[发明专利]一种直联机械主轴结构

说明书

技术领域

本发明涉及机床主轴，尤其涉及一种直联机械主轴结构。

背景技术

目前直连机械主轴油缸与轴套都是刚性连接；打刀机构的作用力在主轴各件上传递的力最终作用在轴承上(角接触球轴承)。例如BT40主轴的打刀力14000N，这些打刀力全部作用在主轴的轴承上。由于油缸的活塞产生作用力与反作用力。作用力推动拉杆压缩碟簧，碟簧力作用在主轴上，主轴上力作用在轴承上，而反作用力施加在后端盖上，力最终传送到轴套上，轴套又传给机床立柱的箱体上，所以在压缩碟簧的力全作用在主轴上，而主轴的力又传递轴承上，所以每次打刀时就会有打刀力最终完全作用在轴承上，对主轴的轴承寿命有较大的影响。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷，而提供一种直联机械主轴结构，以减少施加在轴承上的打刀力，提高主轴的轴承使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种直联机械主轴结构，包括主轴组件和用于提供打刀力的油缸组件，主轴组件包括固定连接于箱体的轴套、在轴套内旋转的主轴以及套设在主轴内并用于打刀或拉刀的拉杆，主轴与轴套之间设有轴承，拉杆与主轴之间套设有用于提供拉刀力的轴向弹簧，还包括卸力组件，卸力组件包括与油缸组件轴向固定的缓冲套以及与主轴轴向固定的反扣盘，缓冲套通过弹性件连接轴套；在主轴旋转时，弹性件使得缓冲套紧贴于轴套上，反扣盘与缓冲套之间留有轴向间隙；在打刀时，主轴停止转动，油缸组件的活塞的正向推力推动拉杆轴向运动并压缩轴向弹簧，油缸组件的活塞的反作用力拉动缓冲套脱离与轴套的接触并使得缓冲套与反扣盘相互抵顶。

进一步地，拉杆套设有用于传递打刀力的打刀盘，打刀盘与拉杆轴向固定；在打刀时，油缸组件的活塞通过打刀盘推动拉杆轴向运动。

进一步地，油缸组件还包括依次轴向固定连接的后端盖、油缸套和定位套，缓冲套轴向固定连接于定位套上，后端盖与油缸套之间形成的轴向空间限定活塞的轴向行程。

进一步地，弹性件包括螺钉以及套在螺钉上的压簧，螺钉贯穿缓冲套并固定连接于轴套上，压簧一端抵顶缓冲套，另一端抵顶螺钉头部的下表面。

进一步地，反扣盘与主轴螺纹连接，反扣盘与主轴之间还设有与主轴螺纹连接的防松盘，防松盘与反扣盘通过螺钉固定连接。

进一步地，轴向弹簧为碟型弹簧。

进一步地，直联机械主轴结构还包括套在主轴上的前法兰盘以及夹在前法兰盘与主轴之间的气流分配环，前法兰盘设有环绕于气流分配环的外壁的气流环形槽以及与气流环形槽贯通并用于为气流环形槽提供高压气流的供气通道，气流分配环均匀布设有与气流环形槽连通的通气孔，主轴外壁对应气流分配环的位置上设有与通气孔连通的环形沟槽。

进一步地，直联机械主轴结构还包括设在轴承与气流分配环之间并能跟随主轴转动的密封套筒，密封套筒包括前段和后段，前段的外侧轴向端面设有环形凹槽，气流分配环插入凹槽中形成迷宫式密封结构。迷宫式密封结构加上气流分配环的气密封结构形成双重密封结构，起到双重密封保护。

进一步地，前法兰盘设有用于容纳密封套筒的前段的容纳槽，密封套筒的前段与容纳槽内壁之间留有间隙，密封套筒的前段的外筒壁上设有用于截留外界杂质的方形锯齿槽。

进一步地，直联机械主轴结构还包括夹在前法兰盘与轴承的外圈之间的环形密封盖，密封盖套设于密封套筒的后段外表面。

进一步地，气流分配环与前法兰盘为过盈配合以使得气流分配环不会跟随主轴转动。

进一步地，通气孔为径向通气孔。

进一步地，通气孔的直径范围：0.2mm～1.5mm。因为要对主轴的环形沟槽喷射高压气流，所以通气孔直径不能太大，但是由于孔加工工艺难度及成本的限制，通气孔也不能太小。

进一步地，气密封分配环为铜环。气流分配环跟主轴之间的摩擦会磨损气流分配环的内壁，而铜是软材料且耐磨，当气密封分配环与钢件主轴发生摩擦时铜首先磨损且不会卡死。当磨损到有足够间隙时不再磨损。

进一步地，环形沟槽为直角三角形槽，其底面为斜边，其侧面为直角边，其侧面对应的内角指向前法兰盘的轴向外侧。环形沟槽的结构可以有效阻挡外界杂质通过，有利于外界杂质向外界排出。

进一步地，环形沟槽的最外侧超出气流分配环覆盖范围以直接连通前法兰盘与主轴之间的间隙，以便于外界杂质排出。

本发明与现有技术相比的有益效果是：