壳式主轴模块制造技术

一种提供集壳式套筒与主轴、轴承等于一体的主轴结构部件的壳式主轴模块，特征为：主轴前轴承为三联角接触球轴承，壳式套筒的右端有前端盖对三联角接触球轴承外圈进行限位，三联角接触球轴承内圈右侧安装有前隔套，三联角接触球轴承内圈左侧安装有平衡套，平衡套的左侧安装有精密螺母；主轴后轴承为两联角接触球轴承，两联角接触球轴承的两个轴承中间装有内隔套和外隔套，两联角接触球轴承内圈左侧和右侧分别安装有隔套，安装在壳式套筒的后端盖对两联角接触球轴承外圈进行限位。高精度编码器齿环热装在连接盘右端，C轴油压制动器装在连接盘左端。该结构的主轴模块结构简单，还利于简化机床结构，各单元可单独组装和更换，成本低、故障率低、易维护，功能广，代表着机床主轴部件的发展方向和推广普及。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种提供集壳式套筒与主轴、轴承等于一体的主轴结构部件的壳式主轴模块，特征为：主轴前轴承为三联角接触球轴承，壳式套筒的右端有前端盖对三联角接触球轴承外圈进行限位，三联角接触球轴承内圈右侧安装有前隔套，三联角接触球轴承内圈左侧安装有平衡套，平衡套的左侧安装有精密螺母；主轴后轴承为两联角接触球轴承，两联角接触球轴承的两个轴承中间装有内隔套和外隔套，两联角接触球轴承内圈左侧和右侧分别安装有隔套，安装在壳式套筒的后端盖对两联角接触球轴承外圈进行限位。高精度编码器齿环热装在连接盘右端，C轴油压制动器装在连接盘左端。该结构的主轴模块结构简单，还利于简化机床结构，各单元可单独组装和更换，成本低、故障率低、易维护，功能广，代表着机床主轴部件的发展方向和推广普及。【专利说明】壳式主轴模块
本专利技术涉及一种数控机床用壳式主轴结构部件，主要应用在数控机床或车铣中心中。
技术介绍
主轴模块结构部件是数控机床上关键核心部件之一，它的好坏直接关系到机床的稳定性、可靠性，是数控机床的心脏。外部主电机通过同步带、带轮传动方式，将外部动力传递给机床的主轴，实现主轴的旋转切削功能，使用高转速、高精度、高刚性的主轴专用轴承，配有内置编码器和C轴制动器盘可实现主轴转速和位置的精确控制，故该主轴模块具有传动平稳、精度高、响应速度快、可靠性高的优点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种集壳式套筒与主轴、轴承等零件于一体的主轴结构部件，为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为: 一种壳式主轴模块,包括壳式套筒、主轴、编码器齿环、轴承、连接盘,其特征是:主轴前轴承为三联角接触球轴承，壳式套筒的右端有前端盖对三联角接触球轴承外圈进行限位，三联角接触球轴承内圈右侧安装有前隔套，三联角接触球轴承内圈左侧安装有平衡套，平衡套的左侧安装有精密螺母； 主轴后轴承为两联角接触球轴承，两联角接触球轴承的两个轴承中间装有内隔套和外隔套，两联角接触球轴承内圈左侧和右侧分别安装有后隔套和隔套，安装在壳式套筒的后端盖对两联角接触球轴承外圈进行限位； 主轴的左端还安装有连接盘，连接盘与两联角接触球轴承之间安装有后隔套，安装在主轴左端的精密螺母将连接盘固定在主轴上。进一步，所述的连接盘右端装有齿环式可分离编码器的编码器齿环，连接盘的左端上安装有C轴制动盘。本专利技术的优点是: 该结构的主轴模块结构简单，还利于简化机床结构，各单元可单独组装和更换，是主轴结构优化和整合的创新，成本低、故障率低、易维护，代表着机床主轴部件的发展方向和推广普及。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的主轴单元结构示意图。图2为本专利技术的主轴单元安装连接示意图。附图中:1、传动键；2、套；3、前端盖；4、前隔套；5、三联角接触球轴承；6、平衡套;7、壳式套筒；8、隔套；9、外隔套；10、编码器齿环；11、C轴制动盘；12、高精度编码器；13、精密螺母；14、主轴；15、内隔套；16、两联角接触球轴承；17、后隔套；18、后端盖；19、连接盘；20、油压制动器；21、动力卡盘；22、连接拉杆；23、箱体；24、制动器支架；25、液压回转油缸；26、同步带；27、螺钉。【具体实施方式】本专利技术将套筒、主轴、轴承、隔套、平衡套、螺母、连接盘、编码器齿环、C轴制动盘等组合为一体的主轴模块，属于数控机床用主轴部件集约整合创新。本专利技术包括壳式套筒7、主轴14、编码器齿环10、前后轴承、连接盘19等零件。主轴14上装有主轴专用轴承、平衡套6、隔套、锁紧螺母、连接盘19，整体通过动平衡后，用前、后端盖压于壳式套筒7上刚性连成一体,使得本专利技术可以作为一个主轴模块部件装在机床箱体内。主轴模块后端轴承与套筒是游动的，一旦主轴14发热可以往后延伸，确保了主轴14前端零件的加工精度。主轴模块在机床上配套使用了齿环式可分离编码器，编码器齿环10与连接盘19热装定在一起，高精度编码器12的测头与主轴14的箱体23固定在一起，高精度编码器12的测头与齿环留有规定的间隙；编码器齿环10都被固定安装在连接盘19上，编码器齿环10也会与主轴14同步旋转；编码器测头实时监测齿环的运动状况，并把信息回传给控制器，这样就实现了对主轴的旋转速度准确控制。主轴前轴承为三联角接触球轴承5,后轴承为两联角接触球轴承16。前轴承内外圈固定，后轴承内圈固定外圈游动，前轴承外圈用前端盖3紧固外圈、内圈用精密螺母13调整轴承游隙提高轴承的精度与刚性，后轴承外圈游动可补偿高速下轴承温升带来的主轴14的伸长，内圈用精密螺母13调整轴承游隙提高轴承的精度与刚性，该结构配置速度高、精度高、刚性好、承载能力强，为实现对主轴14的速度和位置控制，配套使用的是齿环式可分离编码器。通过系统控制器对主电机通电，电机的旋转运动通过同步带26带动主轴14旋转，因编码器齿环被固定安装在连接盘19上，编码器齿环也会与主轴14同步旋转，编码器测头实时监测齿环的运动状况，并把信息回传给控制器，通过油压制动器20夹紧制动盘实现制动功能，这样就实现了对主轴的旋转速度和位置角度控制。如图1所示，主轴14上装有前隔套4、平衡套6，用精密螺母13对三联角接触球轴承5固定在主轴14前端，主轴14后端装有隔套8、外隔套9、内隔套15，编码器齿环10热装在连接盘19上。精密螺母13将两联角接触球轴承16通过连接盘19、隔套固定在主轴14的左端。主轴14上装好的零件整体统一动平衡后，卸下连接盘19，其余的零件一起装在壳式套筒7内，用螺钉把前端盖3固定在壳式套筒7上，主轴14与壳式套筒7刚性连接，然后装好后端盖18、连接盘19、精密螺母20，最后固定安装C轴制动盘11。该结构配置速度高、精度高、刚性好、承载能力强。主轴轴承内圈与主轴、轴承外圈与套筒的配合间隙必须严格工艺控制。为解决主轴高速运转发热的问题，两联角接触球轴承I 6与壳式套筒7是游动的，一旦主轴14发热可以往后延伸，保证主轴14、轴承处于良好的状态，确保了主轴14前端零件的加工精度。主轴模块与箱体23用八个螺钉27刚性固定一起，主轴14前端可装配筒夹夹头、动力卡盘21，后端可配液(汽)压回转油缸25，用连接拉杆22连接。主轴电机通过同步带26把动力传给主轴14，带动主轴14旋转。系统控制器通过内置编码器对主轴的旋转速度和位置角度控制。机床在对零件铣削和钻不与主轴轴线同轴的孔时，系统控制器通过内置编码器对位置角度定位后，油压制动器20对C轴制动盘11夹紧固定(制动器通过支架与箱体联在一起)，确保了机床铣削和钻孔的可靠稳定。本专利技术是一种机床主轴模块，打破了原传统主轴结构的限制，把主轴上零件集约化为一个整体模块，有利于规模化制造，便于装配维护，该结构配置速度高、精度高、刚性好、承载能力强，响应快速、低噪音等优点，是机床主轴结构的重大创新。本专利技术利用专用优化设计的控制主轴模块，涉及到的机械结构、连接固定方式、速度旋转和角度定位和相关电气控制技术。该结构的主轴模块结构简单，还利于简化机床结构，各单元可单独组装和更换，是主轴结构优化和整合的创新，成本低、故障率低、易维护，代表着机床主轴部件的发展方向和推广普及。【权利要求】1.一种壳式主轴模块，包括壳式套筒(7)、主轴(14)、编码器齿环(10)、轴承、连接盘(19)，其特征在于:主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙彦旭，刘斌，冯春亚，张霞，赵联银，王彦平，于艳东，
申请(专利权)人：山东鲁南机床有限公司，
类型：发明
国别省市：