CN117324918A - 一种磁钢一体电主轴轴承的安装装置及安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁钢一体电主轴轴承的安装装置及安装方法，主要包括基座、设置于基座上的下顶尖座、立柱以及导轨、上滑动机构、下滑动机构、所述上滑动机构与下滑动机构分别与上顶尖座以及轴承安装托座相连，设置于上、下滑动机构上的摇动机构以及锁紧机构，能够实现滑动机构沿导轨上下滑动及任意位置锁紧。本发明还公开了一种磁钢一体电主轴轴承的安装工装使用方法。本发明的工装装置保证了轴承受力均匀地通过强磁区，降低了装配难度，控制了轴承装配质量，降低了工人劳动强度避免，轴承装配重复性能好；可满足不同长度磁钢一体电主轴不同规格轴承、不同位置的安装需求，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及机床设备技术领域，尤其涉及一种磁钢一体电主轴轴承的安装装置及安装方法。
背景技术
当机床主轴由内装式电动机直接驱动，这种将电动机主轴与机床主轴“合二为一”的结构称为电主轴，它省去了皮带、齿轮或联轴器的传动环节，缩短了主传动链长度，有效改善了主轴的整体性能。
常规的电主轴采用机床主轴上套装电机转子方式实现“可拆式”目的，但会造成电主轴外径尺寸较大，限制了机床砂轮转速的提高，从而制约了数控机床加工精度的进一步提高。因此，磁钢一体电主轴应用而生，如图1所示，它是在电主轴外面设置磁性材料，因此明显缩小了电主轴外径尺寸，从而满足配置转速更快的小直径砂轮，有助于进一步提高机床的加工精度。
目前，磁钢一体电主轴轴承安装时由于轴承缺少支撑固定，然而轴承与电主轴同心等间距通过强磁区时无法实现安装到位，且无法保证轴承的安装精度。
发明内容
针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种磁钢一体电主轴轴承的安装装置及安装方法。
为达到以上目的，本发明的技术方案为：
一种磁钢一体电主轴轴承的安装装置，包括：基座，所述基座上安装有立柱和下顶尖座，所述顶尖座设置于立柱一侧；所述立柱上设置有可滑动的上滑动机构和下滑动机构，所述上滑动机构上设置有上顶尖座，所述下滑动机构上设置有用于安主轴的轴承安装托座，所述主轴的顶部和尾部分别与上顶尖座、下顶尖座夹紧；所述轴承安装托座位于上顶尖座与下顶尖座之间。
所述立柱上设在有导轨，所述导轨中部设置有竖直齿条，所述上滑动机构和下滑动机构均滑动安装于导轨上，所述上滑动机构和下滑动机构底部设置有与所述竖直齿条相配合的齿轮，形成齿轮齿条传动。
所述上滑动机构和下滑动机构结构相同且均安装有锁紧机构，其中，所述上滑动机构包括：滑动座，所述滑动座安装于导轨上；所述上顶尖座安装于滑动座上；所述滑动座内安装有齿轮轴以及轴承座，所述齿轮轴上的齿轮与所述竖直齿条相啮合；所述齿轮轴上设置有摇动机构，所述锁紧机构设置于齿轮轴上。
所述锁紧机构包括：安装于齿轮轴上的棘轮，所述滑动座上安装有棘爪轴，所述棘爪轴上安装有与所述棘轮相配合的棘爪，所述棘爪轴端部的安装有扳手，所述棘轮与棘爪卡合后形成单向旋转锁紧。
所述棘爪一侧设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧通过调节螺钉连接在滑动座上，使得棘轮与棘爪啮合；当上下滑动机构需要移动时，扳动设置于棘爪轴端部的扳手，压缩弹簧处于压缩状态，压缩的弹簧力无法克服扳手力，棘爪与棘轮脱开；当上滑动机构移动到导轨合适位置，松开扳手，棘爪在压缩弹簧力的作用下与棘轮啮合实现单向锁紧。
所述滑动座与导轨的结合面之间安装有滑动滚针。
所述滑动座一侧设置有调节机构，所述调节机构包括：安装于滑动座侧面的滑动板和斜铁；所述滑动板和斜铁位于导轨两侧，所述滑动板上设置有把手，旋转把手，调节上滑动机构与导轨间距，以使得上滑动机构与导轨的间距均匀。
所述轴承安装托座包括：安装于下滑动机构上的轴承定位座，所述轴承定位座为中空结构，所述轴承定位座内安装有压盖。
所述轴承定位座下方沿着直径方向安装有定位块以及轴承挡块，所述定位块中间设置有能够使轴承挡块通过的凹槽，所述凹槽下部靠近轴承中心侧设置有深度限位槽，所述限位槽的深度大于轴承挡板上定位销轴超出轴承挡板的高度。
一种基于上述的磁钢一体电主轴轴承的安装装置的安装方法，包括：
步骤1：根据主轴的最大尺寸移动上滑动机构并锁紧；
步骤2：将待安装的轴承安装于轴承安装托座的内孔，将所述主轴底部安装于下顶尖座上，保证主轴与导轨方向平行；
步骤3：调整下滑动机构下滑，将轴承安装托座沿导轨向下移动，穿过主轴上端，停留在强磁区上方位置；
步骤4：移动上滑动机构，带动上顶尖座与主轴上端锥孔结合，并锁紧上滑动机构；
步骤5：移动下滑动机构，带动轴承安装托座带动轴承沿导轨穿过强磁区，当轴承穿过强磁区后，松开轴承安装托座，将轴承安装于主轴上，然后移动轴承安装托座至下顶尖座下方；
步骤6：轴承安装完成后，将上滑动机构向上移动，使上顶尖座与主轴脱开，取出主轴。
与现有技术比较，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种磁钢一体电主轴轴承的安装装置及安装方法，由于采用了稳定的轴承安装托座，保证了轴承受力均匀地通过强磁区，降低了装配难度，控制了轴承装配质量，提高了轴承装配精度；另外，大大减少了人力操作，降低了工人劳动强度避免，轴承装配重复性能好；其次，由于采用了上、下滑动机构，可满足不同长度磁钢一体电主轴不同规格轴承、不同位置的安装需求，适用范围广。
附图说明
图1是本发明磁钢一体电主轴轴承的安装装置结构示意图；
图2是本发明磁钢一体电主轴轴承的安装装置侧视图；
图3是本发明磁钢一体电主轴轴承的安装装置上滑动机构结构俯视示意图；
图4是本发明磁钢一体电主轴轴承的安装装置上滑动机构结构剖视图；
图5是本发明磁钢一体电主轴轴承的安装装置锁紧机构结构A-A剖视示图；
图6是本发明磁钢一体电主轴轴承的安装装置轴承座托座结构示意图；
图7是本发明磁钢一体电主轴轴承的安装装置轴承安装托座B-B剖视示图；
图8是本发明磁钢一体电主轴轴承的安装装置定位块结构示意图。
图中，1.基座，2.下顶尖座，3.立柱，4.导轨，5.竖直齿条，6.上滑动机构，7.下滑动机构，9.上顶尖座，10.轴承安装托座，11.摇动机构，12.锁紧机构，13.限位块，14.滑动座，15.轴承座，16.齿轮轴，17.滑动滚针，18.调节机构，19.护板，21.把手，22.滑动板，23.斜铁，24.棘轮，25.棘爪，26.棘爪轴，27.压缩弹簧，28.调节螺钉，29.扳手，30.轴承定位座，32.压盖，33.定位块，34.轴承挡块，35.定位销轴。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明的保护范围。
如图1、2所示，本发明提供了一种磁钢一体电主轴轴承的安装装置，包括：基座1，所述基座1上安装有立柱3和下顶尖座2，所述顶尖座2设置于立柱3一侧；所述立柱3上设置有可滑动的上滑动机构6和下滑动机构7，所述上滑动机构6上设置有上顶尖座9，所述下滑动机构7上设置有用于安主轴13的轴承安装托座10，所述主轴13的顶部和尾部分别与上顶尖座9、下顶尖座2夹紧；所述轴承安装托座10位于上顶尖座9与下顶尖座2之间。
具体地，所述立柱3上设在有导轨4，所述导轨4中部设置有竖直齿条5，所述上滑动机构6和下滑动机构7均滑动安装于导轨4上，所述上滑动机构6和下滑动机构7底部设置有与所述竖直齿条5相配合的齿轮轴16，形成齿轮齿条传动。
进一步地，所述上滑动机构6和下滑动机构7结构相同且均安装有锁紧机构12，其中，所述上滑动机构6包括：滑动座14，所述滑动座14安装于导轨4上；所述上顶尖座9安装于滑动座14上；所述滑动座14内安装有齿轮轴16以及轴承座15，所述齿轮轴16上的齿轮与所述竖直齿条5相啮合；所述齿轮轴16上设置有摇动机构11，所述锁紧机构12设置于齿轮轴16上。
示例性的，如图3-5所示，所述锁紧机构12包括：安装于齿轮轴16上的棘轮24，所述滑动座14上安装有棘爪轴26，所述棘爪轴26上安装有与所述棘轮24相配合的棘爪25，所述棘爪轴26端部的安装有扳手29，所述棘轮24与棘爪25卡合后形成单向旋转锁紧。所述棘爪25一侧设置有压缩弹簧27，所述压缩弹簧27通过调节螺钉28连接在滑动座14上，使得棘轮24与棘爪25啮合；当上下滑动机构6需要移动时，扳动设置于棘爪轴26端部的扳手29，压缩弹簧27处于压缩状态，压缩的弹簧力无法克服扳手力，棘爪25与棘轮24脱开；当上滑动机构6移动到导轨合适位置，松开扳手29，棘爪25在压缩弹簧力的作用下与棘轮24啮合实现单向锁紧。
优选的，所述滑动座14与导轨4的结合面之间安装有滑动滚针17；所述滑动座14一侧设置有调节机构18，所述调节机构18包括：安装于滑动座14侧面的滑动板22和斜铁23；所述滑动板22和斜铁23位于导轨4两侧，所述滑动板22上设置有把手21，旋转把手21，用于辅助锁紧上滑动机构(6)。通过斜铁(23)调节上滑动机构(6)与导轨(4)间隙，以使得上滑动机构(6)与导轨4保持一定的间隙，使其滑动顺畅。
所述基座1作为整个工装装置的基础设置于底部，其上表面分别固定有下顶尖座2以及立柱3；所述竖直齿条5通过螺栓方式竖直连接于立柱靠近顶尖侧的导轨中间位置，所述导轨4与竖直齿条5通过卡槽结构实现定位。安装于上滑动机构6和下滑动机构7内部的齿轮8与上述竖直齿条5相配合，形成齿轮齿条传动形式。在摇动机构11的作用下，通过螺栓方式固定于上移动机构6和下移动机构7的上顶尖座9以及轴承安装托座10能够沿着导轨4上、下移动，并且在任意位置都可以采用锁紧结构12锁紧，导轨4底部和顶部设置限位块13，防止上、下滑动机构脱出齿条，造成事故。所述的上滑动结构6与摇动机构11垂直设置，同理，下移动结构7与摇动机构11也为垂直设置，从而满足不同长度磁钢一体电主轴轴承安装的需要。
需要说明的是，基座1为三级阶梯型结构，最低一侧中心处设置有下顶尖座2安装孔，最高一侧设置有立柱安装螺纹孔，用于安装立柱，中间一层设置有安装立柱导轨的安装座。为便于减轻基座的重量，基座1侧面设置减重孔。
由于本发明中，上滑动机构6与下滑动机构结构7结构相似：所以本发明中以上滑动机构6为例进行说明，其主要包括滑动座14、轴承座15、齿轮轴16、滑动滚针17、调节机构18以及上、下护板19。所述滑动座14与上、下护板19形成盒装结构，左侧分别与上顶尖座9或轴承安装托座10相连，右侧连接于立柱的导轨4上，上、下护板19靠近齿条侧设置避让竖直链条5的开槽。所述的齿轮轴16通过轴承座15安装于滑动座14的前、后立板上，齿轮轴前端通过内外方口结构连接有摇动机构11，齿轮轴16中间位置的齿轮与立柱导轨上的竖直齿条5形成齿轮、齿条传动形式。在滑动座14与导轨4的结合面之间安装有滑动滚针17，在滑动座与导轨侧面设置有调节机构18，所述调节机构18包括把手21、安装于滑动座侧面的滑动板22和斜铁23。旋转把手21，用于辅助锁紧上滑动机构6。通过斜铁23调节上滑动机构6与导轨4间隙，以使得上滑动机构6与导轨4保持一定的间隙，使其滑动顺畅。从而在摇动机构11的作用下，上、下滑动机构沿导轨平稳运行，从而实现不同规格，不同位置轴承的安装。
锁紧机构12主要由安装于齿轮轴16上的棘轮24与棘爪25形成单向旋转锁紧机构、所述的棘爪25安装于棘爪轴26上，所述的棘爪轴26通过滑动座前侧立板固定于轴承座15上，棘爪25左侧设置有压缩弹簧27，压缩弹簧通过调节螺钉28连接在滑动座左侧板上，保证棘轮和棘爪可靠啮合。当上、下滑动机构需要移动时，需扳动设置于棘爪轴26端部的扳手29，此时，压缩弹簧27处于压缩状态，压缩的弹簧力无法克服扳手力，此时，棘爪25与棘轮24脱开，待上、下滑动机构移动到导轨合适位置，松开扳手，棘爪25在压缩弹簧力的作用下与棘轮啮合实现单向锁紧。
如图6-8所示，所述轴承安装托座10包括：安装于下滑动机构7上的轴承定位座30，所述轴承定位座30为中空结构，所述轴承定位座30内安装有压盖32。所述轴承定位座30下方沿着直径方向安装有定位块33以及轴承挡块34，所述定位块33中间设置有能够使轴承挡块34通过的凹槽，所述凹槽下部靠近轴承中心侧设置有深度限位槽，其深度大于轴承挡板34上定位销轴超出轴承挡板的高度。
安装于下滑动机构7的轴承安装托座10主要有轴承定位座30、压盖32、定位块33以及轴承挡块34组成。所述轴承定位座30为中空结构，上部安装有分体式压盖32，压盖上安装有用于防止轴承外圈向上脱离的螺钉。轴承定位座30下部沿着直径方向安装有定位块33以及轴承挡块34，所述定位块33中间设置能够使轴承挡块34通过的凹槽，凹槽下部靠近轴承中心侧设置有深度为h2的定位槽。所述轴承挡板两端设置方向不同的定位销轴35，靠近轴承中心的定位销轴35超出轴承挡板的高度h1，为满足大小不同轴承安装的要求，需保证h2＞h1。
本发明安装工装解决了现有技术中存在的轴承经过强磁区时由于缺少定位支撑导致受力不均，造成装配操作困难，轴承装配质量较难控制，轴承装配精度较低等问题；另外，该工装齿轮齿条滑动机构的设置，解决了工人劳动强度大，轴承装配质量重复性能差等问题；而且通过定位块与轴承挡块的滑行定位，可满足不同尺寸轴承的装配需求。
另外，本发明还提供了一种磁钢一体电主轴的安装工装，在实际工作中，利用上述电主轴轴承安装工装使轴承通过强磁区从而实现磁钢一体电主轴上不同规格轴承装配的过程为：
步骤1：根据主轴13的最大尺寸移动上滑动机构6并锁紧；
将安装有上顶尖座9的上滑动机构6根据要安装轴承的磁钢一体电主轴的最大尺寸移动到立柱导轨的上端，保证两顶尖之间距离大于电主轴长度，锁紧上滑动机构6。
步骤2：将待安装的轴承安装于轴承安装托座10的内孔，将所述主轴13底部安装于下顶尖座2上，保证主轴13与导轨4方向平行；
将需要安装的轴承安装于轴承安装托座10内孔中，轴承上端安装分体式压盖32，并拧紧压盖32上的螺钉使其从上部位置顶紧轴承外圈，轴承下部采用定位块33和轴承挡块34支撑，防止支撑内圈脱落。
将需要安装的磁钢一体电主轴安装于下顶尖座2上，一人手动辅助支撑主轴，保证主轴与导轨方向平行。
步骤3：调整下滑动机构7下滑，将轴承安装托座10沿导轨向下移动，穿过主轴13上端，停留在强磁区上方位置；
逆时针扳动扳手29，松开下滑动机构7上设置的锁紧机构12，手摇下滑动机构7，通过齿轮齿条机构将轴承安装托座10沿导轨向下移动，穿过磁钢一体电主轴上端，停留在强磁区上方位置。
步骤4：移动上滑动机构6，带动上顶尖座9与主轴上端锥孔结合，并锁紧上滑动机构6；
手摇上滑动机构6，带动上顶尖与主轴上端锥孔可靠的结合，并锁紧上滑动机构6上设置的锁紧机构12。
步骤5：移动下滑动机构7，带动轴承安装托座10带动轴承沿导轨4穿过强磁区，当轴承穿过强磁区后，松开轴承安装托座10，将轴承安装于主轴13上，然后移动轴承安装托座10至下顶尖座9下方；
松开下滑动机构7上设置的锁定机构12，手摇下滑动机构7，通过齿轮齿条机构带动轴承安装托座10带动轴承沿导轨穿过强磁区；当轴承穿过强磁区后，松开轴承安装托座10下方的定位块33和轴承挡块34，将轴承安装于主轴上，继续移动轴承安装托座10至下顶尖座9下方。
步骤6：轴承安装完成后，将上滑动机构6向上移动，使上顶尖座2与主轴13脱开，取出主轴13。
对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体实例只是本发明的优选方案，因此本领域的技术人员对本发明中的某些部分所可能作出的改进、变动，体现的仍是本发明的原理，实现的仍是本发明的目的，均属于本发明所保护的范围。
Claims (10)
1.一种磁钢一体电主轴轴承的安装装置，其特征在于，包括：基座(1)，所述基座(1)上安装有立柱(3)和下顶尖座(2)，所述顶尖座(2)设置于立柱(3)一侧；所述立柱(3)上设置有可滑动的上滑动机构(6)和下滑动机构(7)，所述上滑动机构(6)上设置有上顶尖座(9)，所述下滑动机构(7)上设置有用于安主轴(13)的轴承安装托座(10)，所述主轴(13)的顶部和尾部分别与上顶尖座(9)、下顶尖座(2)夹紧；所述轴承安装托座(10)位于上顶尖座(9)与下顶尖座(2)之间。
2.根据权利要求1所述磁钢一体电主轴轴承的安装装置，其特征在于，所述立柱(3)上设在有导轨(4)，所述导轨(4)中部设置有竖直齿条(5)，所述上滑动机构(6)和下滑动机构(7)均滑动安装于导轨(4)上，所述上滑动机构(6)和下滑动机构(7)底部设置有与所述竖直齿条(5)相配合的齿轮(8)，形成齿轮齿条传动。
3.据权利要求2所述磁钢一体电主轴轴承的安装装置装，其特征在于，所述上滑动机构(6)和下滑动机构(7)结构相同且均安装有锁紧机构(12)，其中，所述上滑动机构(6)包括：滑动座(14)，所述滑动座(14)安装于导轨(4)上；所述上顶尖座(9)安装于滑动座(14)上；所述滑动座(14)内安装有齿轮轴(16)以及轴承座(15)，所述齿轮轴(16)上的齿轮与所述竖直齿条(5)相啮合；所述齿轮轴(16)上设置有摇动机构(11)，所述锁紧机构(12)设置于齿轮轴(16)上。
4.据权利要求3所述磁钢一体电主轴轴承的安装装置，其特征在于，所述锁紧机构(12)包括：安装于齿轮轴(16)上的棘轮(24)，所述滑动座(14)上安装有棘爪轴(26)，所述棘爪轴(26)上安装有与所述棘轮(24)相配合的棘爪(25)，所述棘爪轴(26)端部的安装有扳手(29)，所述棘轮(24)与棘爪(25)卡合后形成单向旋转锁紧。
5.据权利要求4所述磁钢一体电主轴轴承的安装装置，其特征在于，所述棘爪(25)一侧设置有压缩弹簧(27)，所述压缩弹簧(27)通过调节螺钉(28)连接在滑动座(14)上，使得棘轮(24)与棘爪(25)啮合；当上下滑动机构(6)需要移动时，扳动设置于棘爪轴(26)端部的扳手(29)，压缩弹簧(27)处于压缩状态，压缩的弹簧力无法克服扳手力，棘爪(25)与棘轮(24)脱开；当上滑动机构(6)移动到导轨合适位置，松开扳手(29)，棘爪(25)在压缩弹簧力的作用下与棘轮(24)啮合实现单向锁紧。
6.据权利要求2所述磁钢一体电主轴轴承的安装装置，其特征在于，所述滑动座(14)与导轨(4)的结合面之间安装有滑动滚针(17)。
7.据权利要求2所述磁钢一体电主轴轴承的安装装置，其特征在于，所述滑动座(14)一侧设置有调节机构(18)，所述调节机构(18)包括：安装于滑动座(14)侧面的滑动板(22)和斜铁(23)；所述滑动板(22)和斜铁(23)位于导轨(4)两侧，所述滑动板(22)上设置有把手(21)，旋转把手(21)，用于辅助锁紧上滑动机构(6)。所述斜铁(23)调节上滑动机构(6)与导轨(4)间隙，以使得上滑动机构(6)与导轨4保持一定的间隙，使其滑动顺畅。
8.据权利要求1所述磁钢一体电主轴轴承的安装装置，其特征在于，所述轴承安装托座(10)包括：安装于下滑动机构(7)上的轴承定位座(30)，所述轴承定位座(30)为中空结构，所述轴承定位座(30)内安装有压盖(32)。
9.据权利要求8所述磁钢一体电主轴轴承的安装装置，其特征在于，所述轴承定位座(30)下方沿着直径方向安装有定位块(33)以及轴承挡块(34)，所述定位块(33)中间设置有能够使轴承挡块(34)通过的凹槽，其下部靠近轴承中心侧设置有深度限位槽，它的深度大于轴承挡块(34)上定位销轴超出轴承挡块的高度。
10.一种基于权利要求1所述的磁钢一体电主轴轴承的安装装置的安装方法，其特征在于，包括：
步骤1：根据主轴(13)的最大尺寸移动上滑动机构(6)并锁紧；
步骤2：将待安装的轴承安装于轴承安装托座(10)的内孔，将所述主轴(13)底部安装于下顶尖座(2)上，保证主轴(13)与导轨(4)方向平行；
步骤3：调整下滑动机构(7)下滑，将轴承安装托座(10)沿导轨向下移动，穿过主轴(13)上端，停留在强磁区上方位置；
步骤4：移动上滑动机构(6)，带动上顶尖座(9)与主轴上端锥孔结合，并锁紧上滑动机构(6)；
步骤5：移动下滑动机构(7)，带动轴承安装托座(10)带动轴承沿导轨(4)穿过强磁区，当轴承穿过强磁区后，松开轴承安装托座(10)，将轴承安装于主轴(13)上，然后移动轴承安装托座(10)至下顶尖座(9)下方；
步骤6：轴承安装完成后，将上滑动机构(6)向上移动，使上顶尖座(2)与主轴(13)脱开，取出主轴(13)。
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| CN202311556008.1A CN117324918A (zh) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | 一种磁钢一体电主轴轴承的安装装置及安装方法 |
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| CN202311556008.1A CN117324918A (zh) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | 一种磁钢一体电主轴轴承的安装装置及安装方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118024056A (zh) * | 2024-04-12 | 2024-05-14 | 北京特思迪半导体设备有限公司 | 用于晶圆研磨机的主轴装配工装及主轴装配方法 |
-
2023
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