CN110238415A - 车床主轴 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车床主轴，包括轴芯、套设在轴芯上的本体，轴芯上套设有用于驱动轴芯转动的皮带轮组件，皮带轮组件包括套设在轴芯上的带轮、套设在轴芯上且与带轮固定连接并用于驱动轴芯转动的驱动环，带轮和轴芯之间套设有第一减震件，带轮和驱动环的固定连接处设置有第二减震件。本发明提供的车床主轴在带轮和轴芯之间套设第一减震件，在驱动环和带轮的连接处设置第二减震件，带轮产生的振动被第一减震件和第二减震件被极大地减弱，以防轴芯在转动的过程中位于与带轮的套设处发生径向串动，防止轴芯在转动的过程中位于与驱动环的套设处发生径向串动，保证了轴芯转动过程中的稳定性，使得车床主轴所加工得到的加工件精度更高。

Description

车床主轴

技术领域

本发明属于车床加工技术领域，更具体地说，是涉及一种车床主轴。

背景技术

车床主轴指的是车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，如车床主轴，有的用来装夹工件，如心轴。

目前，行业内的车床主轴的传动件多采用皮带和带轮的传动方式。

由于皮带在传动的过程中稳定性较差，容易发生振动，皮带的振动传递给轴芯，导致轴芯在转动的过程中发生较大的径向串动，使得加工件的表面产生振刀纹和加工尺寸不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车床主轴，以解决现有技术中存在的传动稳定性差而导致加工精度低的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种车床主轴，包括轴芯、套设在所述轴芯上的本体，所述轴芯上套设有用于驱动所述轴芯转动的皮带轮组件，所述皮带轮组件包括套设在所述轴芯上的带轮、套设在所述轴芯上且与所述带轮固定连接并用于驱动所述轴芯转动的驱动环，所述带轮和所述轴芯之间套设有第一减震件，所述带轮和所述驱动环的固定连接处设置有第二减震件。

进一步地，所述第一减震件包括设置于所述带轮的内圈的减震轴承以及设置于所述减震轴承的内圈的内套，所述内套靠近所述本体的一端与所述本体的端部固定连接。

优选地，所述内套与所述轴芯间隙配合，所述间隙配合的范围为0.05～0.5mm。

进一步地，所述第二减震件包括固定在所述的带轮端部且靠近所述驱动环的压盖，还包括连接所述压盖和所述驱动环的连接件以供所述连接件插接的减震套，所述驱动环上开设有用于容置所述减震套的连接孔。

优选地，所述的带轮端部且靠近所述驱动环固定有压盖，所述第二减震件包括连接所述压盖和所述驱动环的连接件以供所述连接件插接的减震套，所述驱动环上开设有用于容置所述减震套的连接孔。

进一步地，所述轴芯上还套设有第一轴承组和第二轴承组，所述第一轴承组和所述第二轴承组分别位于所述本体的两端且外圈均抵接所述本体的内圈；所述内套封闭所述第二轴承组的一端部，所述本体上还设置有抵顶所述第二轴承组另一端的弹性预紧件，所述第一轴承组包括至少一个轴承以及套设在所述轴芯上且用于封闭所述第一轴承组一端的轴承的压板，所述第一轴承组另一端的轴承抵接所述本体。

优选地，所述第二轴承组包括滑套以及至少一个轴承，所述滑套套设在所述第二轴承组的轴承的外圈且靠近所述本体的端部抵接所述弹性预紧件；所述第二轴承组的轴承与所述滑套过盈配合，所述过盈配合的范围为0.001～0.005mm。

进一步地，所述压板与所述轴芯形成迷宫式回路，所述轴芯远离所述驱动环的一端设置有用于封闭所述轴芯和所述压板的防尘盖。

进一步地，所述本体的外部周向表面开设有冷却水路，所述冷却水路呈螺旋形，所述本体上还套设有用于封闭所述冷却水路的O形圈。

进一步地，所述本体上设置有编码器，所述带轮上设置有磁环，所述编码器和所述磁环用于监测并控制所述轴芯的运转速度。

本发明提供的车床主轴的有益效果在于：与现有技术相比，本发明在带轮和轴芯之间套设第一减震件，在驱动环和带轮的连接处设置第二减震件，带轮产生的振动在经过第一减震件后被极大地减弱，使得带轮产生的振动对轴芯的影响极大地被减小，以防轴芯在转动的过程中位于与带轮的套设处发生径向串动。带轮在将转动传递给驱动环时，同样会把振动的传递给驱动环，带轮所产生的振动在经过第二减震件时被极大地减弱，使得驱动环受到带轮的影响被减小，从而使得的轴芯和驱动环的套接更加稳定，以防轴芯在转动的过程中位于与驱动环的套设处发生径向串动，保证了轴芯转动过程中的稳定性，使得车床主轴所加工得到的加工件精度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车床主轴的结构示意图；

图2为沿图1中A-A线的剖视结构图；

图3为本发明实施例提供的迷宫式回路的放大图；

图4为本发明实施例提供的车床主轴的另一视角的剖视结构图。

其中，图中各附图主要标记：

1、轴芯；2、本体；

3、皮带轮组件；31、带轮；32、驱动环；

4、第一减震件；41、减震轴承；42、内套；

5、第二减震件；51、压盖；52、连接件；53、减震套；

6、第一轴承组；61、压板；

7、第二轴承组；71、滑套；

8、弹性预紧件；9、迷宫式回路；10、防尘盖；11、冷却水路；12、O形圈；13、编码器；14、磁环；15、锁紧螺母；

16、隔圈；161、内圈；162、外圈；

17、第一压环；18、第二压环。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请一并参阅图1、图2及图4，现对本发明实施例提供的车床主轴进行说明。所述车床主轴，包括轴芯1、本体2，轴芯1上套设有皮带轮组件3。本体2套设在轴芯1上，皮带轮组件3通过外接电机驱动从而带动轴芯1转动；其中，皮带轮组件3包括固定连接的带轮31和驱动环32，带轮31和驱动环32均套设在轴芯1上，驱动环32随着带轮31在转动的带动轴芯1转动，轴芯1上还套设有将驱动环32锁紧在轴芯1上的锁紧螺母15。带轮31和轴芯1之间套设有第一减震件4，带轮31和驱动环32的固定连接处设置有第二减震件5，第一减震件4和第二减震件5均用来减轻由于带轮31在转动过程中产生的振动，第一减震件4有助于减轻带轮31和轴芯1连接处的振动，第二减震件5有助于减轻驱动环32和轴芯1连接处的振动，极大地减小了轴芯1在转动过程中的径向串动。

本发明提供的车床主轴，与现有技术相比，在带轮31和轴芯1之间套设第一减震件4，在驱动环32和带轮31的连接处设置第二减震件5，带轮31产生的振动在经过第一减震件4后被极大地减弱，使得带轮31产生的振动对轴芯1的影响极大地被减小，以防轴芯1在转动的过程中位于与带轮31的套设处发生径向串动。带轮31在将转动传递给驱动环32时，同样会把振动的传递给驱动环32，带轮31所产生的振动在经过第二减震件5时被极大地减弱，使得驱动环32受到带轮31的影响被减小，从而使得的轴芯1和驱动环32的套接更加稳定，以防轴芯1在转动的过程中位于与驱动环32的套设处发生径向串动，保证了轴芯1转动过程中的稳定性，使得车床主轴所加工得到的加工件精度更高。

进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的车床主轴的一种具体实施方式，第一减震件4包括减震轴承41和内套42，减震轴承41套设在内套42和带轮31之间，内套42靠近本体2的端部与本体2的端部固定连接，在本实施例中，内套42和本体2的端部采用螺钉但不仅限于螺钉固定，还可采用焊接铆接等其他固定连接的方式。带轮31的在转动过程中产生的振动经过减震轴承41第一次减震后再被内套42进行二次减震，极大地减小了带轮31与轴芯1之间的套设位置的振动。当然，在其他实施例中，还可选择一些质软或者具有良好弹性的部件套设在带轮31和轴芯1之间。

优选地，请参阅图2，内套42和轴芯1之间采用间隙配合的方式，内套42是和带轮31具有连接关系且最靠近轴芯1的部分，间隙配合的方式更进一步的减小了由内套42传递而来的振动，甚至可以视为内套42传递给轴芯1的振动完全由内套42吸收，轴芯1所接收的振动完全消失，轴芯1与内套42连接的位置不再产生径向串动。在本实施例中，经具体的实验设计，内套42和轴芯1之间的最优间隙配合范围为0.05～0.5mm，当然，在其他实施例中，还可根据实际情况和需求设计该间隙配合的范围。

进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的车床主轴的一种具体实施方式，带轮31靠近驱动环32的端部固定有压盖51，第二减震件5包括用于连接压盖51和驱动环32的连接件52和减震套53，连接件52固定插接在减震套53中，驱动环32的端面开设有用于容置和固定减震套53的连接孔。带轮31的转动通过压盖51和连接件52传递给驱动环32，连接件52插接在减震套53中，减震套53极大地减小了由带轮31传递来的振动，从而减小了驱动环32和轴芯1连接处的振动，减小了轴芯1在和驱动环32连接处的径向串动。在本实施例中，连接件52选用为定位销，减震套53选用为胶套，胶套质软具有良好的弹性。当然，在其他实施例中，连接件52还可选用螺钉或者铆钉，减震套53还可选用其他具有质软和良好弹性的部件和连接件52连接在一起。

优选地，请参阅图2，轴芯1和驱动环32采用锥度配合的方式套接在一起，轴芯1与驱动环32的连接面为锥面，该锥面的径向尺寸沿着朝向驱动环32的方向逐渐减小，驱动环32的通孔相应开设为锥形孔。轴芯1和驱动环32采用锥度的配合，提高了驱动环32的互换性，使得产品的重复定位精度大大提高。当然，轴芯1与内套42或者其他套设在轴芯1上的部件同样可以采用锥度配合的方式，原理和前述的锥度配合相同。

进一步地，请参阅图2，轴芯1上还套设有第一轴承组6和第二轴承组7，第一轴承组6和第二轴承组7均套设在轴芯1和本体2之间，第一轴承组6和第二轴承组7分别位于本体2的两端；第一轴承组6和第二轴承组7在起到保持轴芯1中心位置的同时还将本体2和轴芯1之间隔开，减小了轴芯1转动过程中受到的摩擦力作用。内套42封闭了第二轴承组7的一端端部，本体2上还设置有弹性预紧件8，弹性预紧件8抵顶在第二轴承组7的另一端端部，使得第二轴承组7被限制在轴芯1和本体2之间的特定位置上。弹性预紧件8增强了本体2和滑套71连接的柔性，以防第二轴承组7的轴承在滑套71和内套42之间发生卡死的状况。第一轴承组6包括压板61和至少一个轴承，压板61套设在轴芯1上且封闭了第一轴承组6其中一端的轴承，第一轴承组6另一端的轴承和本体2抵接。压板61将上述轴承在轴芯1上压紧，以防轴承在轴芯1的轴向发生位移。在其他实施例中，还可采用刚性预紧的方式。第一轴承组6的各个轴承之间设置有套设在轴芯1上的隔圈16，隔圈16分为内圈161和外圈162，其中内圈161套设在轴芯1上，外圈162套设在内圈161和本体2之间。轴芯1上还套设有第一压环17，第一压环17位于本体2和轴芯1之间，第一压环17抵接在远离压板61的轴承的端部，第一压环17配合压板61将第一轴承组6的轴承压紧，将第一轴承组6的轴承沿着轴芯1的轴向位置限定，轴芯1上还套设有用于将第一压环17锁紧在轴芯1上的锁紧螺母15。

优选地，请参阅图2，第二轴承组7包括滑套71和至少一个轴承，滑套71套设在第二轴承组7的轴承的外圈162和本体2的内圈161之间，滑套71靠近本体2一端的端部抵接弹性预紧件8。滑套71和本体2之间采用过渡配合的方式连接，在弹性预紧件8的作用下，滑套71可在本体2的内壁沿着轴芯1的轴向滑动，使得第二轴承组7的所有轴承的外圈162均被滑套71的内壁所包围，轴芯1上还套设有锁紧螺母15和第二压环18，该第二压环18抵接在靠近滑套71的一端，第二压环18套设在轴芯1和滑套71之间，该锁紧螺母15与远离本体2的轴承端部抵接，锁紧螺母15和第二压环18将轴承锁紧在滑套71内。在本实施例中，第二轴承组7的轴承和滑套71为过盈配合，并使用热装法的方式将第二轴承组7的轴承和滑套71连接在一起，使得滑套71和第二轴承组7的轴承连接更加牢固和紧密，经具体的实验设计，第二轴承组7的轴承和滑套71的最优过盈配合的范围为0.001～0.005mm。另外，在本实施例中，第一轴承组6的轴承和第二轴承组7的轴承均选用角接触轴承，角接触轴承的作用在此不再赘述，当然，在其他实施例中，还可根据实际情况和需求选择第一轴承组6的轴承和第二轴承组7的轴承的类型。

进一步地，请参阅图3，压板61和轴芯1之间形成了迷宫式回路9，轴芯1远离驱动环32的一端设置有防尘盖10，防尘盖10用于封闭轴芯1和压板61，防尘盖10位于最外部，起到第一级防水防尘作用，迷宫式回路9起到第二级防水防尘的作用，以防外界的水分或者加工粉尘进入轴芯1和轴承的连接处，起到了良好的保护作用。

进一步地，请参阅图1及图4，本体2的外部周向表面开设有用于冷却本体2的冷却水路11，使得轴芯1在不断地转动的过程中，得到良好的冷却作用，以防轴芯1和本体2的温度过高。在本实施例中，冷却水路11呈螺旋形，以增大冷却水路11和本体2的接触面积，使得本体2得到更加良好的冷却效果。本体2上还套设有封闭冷却水路11的O形圈12，以防冷却水路11内的水流影响到其他部分。

进一步地，请参阅图1及图2，本体2上还设置有编码器13和磁环14，编码器13和磁环14用来实时监测并控制轴芯1的转速，轴芯1在转动的过程中，编码器13和磁环14实时获取轴芯1的转动速度并不断监测和分析是否符合当前的转速要求，若轴芯1的当前转速与实际要求存在偏差，则编码器13和磁环14则将所监测和分析的信号和命令发送给电机，通过电机改变转速从而改变轴芯1的转速，编码器13和磁环14的工作原理在此不再赘述。本实施例中采用的本电机具有结构紧凑、质量轻、惯性小、振动小、噪音低等特点，轴芯1的最高转速可达到1.2万转，所以可以实现高转速、高精度及高运转稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车床主轴，包括轴芯、套设在所述轴芯上的本体，所述轴芯上套设有用于驱动所述轴芯转动的皮带轮组件，其特征在于：所述皮带轮组件包括套设在所述轴芯上的带轮、套设在所述轴芯上且与所述带轮固定连接并用于驱动所述轴芯转动的驱动环，所述带轮和所述轴芯之间套设有第一减震件，所述带轮和所述驱动环的固定连接处设置有第二减震件。

2.如权利要求1所述的车床主轴，其特征在于：所述第一减震件包括设置于所述带轮的内圈的减震轴承以及设置于所述减震轴承的内圈的内套，所述内套靠近所述本体的一端与所述本体的端部固定连接。

3.如权利要求2所述的车床主轴，其特征在于：所述内套与所述轴芯间隙配合，所述间隙配合的范围为0.05～0.5mm。

4.如权利要求1所述的车床主轴，其特征在于：所述的带轮端部且靠近所述驱动环固定有压盖，所述第二减震件包括连接所述压盖和所述驱动环的连接件以供所述连接件插接的减震套，所述驱动环上开设有用于容置所述减震套的连接孔。

5.如权利要求1所述的车床主轴，其特征在于：所述轴芯与所述驱动环的连接面为锥面且所述锥面的径向尺寸沿着指向所述驱动环的方向逐渐减小，所述驱动环的通孔为与所述锥面匹配的锥形孔。

6.如权利要求2所述的车床主轴，其特征在于：所述轴芯上还套设有第一轴承组和第二轴承组，所述第一轴承组和所述第二轴承组分别位于所述本体的两端且外圈均抵接所述本体的内圈；所述内套封闭所述第二轴承组的一端部，所述本体上还设置有抵顶所述第二轴承组另一端的弹性预紧件，所述第一轴承组包括至少一个轴承以及套设在所述轴芯上且用于封闭所述第一轴承组一端的轴承的压板，所述第一轴承组另一端的轴承抵接所述本体。

7.如权利要求6所述的车床主轴，其特征在于：所述第二轴承组包括滑套以及至少一个轴承，所述滑套套设在所述第二轴承组的轴承的外圈且靠近所述本体的端部抵接所述弹性预紧件；所述第二轴承组的轴承与所述滑套过盈配合，所述过盈配合的范围为0.001～0.005mm。

8.如权利要求6所述的车床主轴，其特征在于：所述压板与所述轴芯形成迷宫式回路，所述轴芯远离所述驱动环的一端设置有用于封闭所述轴芯和所述压板的防尘盖。

9.如权利要求1所述的车床主轴，其特征在于：所述本体的外部周向表面开设有冷却水路，所述冷却水路呈螺旋形，所述本体上还套设有用于封闭所述冷却水路的O形圈。

10.如权利要求1所述的车床主轴，其特征在于：所述本体上设置有编码器，所述带轮上设置有磁环，所述编码器和所述磁环用于监测并控制所述轴芯的运转速度。