本发明专利技术提供的车床用高速高精电主轴上的材料夹紧机构和松开机构，包括主轴轴芯、夹头及与该夹头匹配的适配器，还包括主轴座和气缸浮动支架，所述主轴轴芯和主轴座旋转连接，所述气缸浮动支架设在主轴座的端面一侧，松开机构包括气缸浮动支架、弹簧、螺钉和气缸单元，气缸浮动支架与主轴座的端面的相对面可与主轴座的端面接触和分离，通过簧式夹紧机构对材料进行夹持，极大降低了传统夹紧机构对主轴轴芯高速运转所产生的不稳定因素，通过浮动式松开机构的设置，避免了松开时气缸推力施加于轴承部而造成轴承寿命缩短，实现主轴轴芯高速、高精、高稳定运行的同时，极大提升夹紧和松开的效率以及可靠性，提高了加工效率。提高了加工效率。
【技术实现步骤摘要】
车床用高速高精电主轴上的材料夹紧机构和松开机构
[0001]本申请是申请日为20201103、申请号为2020112070142、专利技术名称为“一种车床用高速高精电主轴”的专利申请的分案申请。
[0002]本专利技术涉及高速精密机床设备领域，特别是涉及一种车床用高速高精电主轴上的材料夹紧机构和松开机构。
技术介绍
[0003]通过数十年的高速发展，国内数控机床现已在经济型、普及型领域完全满足市场需求。而中高端数控机床目前尚不能满足市场需求，基本上全部依赖进口设备。同时，随着制造业的不断发展与进步，对数控机床细分领域的要求也是越来越多。譬如，近年来5G行业、光学领域的迅猛发展对小型数控车床提出了高速、高精、主轴高速稳定性等要求，因为很多零件除了需要几何尺寸精度外，还对刀纹有特殊要求。
[0004]高速高精电主轴及材料夹紧、松开机构，是高速精密数控车床系列机型中一项极为关键的功能部件，其性能的优劣直接影响该系列机型的加工精度、加工效率、加工能力(规格范围内的切削力、抗震性能、功能性能)及故障率等指标。
[0005]国内应用在该系列机型的主轴，大多数用机械式主轴、外挂电机的形式。使用电主轴的厂家，良莠不齐，功能不尽如意，其特性系数要求难能完善，而市场用户对数控车床的功能、特性系数、精度、稳定性要求越来越高。国产机急需突破电主轴特性系数、加工能力、稳定性、加工效率技术创新瓶颈。其特性系数加工能力，主要由内藏式电机、驱动器、编码器、闭环控制及多轴高端CNC系统来开发提升；稳定性，加工效率方面有取决于电主轴机械结构创新优化，配套件的精度提升和管控。国内市场对数控车床需求量在快速增长，然而，用户对该系列机型加工能力范围及加工效率提出了更高的要求。
[0006]目前存在的问题：采用的夹料装置使得被加工零件高速旋转时振动较大，影响加工质量。
技术实现思路
[0007]为解决现有技术存在的不足，本专利技术改进了电主轴系统的结构，特别是更换了材料夹紧及松开机构，改善了旋转振动的状况，而使加工质量得到提高。
[0008]为实现上述目的，本专利技术的技术方案涉及一种车床用高速高精电主轴，以及能配置在该电主轴装置内的材料夹紧机构和材料松开机构。
[0009]一种车床用高速高精电主轴，包括主轴座、主轴轴芯、与所述主轴轴芯关联设置的定子和转子，以及主轴套筒、拉杆、夹头、适配器、夹紧机构和松开机构。所述定子和所述转子由外置驱动器驱动。所述配适器安装在所述主轴中心上，其前端面上设有沿轴向的锥面槽孔。
[0010]所述主轴套筒安装在所述主轴座上，所述主轴轴芯与所述主轴套筒的两端之间均匹配有轴承部。
[0011]所述拉杆的一端由后及前地沿轴向穿入所述主轴轴芯内，且所述夹头通过螺纹结构连接在所述拉杆的该端，所述拉杆的另一端留置在外部。
[0012]所述夹头的侧面设为锥面且能与所述配适器上的锥面槽孔匹配。
[0013]所述夹紧机构的前端支撑在所述主轴轴芯中部，后端连在所述拉杆上。所述夹紧机构的中部为活动套装的配合结构，使其能在轴向上伸缩。
[0014]所述夹紧机构的内部设有弹簧部，通过调设所述弹簧部的预压力能对所述拉杆施加向后的轴向推力，而使得所述夹头的锥面部分移入所述配适器上的锥面槽孔内，所述夹头收缩而将工件夹紧。
[0015]所述松开机构包括气缸浮动支架、弹簧、螺钉和气缸单元。
[0016]所述气缸浮动支架通过所述螺钉连在所述主轴座的后侧，且匹配有轴向设置的导向销，以便使所述气缸浮动支架能平稳地沿轴向移动。
[0017]所述弹簧套装在所述螺钉上，能推动所述气缸浮动支架与所述主轴座的相对面接触且使所述气缸浮动支架与所述夹紧机构的相对面之间形成间隙。
[0018]所述气缸单元中的气缸体通过螺钉连接在所述气缸浮动支架的后端，活塞向前移动的过程中能先使得活塞与所述夹紧机构的中部接触而推动所述气缸浮动支架向后移动，接着促使所述气缸浮动支架与所述夹紧机构的相对面接触，最终能使所述弹簧部被进一步压缩而带动着所述拉杆向前移动，所述夹头逐渐由所述配适器上的锥面槽孔内移出，最终将工件松开。
[0019]进一步，所述弹簧部为碟形弹簧。所述夹紧机构还包括碟簧安装套、支撑套及置于二者间的滑动套，所述碟簧安装套的中部形成有径向缘板。所述活塞能与所述径向缘板的后端面接触而推动所述气缸浮动支架向后移动。
[0020]所述碟簧安装套的后端通过螺母与所述拉杆相连接。
[0021]所述支撑套固定套装在所述主轴轴芯上，并使所述气缸浮动支架与所述支撑套的相对面之间形成间隙。
[0022]所述滑动套安装在所述碟簧安装套的前端并处于所述径向缘板的前侧。所述滑动套与所述径向缘板的相对端面上分别形成有轴向相对延伸的缘臂，该对缘臂相匹配形成活动套装的配合结构，并使得所述碟形弹簧置于该对缘臂形成的腔内。
[0023]所述碟簧安装套的前端安装有能够调整所述碟形弹簧的预压力的螺母。旋拧该螺母使其相对所述碟簧安装套移动时，能够推动所述滑动套相对所述碟簧安装套沿轴向移动而使所述碟形弹簧被压缩。
[0024]所述支撑套与所述滑动套之间设有平衡圈，该平衡圈与所述支撑套、所述滑动套的相对端面间均通过轴向设置的定位销相插接。
[0025]优选地，所述支撑套的圆周壁上设有螺纹孔和/或所述平衡圈的圆周壁上设有螺纹孔。
[0026]进一步，所述气缸浮动支架的侧壁上设有感应块。所述主轴座朝向所述气缸浮动支架的端面上安装有支架一，该支架一上安装有与所述感应块对应匹配的感应开关一。
[0027]处于所述气缸单元后端的缸盖上设有感应杆。所述主轴座上设有支架二，该支架二上安装有与所述感应杆对应匹配的感应开关二。
[0028]进一步，所述定子固定在所述主轴套筒的内壁上，所述转子设在所述主轴轴芯的
外部。
[0029]进一步，所述主轴套筒的侧壁与所述主轴座相对的一段上设有冷却槽，该冷却槽为轴向上分布形成的螺旋槽。于螺旋槽的两端设有密封圈，密封圈压在主轴套筒的外壁与主轴座的内壁之间。
[0030]进一步，于所述主轴轴芯上且靠近后端侧的轴承部位置固定有编码器法兰，于该编码器法兰上安装有编码器齿轮，该编码器齿轮与外部装置关联能形成编码器。
[0031]进一步，在所述主轴轴芯的前部且处于轴承部的前侧套装有防尘隔圈，该防尘隔圈的前端面形成有环状槽。
[0032]在所述主轴轴芯的前端面上用螺钉固定有前轴承压盖一，该前轴承压盖一能作用于所述防尘隔圈的前端面而使所述防尘隔圈能压在轴承部的内圈上。
[0033]在所述主轴套筒的前端面上用螺钉固定有前轴承压盖二，该轴承压盖二的内圈与所述前轴承压盖一的外圈相套匹配，且该前轴承压盖二的后端面上形成有内外相套的两个环状凸缘，其中处于内部的环状凸缘置于所述防尘隔圈上的环状槽内而相匹配，处于外部的环状凸缘能压在轴承部的外圈上。
[0034]优选地，所述主轴套筒的前端面上用螺钉固定有防尘盖，该防尘盖能压在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车床用高速高精电主轴上的材料夹紧机构，包括主轴轴芯、夹头及与该夹头匹配的适配器；其特征为：还包括主轴座和气缸浮动支架，所述主轴轴芯和主轴座旋转连接，所述气缸浮动支架设在主轴座的端面一侧，所述气缸浮动支架与主轴座的端面的相对面可与主轴座的端面接触和分离；还包括拉杆、碟形弹簧、碟簧安装套、支撑套以及置于碟簧安装套与支撑套之间的滑动套；所述拉杆的一端沿轴向穿入所述主轴轴芯内，并使所述夹头通过螺纹结构连接在所述拉杆的该端；所述拉杆的另一端延伸至外部；所述夹头的侧面为锥面，所述配适器上设有锥面槽孔，所述夹头的锥面能沿轴向逐渐伸入所述锥面槽孔内与之相匹配；所述碟簧安装套的中部形成有径向缘板；所述碟簧安装套的后端通过螺母与所述拉杆相连接；所述支撑套固定套装在所述主轴轴芯上；所述滑动套安装在所述碟簧安装套的前端并处于所述径向缘板的前侧；所述滑动套与所述径向缘板的相对端面上分别形成有轴向相对延伸的缘臂，该对缘臂相匹配形成活动套装的配合结构，并使得所述碟形弹簧置于该对缘臂形成的腔内；所述碟簧安装套的前端装有能调整所述碟形弹簧的预压力的螺母；所述支撑套与所述滑动套之间设有平衡圈，该平衡圈与所述支撑套、所述滑动套的相对端面间均通过轴向设置的定位销相插接；所述支撑套固定套装在所述主轴轴芯上，并使所述气缸浮动支架与所述支撑套的相对面之间可以形成间隙。2.根据权利要求1所述的一种车床用高速高精电主轴上的材料夹紧机构，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宝剑，张新华，蔡品水，
申请(专利权)人：威海博世特精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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