一种复合电主轴制造技术

本发明专利技术涉及一种复合电主轴，包括：主轴箱、电机及转轴，转轴与电机转子固定装配，前端用于安装机加工刀具，转轴由前轴承支撑结构和后轴承支撑结构转动支撑，在电机转子的后侧布置三齿盘机构，三齿盘机构包括浮动齿盘、动齿盘和定齿盘，定齿盘相对固定装配在主轴箱上，动齿盘相对固定装配在转轴上，浮动齿盘沿前后方向可移动的装配在主轴箱上，浮动齿盘在其移动行程具有结合位，处于结合位的浮动齿盘与动齿盘、定齿盘同时啮合。本发明专利技术所提供的复合电主轴中，三齿盘机构位于电机转子后侧，与现有技术中将三齿盘机构设置于电机转子前侧的技术相比，可有效减小复合电主轴前端径向尺寸，进而可有效扩大复合电主轴的应用场所。

【技术实现步骤摘要】
一种复合电主轴
本专利技术涉及一种复合电主轴。
技术介绍
近些年，复合加工技术以及智能制造技术已成为机械加工领域的热门发展方向，智能化的复合加工技术是一种先进制造技术，相较于传统单一功能加工技术而言，智能化的复合加工是将工件一次装机后，顺序或多发的用多种制造方法尽可能多的完成零件的表面加工，并实时监控加工过程。复合加工应用最广泛、难度最大就是铣车转换的复合加工，而高速电主轴作为数控机床的关键零部件之一，其将电机与机床主轴“合二为一”，机床主轴由内装式电机直接驱动，省去复杂的中间传动环节。铣车转换功能及电主轴的结合可以更好的实现复合加工功能，特别是对于航空航天典型薄壁、复杂曲面零件的加工，其高速、高效、高精及其可靠性加工要求显得更为重要。目前，常见的具备铣车转换功能的复合电主轴的结构多如授权公告号为CN101941152B的中国专利技术专利中公开的电主轴装置，其包括主轴箱，主轴箱内部设有内置电机和主轴，主轴内孔中安装拉刀结构，主轴前端用于安装刀柄，主轴箱内部设有前轴承和后轴承配合形成对主轴的转动支撑，前后轴承对应位于内置电机的前后两侧，内置电机的电机转子通常与同轴止转装配在一起，当电机通电时，电机转子带着主轴转动，实现铣削加工，为实现铣车转换，在主轴箱内部设置三齿盘机构，三齿盘机构位于前轴承的前侧，其包括浮动齿盘、动齿盘和定齿盘，动齿盘与主轴固定装配，定齿盘则与主轴箱相对固定装配，浮动齿盘可在液压动力下沿前后方向往复滑动，当浮动齿盘移动以同时与定齿盘、动齿盘啮合时，可将主轴与主轴箱相对固定在一起，主轴不再转动，对应安装于主轴上的车刀也不会转动，可实现车削加工，当浮动齿盘移动以与定齿盘、动齿盘脱离时，主轴与主轴箱解脱，主轴可相对主轴箱转动，实现铣削加工，通过液压驱动力驱动浮动齿盘的往复移动，即可实现铣车转换，切换方便。但是目前常用的具备铣车转换功能的复合电主轴的三齿盘机构均是布置于电机的前侧，并靠近主轴的前端布置，这使得复合电主轴的前端尺寸较大，对于加工空间狭小的加工环境来讲，前端较粗的复合电主轴不容易进刀而实现相应的铣车加工，又重新改回采用其他的数控铣车、车床进行机加工，这实际上限制了复合电主轴的应用场所。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种复合电主轴，以解决现有技术中实现铣车转换的三齿盘机构设置于前侧导致复合电主轴前端较粗而限制复合电主轴应用场所的技术问题。为实现上述目的，本专利技术所提供的复合电主轴的技术方案是：复合电主轴，包括：主轴箱；电机，包括电机转子和电机定子，电机定子固定在主轴箱内；沿前后方向延伸的转轴，与电机转子固定装配，其前端用于安装机加工刀具；前轴承支撑结构和后轴承支撑结构，设置于主轴箱内部，沿前后方向对应分布于所述电机转子的前后两侧，用于转动支撑所述转轴；三齿盘机构，包括浮动齿盘、动齿盘和定齿盘，定齿盘相对固定装配在所述主轴箱上，动齿盘相对固定装配在所述转轴上，浮动齿盘沿前后方向可移动的装配在所述主轴箱上，浮动齿盘在其移动行程具有结合位，处于结合位的浮动齿盘与所述动齿盘、定齿盘同时啮合；所述三齿盘机构位于所述电机转子的后侧。有益效果是：本专利技术所提供的复合电主轴中，三齿盘机构位于电机转子后侧，与现有技术中将三齿盘机构设置于电机转子前侧的技术相比，三齿盘机构后置可有效减小复合电主轴前端径向尺寸，进而可有效扩大复合电主轴的应用场所。作为进一步地改进，所述后轴承支撑结构包括后轴承，后轴承包括后轴承内圈和后轴承外圈，后轴承内圈固定套装于所述转轴上，所述主轴箱内部沿前后方向导向移动装配有后轴承座，后轴承外圈安装于所述后轴承座内，所述浮动齿盘一体或分体地固设于所述后轴承座上。有益效果是：将三齿盘机构的浮动齿盘集成布置在后轴承座上，在装配后轴承座时，实现浮动齿盘的安装，减少零部件数量，简化装配，优化整个复合电主轴的结构。作为进一步地改进，所述主轴箱内设有锁紧液压腔，锁紧液压腔内装配有锁紧活塞，锁紧液压腔内的流体向锁紧活塞施加锁紧作用力，以驱动锁紧活塞顶推所述后轴承座带着浮动齿盘向结合位移动；所述主轴箱内设有后侧弹性件，后侧弹性件向所述后轴承座施加弹性作用力，以驱使后轴承座带着浮动齿盘向远离结合位的方向移动，所述主轴箱内设有复位弹性件，向锁紧活塞施加复位弹性作用力，以驱使锁紧活塞朝着远离所述后轴承座的方向移动。有益效果是：利用锁紧液压腔驱使锁紧活塞、后轴承座朝向结合位移动，既能保证驱动力，又能保证锁止稳定性，利用相应弹性件驱使锁紧活塞、后轴承座复位，又能简化整体结构。作为进一步地改进，所述主轴箱包括外壳，外壳后端由前向后地依次固定装配有后内盖和后端盖，所述后轴承座沿前后方向导向移动装配在所述后内盖上，所述后侧弹性件为后弹簧，后弹簧的前端与后内盖顶压配合、后端与所述后轴承座顶压配合，所述复位弹性件为复位弹簧，复位弹簧的前端与后内盖顶压配合、后端与所述锁紧活塞顶压配合，所述锁紧液压腔设置在所述后端盖上，所述定齿盘和动齿盘位于所述浮动齿盘的前侧，所述锁紧活塞向前移动，在克服复位弹簧和后弹簧的弹性作用力的情况下，顶推所述后轴承座带着浮动齿盘向前移动至结合位。有益效果是：利用后内盖和后端盖相互配合实现后轴承座、后弹簧、复位弹簧及锁紧活塞的装配，结构简单，方便组装。作为进一步地改进，所述浮动齿盘位于所述后轴承座的前端。有益效果是：浮动齿盘位于后轴承座前端，方便与动齿盘、定齿盘啮合，可尽可能的减少后轴承座的轴向长度。作为进一步地改进，所述后轴承座包括中间筒体段、前端部内翻沿和后端部外翻沿，中间筒体段用于与后轴承外圈配合，前端部内翻沿的内侧与后轴承外圈顶压配合，浮动齿盘设置于所述前端部内翻沿的前侧面，后端部外翻沿的前侧面与所述后弹簧顶压配合、后侧面供所述锁紧活塞顶压，所述后内盖具有中心定位孔，所述中间筒体段沿前后方向导向移动插装在所述中心定位孔中。有益效果是：后轴承座包括中间筒体段、前端部内翻沿及后端部外翻沿，方便实现与后轴承外圈的装配，也方便设置浮动齿盘，方便与后弹簧、锁紧活塞配合。作为进一步地改进，所述前轴承支撑结构包括预紧轴承支撑结构，预紧轴承支撑结构包括预紧轴承、预紧轴承座及预紧弹性件，预紧轴承包括预紧轴承内圈和预紧轴承外圈，预紧轴承内圈固定套装在所述转轴上，所述预紧轴承座沿前后方向可移动的套装在所述转轴外，所述预紧轴承外圈安装于所述预紧轴承座内，所述预紧弹性件布置在所述主轴箱和预紧轴承座之间，并向预紧轴承座施加向后的弹性作用力。作为进一步地改进，所述预紧轴承座包括弹簧座体和轴承压盖，轴承压盖固定安装在所述弹簧座体的后端，并与弹簧座体配合夹持固定所述预紧轴承外圈，所述预紧弹性件为前弹簧，所述前弹簧前端与所述主轴箱顶压配合、后端与所述弹簧座体顶压配合。作为进一步地改进，所述主轴箱内设有环形安装台阶，所述预紧轴承座位于所述环形安装台阶处，环形安装台阶具有朝后的台阶面，该台阶面与所述预紧轴承座前端对应，所述台阶面上设有轴承座位移传感器，用于与所述预紧轴承座前端顶压配合以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合电主轴，包括：/n主轴箱；/n电机，包括电机转子和电机定子，电机定子固定在主轴箱内；/n沿前后方向延伸的转轴，与电机转子固定装配，其前端用于安装机加工刀具；/n前轴承支撑结构和后轴承支撑结构，设置于主轴箱内部，沿前后方向对应分布于所述电机转子的前后两侧，用于转动支撑所述转轴；/n三齿盘机构，包括浮动齿盘、动齿盘和定齿盘，定齿盘相对固定装配在所述主轴箱上，动齿盘相对固定装配在所述转轴上，浮动齿盘沿前后方向可移动的装配在所述主轴箱上，浮动齿盘在其移动行程具有结合位，处于结合位的浮动齿盘与所述动齿盘、定齿盘同时啮合；/n其特征在于，所述三齿盘机构位于所述电机转子的后侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合电主轴，包括：
主轴箱；
电机，包括电机转子和电机定子，电机定子固定在主轴箱内；
沿前后方向延伸的转轴，与电机转子固定装配，其前端用于安装机加工刀具；
前轴承支撑结构和后轴承支撑结构，设置于主轴箱内部，沿前后方向对应分布于所述电机转子的前后两侧，用于转动支撑所述转轴；
三齿盘机构，包括浮动齿盘、动齿盘和定齿盘，定齿盘相对固定装配在所述主轴箱上，动齿盘相对固定装配在所述转轴上，浮动齿盘沿前后方向可移动的装配在所述主轴箱上，浮动齿盘在其移动行程具有结合位，处于结合位的浮动齿盘与所述动齿盘、定齿盘同时啮合；
其特征在于，所述三齿盘机构位于所述电机转子的后侧。


2.根据权利要求1所述的复合电主轴，其特征在于，所述后轴承支撑结构包括后轴承，后轴承包括后轴承内圈和后轴承外圈，后轴承内圈固定套装于所述转轴上，所述主轴箱内部沿前后方向导向移动装配有后轴承座，后轴承外圈安装于所述后轴承座内，所述浮动齿盘一体或分体地固设于所述后轴承座上。


3.根据权利要求2所述的复合电主轴，其特征在于，所述主轴箱内设有锁紧液压腔，锁紧液压腔内装配有锁紧活塞，锁紧液压腔内的流体向锁紧活塞施加锁紧作用力，以驱动锁紧活塞顶推所述后轴承座带着浮动齿盘向结合位移动；所述主轴箱内设有后侧弹性件，后侧弹性件向所述后轴承座施加弹性作用力，以驱使后轴承座带着浮动齿盘向远离结合位的方向移动，所述主轴箱内设有复位弹性件，向锁紧活塞施加复位弹性作用力，以驱使锁紧活塞朝着远离所述后轴承座的方向移动。


4.根据权利要求3所述的复合电主轴，其特征在于，所述主轴箱包括外壳，外壳后端由前向后地依次固定装配有后内盖和后端盖，所述后轴承座沿前后方向导向移动装配在所述后内盖上，所述后侧弹性件为后弹簧，后弹簧的前端与后内盖顶压配合、后端与所述后轴承座顶压配合，所述复位弹性件为复位弹簧，复位弹簧的前端与后内盖顶压配合、后端与所述锁紧活塞顶压配合，所述锁紧液压腔设置在所述后端盖上，所述定齿盘和动齿盘位于所述浮动齿盘的前...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东亚，黄昆，宋思明，叶军，牛青波，郑昊天，张振强，
申请(专利权)人：洛阳轴承研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41