一種直聯機械主軸結構的製作方法
2023-09-11 23:59:15 2
一種直聯機械主軸結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種直聯機械主軸結構。該主軸結構增設卸力組件，卸力組件包括與油缸組件軸向固定的緩衝套以及與主軸軸向固定的反扣盤，緩衝套通過彈性件連接軸套；主軸旋轉時，緩衝套緊貼於軸套上，反扣盤與緩衝套之間有軸向間隙；在打刀時，活塞的正向推力推動拉杆軸向運動並壓縮軸向彈簧，活塞的反作用力拉動緩衝套脫離與軸套的接觸並使緩衝套與反扣盤相互抵頂。本實用新型在工作時，油缸組件的活塞正向作用力傳遞到反扣盤上，而緩衝套在反向作用力的拉動下抵頂反扣盤，使得正向作用力和反向作用力相互抵消，因此打刀力便不會完全作用於軸承上，軸承受力得到減少，其使用壽命得到提高。
【專利說明】一種直聯機械主軸結構
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及工具機主軸，尤其涉及一種直聯機械主軸結構。
【背景技術】
[0002]目前直連機械主軸油缸與軸套都是剛性連接；打刀機構的作用力在主軸各件上傳遞的力最終作用在軸承上(角接觸球軸承)。例如BT40主軸的打刀力14000N，這些打刀力全部作用在主軸的軸承上。由於油缸的活塞產生作用力與反作用力。作用力推動拉杆壓縮碟簧，碟簧力作用在主軸上，主軸上力作用在軸承上，而反作用力施加在後端蓋上，力最終傳送到軸套上，軸套又傳給工具機立柱的箱體上，所以在壓縮碟簧的力全作用在主軸上，而主軸的力又傳遞軸承上，所以每次打刀時就會有打刀力最終完全作用在軸承上，對主軸的軸承壽命有較大的影響。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在於為克服現有技術的缺陷，而提供一種直聯機械主軸結構，以減少施加在軸承上的打刀力，提高主軸的軸承使用壽命。
[0004]為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案:
[0005]一種直聯機械主軸結構，包括主軸組件和用於提供打刀力的油缸組件，主軸組件包括固定連接於箱體的軸套、在軸套內旋轉的主軸以及套設在主軸內並用於打刀或拉刀的拉杆，主軸與軸套之間設有軸承，拉杆與主軸之間套設有用於提供拉刀力的軸向彈簧，還包括卸力組件，卸力組件包括與油缸組件軸向固定的緩衝套以及與主軸軸向固定的反扣盤，緩衝套通過彈性件連接軸套；在主軸旋轉時，彈性件使得緩衝套緊貼於軸套上，反扣盤與緩衝套之間留有軸向間隙；在打刀時，主軸停止轉動，油缸組件的活塞的正向推力推動拉杆軸向運動並壓縮軸向彈簧，油缸組件的活塞的反作用力拉動緩衝套脫離與軸套的接觸並使得緩衝套與反扣盤相互抵頂。
[0006]進一步地，拉杆套設有用於傳遞打刀力的打刀盤，打刀盤與拉杆軸向固定；在打刀時，油缸組件的活塞通過打刀盤推動拉杆軸向運動。
[0007]進一步地，油缸組件還包括依次軸向固定連接的後端蓋、油缸套和定位套，緩衝套軸向固定連接於定位套上，後端蓋與油缸套之間形成的軸向空間限定活塞的軸向行程。
[0008]進一步地，彈性件包括螺釘以及套在螺釘上的壓簧，螺釘貫穿緩衝套並固定連接於軸套上，壓簧一端抵頂緩衝套，另一端抵頂螺釘頭部的下表面。
[0009]進一步地，反扣盤與主軸螺紋連接，反扣盤與主軸之間還設有與主軸螺紋連接的防松盤，防松盤與反扣盤通過螺釘固定連接。
[0010]進一步地，軸向彈簧為碟型彈簧。
[0011]進一步地，直聯機械主軸結構還包括套在主軸上的前法蘭盤以及夾在前法蘭盤與主軸之間的氣流分配環，前法蘭盤設有環繞於氣流分配環的外壁的氣流環形槽以及與氣流環形槽貫通並用於為氣流環形槽提供高壓氣流的供氣通道，氣流分配環均勻布設有與氣流環形槽連通的通氣孔，主軸外壁對應氣流分配環的位置上設有與通氣孔連通的環形溝槽。
[0012]進一步地，直聯機械主軸結構還包括設在軸承與氣流分配環之間並能跟隨主軸轉動的密封套筒，密封套筒包括前段和後段，前段的外側軸向端面設有環形凹槽，氣流分配環插入凹槽中形成迷宮式密封結構。迷宮式密封結構加上氣流分配環的氣密封結構形成雙重密封結構,起到雙重密封保護。
[0013]進一步地，前法蘭盤設有用於容納密封套筒的前段的容納槽，密封套筒的前段與容納槽內壁之間留有間隙，密封套筒的前段的外筒壁上設有用於截留外界雜質的方形鋸齒槽。
[0014]進一步地，直聯機械主軸結構還包括夾在前法蘭盤與軸承的外圈之間的環形密封蓋，密封蓋套設於密封套筒的後段外表面。
[0015]進一步地，氣流分配環與前法蘭盤為過盈配合以使得氣流分配環不會跟隨主軸轉動。
[0016]進一步地，通氣孔為徑向通氣孔。
[0017]進一步地，通氣孔的直徑範圍:0.2mm?1.5_。因為要對主軸的環形溝槽噴射高壓氣流，所以通氣孔直徑不能太大，但是由於孔加工工藝難度及成本的限制，通氣孔也不能太小。
[0018]進一步地，氣密封分配環為銅環。氣流分配環跟主軸之間的摩擦會磨損氣流分配環的內壁，而銅是軟材料且耐磨，當氣密封分配環與鋼件主軸發生摩擦時銅首先磨損且不會卡死。當磨損到有足夠間隙時不再磨損。
[0019]進一步地，環形溝槽為直角三角形槽，其底面為斜邊，其側面為直角邊，其側面對應的內角指向前法蘭盤的軸向外側。環形溝槽的結構可以有效阻擋外界雜質通過，有利於外界雜質向外界排出。
[0020]進一步地，環形溝槽的最外側超出氣流分配環覆蓋範圍以直接連通前法蘭盤與主軸之間的間隙，以便於外界雜質排出。
[0021]本實用新型與現有技術相比的有益效果是:
[0022](1)本實用新型增加了卸力組件，油缸組件的活塞正向作用力推動拉杆壓縮軸向彈簧，作用力傳遞到主軸的反扣盤上，而活塞反向作用力傳遞到緩衝套上，緩衝套與軸套並非軸向完全固定，因此緩衝套在反向作用力的拉動下抵頂反扣盤，使得正向作用力和反向作用力相互抵消，因此打刀力便不會完全作用於軸承上，軸承受力得到減少，其使用壽命得到提聞。
[0023](2)本實用新型在傳統氣密封結構的結構上加設了氣流分配環，讓高壓氣流先通過氣流環形槽，然後再通過氣流分配環上均勻布設的通氣孔噴射到主軸的環形溝槽上，能有效改善所形成的氣密封層的氣壓分布均勻性，進而改善了在複雜工況下對微小雜質的密封，降低了對軸承的損壞，提高了軸承的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為主軸的裝配剖視圖(上半部分為打刀時的剖視圖，下半部分為主軸旋轉時的剖視圖)；
[0025]圖2為圖1中左邊部分放大圖；
[0026]圖3為圖2中區域A放大圖(打刀)；
[0027]圖4為圖2中區域B放大圖(主軸旋轉)；
[0028]圖5為圖1中右邊部分放大圖；
[0029]圖6為圖5中區域C放大圖。
【具體實施方式】
[0030]為了更充分理解本實用新型的技術內容，下面結合具體實施例對本實用新型的技術方案作進一步介紹和說明。
[0031]本實用新型第一實施例的具體結構如圖1至圖4所示。
[0032]第一實施例的直聯機械主軸結構包括主軸組件、用於提供打刀力的油缸組件以及卸力組件。
[0033]如圖1所示，主軸11組件包括固定連接於箱體的軸套13、在軸套13內旋轉的主軸11以及套設在主軸11內並用於打刀或拉刀的拉杆12。主軸11與軸套13之間設有軸承14，拉杆12與主軸11之間套設有用於提供拉刀力的軸向彈簧15。軸向彈簧15採用碟型彈簧。
[0034]如圖1至圖4所示，油缸組件包括活塞21以及依次軸向固定連接的後端蓋22、油缸套23和定位套24。後端蓋22與油缸套23之間形成的軸向空間限定活塞21的軸向行程。
[0035]如圖1至圖4所示，卸力組件包括與油缸組件軸向固定的緩衝套31以及與主軸11軸向固定的反扣盤32。
[0036]如圖1至圖4所示，緩衝套31的一端軸向固定連接於定位套24上，另一端則通過彈性件連接軸套13。彈性件包括螺釘33以及套在螺釘33上的壓簧34，螺釘33貫穿緩衝套31並固定連接於軸套13上，壓簧34 —端抵頂緩衝套31，另一端抵頂螺釘33頭部的下表面。彈性件使得緩衝套31在主軸11正常旋轉時候能夠緊貼於軸套13端面。
[0037]如圖1至圖4所示，拉杆12外套設有用於傳遞打刀力的打刀盤17，打刀盤17與拉杆12軸向固定。在打刀時，油缸組件的活塞21通過打刀盤17推動拉杆12軸向運動。
[0038]如圖1至圖4所示，反扣盤32與主軸11螺紋連接，反扣盤32與主軸11之間還設有與主軸11螺紋連接的防松盤35，防松盤35與反扣盤32通過螺釘固定連接。
[0039]如圖4所示，在主軸11旋轉時，彈性件使得緩衝套31緊貼於軸套13上，反扣盤32與緩衝套31之間留有軸向間隙。如圖2和3所示，在打刀時，主軸11停止轉動，油缸組件的活塞21的正向推力通過打刀盤17推動拉杆12軸向運動並壓縮軸向彈簧15，油缸組件的活塞21的反作用力拉動緩衝套31脫離與軸套13的接觸並使得緩衝套31與反扣盤32相互抵頂。
[0040]第二實施例
[0041]本實用新型第二實施例的具體結構如圖1、圖5和圖6所示。
[0042]如圖1、圖5和圖6所示，第二實施例的機械主軸結構還包括套在主軸11上的前法蘭盤16以及夾在前法蘭盤16與主軸11之間的並與前法蘭盤16過盈配合的銅製的氣流分配環41。其他實施例中，氣流分配環也可以使用其他軟金屬製成。
[0043]如圖1、圖5和圖6所示，前法蘭盤16設有環繞於氣流分配環41的外壁的氣流環形槽161以及與氣流環形槽161貫通並用於為氣流環形槽161提供高壓氣流的供氣通道162。氣流分配環41均勻布設有與氣流環形槽161連通的通氣孔411。主軸11外壁對應氣流分配環41的位置上設有與通氣孔411連通的環形溝槽12、13、14。高壓氣流從供氣通道162進入氣流環形槽161，在氣流環形槽161形成環形的高壓氣流層，高壓氣流在從氣流分配環41的通氣孔411噴射到主軸11外壁的環形溝槽12、13、14，在環形溝槽12、13、14形成高壓氣密層，從而達到氣密封的效果。
[0044]如圖1、圖5和圖6所示，第二實施例中環形溝槽12、13、14均為直角三角形槽，其底面為斜邊，其側面為直角邊，其側面對應的內角指向前法蘭盤16的軸向外側。在其他實施例中，環形溝槽的側面與底面相交處可以做成圓角，這可以使得外界雜物更容易離開環形溝槽。
[0045]如圖1、圖5和圖6所示，在第二實施例中，環形溝槽12、13、14共三個，而通氣孔411正對著中間的環形溝槽13。最外面的那個環形溝槽12的最外側超出氣流分配環41覆蓋範圍以直接連通前法蘭盤16與主軸11之間的間隙。
[0046]如圖1、圖5和圖6所示，第二實施例中通氣孔411有15個，每個通氣孔411的直徑為1.5mm,其他實施例中通氣孔的直徑可以從0.2mm?1.5mm之間選擇。同時本實施例中的通氣孔411為徑向通氣孔411，在其他實施例中的通氣孔可以不指向氣流分配環的軸線，並且通氣孔可以相對於徑向偏離統一方向並且偏離統一的角度，使得高壓氣流在環形溝槽內形成更快的環形氣流，其氣密封效果更佳。
[0047]如圖1、圖5和圖6所示，第二實施例中的供氣通道162隻有1個，而在其他實施例中，供氣通道可以設置多於1個，並且供氣通道繞著主軸11旋轉軸均勻分布，這樣可以使得氣流壓力的分布更加的均勻。
[0048]如圖1、圖5和圖6所示，機械主軸結構還包括設在軸承14與氣流分配環41之間並能跟隨主軸11轉動的密封套筒42。密封套筒42包括後段421和前段422，前段422直徑比後段421直徑大。前段422的外側軸向端面設有環形凹槽423，氣流分配環41插入凹槽423中形成迷宮式密封結構。前法蘭盤16設有用於容納密封套筒42的前段422的容納槽163。密封套筒42的前段422與容納槽163內壁之間留有間隙，密封套筒42的前段422的外筒壁上設有用於截留外界雜質的方形鋸齒槽424。
[0049]如圖1、圖5和圖6所示，機械主軸結構還包括夾在前法蘭盤16與軸承14的外圈之間的環形密封蓋43，密封蓋43套設於密封套筒42的後段421外表面。
[0050]以上陳述僅以實施例來進一步說明本實用新型的技術內容，以便於讀者更容易理解，但不代表本實用新型的實施方式僅限於此，任何依本實用新型所做的技術延伸或再創造，均受本實用新型的保護。
【權利要求】
1.一種直聯機械主軸結構，包括主軸組件和用於提供打刀力的油缸組件，主軸組件包括固定連接於箱體的軸套、在軸套內旋轉的主軸以及套設在主軸內並用於打刀或拉刀的拉杆，主軸與軸套之間設有軸承，拉杆與主軸之間套設有用於提供拉刀力的軸向彈簧，其特徵在於,還包括卸力組件,卸力組件包括與油缸組件軸向固定的緩衝套以及與主軸軸向固定的反扣盤，所述緩衝套通過彈性件連接軸套；在主軸旋轉時，彈性件使得緩衝套緊貼於軸套上，反扣盤與緩衝套之間留有軸向間隙；在打刀時，主軸停止轉動，所述油缸組件的活塞的正向推力推動拉杆軸向運動並壓縮軸向彈簧，油缸組件的活塞的反作用力拉動緩衝套脫離與軸套的接觸並使得緩衝套與反扣盤相互抵頂。
2.如權利要求1所述的直聯機械主軸結構，其特徵在於，所述拉杆套設有用於傳遞打刀力的打刀盤，所述打刀盤與拉杆軸向固定；在打刀時，油缸組件的活塞通過打刀盤推動拉杆軸向運動。
3.如權利要求1所述的直聯機械主軸結構，其特徵在於，所述油缸組件還包括依次軸向固定連接的後端蓋、油缸套和定位套，所述緩衝套軸向固定連接於定位套上，後端蓋與油缸套之間形成的軸向空間限定活塞的軸向行程。
4.如權利要求1所述的直聯機械主軸結構，其特徵在於，所述彈性件包括螺釘以及套在螺釘上的壓簧，螺釘貫穿緩衝套並固定連接於軸套上，壓簧一端抵頂緩衝套，另一端抵頂螺釘頭部的下表面。
5.如權利要求1所述的直聯機械主軸結構，其特徵在於，所述反扣盤與主軸螺紋連接，所述反扣盤與主軸之間還設有與主軸螺紋連接的防松盤，所述防松盤與反扣盤通過螺釘固定連接。
6.如權利要求1所述的直聯機械主軸結構，其特徵在於，所述軸向彈簧為碟型彈簧。
7.如權利要求1至6任一項所述的直聯機械主軸結構，其特徵在於，還包括套在主軸上的前法蘭盤以及夾在前法蘭盤與主軸之間的氣流分配環，所述前法蘭盤設有環繞於氣流分配環的外壁的氣流環形槽以及與氣流環形槽貫通並用於為氣流環形槽提供高壓氣流的供氣通道，所述氣流分配環均勻布設有與氣流環形槽連通的通氣孔，所述主軸外壁對應氣流分配環的位置上設有與通氣孔連通的環形溝槽。
8.如權利要求7所述的直聯機械主軸結構，其特徵在於，還包括設在軸承與氣流分配環之間並能跟隨主軸轉動的密封套筒，所述密封套筒包括前段和後段，前段的外側軸向端面設有環形凹槽，所述氣流分配環插入所述凹槽中形成迷宮式密封結構。
9.如權利要求8所述的直聯機械主軸結構，其特徵在於，所述前法蘭盤設有用於容納密封套筒的前段的容納槽，所述密封套筒的前段與容納槽內壁之間留有間隙，所述密封套筒的前段的外筒壁上設有用於截留外界雜質的方形鋸齒槽。
10.如權利要求8所述的直聯機械主軸結構，其特徵在於，還包括夾在前法蘭盤與軸承的外圈之間的環形密封蓋，所述密封蓋套設於密封套筒的後段外表面。
【文檔編號】B23B19/02GK204035580SQ201420353657
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】劉永連 申請人:深圳市速鋒科技有限公司