一种机床主轴制造技术

本发明专利技术公开了一种机床主轴，包括：主轴本体、主轴电机、轴芯、前轴承系、后轴承系、刀柄锁定与释放机构，其中，所述刀柄锁定与释放机构与所述轴芯之间设置有用于防止所述拉杆与所述轴芯之间相对转动的止转结构，所述止转结构包括安装在所述轴芯后端的轴芯后端端盖以及设置在所述拉杆后段上并穿套在所述轴芯后端端盖中的止转头，所述止转头的外周壁的形状与所述轴芯后端端盖的内周壁形状相适配并使得它们之间周向固定。上述止转结构就具有了承受更大扭矩的能力。更大扭矩的能力。更大扭矩的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种机床主轴


[0001]本申请实施例涉及机床，尤其涉及机床主轴。所述机床通常可以是数控机床(CNC机床，即Computer Numerical Control机床)，尤其可以是主轴被伺服机构带动能够至少在三维空间的X向坐标轴、Y向坐标轴和Z向坐标轴进给的机床(如各类加工中心，也包括雕刻机)。

技术介绍

[0002]申请人在本申请的申请日之前制造的一款机床主轴主要包括主轴本体、主轴电机、轴芯、前轴承系、后轴承系、刀柄锁定与释放机构和主轴冷却系统等七个部分。具体而言：1)所述主轴本体是机床主轴的核心支撑部件，用于与机床主轴其余零部件装配形成机床主轴；2)所述主轴电机包含电机定子和电机转子，所述电机定子固定在所述主轴本体中，所述电机转子与所述电机定子适配；3)所述轴芯通过前轴承系和后轴承系可转动安装于所述主轴本体中并随所述电机转子转动，所述轴芯前端设有刀柄装配结构；4)所述前轴承系包含前轴承座和前轴承，所述前轴承座设置在所述主轴本体前端，所述前轴承安装在所述前轴承座中并旋转支撑所述轴芯前部；5)所述后轴承系包含后轴承座和后轴承，所述后轴承座设置在所述主轴本体后端，所述后轴承安装在所述后轴承座中并旋转支撑所述轴芯后部；6)所述刀柄锁定与释放机构包含执行机构和驱动机构，当所述驱动机构运行第一驱动方式时所述执行机构可锁定刀柄而使该刀柄与所述刀柄装配结构紧密配合(这样，刀柄与所述刀柄装配结构之间能够传递扭矩，以使得主轴电机能够通过电机转子、轴芯和刀柄装配结构带动刀柄高速旋转)，当所述驱动机构运行第二驱动方式时所述执行机构释放刀柄而使该刀柄能够从所述刀柄装配结构中脱离；7)所述主轴冷却系统包含冷却液通道网络，所述冷却液通道网络中的冷却液通道分布于所述主轴本体、所述前轴承座以及所述后轴承座的壳层内并分别与机床冷却液输入接口和机床冷却液回流接口连接。
[0003]通常而言，所述刀柄锁定与释放机构中，所述执行机构包含拉杆和刀柄夹持用张合部件，所述刀柄夹持用张合部件安装在所述拉杆的前端以组成刀柄夹持机构，所述刀柄夹持机构套装在所述轴芯中并可在所述拉杆的驱动下整体轴向前后运动，所述轴芯中用于容纳所述刀柄夹持用张合部件的通道中具有前端扩大部和后端收缩部，当所述刀柄夹持机构在所述拉杆的驱动下整体轴向从前往后运动而使所述刀柄夹持用张合部件从所述前端扩大部向所述后端收缩部运动时，所述刀柄夹持用张合部件受到所述后端收缩部的挤压而向内合拢从而可夹紧刀柄头部并带动刀柄与所述刀柄装配结构紧密配合，当所述刀柄夹持机构在所述拉杆的驱动下整体轴向从后往前运动而使所述刀柄夹持用张合部件从所述后端收缩部向所述前端扩大部运动时，所述刀柄夹持用张合部件逐渐释放开刀柄头部而使该刀柄能够从所述刀柄装配结构中脱离。而所述驱动机构则包含拉杆前移顶推机构和拉杆后移复位机构，所述拉杆前移顶推机构安装在所述主轴本体的后端(后轴承座之后)并具有与所述拉杆后端对应的顶推部件以及用于驱动该顶推部件向前移动的顶推驱动装置(通常采用气缸)，所述拉杆后移复位机构具有安装在所述芯轴与所述拉杆之间并持续地施加给所
述拉杆向后运动的弹力的弹性部件，当所述驱动机构运行第二驱动方式时，所述顶推部件向前运动并顶推所述拉杆向前运动时所述拉杆克服弹性部件的弹力使所述刀柄夹持机构整体轴向从后往前运动，当所述驱动机构运行第一驱动方式时，所述顶推部件向后运动并脱离所述拉杆时所述拉杆通过所述弹性部件的弹力使所述刀柄夹持机构整体轴向从前往后运动。
[0004]基于上述结构，结合实际应用情况，发现该款机床主轴存在多方面的技术问题。申请人在在先申请的、中国专利申请号为2021114486551的专利申请文件(下称在先申请)中，针对这些问题提供了改进的机床主轴。本申请将在该在先申请的基础上，对机床主轴的相关技术方案进行进一步的改进/细化/调整。有鉴于此，该在先申请的内容可并入本申请中。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的在于提供经改进的机床主轴。
[0006]一种机床主轴，包括：主轴本体；主轴电机，所述主轴电机包含电机定子和电机转子，所述电机定子固定在所述主轴本体中，所述电机转子与所述电机定子适配；轴芯，所述轴芯通过前轴承系和后轴承系可转动安装于所述主轴本体中并随所述电机转子转动，所述轴芯前端设有刀柄装配结构；前轴承系，所述前轴承系包含前轴承座和前轴承，所述前轴承座设置在所述主轴本体前端，所述前轴承安装在所述前轴承座中并旋转支撑所述轴芯前部；后轴承系，所述后轴承系包含后轴承座和后轴承，所述后轴承座设置在所述主轴本体后端，所述后轴承安装在所述后轴承座中并旋转支撑所述轴芯后部；刀柄锁定与释放机构，所述刀柄锁定与释放机构包含执行机构和驱动机构，当所述驱动机构运行第一驱动方式时所述执行机构可锁定刀柄而使该刀柄与所述刀柄装配结构紧密配合，当所述驱动机构运行第二驱动方式时所述执行机构释放刀柄而使该刀柄能够从所述刀柄装配结构中脱离；所述刀柄锁定与释放机构中，所述执行机构包含拉杆和刀柄夹持用张合部件，所述刀柄夹持用张合部件安装在所述拉杆的前端以组成刀柄夹持机构，所述刀柄夹持机构套装在所述轴芯中并可在所述拉杆的驱动下整体轴向前后运动，所述轴芯中用于容纳所述刀柄夹持用张合部件的通道中具有前端扩大部和后端收缩部，当所述刀柄夹持机构在所述拉杆的驱动下整体轴向从前往后运动而使所述刀柄夹持用张合部件从所述前端扩大部向所述后端收缩部运动时，所述刀柄夹持用张合部件受到所述后端收缩部的挤压而向内合拢从而可夹紧刀柄头部并带动刀柄与所述刀柄装配结构紧密配合，当所述刀柄夹持机构在所述拉杆的驱动下整体轴向从后往前运动而使所述刀柄夹持用张合部件从所述后端收缩部向所述前端扩大部运动时，所述刀柄夹持用张合部件逐渐释放开刀柄头部而使该刀柄能够从所述刀柄装配结构中脱离；所述刀柄锁定与释放机构中，所述驱动机构包含拉杆前移顶推机构和拉杆后移复位机构，所述拉杆前移顶推机构安装在所述主轴本体的后端并具有与所述拉杆后端对应的顶推部件以及用于驱动该顶推部件向前移动的顶推驱动装置，所述拉杆后移复位机构具有安装在所述芯轴与所述拉杆之间并持续地施加给所述拉杆向后运动的弹力的弹性部件，当所述驱动机构运行第二驱动方式时，所述顶推部件向前运动并顶推所述拉杆向前运动时所述拉杆克服弹性部件的弹力使所述刀柄夹持机构整体轴向从后往前运动，当所述驱动机构运行第一驱动方式时，所述顶推部件向后运动并脱离所述拉杆时所述拉杆通过所述弹性部件的弹力使所述刀柄夹持机构整体轴向从前往后运动；所述刀柄锁定与释放机构与所述
轴芯之间设置有用于防止所述拉杆与所述轴芯之间相对转动的止转结构，所述止转结构包括安装在所述轴芯后端的轴芯后端端盖以及设置在所述拉杆后段上并穿套在所述轴芯后端端盖中的止转头，所述止转头的外周壁的形状与所述轴芯后端端盖的内周壁形状相适配并使得它们之间周向固定。
[0007]下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例做进一步的说明。本申请实施例的附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过实践了解到。
附图说明
[0008]构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机床主轴，包括：主轴本体；主轴电机，所述主轴电机包含电机定子和电机转子，所述电机定子固定在所述主轴本体中，所述电机转子与所述电机定子适配；轴芯，所述轴芯通过前轴承系和后轴承系可转动安装于所述主轴本体中并随所述电机转子转动，所述轴芯前端设有刀柄装配结构；前轴承系，所述前轴承系包含前轴承座和前轴承，所述前轴承座设置在所述主轴本体前端，所述前轴承安装在所述前轴承座中并旋转支撑所述轴芯前部；后轴承系，所述后轴承系包含后轴承座和后轴承，所述后轴承座设置在所述主轴本体后端，所述后轴承安装在所述后轴承座中并旋转支撑所述轴芯后部；刀柄锁定与释放机构，所述刀柄锁定与释放机构包含执行机构和驱动机构，当所述驱动机构运行第一驱动方式时所述执行机构可锁定刀柄而使该刀柄与所述刀柄装配结构紧密配合，当所述驱动机构运行第二驱动方式时所述执行机构释放刀柄而使该刀柄能够从所述刀柄装配结构中脱离；所述刀柄锁定与释放机构中，所述执行机构包含拉杆和刀柄夹持用张合部件，所述刀柄夹持用张合部件安装在所述拉杆的前端以组成刀柄夹持机构，所述刀柄夹持机构套装在所述轴芯中并可在所述拉杆的驱动下整体轴向前后运动，所述轴芯中用于容纳所述刀柄夹持用张合部件的通道中具有前端扩大部和后端收缩部，当所述刀柄夹持机构在所述拉杆的驱动下整体轴向从前往后运动而使所述刀柄夹持用张合部件从所述前端扩大部向所述后端收缩部运动时，所述刀柄夹持用张合部件受到所述后端收缩部的挤压而向内合拢从而可夹紧刀柄头部并带动刀柄与所述刀柄装配结构紧密配合，当所述刀柄夹持机构在所述拉杆的驱动下整体轴向从后往前运动而使所述刀柄夹持用张合部件从所述后端收缩部向所述前端扩大部运动时，所述刀柄夹持用张合部件逐渐释放开刀柄头部而使该刀柄能够从所述刀柄装配结构中脱离；所述刀柄锁定与释放机构中，所述驱动机构包含拉杆前移顶推机构和拉杆后移复位机构，所述拉杆前移顶推机构安装在所述主轴本体的后端并具有与所述拉杆后端对应的顶推部件以及用于驱动该顶推部件向前移动的顶推驱动装置，所述拉杆后移复位机构具有安装在所述芯轴与所述拉杆之间并持续地施加给所述拉杆向后运动的弹力的弹性部件，当所述驱动机构运行第二驱动方式时，所述顶推部件向前运动并顶推所述拉杆向前运动时所述拉杆克服弹性部件的弹力使所述刀柄夹持机构整体轴向从后往前运动，当所述驱动机构运行第一驱动方式时，所述顶推部件向后运动并脱离所述拉杆时所述拉杆通过所述弹性部件的弹力使所述刀柄夹持机构整体轴向从前往后运动；其特征在于：所述刀柄锁定与释放机构与所述轴芯之间设置有用于防止所述拉杆与所述轴芯之间相对转动的止转结构，所述止转结构包括安装在所述轴芯后端的轴芯后端端盖以及设置在所述拉杆后段上并穿套在所述轴芯后端端盖中的止转头，所述止转头的外周壁的形状与所述轴芯后端端盖的内周壁形状相适配并使得它们之间周向固定。2.如权利要求1所述的机床主轴，其特征在于：所述轴芯后端安装有用于检测轴芯的旋转角度的轴芯旋转位移检测机构，所述轴芯旋转位移检测机构包括安装在轴芯上并随轴芯
同步旋转的测量齿轮以及用于检测该测量齿轮的轮齿得到所述轴芯的旋转位移信息的传感器；所述轴芯后端端盖兼作所述测量齿轮。3.如权利要求2所述的机床主轴，其特征在于：所述后轴承的前端设有后轴承内圈轴向定位凸台和后轴承外圈轴向定位凸台，所述后轴承内圈轴向定位凸台位于所述轴芯上并向后压紧所述后轴承的内圈前端面，所述后轴承外圈轴向定位凸台位于所述后轴承座上并向后压紧所述后轴承的外圈前端面；所述后轴承的后端设有后轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：周清明，陈留杰，刘国强，蒋坤霖，唐平，黄燕，周帆，
申请(专利权)人：四川省兴旺达精密机电有限公司，
类型：发明
国别省市：