实现第一砂轮10和第二砂轮11可以同时进行加工，提高了加工效率，降低了加工成本。另外，针对套筒类零件的加工，该主轴2的一端的第一砂轮安装位和第二砂轮安装位可以同时安装内圆磨和外圆磨砂轮，可以一次装夹，从而实现了对同一工件进行外圆磨削加工和内圆磨削加工，提高了加工效率、降低了加工成本，提高了零件加工精度，特别是提高了套筒类零件的内圆和外圆的互为同轴度的精度。

另外，本实施例的定子3外侧可安装水套，使定子3在工作时能得到充分的冷却，转子4主要用永磁体制成，不仅体积小，而且发热少，定子3与转子4组成的电机既节省了空间，降低了功耗，又为主轴2提供了充足的驱动力。其中，转子4与主轴2可采用过盈组装，通入压力油后可拆卸，不损伤零件，方便后期维护保养。

在本实施例中，前轴承5和后轴承7用于支承主轴2，前端盖6和后端盖9分别对前轴承5和后轴承7进行防护；优选地，本实施例的前轴承5和后轴承7均为角接触球轴承。角接触球轴承结构简单，可同时承受径向和轴向载荷，具有较高的旋转精度和极限转速，摩擦力矩比较小，同样的外型尺寸比深沟球轴承动、静载荷容量大，温升低且噪音小。

优选地，该双砂轮电主轴还包括后轴承锁紧螺母26和前轴承锁紧螺母27，后轴承锁紧螺母26套在主轴2的后端并与后轴承7抵压，前轴承锁紧螺母27套在主轴2的前端并与前轴承5抵压。通过设置后轴承锁紧螺母26和前轴承锁紧螺母27，能够防止轴承和前轴承5松动以及起到定位作用。

具体地，主轴2伸出前端盖6的一端的横截面呈凸形面，凸形面包括主体段及凸出段，凸出段与主体段垂直，第一砂轮10安装位设于主体段，第二砂轮11安装位设于凸出段。通过在主体段及凸出段分别安装第一砂轮10和第二砂轮11，装配方便、结构紧凑，同时使第一砂轮10和第二砂轮11可以同时加工。

优选地，该双砂轮电主轴还包括第一砂轮锁紧螺母12，第一砂轮锁紧螺母12套在第一砂轮10上。通过第一砂轮锁紧螺母12锁紧第一砂轮10，使第一砂轮10加工稳定。另外，第一砂轮锁紧螺母12上安装有平衡组件。其中，平衡组件包括平衡块31、钢球32及紧定螺钉33，在第一砂轮锁紧螺母12上开设还有凹槽，平衡块31嵌设于凹槽内，平衡块31具有轴向通孔和径向通孔，钢球32位于平衡块31呃逆，紧定螺钉33自轴向通孔攻入平衡块31内。当紧定螺钉33旋紧时，钢球32便会被顶至径向通孔内，从而将平衡块31涨紧在凹槽的两侧壁之间，进而可防止平衡组件被高速旋转的砂轮甩出；当将紧定螺钉33旋松时，平衡块31与凹槽侧壁间的顶紧程度便会减小，这时平衡块31便可在凹槽内挪动，从而实现砂轮的平衡。

优选地，该双砂轮电主轴还包括第二砂轮压盖13，第二砂轮压盖13套在第二砂轮11上。通过设置第二砂轮压盖13，用来对第二砂轮11和主轴2进行防护。另外，第二砂轮压盖13通过压盖螺钉28固定在主轴2上。

优选地，该双砂轮电主轴还包括预紧弹簧14及弹簧垫片15，后轴承座8设有用于容纳预紧弹簧14的收容槽，弹簧垫片15的一端与后轴承7抵持，弹簧垫片15的另一端与预紧弹簧14抵压。通过对后轴承7施加弹簧预紧力，保证主轴2轴端有足够的刚度，同时由于后轴承7是弹性预紧，可以降低主轴2热膨胀对主轴2性能的影响；这样的轴承配置方式可保证主轴2高速运转时，轴端有足够的刚度，同时保证了主轴2的温升值小、振动值小、寿命长，从而实现在不同的环境下恒扭矩进行磨削加工，有效的保证了高精度加工的需要。

优选地，该双砂轮电主轴还包括气路通道，气路通道包括开设于后端盖9内部的第一气路通道16、开设于后轴承座8内部的第二气路通道17、开设于机体1内部的第三气路通道18及开设于前端盖6内部的第四气路通道19，其中，第一气路通道16、第二气路通道17、第三气路通道18及第四气路通道19依次相互连通，前端盖6设有与第四气路通道19连通的环槽20，前端盖6的内壁与主轴2的内壁之间形成有迷宫间隙21，环槽20与迷宫间隙21连通，环槽20的端部设有堵头22。

在本实施例中，主轴2工作时，先往主轴2内部通入符合要求的压力空气，再接通三相电驱动主轴2转动工作；其中，压力空气从后端盖9的第一气路通道16流入，然后依次经第二气路通道17、第三气路通道18和第四气路通道19，接着从环槽20均匀流进由前端盖6和主轴2形成的迷宫间隙21内，由于环槽20的端部设有堵头22，使之主轴2内部形成密封气压；该气路通道和迷宫结构不仅可以带走因轴承高速旋转摩擦而产生的热量，同时阻止了污水、磨削屑、气体等进入主轴2，延长了主轴2的使用寿命。

优选地，该双砂轮电主轴还包括环形块29，环形块29套在主轴2的前端，且环形块29的外壁与前端盖6的第一内端面抵压以及环形块29的端部与前端盖6的第二内端面抵压；环形块29开设有多个环形通孔30，环槽20与环形通孔30连通。

在上述结构基础，通过在前端盖6和主轴2之间增加环形块29，使压力空气可以从滑槽流入环形通孔30中，以形成密封气压，进一步提高主轴2的密性效果，以及延长了主轴2的使用寿命。

另外，本实施例的环形通孔30以环形块29的中心轴线为基点呈环形阵列设置，其中，环形通孔30的数量可以根据实际情况设定，比如可以是六个、十二个等，这里不做具体限定。

具体地，为了提高主轴2的气封效果，该双砂轮电主轴还包括密封组件，密封组件包括设在第一气路通道16和第二气路通道17两者连接位置的第一密封圈23、设在第二气路通道17和第三气路通道18两者连接位置的第二密封圈24、设在第三气路通道18和第四气路通道19两者连接位置的第三密封圈25。其中，本实施例的第一密封圈23、第二密封圈24和第三密封圈25优选为O型密封圈。当然，第一密封圈23、第二密封圈24和第三密封圈25还可以选择其他类型密封，只要能保证密封性良好即可。

优选地，该双砂轮电主轴还包括温度传感器(图未示出)，温度传感器安装在主轴2内部。其中，本实施例的温度传感器与冷却***的控制装置连接，通过利用独立的循环冷却***对产生的热量进行冷却，利用温度传感器控制冷却时间，对主轴2及轴承的温度进行时时监控，可及时有效地反馈、监控主轴2工作状态。本实施例利用温度传感器控制冷却时间，解决了高速主轴2温升问题，保证了高速主轴2的旋转精度，以及保证了安全生产。另外，本实施例的温度传感器可以是非接触式传感器，其中，温度传感器的探头对准主轴2。

本实施例的双砂轮电主轴集成内置电机、角接触球轴承、气封结构、测温***于一体的轴端可同时安装两个砂轮进行加工的机电一体化组件，具有高转速、高刚度、高精度的特点。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种双砂轮电主轴，包括机体、主轴、定子、转子、后轴承、后轴承座、前轴承、前端盖及后端盖，所述主轴安装在所述机体内部轴线位置，所述定子固定在所述机体内壁，所述转子安装在所述主轴上，所述转子与所述定子相配合，所述主轴通过安装在其两端的所述前轴承和所述后轴承支承，所述后轴承安装在所述后轴承座内，所述后轴承座安装在所述机体的后端，所述后端盖套在所述后轴承座上，所述前端盖套在所述机体的前端并与所述前轴承抵压，其特征在于，还包括第一砂轮和第二砂轮，所述主轴伸出所述前端盖的一端分别设有用于安装所述第一砂轮和所述第二砂轮的第一砂轮安装位和第二砂轮安装位。

2.如权利要求1所述的双砂轮电主轴，其特征在于，所述主轴伸出所述前端盖的一端的横截面呈凸形面，所述凸形面包括主体段及凸出段，所述凸出段与所述主体段垂直，所述第一砂轮安装位设于所述主体段，所述第二砂轮安装位设于所述凸出段。

3.如权利要求1所述的双砂轮电主轴，其特征在于，所述双砂轮电主轴还包括第一砂轮锁紧螺母，所述第一砂轮锁紧螺母套在所述第一砂轮上。

4.如权利要求1所述的双砂轮电主轴，其特征在于，所述双砂轮电主轴还包括第二砂轮压盖，所述第二砂轮压盖套在所述第二砂轮上。

5.如权利要求1所述的双砂轮电主轴，其特征在于，所述双砂轮电主轴还包括预紧弹簧及弹簧垫片，所述后轴承座设有用于容纳所述预紧弹簧的收容槽，所述弹簧垫片的一端与所述后轴承抵持，所述弹簧垫片的另一端与所述预紧弹簧抵压。

6.如权利要求1所述的双砂轮电主轴，其特征在于，所述双砂轮电主轴还包括气路通道，所述气路通道包括开设于所述后端盖内部的第一气路通道、开设于所述后轴承座内部的第二气路通道、开设于所述机体内部的第三气路通道及开设于所述前端盖内部的第四气路通道，所述第一气路通道、第二气路通道、第三气路通道及第四气路通道依次相互连通，所述前端盖设有与所述第四气路通道连通的环槽，所述前端盖的内壁与所述主轴的内壁之间形成有迷宫间隙，所述环槽与所述迷宫间隙连通，所述环槽的端部设有堵头。

7.如权利要求6所述的双砂轮电主轴，其特征在于，所述双砂轮电主轴还包括环形块，所述环形块套在所述主轴的前端，且所述环形块的外壁与所述前端盖的第一内端面抵压，所述环形块的端部与所述前端盖的第二内端面抵压；所述环形块开设有多个环形通孔，所述环槽与所述环形通孔连通。

8.如权利要求6所述的双砂轮电主轴，其特征在于，所述双砂轮电主轴还包括密封组件，所述密封组件包括设在所述第一气路通道和第二气路通道两者连接位置的第一密封圈、设在所述第二气路通道和第三气路通道两者连接位置的第二密封圈、设在第三气路通道和第四气路通道两者连接位置的第三密封圈。

9.如权利要求1所述的双砂轮电主轴，其特征在于，所述双砂轮电主轴还包括温度传感器，所述温度传感器安装在所述主轴内部。

10.如权利要求1所述的双砂轮电主轴，其特征在于，所述双砂轮电主轴还包括后轴承锁紧螺母和前轴承锁紧螺母，所述后轴承锁紧螺母套在所述主轴的后端并与所述后轴承抵压，所述前轴承锁紧螺母套在所述主轴的前端并与所述前轴承抵压。