全文摘要
一种紧凑式加工中心主轴单元，它主要由主轴座、主轴电机、主轴轴芯、主轴前法兰、主轴轴承、打刀油缸、压力弹簧、拉刀器、拉刀杆组成，其主轴座中部安装有一个中空打刀油缸和滚动轴承来减少打刀力与增大拉刀力，从而提高主轴寿命，增强刚性；另外其结构紧凑、长度短可简化主轴部布局，是一种适用性很强的加工主轴单元。
主设计要求
1.一种紧凑式加工中心主轴单元，它主要由主轴座、主轴电机、主轴轴芯、主轴前法兰、主轴轴承、打刀油缸、压力弹簧、拉刀器、拉刀杆组成，其特征在于：主轴前法兰安装在主轴座前端，主轴轴芯通过前主轴轴承组与后主轴轴承组同轴安装在主轴前法兰与主轴座中；打刀油缸为中空结构，其缸体固定安装在主轴座上，打刀油缸的活塞通过一个滚动轴承和下压套与打刀压板相联接，使得打刀时，打刀油缸的活塞可通过下压套将打刀压板下移，拉刀时，打刀油缸的活塞可通过滚动轴承将打刀压板上移加大拉刀力；拉刀时，下压套与打刀压板间为间隙配合；主轴轴芯圆柱面上开有一个贯穿的孔让打刀压板从中装过，并可自由上下打刀运动；打刀压板与主轴轴芯间安装有一个穿过拉刀杆的压力弹簧始终推动打刀压板向上推，拉刀杆的一端与打刀压板固定联接，拉刀杆的另一端安装有一个拉刀器。
设计方案
1.一种紧凑式加工中心主轴单元，它主要由主轴座、主轴电机、主轴轴芯、主轴前法兰、主轴轴承、打刀油缸、压力弹簧、拉刀器、拉刀杆组成，其特征在于：主轴前法兰安装在主轴座前端，主轴轴芯通过前主轴轴承组与后主轴轴承组同轴安装在主轴前法兰与主轴座中；打刀油缸为中空结构，其缸体固定安装在主轴座上，打刀油缸的活塞通过一个滚动轴承和下压套与打刀压板相联接，使得打刀时，打刀油缸的活塞可通过下压套将打刀压板下移，拉刀时，打刀油缸的活塞可通过滚动轴承将打刀压板上移加大拉刀力；拉刀时，下压套与打刀压板间为间隙配合；主轴轴芯圆柱面上开有一个贯穿的孔让打刀压板从中装过，并可自由上下打刀运动；打刀压板与主轴轴芯间安装有一个穿过拉刀杆的压力弹簧始终推动打刀压板向上推，拉刀杆的一端与打刀压板固定联接，拉刀杆的另一端安装有一个拉刀器。
2.根据权利要求1所述的紧凑式加工中心主轴单元，其特征在于：所述的主轴轴芯与主轴座间后端安装有一个电机，电机的外壳安装在主轴座上，电机的电机轴与主轴轴芯同轴联接在一起同步转动。
3.根据权利要求1所述的紧凑式加工中心主轴单元，其特征在于：所述的打刀油缸的缸体采用向轴心T型结构，该T型结构表达为缸体中部为固定挡塞，两端为同轴空心结构；缸体通过主轴座孔及台阶和主轴前法兰固定安装在主轴座上，缸体的中部开有进出油孔A和B。
4.根据权利要求1所述的紧凑式加工中心主轴单元，其特征在于：所述的打刀油缸的活塞采用两个活塞上下同轴连体的结构，打刀油缸的活塞的上端加工可安装滚动轴承的孔与可与下压套相联接的内牙孔，下压套开有可间隙安装打刀压板的孔和可与打刀油缸的活塞内牙孔相联接的外牙；下压套与打刀压板间径向与轴向均为间隙配合。
5.根据权利要求1所述的紧凑式加工中心主轴单元，其特征在于：所述的打刀压板的径向开有一个径向通气孔，该径向通气孔的内径端与拉刀杆中心孔相通；打刀压板在外径端还开有一个一端与下压套进气孔相通，另一端与打刀压板的径向开的孔相通的轴向通气孔；拉刀杆中间开有一个孔，其一端打刀压板的径向开的径向通气孔相通，另一端与拉刀器相通；下压套的径向开有一个与外界高压气管相联的牙孔，轴向开有一个能使下压套的径向开有一个与外部高压气管相联的牙孔和打刀压板的轴向通气孔相互通气的孔。
6.根据权利要求1所述的紧凑式加工中心主轴单元，其特征在于：所述的打刀油缸的活塞或下压套上安装一个凸块，并在对应凸块的主轴座上安装两个检测开关。
7.根据权利要求1所述的紧凑式加工中心主轴单元，其特征在于：所述的打刀油缸的进油管路中安装有一个0.1到0.5升的小容积隔膜蓄能器。
8.根据权利要求1所述的紧凑式加工中心主轴单元，其特征在于：所述的打刀油缸采用弹簧复位式单路中空油缸。
9.根据权利要求7所述的紧凑式加工中心主轴单元，其特征在于：所述的弹簧复位式单路中空油缸其缸体采用倒L型结构，弹簧复位式单路中空油缸的缸体通过主轴座孔及台阶和主轴前法兰固定安装在主轴座上，弹簧复位式单路中空油缸的缸体的中部开有油孔E；弹簧复位式单路中空油缸的活塞采用L型结构，弹簧复位式单路中空油缸的活塞的上端加工可与过渡牙套相联接的外牙；下压套开有可间隙安装打刀压板的孔和可安装滚动轴承的孔，并还加工有可与过渡牙套相联接的内牙；下压套与打刀压板间径向与轴向均为间隙配合；弹簧复位式单路中空油缸的活塞的下端与主轴前法兰间安装有压力弹簧组。
设计说明书
技术领域
本发明涉及一种机加工主轴单元，尤其是一种加工中心主轴单元。
背景技术
随着国家装备制造业的振兴与发展，数控机床作为机床工业的主流产品，已成为实现装备制造业现代化的关键设备。
传统加工中心主轴打刀油缸安装在主轴尾部，主轴长度长，在一些需求简约结构的设备中应用很被动。另外目前市面上的加工中心主轴单元用的压力弱簧普遍采用碟形弹簧组，碟形弹簧组长度长，而且动平衡性欠差；但若应用矩形弹簧等其它压力弹簧，虽结构简单，动平衡性也好于碟簧组，但其压力又欠不足。传统打刀油缸弹簧压力越大，对主轴前轴承冲击就越大，这样就会降低轴承寿命，影响主轴性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构紧凑、性能优越的加工中心主轴单元。
为了达到提供一种结构紧凑、性能优越的加工中心主轴单元的发明目的，本发明所采用的技术方案为：它主要由主轴座、主轴电机、主轴轴芯、主轴前法兰、主轴轴承、打刀油缸、压力弹簧、拉刀器、拉刀杆组成，其特征在于：主轴前法兰1安装在主轴座2前端，主轴轴芯3通过前主轴轴承组4与后主轴轴承组5同轴安装在主轴前法兰1与主轴座2中；打刀油缸为中空结构，其缸体6固定安装在主轴座2上，打刀油缸的活塞7通过一个滚动轴承8和下压套9与打刀压板10相联接，使得打刀时，打刀油缸的活塞7可通过下压套9将打刀压板10下移，拉刀时，打刀油缸的活塞7可通过滚动轴承8将打刀压板10上移加大拉刀力；拉刀时，下压套9与打刀压板10间为间隙配合；打刀油缸的活塞7与主轴轴芯3间为间隙配合；滚动轴承8内圈内孔与主轴轴芯3间为间隙配合；主轴轴芯3圆柱面上开有一个贯穿的孔让打刀压板10从中装过，并可自由上下打刀运动；打刀压板10与主轴轴芯3间安装有一个穿过拉刀杆11的压力弹簧12始终推动打刀压板10向上推，拉刀杆11的一端与打刀压板10固定联接，拉刀杆11的另一端安装有一个拉刀器13。上述的主轴座也可为主轴套，上述的滚动轴承优选角接触轴承。主轴轴芯3与主轴座2间后端安装有一个电机14，电机14的外壳安装在主轴座2上，电机14的电机轴与主轴轴芯3同轴联接在一起同步转动。
本发明的有益效果是：结构紧凑，主轴单元的整体长度短；另外拉刀时打刀油缸的活塞可通过滚动轴承将打刀压板上移加大拉刀力，该机构可以有效分担压力弹簧的拉力力矩，使得压力弹簧可以更加小型简约化；由于压力弹簧的力矩缩小，打刀时对主轴轴承的冲击自然也就缩小，从而延长主轴轴承的使用寿命；其次拉刀时打刀油缸的活塞可通过滚动轴承将打刀压板上移，使得主轴轴承始终有股向上拉力，从而增加加工时主轴的刚性。
附图说明
图1是本发明第一实施例的结构示意图。
图2是本发明第二实施例的结构示意图。
图中：1为主轴前法兰，2为主轴座，3为主轴轴芯，4为前主轴轴承组，5为后主轴轴承组，6为打刀油缸的缸体，7为打刀油缸的活塞，8为滚动轴承，9为下压套，10为打刀压板，11为拉刀杆，12为压力弹簧，13为拉刀器，14为电机，15为凸块，16为检测开关，17为过渡牙套，18为压力弹簧组。
具体实施方式
参照图1所示的第一实施例，它主要由主轴座、主轴电机、主轴轴芯、主轴前法兰、主轴轴承、打刀油缸、压力弹簧、拉刀器、拉刀杆组成，其特征在于：主轴前法兰1安装在主轴座2前端，主轴轴芯3通过前主轴轴承组4与后主轴轴承组5同轴安装在主轴前法兰1与主轴座2中；主轴轴芯3与主轴座2间后端安装有一个电机14，电机14的外壳安装在主轴座2上，电机14的电机轴与主轴轴芯3同轴联接在一起同步转动。
打刀油缸为中空结构，其缸体6采用向轴心T型结构，该T型结构表达为缸体中部为固定挡塞，两端为同轴空心结构；缸体6通过主轴座2孔及台阶和主轴前法兰1固定安装在主轴座2上，缸体的中部开有进出油孔A和B。
打刀油缸的活塞7采用两个活塞上下同轴连体的结构，打刀油缸的活塞7的上端加工可安装滚动轴承8的孔与可与下压套9相联接的内牙孔，下压套9开有可间隙安装打刀压板10的孔和可与打刀油缸的活塞7内牙孔相联接的外牙；下压套9与打刀压板10间径向与轴向均为间隙配合。
打刀时，打刀油缸的活塞7可通过下压套9将打刀压板10下移，拉刀时，打刀油缸的活塞7可通过滚动轴承8将打刀压板10上移加大拉刀力；打刀油缸的活塞7与主轴轴芯3间为间隙配合；滚动轴承8内圈内孔与主轴轴芯3间为间隙配合；主轴轴芯3圆柱面上开有一个贯穿的孔让打刀压板10从中装过，并可自由上下打刀运动；打刀压板10与主轴轴芯3间安装有一个穿过拉刀杆11的压力弹簧12始终推动打刀压板10向上推，拉刀杆11的一端与打刀压板10固定联接，拉刀杆11的另一端安装有一个拉刀器13。
为方便换刀吹气，并使结构更为紧凑化，其特征在于：打刀压板10的径向开有一个径向通气孔，该径向通气孔的内径端与拉刀杆中心孔相通；打刀压板10在外径端还开有一个一端与下压套9进气孔相通，另一端与打刀压板10的径向开的孔相通的轴向通气孔；拉刀杆11中间开有一个孔，其一端打刀压板10的径向开的径向通气孔相通，另一端与拉刀器13相通；下压套9的径向开有一个与外界高压气管相联的牙孔，轴向开有一个能使下压套9的径向开有一个与外部高压气管相联的牙孔和打刀压板10的轴向通气孔相互通气的孔。工作时，通过主轴定位使得下压套9和打刀压板的孔相对应，再通过打刀油缸的活塞7使下压套9与打刀压板10相贴合，从而使外部高压气体通过下压套9、打刀压板10、拉刀杆11、拉刀器13到达主轴锥孔端。
为方便打刀位置检测，本发明还在打刀油缸的活塞7或下压套9上安装一个凸块15，并在对应凸块15的主轴座2上安装两个检测开关16。
为进一步减少打刀时对主轴前轴承4的冲击，本发明在打刀油缸的进油管路中安装有一个0.1到0.5升的小容积隔膜蓄能器来缓冲油路。
参照图2所示的第二实施例，它与第一实施例主要差别在于打刀油缸采用弹簧复位式单路中空油缸，另外其与主轴电机是通过同步带轮与主轴平行并列安装。
上述第二实施例中弹簧复位式单路中空油缸其特征在于：其缸体6采用倒L型结构，缸体6通过主轴座2孔及台阶和主轴前法兰1固定安装在主轴座2上，缸体的中部开有油孔E。打刀油缸的活塞7采用L型结构，打刀油缸的活塞7的上端加工可与过渡牙套17相联接的外牙；下压套9开有可间隙安装打刀压板10的孔和可安装滚动轴承8的孔，并还加工有可与过渡牙套17相联接的内牙；下压套9与打刀压板10间径向与轴向均为间隙配合。打刀油缸的活塞7的下端与主轴前法兰1间安装有压力弹簧组18。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920293804.3
申请日:2019-03-08
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209565489U
授权时间:20191101
主分类号:B23B 19/02
专利分类号:B23B19/02;B23Q3/12
范畴分类:26E;
申请人:林志贺
第一申请人:林志贺
申请人地址:江苏省常州市武进区湖塘镇新城南都258栋乙单元2202室
发明人:林志贺
第一发明人:林志贺
当前权利人:林志贺
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:CN2019100083632
关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计