本發(fā)明涉及機(jī)床領(lǐng)域，具體涉及一種高剛性刀架主軸結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、目前，常用的刀架結(jié)構(gòu)中殼體以及主軸結(jié)構(gòu)均為整體式，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工以及裝配過程中的局限性很大，比如在加工時(shí)的精度保證難度較大，加工成本進(jìn)而較高；不方便后期對刀架進(jìn)行維修，包括更換軸承、電機(jī)維修等；而且整體式的主軸在加工過程中電機(jī)所產(chǎn)生的熱量會對機(jī)床加工精度造成負(fù)面影響，比如熱量傳遞到主軸前端會影響主軸剛度造成形變，或?qū)е轮鬏S熱膨脹，使主軸的長度和直徑發(fā)生變化，或高溫會使軸承的材料性能發(fā)生變化，如硬度降低、強(qiáng)度下降等。

2、為解決電機(jī)產(chǎn)生熱量對機(jī)床加工造成負(fù)面影響的問題，公開號為cn102389987b的用于機(jī)床的主軸單元的專利公開了在貼合面和支撐面之間構(gòu)成的間隙散熱避免了由于熱引起的機(jī)械應(yīng)力，但是仍然未能兼顧性地解決前述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明意在提供一種高剛性刀架主軸結(jié)構(gòu)，以兼顧性地解決熱量影響加工精度、加工和維修難度大的問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種高剛性刀架主軸結(jié)構(gòu)，包括主軸本體、軸承、端面鍵和殼體，主軸本體包括前端主軸和后端主軸，殼體包括連接的前端殼體和后端殼體，前端主軸通過軸承與前端殼體裝配，后端主軸通過軸承與后端殼體裝配，前端主軸和后端主軸同軸心且二者之間通過端面鍵徑向定位并連接，后端主軸與前端主軸之間留有間隙。

3、本方案的技術(shù)效果是：將主軸本體和殼體分為兩部分，后端主軸與前端主軸之間留有間隙不直接接觸，后端主軸上的電機(jī)發(fā)熱，熱能沿后端主軸傳遞至后端主軸與前端主軸之間的間隙處時(shí)，后端主軸與前端主軸之間的空氣層阻斷了熱能的傳遞，從而隔絕了熱能對前端主軸的影響，因?yàn)闈L齒的時(shí)候主要是前端主軸在承受切削力，進(jìn)而提高了刀架主軸的剛性，以滿足滾齒的加工精度。

4、本方案與現(xiàn)有技術(shù)在殼體上設(shè)置間隙散熱解決電機(jī)熱量傳遞的方案不一樣，現(xiàn)有技術(shù)并未給出“斷軸”的技術(shù)方案和技術(shù)啟示，本方案將主軸本體和殼體一分為二，還兼顧性一舉多得地達(dá)到了以下多方面的技術(shù)效果：

5、降低前端主軸撓度：主軸本體轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的撓度也會對機(jī)床加工精度造成負(fù)面影響，本方案通過將主軸本體一分為二，有效降低了前端主軸的撓度，也有利于提高滾齒的加工精度。

6、節(jié)約后端主軸材料：由于前端主軸的大端直徑較大，后端主軸的直徑較小，而主軸本體通常由棒料鍛造而成，為了滿足前端主軸的用料，所以主軸本體的坯件用料就會增加，造成材料的浪費(fèi)；而將主軸本體分為兩部分后，后端主軸就可以選用小直徑棒料成型，可以節(jié)省后端主軸的坯件，從而降低成本。

7、降低殼體加工難度：殼體分為兩部分，可以降低加工難度并且節(jié)約成本。首先，加工機(jī)床的可選擇面更廣，殼體為整體時(shí)，需要大型的加工機(jī)床，拆開后，可以使用更小規(guī)格的機(jī)床加工，設(shè)備能耗降低，即加工成本降低；其次，殼體分開后做了通孔，減少了整體殼體的階梯孔加工，加工難度降低，成本也會降低。

8、降低維修難度：將主軸本體和殼體一分為二，便于裝配以及后期維修，維修拆卸時(shí)將前端殼體和后端殼體拉開，就可以將前端主軸和后端主軸分開，單獨(dú)更換前端主軸上的軸承，相較于要先拆后端主軸上的軸承才能再拆前端主軸上的軸承更方便。

9、優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，前端主軸和后端主軸彼此靠近一端的端面周向均設(shè)有定位槽，端面鍵位于定位槽內(nèi)，且端面鍵與前端主軸固定。

10、優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，端面鍵與后端主軸之間也留有間隙。

11、優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，前端主軸上的軸承和后端主軸上的軸承之間設(shè)有外隔套，用于支承軸承的外圈。

12、優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，前端主軸上設(shè)有兩組軸承，兩組軸承之間也設(shè)有外隔套；且兩組軸承之間還設(shè)有內(nèi)隔套，用于支承軸承的內(nèi)圈。

13、優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，前端主軸上靠近后端主軸的一組軸承處設(shè)有鎖緊件，鎖緊件包括鎖定螺釘和鎖緊環(huán)，鎖緊環(huán)套設(shè)于前端主軸上，前端主軸上設(shè)有環(huán)槽，環(huán)槽處安裝有彈性擋圈，鎖緊環(huán)于環(huán)槽處設(shè)有倒角，彈性擋圈與倒角接觸軸向限位鎖緊環(huán)，鎖緊環(huán)和軸承之間也設(shè)有內(nèi)隔套，緊定螺釘與鎖緊環(huán)螺栓連接，且緊定螺釘與內(nèi)隔套接觸。

14、本方案的技術(shù)效果是：通過彈性擋圈對鎖緊環(huán)進(jìn)行限位，從而使得與鎖緊環(huán)螺紋連接的緊定螺釘?shù)亩嗣嫱苿觾?nèi)隔套收緊軸承的內(nèi)圈負(fù)荷。

15、優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，前端殼體和后端殼體的內(nèi)端面均設(shè)有臺階，用于支承軸承的外圈。

16、優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，前端主軸采用合金鋼材料，后端主軸采用普通鋼材料。

17、本方案的技術(shù)效果是：由于前端主軸所受切削力較大，后端主軸主要就是起支承電機(jī)的作用，所以可以將前端主軸采用較好的合金鋼材料，后端主軸采用一般鋼件，以節(jié)約成本。

18、優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，前端主軸和后端主軸上的軸承均為成套軸承。

19、優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，還包括螺釘，前端殼體和后端殼體連接處通過后端主軸上的軸承漲緊，前端殼體和后端殼體之間通過螺釘連接，螺釘位于前端殼體和后端殼體下方。

20、本方案的技術(shù)效果是：通過后端主軸上的軸承漲緊前端殼體便于對前端殼體進(jìn)行定位裝配；另外在前端殼體和后端殼體下方用螺釘鎖緊連接，在保證前端殼體和后端殼體固定連接的同時(shí)，前端殼體和后端殼體其余接觸位置有細(xì)微相對移動的可能性；即使后端主軸在產(chǎn)生細(xì)微撓度的過程中，通過后端主軸上的軸承帶動前端殼體產(chǎn)生相應(yīng)的撓度，從而使得前端殼體帶動前端主軸與后端主軸保持撓度一致，確保前端主軸與后端主軸保持同軸心，以提高滾齒的加工精度；因?yàn)槿绻岸藲んw不輔助前端主軸產(chǎn)生相應(yīng)的撓度，只依靠端面鍵帶動前端主軸產(chǎn)生撓度，前端主軸動作的及時(shí)性可能會受到影響，從而影響前端主軸與后端主軸的同軸度，進(jìn)而影響滾齒的加工精度。

技術(shù)特征：

1.一種高剛性刀架主軸結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括主軸本體、軸承、端面鍵和殼體，主軸本體包括前端主軸和后端主軸，殼體包括連接的前端殼體和后端殼體，前端主軸通過軸承與前端殼體裝配，后端主軸通過軸承與后端殼體裝配，前端主軸和后端主軸同軸心且二者之間通過端面鍵徑向定位并連接，后端主軸與前端主軸之間留有間隙。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高剛性刀架主軸結(jié)構(gòu)，其特征在于：前端主軸和后端主軸彼此靠近一端的端面周向均設(shè)有定位槽，端面鍵位于定位槽內(nèi)，且端面鍵與前端主軸固定。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高剛性刀架主軸結(jié)構(gòu)，其特征在于：端面鍵與后端主軸之間也留有間隙。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高剛性刀架主軸結(jié)構(gòu)，其特征在于：前端主軸上的軸承和后端主軸上的軸承之間設(shè)有外隔套，用于支承軸承的外圈。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高剛性刀架主軸結(jié)構(gòu)，其特征在于：前端主軸上設(shè)有兩組軸承，兩組軸承之間也設(shè)有外隔套；且兩組軸承之間還設(shè)有內(nèi)隔套，用于支承軸承的內(nèi)圈。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高剛性刀架主軸結(jié)構(gòu)，其特征在于：前端主軸上靠近后端主軸的一組軸承處設(shè)有鎖緊件，鎖緊件包括鎖定螺釘和鎖緊環(huán)，鎖緊環(huán)套設(shè)于前端主軸上，前端主軸上設(shè)有環(huán)槽，環(huán)槽處安裝有彈性擋圈，鎖緊環(huán)于環(huán)槽處設(shè)有倒角，彈性擋圈與倒角接觸軸向限位鎖緊環(huán)，鎖緊環(huán)和軸承之間也設(shè)有內(nèi)隔套，緊定螺釘與鎖緊環(huán)螺栓連接，且緊定螺釘與內(nèi)隔套接觸。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高剛性刀架主軸結(jié)構(gòu)，其特征在于：前端殼體和后端殼體的內(nèi)端面均設(shè)有臺階，用于支承軸承的外圈。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高剛性刀架主軸結(jié)構(gòu)，其特征在于：前端主軸采用合金鋼材料，后端主軸采用普通鋼材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高剛性刀架主軸結(jié)構(gòu)，其特征在于：前端主軸和后端主軸上的軸承均為成套軸承。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或9任意一項(xiàng)所述的一種高剛性刀架主軸結(jié)構(gòu)，其特征在于：還包括螺釘，前端殼體和后端殼體連接處通過后端主軸上的軸承漲緊，前端殼體和后端殼體之間通過螺釘連接，螺釘位于前端殼體和后端殼體下方。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及機(jī)床領(lǐng)域，具體涉及一種高剛性刀架主軸結(jié)構(gòu)，包括主軸本體、軸承、端面鍵和殼體，主軸本體包括前端主軸和后端主軸，殼體包括連接的前端殼體和后端殼體，前端主軸通過軸承與前端殼體裝配，后端主軸通過軸承與后端殼體裝配，前端主軸和后端主軸同軸心且二者之間通過端面鍵徑向定位并連接，后端主軸與前端主軸之間留有間隙。采用本技術(shù)方案，可以兼顧性地解決熱量影響加工精度、加工和維修難度大的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉一冉,譚永忠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶華育精密機(jī)械制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/22