CN219131928U - 一种用于磨削深孔的高刚性主轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于磨削深孔的高刚性主轴，包括：处在同一轴线上的壳体、芯轴和配重端盖；芯轴包括第一芯轴和第二芯轴，第一芯轴一端为磨具安装端，另一端与第二芯轴靠近第一芯轴的一端设有用于传递扭矩的传动部，第二芯轴远离第一芯轴的一端为扭矩输入端；壳体包括第一壳体和第二壳体，分别从磨具安装端和扭矩输入端套接在芯轴上，两者可拆卸连接；壳体与芯轴之间设有轴承，通过轴承转动连接，轴承设置在第一芯轴和第二芯轴的两端；配重端盖与第一壳体靠近磨具安装端一端的端部间隙配合，配重端盖固定在第一芯轴上，其径向均布配重螺栓安装孔，旋拧配重螺栓安装孔中的螺栓使其沿径向相对位移。克服了磨削深孔的主轴容易受振动影响的问题。

Description

一种用于磨削深孔的高刚性主轴

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种用于磨削深孔的高刚性主轴。

背景技术

磨削深孔的主轴需要高速旋转，对于旋转的物体来说，不平衡是普遍存在的现象。不平衡旋转时会产生离心力，离心力会随着不平衡量的增加而线性增加，且会因为转速的增加而产生平方次级的变化。主轴制造和装配时不可避免的存在一定的不平衡量，安装磨具一端的端部由于不受约束，更容易受不平衡量影响而处于不平衡的状态，并因不平衡产生的离心力产生振动，进而影响磨削精度。

磨削深孔的主轴受深孔孔径的限制，主轴长径比较大导致其刚度下降，磨削时极易产生振动，不仅影响磨削精度，甚至容易因振动过大导致磨具破裂，造成安全事故。

发明内容

本实用新型提供一种用于磨削深孔的高刚性主轴，以克服磨削深孔的主轴容易受振动影响，无法保证磨削精度，甚至造成安全事故的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种用于磨削深孔的高刚性主轴，包括：处在同一轴线上的壳体、芯轴和配重端盖；

所述芯轴包括第一芯轴和第二芯轴，所述第一芯轴一端为磨具安装端，所述磨具安装端的端部用于安装磨具，所述第一芯轴另一端与所述第二芯轴靠近第一芯轴的一端设有用于传递扭矩的传动部，所述第二芯轴远离第一芯轴的一端为用于输入扭矩使第二芯轴转动的扭矩输入端；

所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体与第二壳体分别从磨具安装端和扭矩输入端套接在芯轴上，所述第一壳体与第二壳体可拆卸连接；

所述壳体与芯轴之间设有轴承，所述壳体与芯轴通过轴承转动连接，所述轴承设置在第一芯轴和第二芯轴的两端；

所述配重端盖与第一壳体靠近磨具安装端一端的端部间隙配合，所述配重端盖固定在第一芯轴上，所述配重端盖径向均布多个配重螺栓安装孔，通过旋拧所述配重螺栓安装孔中的螺栓使其沿配重端盖径向相对位移，从而改变所述配重端盖的质量分布。

进一步的，所述第一壳体靠近磨具安装端一端的直径小于所述第一壳体另一端的直径，所述第一壳体变径处设有过渡圆角。

进一步的，所述第一壳体靠近第二壳体一端的端部设有结合部，所述结合部包括自磨具安装端向扭矩输入端依次设置的法兰部和***部，所述法兰部通过螺栓与第二壳体上设有的螺纹孔可拆卸连接，所述***部能够***第二壳体的内腔，所述***部的外径与第二壳体的内径相匹配。

进一步的，相邻的配重螺栓安装孔的轴线形成的夹角为30°。

进一步的，所述传动部包括设置在第一芯轴上的芯轴凸起和设置在第二芯轴上的芯轴凹槽，所述芯轴凸起嵌合在芯轴凹槽内。

进一步的，所述芯轴凸起的横截面为矩形。

进一步的，所述芯轴凸起的横截面为六角形。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种用于磨削深孔的高刚性主轴，由于在芯轴外侧设置壳体，两者通过轴承转动连接，使得主轴的直径尺寸增加，以通过增大惯性矩提高主轴的刚度，使振动减弱，进而提高磨削精度，避免磨具碎裂；且在芯轴安装磨具的一端固定有径向均布多个配重螺栓安装孔的配重端盖，使得操作人员可通过旋拧配重螺栓安装孔中的螺栓改变配重端盖的质量分布，从而补偿主轴制造和装配时存在的不平衡量，进而抵消非对称质量分布引起的不平衡，通过消除不平衡避免产生离心力以避免振动产生，提高磨削精度；

另外，由于轴承设置在壳体与芯轴之间使两者转动连接，轴承处于壳体内部(即主轴内部)，相比于传统的轴承设置在主轴外部的结构，在确保主轴正常旋转工作的前提下，不需要在机床上预留安装主轴轴承的位置，节约主轴在机床上所占用的安装空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型公开的一种用于磨削深孔的高刚性主轴的结构示意图一；

图2为本实用新型公开的一种用于磨削深孔的高刚性主轴的结构示意图二；

图3为本实用新型公开的一种用于磨削深孔的高刚性主轴的主视图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为图4的E处局部放大图；

图6为图4的F处局部放大图；

图中：

11、第一壳体；111、过渡圆角；112、法兰部；113、***部；

12、第二壳体；

21、第一芯轴；211、芯轴凸起；

22、第二芯轴；221、芯轴凹槽；

3、配重端盖；31、配重螺栓安装孔；

C、皮带轮；D、砂轮。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供了一种用于磨削深孔的高刚性主轴，如图1至图6所示，包括：处在同一轴线上的壳体、芯轴和配重端盖3；

如图4所示，所述芯轴包括第一芯轴21和第二芯轴22，所述第一芯轴21一端为磨具安装端，所述磨具安装端的端部用于安装磨具D，所述第一芯轴21另一端与所述第二芯轴22靠近第一芯轴21的一端设有用于传递扭矩的传动部，所述第二芯轴22远离第一芯轴21的一端为用于输入扭矩使第二芯轴22转动的扭矩输入端；

如图1和图2所示，所述壳体包括第一壳体11和第二壳体12，所述第一壳体11与第二壳体12分别从磨具安装端和扭矩输入端套接在芯轴上，所述第一壳体11与第二壳体12可拆卸连接；

所述壳体与芯轴之间设有轴承，所述壳体与芯轴通过轴承转动连接，所述轴承设置在第一芯轴21和第二芯轴22的两端，使得轴承作用点距离延长，从而保证了芯轴的旋转精度，在芯轴外侧设置壳体，使得主轴的直径尺寸增加，以通过增大惯性矩提高主轴的刚度，使振动减弱，进而提高磨削精度，避免磨具D碎裂；

如图1和图6所示，所述配重端盖3与第一壳体11靠近磨具安装端一端的端部间隙配合，所述配重端盖3固定在第一芯轴21上，所述配重端盖3径向均布多个配重螺栓安装孔31，通过旋拧所述配重螺栓安装孔31中的螺栓使其沿配重端盖3径向相对位移，从而改变所述配重端盖3的质量分布，补偿主轴制造和装配时存在的不平衡量，进而抵消非对称质量分布引起的不平衡，通过消除不平衡避免产生离心力以避免振动产生，提高磨削精度；

另外，由于轴承设置在壳体与芯轴之间使两者转动连接，轴承处于壳体内部(即主轴内部)，相比于传统的轴承设置在主轴外部的结构，在确保主轴正常旋转工作的前提下，不需要在机床上预留安装主轴轴承的位置，节约主轴在机床上所占用的安装空间；

由于芯轴和壳体均为分段式结构，便于制造和运输，同时可以逐段安装到机床上，避免因主轴长度过长给制造和安装带来不便。

在具体实施例中，所述配重端盖3和第一芯轴21上设有相匹配的螺纹，配重端盖3通过螺纹旋拧后固定在第一芯轴21上。

在具体实施例中，如图6所示，所述配重端盖3与第一壳体11能够围成围成迷宫密封结构，以防止磨削产生的碎屑从配重端盖3与第一壳体11之间的配合间隙进入壳体内部。

在具体实施例中，所述磨具D为砂轮，所述砂轮通过螺钉与磨具安装端的端部可拆卸连接。

在具体实施例中，如图3所示，所述扭矩输入端安装有皮带轮C，所述皮带轮C能够在在外部传动机构驱动下转动，带动第二芯轴22转动，第二芯轴22通过传动部带动第一芯轴21转动，从而使得磨具D转动进而对深孔进行磨削加工。

在具体实施例中，如图2所示，所述第一壳体11靠近磨具安装端一端的直径小于所述第一壳体11另一端的直径，所述第一壳体11变径处设有过渡圆角111，所述过渡圆角111能增加变径处的刚度，同时减小应力集中。

在具体实施例中，所述第一壳体11靠近第二壳体12一端的端部设有结合部，如图5所示，所述结合部包括自磨具安装端向扭矩输入端依次设置的法兰部112和***部113，所述法兰部112通过螺栓与第二壳体12上设有的螺纹孔可拆卸连接，所述***部113能够***第二壳体12的内腔，所述***部113的外径与第二壳体12的内径相匹配，***部113外壁与第二壳体12内壁相贴合，以通过增大第一壳体11与第二壳体12的接触面积，从而提高第一壳体11与第二壳体12的连接强度。

在具体实施例中，相邻的配重螺栓安装孔31的轴线形成的夹角为30°，此夹角下，操作人员将多个配重螺栓安装孔31中的螺栓旋拧后，更容易精确地改变配重端盖3的质量分布。

在具体实施例中，如图5所示，所述传动部包括设置在第一芯轴21上的芯轴凸起211和设置在第二芯轴22上的芯轴凹槽221，所述芯轴凸起211嵌合在芯轴凹槽221内。

在具体实施例中，所述芯轴凸起211的横截面为矩形，矩形截面容易加工，适合传递扭矩。

在具体实施例中，所述芯轴凸起211的横截面为六角形，相比于矩形截面，六角形截面能传动的扭矩会更大。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种用于磨削深孔的高刚性主轴，其特征在于，包括：处在同一轴线上的壳体、芯轴和配重端盖(3)；

所述芯轴包括第一芯轴(21)和第二芯轴(22)，所述第一芯轴(21)一端为磨具安装端，所述磨具安装端的端部用于安装磨具，所述第一芯轴(21)另一端与所述第二芯轴(22)靠近第一芯轴(21)的一端设有用于传递扭矩的传动部，所述第二芯轴(22)远离第一芯轴(21)的一端为用于输入扭矩使第二芯轴(22)转动的扭矩输入端；

所述壳体包括第一壳体(11)和第二壳体(12)，所述第一壳体(11)与第二壳体(12)分别从磨具安装端和扭矩输入端套接在芯轴上，所述第一壳体(11)与第二壳体(12)可拆卸连接；

所述壳体与芯轴之间设有轴承，所述壳体与芯轴通过轴承转动连接，所述轴承设置在第一芯轴(21)和第二芯轴(22)的两端；

所述配重端盖(3)与第一壳体(11)靠近磨具安装端一端的端部间隙配合，所述配重端盖(3)固定在第一芯轴(21)上，所述配重端盖(3)径向均布多个配重螺栓安装孔(31)，通过旋拧所述配重螺栓安装孔(31)中的螺栓使其沿配重端盖(3)径向相对位移，从而改变所述配重端盖(3)的质量分布。

2.根据权利要求1所述的一种用于磨削深孔的高刚性主轴，其特征在于，所述第一壳体(11)靠近磨具安装端一端的直径小于所述第一壳体(11)另一端的直径，所述第一壳体(11)变径处设有过渡圆角(111)。

3.根据权利要求1所述的一种用于磨削深孔的高刚性主轴，其特征在于，所述第一壳体(11)靠近第二壳体(12)一端的端部设有结合部，所述结合部包括自磨具安装端向扭矩输入端依次设置的法兰部(112)和***部(113)，所述法兰部(112)通过螺栓与第二壳体(12)上设有的螺纹孔可拆卸连接，所述***部(113)能够***第二壳体(12)的内腔，所述***部(113)的外径与第二壳体(12)的内径相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种用于磨削深孔的高刚性主轴，其特征在于，相邻的配重螺栓安装孔(31)的轴线形成的夹角为30°。

5.根据权利要求1所述的一种用于磨削深孔的高刚性主轴，其特征在于，所述传动部包括设置在第一芯轴(21)上的芯轴凸起(211)和设置在第二芯轴(22)上的芯轴凹槽(221)，所述芯轴凸起(211)嵌合在芯轴凹槽(221)内。

6.根据权利要求5所述的一种用于磨削深孔的高刚性主轴，其特征在于，所述芯轴凸起(211)的横截面为矩形。

7.根据权利要求5所述的一种用于磨削深孔的高刚性主轴，其特征在于，所述芯轴凸起(211)的横截面为六角形。

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