申请/专利权人：朗快智能科技(杭州)有限公司

申请日：2019-07-16

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN110355386B

主分类号：B23B19/02

分类号：B23B19/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2020.05.19#著录事项变更;2019.11.15#实质审查的生效;2019.10.22#公开

摘要：本发明属于零件加工技术领域，具体涉及一种高速进给的电主轴，包括固定座、安装在固定座上的固定套筒、同轴安装于固定套筒内的活动套筒，所述活动套筒包括内置段及其延伸的外置段，活动套筒可沿固定套筒的轴向移动，以使活动套筒的外置段伸缩配合于固定套筒，所述活动套筒内安装有与其同轴的旋转轴和用于驱动旋转轴转动的驱动电机，所述活动套筒的外置段之外套设有滑套，滑套固定安装于固定套筒上。本发明的高速进给的电主轴，通过滑套替代现有技术的导轨结构，简化了电主轴的结构，且刚性更高、稳定性更好。

主权项：1.一种高速进给的电主轴，包括固定座、安装在固定座上的固定套筒、同轴安装于固定套筒内的活动套筒，其特征在于，所述活动套筒包括内置段及其延伸的外置段，活动套筒可沿固定套筒的轴向移动，以使活动套筒的外置段伸缩配合于固定套筒，所述活动套筒内安装有与其同轴的旋转轴和用于驱动旋转轴转动的驱动电机，所述活动套筒的外置段之外套设有滑套，滑套固定安装于固定套筒上；所述滑套包括沿活动套筒的轴向依次设置的第一套筒、法兰套和第二套筒，活动套筒的外置段同轴安装于第一套筒和第二套筒内，法兰套分别与固定套筒、第一套筒、第二套筒固定连接；所述第一套筒与活动套筒之间、所述第一套筒与法兰套之间、法兰套与第二套筒之间、第二套筒与活动套筒之间均设有密封圈；所述第一套筒的筒壁、法兰套的套壁和第二套筒的筒壁具有相互连通的气密通道；所述法兰套的外表面具有若干凹槽，凹槽内具有沿法兰套轴向开设的安装孔；所述驱动电机包括定子和转子，定子同轴安装于活动套筒的内置段内，转子同轴安装于定子内，转子与旋转轴同轴安装且联动。

全文数据：一种高速进给的电主轴技术领域本发明属于零件加工技术领域，具体涉及一种高速进给的电主轴。背景技术电主轴主要应用在数控机床领域，将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它与直线电机技术、高速刀具技术一起，把高速加工推向一个新时代。电主轴是一套组件，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。电动机的转子直接作为机床的主轴，主轴单元的外壳就是电动机机座，并且配合其他零部件，实现电动机与机床主轴的一体化。现有的电主轴大多通过直线导轨保证主轴的直线度，例如，公开号为CN207971433U的专利文献公开了一种可轴向驱动且可旋转的电主轴。虽然通过直线导轨能保证主轴的直线度，但是，整个主轴结构较为复杂，且稳定性有待进一步提高。发明内容基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种高速进给的电主轴。为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种高速进给的电主轴，包括固定座、安装在固定座上的固定套筒、同轴安装于固定套筒内的活动套筒，所述活动套筒包括内置段及其延伸的外置段，活动套筒可沿固定套筒的轴向移动，以使活动套筒的外置段伸缩配合于固定套筒，所述活动套筒内安装有与其同轴的旋转轴和用于驱动旋转轴转动的驱动电机，所述活动套筒的外置段之外套设有滑套，滑套固定安装于固定套筒上。作为优选方案，所述滑套包括沿活动套筒的轴向依次设置的第一套筒、法兰套和第二套筒，活动套筒的外置段同轴安装于第一套筒和第二套筒内，法兰套分别与固定套筒、第一套筒、第二套筒固定连接。作为优选方案，所述第一套筒与活动套筒之间、所述第一套筒与法兰套之间、法兰套与第二套筒之间、第二套筒与活动套筒之间均设有密封圈。作为优选方案，所述第一套筒的筒壁、法兰套的套壁和第二套筒的筒壁具有相互连通的气密通道。作为优选方案，所述法兰套的外表面具有若干凹槽，凹槽内具有沿法兰套轴向开设的安装孔。作为优选方案，所述驱动电机包括定子和转子，定子同轴安装于活动套筒的内置段内，转子同轴安装于定子内，转子与旋转轴同轴安装且联动。作为优选方案，所述转子与旋转轴通过键与键槽相配的结构实现联动。作为优选方案，所述活动套筒的筒壁具有相互独立的水循环通道和气密通道。作为优选方案，所述固定座上设有与旋转轴平行的直线导轨，相应地，活动套筒的内置段设有与直线导轨相配的滑块。作为优选方案，所述旋转轴为中空结构。作为优选方案，所述固定座上还安装有轴向电机，轴向电机的输出轴与丝杆联动连接，丝杆与旋转轴平行设置，丝杆上设有与丝杆螺纹配合的螺母副，螺母副与活动套筒联动连接。本发明与现有技术相比，有益效果是：本发明的高速进给的电主轴，通过滑套替代现有技术的导轨结构，简化了电主轴的结构，且刚性更高、稳定性更好。附图说明图1是本发明实施例一的高速进给的电主轴的剖面结构示意图；图2是本发明实施例一的高速进给的电主轴的立体结构示意图；图3是本发明实施例一的高速进给的电主轴的另一视角的立体结构示意图；图4是本发明实施例一的高速进给的电主轴的滑套处的局部结构示意图；图5是本发明实施例一的高速进给的电主轴的水冷套筒的结构示意图；图6是本发明实施例一的高速进给的电主轴的另一剖面结构示意图；图7是本发明实施例一的高速进给的电主轴的端部剖面放大图。具体实施方式为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。实施例一：如图1-7所示，本实施例的高速进给的电主轴，包括固定座1、固定套筒2、活动套筒3、旋转轴4、滑套5和驱动电机；其中，固定套筒2安装在固定座1上；活动套筒3同轴安装在固定套筒2内；旋转轴4同轴安装在活动套筒3内；驱动电机安装活动套筒3内，用于驱动旋转轴4转动，从而进行零件加工。如图2所示，固定套筒2安装在固定座1的右侧，具体地，固定套筒2通过螺栓安装在固定座1的右侧。固定套筒2的左、右两端均开口，以便后续部件的安装。活动套筒3同轴安装在固定套筒2内，活动套筒3可沿固定套筒2的轴向移动；具体地，活动套筒3包括内置段31及其延伸的外置段32，内置段31的外径大于外置段32的外径，内置段31的外径与固定套筒2的内径以及固定套筒2的左端开口尺寸相配，使得内置段31能在固定套筒2轴向自由移动，从而使得活动套筒的外置段32伸缩配合于固定套筒2；且内置段31能活动至固定套筒2的左端开口之外，以便提高旋转轴4轴向移动的行程。另外，为了保证活动套筒移动的直线度，在固定座1的左侧安装有直线导轨6，直线导轨6与旋转轴平行设置，相应地，活动套筒的内置段的左端安装有与直线导轨6相配的滑块7，保证活动套筒移动的直线度，从而保证旋转轴轴向移动的直线度。本实施例的活动套筒的外置段之外套设有滑套5，滑套5固定安装在固定套筒2的右侧。具体地，如图1和4所示，滑套5包括沿活动套筒3的轴向依次设置的第一套筒51、法兰套52和第二套筒53，活动套筒的外置段32同轴安装在第一套筒51和第二套筒53内，活动套筒的外置段32的外径与第一套筒51和第二套筒53的内径相配，第一套筒51和第二套筒53的截面均为凸形结构，第一套筒51安装在固定套筒2的右端开口处，第一套筒51的凸起部位于固定套筒2的右端开口的右侧；第二套筒53位于第一套筒51的右侧，且间隔预设间距安装，第二套筒53的凸起部与第一套筒51的凸起部相对，法兰套52嵌入安装在第二套筒53的凸起部与第一套筒51的凸起部之间，法兰套52分别与固定套筒2、第一套筒51、第二套筒53固定连接。其中，如图2所示，法兰套52的外表面具有若干凹槽520，凹槽内具有沿法兰套轴向开设的安装孔，螺栓521贯穿安装孔实现固定连接，实现螺栓的内置，节省空间。另外，如图3所示，第一套筒51与活动套筒3之间安装有密封圈a，具体地，在第一套筒51的内壁的左侧开设有密封槽，密封圈a安装在密封槽内，密封圈a抵靠在活动套筒的外置段，既能实现密封，又能保证活动套筒活动配合于密封圈a。第一套筒51与法兰套52之间安装有密封圈b，具体地，在第一套筒51的凸起部的外壁的左侧开设有密封槽，密封圈b安装在密封槽内，密封圈b抵靠在法兰套的内壁，实现密封。法兰套52与第二套筒53之间安装有密封圈c，具体地，在第二套筒51的凸起部的外壁的右侧开设有密封槽，密封圈c安装在密封槽内，密封圈c抵靠在法兰套52的内壁，实现密封。第二套筒53与活动套筒3之间安装有密封圈，具体地，在第二套筒53的内壁的右侧开设有密封槽，密封圈d安装在密封槽内，密封圈d抵靠在活动套筒的外置段，既能实现密封，又能保证活动套筒活动配合于密封圈d。而且，第一套筒51的筒壁、法兰套的套壁和第二套筒的筒壁具有相互连通的气密通道e，气密通道e的左端位于密封圈a的左侧，气密通道e的右端位于密封圈d的右侧，实现气密封与密封圈密封的双重密封效果，提高活动套筒3与滑套5之间的密封性。其中，驱动电机安装在活动套筒的内置段31内，具体地，驱动电机包括定子81和转子82，定子81同轴安装在活动套筒的内置段31内，转子82同轴安装在定子81内，转子82与旋转轴4同轴安装且联动；转子82的内部中空，旋转轴4同轴安装在转子82的中空结构内，并通过键83与键槽相配的结构实现联动，以传递扭矩，如图5所示。另外，如图1所示，定子81的外壁与活动套筒的内置段31之间还安装有水冷套筒9，如图5所示，水冷套筒9内具有沿其筒壁螺旋分布的水冷通道及出入口，保证驱动电机的散热。其中，上述定子和转子的结构及原理同现有技术的驱动电机，在此不赘述。另外，本实施例的旋转轴4为中空结构，中空结构内可以通入冷却介质，对高速转动的旋转轴冷却，保证主轴的加工性能。旋转轴4通过轴承安装在活动套筒内，实现轴向联动，旋转轴转动时活动套筒不动。如图6和7所示，活动套筒3的外置段的端部内壁与旋转轴4的外壁之间安装有环形密封圈f，保证活动套筒与旋转轴之间的密封性；本实施例的活动套筒3具有沿其轴向分布的气密通道g，气密通道g的端部位于环形密封圈f的内侧，实现气密封与密封圈密封的双重密封效果，提高活动套筒与旋转轴之间的密封性。如图1所示，本实施例的固定座上还安装有轴向电机10，轴向电机10的输出轴与丝杆11联动连接，丝杆11与旋转轴4平行设置，保证旋转轴轴向运行的直线度；丝杆11上设有与丝杆螺纹配合的螺母副12，螺母副12与活动套筒3联动连接。具体地，轴向电机10的输出轴通过联轴器12与丝杆11传动连接，在丝杆11设置有与其螺纹配合的螺母副12，螺母副12通过连接块13与活动套筒3通过凹凸结构连接；当轴向电机10旋转时，螺母副12能够沿着丝杆11的轴线移动，丝杆11通过连接块13带动活动套筒3轴向移动进而带动旋转轴4轴向移动，如此即可实现旋转轴上安装的刀具的轴向移动。由于丝杆11设置在固定套筒2的外部，为了方便连接块13与螺母副12和活动套筒3的连接，在固定套筒2上与连接块13对应的位置处设置有沿固定套筒轴向方向延伸的条形孔14，连接块13可往复配合于条形孔14。本实施例的高速进给的电主轴，通过滑套替代现有技术的导轨结构，简化了电主轴的结构，刚性更高、稳定性更好。实施例二：本实施例的高速进给的电主轴与实施例一的不同之处在于：本实施例的高速进给的电主轴可以省略水冷套筒的结构，直接以活动套筒的内置段的筒壁作为水冷套筒，即将水冷套筒的结构融合在活动套筒的内置段的筒壁上，使得活动套筒的筒壁具有相互独立的水循环通道和气密通道，也能实现驱动电机的冷却以及活动套筒与旋转轴之间的密封性能。其它结构可以参考实施例一。实施例三：本实施例的高速进给的电主轴与实施例一的不同之处在于：本实施例的滑套为一体结构，即将第一套筒、法兰套和第二套筒一体成型，便于装配。其它结构可以参考实施例一。以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种高速进给的电主轴，包括固定座、安装在固定座上的固定套筒、同轴安装于固定套筒内的活动套筒，其特征在于，所述活动套筒包括内置段及其延伸的外置段，活动套筒可沿固定套筒的轴向移动，以使活动套筒的外置段伸缩配合于固定套筒，所述活动套筒内安装有与其同轴的旋转轴和用于驱动旋转轴转动的驱动电机，所述活动套筒的外置段之外套设有滑套，滑套固定安装于固定套筒上。2.根据权利要求1所述的一种高速进给的电主轴，其特征在于，所述滑套包括沿活动套筒的轴向依次设置的第一套筒、法兰套和第二套筒，活动套筒的外置段同轴安装于第一套筒和第二套筒内，法兰套分别与固定套筒、第一套筒、第二套筒固定连接。3.根据权利要求2所述的一种高速进给的电主轴，其特征在于，所述第一套筒与活动套筒之间、所述第一套筒与法兰套之间、法兰套与第二套筒之间、第二套筒与活动套筒之间均设有密封圈。4.根据权利要求3所述的一种高速进给的电主轴，其特征在于，所述第一套筒的筒壁、法兰套的套壁和第二套筒的筒壁具有相互连通的气密通道。5.根据权利要求2-4任一项所述的一种高速进给的电主轴，其特征在于，所述法兰套的外表面具有若干凹槽，凹槽内具有沿法兰套轴向开设的安装孔。6.根据权利要求1所述的一种高速进给的电主轴，其特征在于，所述驱动电机包括定子和转子，定子同轴安装于活动套筒的内置段内，转子同轴安装于定子内，转子与旋转轴同轴安装且联动。7.根据权利要求1所述的一种高速进给的电主轴，其特征在于，所述活动套筒的筒壁具有相互独立的水循环通道和气密通道。8.根据权利要求1所述的一种高速进给的电主轴，其特征在于，所述固定座上设有与旋转轴平行的直线导轨，相应地，活动套筒的内置段设有与直线导轨相配的滑块。9.根据权利要求1所述的一种高速进给的电主轴，其特征在于，所述旋转轴为中空结构。10.根据权利要求1所述的一种高速进给的电主轴，其特征在于，所述固定座上还安装有轴向电机，轴向电机的输出轴与丝杆联动连接，丝杆与旋转轴平行设置，丝杆上设有与丝杆螺纹配合的螺母副，螺母副与活动套筒联动连接。

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