一种机床的主轴装置的制作方法

1.本实用新型涉及机械加工技术领域，具体是一种机床的主轴装置。


背景技术：

2.高速精密主轴装置如电主轴作为现代机床的标志性功能部件,几年来得到迅速的发展和完善,目前在车、铣、磨等各种加工机床都已有应用，在高档加工中心更是首选部件，主轴装置上包括壳体、转轴、转子和定子等，转子与转轴固定连接，定子与壳体固定连接；转轴内部中空，以方便安装拉刀机构，拉刀机构包括驱动器和拉杆，驱动器(如油缸)带动拉杆在转轴轴向移动，拉杆远离驱动器的前端安装有刀柄机构，刀柄机构包括有连接块，刀柄机构的连接块成型有刀柄锥面，而转轴前端也成型有与刀柄锥面配合的内孔锥面，然而由于换刀需要，每换刀一次，就需要将刀柄机构从转轴上松脱，换刀次数多，也即内孔锥面与刀柄锥面会出现较为频繁的相互贴合和分离，使得内孔锥面容易磨损，进而影响转轴的定位精度，降低主轴装置的加工精度。
3.此外，在转子安装进转轴时，要保证转子与转轴的安装稳定性又不破坏转子上的磁场，则通过转子与转轴的过盈配合完成固定连接，然而这种过盈配合的方式，在转子套装时，势必需要加热转子，并在强力敲击下使得转子挤压进转轴上，这种装配方式耗时费力，装配效果难以保证，且还存在损坏转子或转轴的情况。现有技术中为了降低装配难度，常采用粘胶方式将转子粘接在转轴上，但粘胶方式在转子长期转动后存在松脱的风险。


技术实现要素：

4.本实用新型意在提供一种机床的主轴装置，以解决现有技术中主轴装置装配或使用过程中主轴容易磨损或损坏的问题。
5.为了达到上述目的，本实用新型的基础方案如下：
6.一种机床的主轴装置，包括壳体、转轴、转子和定子，转轴前端设有内孔锥面，内孔锥面设有环形槽，环形槽位于内孔锥面中部；转子上设有永磁段和非永磁段，永磁段装有绕组，非永磁段可拆卸连接在转轴上，转子与转轴间隙配合。
7.相比于现有技术的有益效果：采用本方案时，转子的永磁段用于产生磁场，利用非永磁段与转轴的可拆卸连接，加上转子与转轴的间隙配合，使得安装转子的过程变得简单快速，避免了装配过程中外力敲击造成的转轴损坏的问题。
8.此外，本方案通过在转轴的内孔锥面上开设环形槽，以减少内孔锥面与刀柄锥面的接触面积，进而减少内孔锥面的磨损；此外，环形槽位于中部，使得刀柄锥面与内孔锥面接触时间较长的是刀柄锥面的前部和后部，以保证刀柄机构的定位需求。
9.进一步，所述内孔锥面的锥度为7:24，锥度的精度等级小于等于8级。
10.有益效果：在该锥度下能够保证加工过程的精度，且在该锥度下主轴装置施加在刀柄机构上的拉力和压力摩擦力能够克服刀柄机构加工过程承受的切削力，降低因切削力带来的转轴振动，有利于转轴寿命的延长。
11.进一步，所述非永磁段上可拆卸连接有定位套，若干个销钉将定位套固定连接在转轴上，每个销钉均沿转轴径向设置。
12.有益效果：采用本方案时，因现有的转子上原本就存在非永磁段，但是非永磁段的长度不够长，定位套安装后可以在不更换现有转子的情况下，仅仅新增一个定位套就能将原有的转子快速且稳固地安装到转轴上，降低安装难度和降低改进成本。
13.进一步，所述定子包括前部、中部和后部，定子中部设有冷却槽，定子前部外径最小，定子后部外径最大，壳体上设有安装面和凸起面，安装面与定子后部外表面过盈配合，定子前部外表面与凸起面过盈配合，定子中部与安装面间隙配合。
14.有益效果：在现有技术中，由于主轴装置运行时转轴转速高，转轴和转子运转时会产生大量热量，引起壳体内部温升，使主轴装置整体的热态特性和动态特性变差，从而影响主轴装置的正常工作，因此现有技术中在与壳体配合的定子表面上开设冷却槽，通过向冷却槽中不断注入冷却液以达到降温的目的；为保证冷却液不会泄露，需要定子表面与壳体紧密贴合，然而定子长度较长，定子安装进壳体时经常存在装配不进去或装配难度大而耗时费力的问题。采用本方案后，定子安装时，定子前部先套入到壳体内，因定子前部外径最小，故而在定子前部途径安装面时，定子都不会与壳体产生摩擦，只有当定子前部接触到凸起面或定子后部接触到安装面后才会增加安装难度，故而相比现有技术，本方案能够降低定子的安装难度。
15.此外，本方案通过定子前部、定子后部与壳体的过盈配合，保证了定子中部含有的冷却槽处于封闭段，避免了冷却槽内冷却液泄露的情况，定子中部与壳体间歇配合，使得定子安装过程不会对定子中部外表面造成磨损，避免磨损影响冷却槽的形状也能避免磨损产生的金属屑掉落到冷却槽内。
16.进一步，所述定子中部的长度大于定子总长度的一半。
17.有益效果：定子中部长度较大有利于进一步降低定子的装配难度。
18.进一步，所述定子前部和定子后部均设有圆环槽，壳体上设有与圆环槽连通的注油孔。
19.有益效果：通过圆环槽的设定，方便润滑油从注油孔注入，进一步有利于降低定子前部和定子后部的安装难度。
20.进一步，所述壳体上设有连通通道，连通通道将两个注油孔连通。
21.有益效果：通过连通通道的设置，方便一次性对两个注油孔同时注油，加快了润滑油注入的效率。
22.进一步，所述定子包括定子本体和定子套，定子本体固定套接在定子套内，冷却槽设置在定子套上，定子套与壳体可拆卸连接。
23.有益效果：当定子出现故障需要更换时，可以根据故障的位置更换转子或定子套，降低定子更换的成本；此外，定子套还与壳体可拆卸连接，有利于增强定子与壳体的连接稳定性。
24.进一步，所述定子套上固定连接有定子固定端盖，定子固定端盖可拆卸连接在壳体上，同时定子固定端盖上又可拆卸连接有安装套，转轴一端转动连接在安装套内，转轴另一端转动连接在壳体上。
25.有益效果：通过定子固定端盖的设置，使得定子套和安装套都能固定在定子固定
端盖上，方便了定子套和安装套的安装和拆卸；此外，安装套与定子固定端盖可拆卸连接，定子固定端盖又与壳体可拆卸连接，相当于安装套与壳体可拆卸连接，转轴两端分别转动连接在壳体和安装套上，使得转轴的转动相当于在一个零件上进行，有利于转轴转动的稳定性。
26.进一步，所述壳体靠近安装套的一端固定连接有安装块，安装块和壳体固定连接，安装块用于固定拉刀机构的驱动器。
27.有益效果：通过安装块将拉刀机构安装在主轴装置上，使得主轴装置功能更加全面。
附图说明
28.图1为本实用新型实施例的轴测图；
29.图2为本实用新型实施例的主视剖视图；
30.图3为图2中的a部放大示意图；
31.图4为本实用新型实施例的俯视图；
32.图5为本实用新型实施例中转轴与转子的连接关系示意图；
33.图6为本实用新型实施例中转轴与转子在另一视角下的连接关系示意图；
34.图7为图5的主视剖视图。
具体实施方式
35.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
36.说明书附图中的附图标记包括：转轴1、内孔锥面11、环形槽12、定位套2、转子3、永磁段31、非永磁段32、定子套4、冷却槽41、圆环槽42、定子本体5、刀柄机构6、壳体20、安装面21、凸起面22、进水通道23、出水通道24、注油孔25、连通通道26、定子固定端盖7、安装套8、后轴承9、安装块30、驱动器40、拉杆50。
37.实施例
38.实施例基本如附图1至图6所示，一种机床的主轴装置，包括壳体20、转轴1、转子3和定子，壳体20内一体成型有安装面21和凸起面22，安装面21的内径大于凸起面22的内径；定子包括定子本体5和定子套4，定子本体5固定套接在定子套4内(可以采用粘接的方式)，定子套4上可拆卸连接有定子固定端盖7(比如采用螺钉形成固定连接)，定子固定端盖7通过螺钉与壳体20形成固定连接。
39.定子套4包括前部、中部和后部，定子套4中部开有螺旋形的冷却槽41，定子套4前部外径最小，定子套4后部外径最大，安装面21与定子套4后部外表面过盈配合，定子套4前部外表面与凸起面22过盈配合，定子套4中部与安装面21间隙配合，定子中部的长度大于定子总长度的一半。
40.壳体20上开有进水通道23和出水通道24，进水通道23的一端为进水口，形冷却槽41连通，出水通道24的一端为出水口，进水口和出水口分别位于螺旋形冷却槽41的两个端部。
41.定子套4前部和定子套4后部均开有圆环槽42，壳体20上开有与圆环槽42连通的注油孔25，注油孔25上能够安装有堵头，壳体20上还开有连通通道26，连通通道26将两个注油
孔25连通。
42.定子固定端盖7上通过螺钉固定连接有安装套8，安装套8内固定套接有后轴承9，转轴1一端通过后轴承9与安装套8转动连接，转轴1另一端通过设有的前轴承与壳体20转动连接。壳体20左侧通过螺钉固定连接有安装块30，安装块30和壳体20固定连接，拉刀机构包括拉杆50和驱动器40，驱动器40带动拉杆50在转轴1轴向移动，驱动器40可以采用油缸，安装块30用于固定拉刀机构的驱动器40。
43.转子3上一体成型有永磁段31和非永磁段32，永磁段31的两端为非永磁段32，非永磁段32的外径小于永磁段31外径，永磁段31装有绕组(图中未绘出)，其中一个非永磁段32的端部固定连接有定位套2，定位套2与非永磁段32通过若干个螺钉固定连接，每个螺钉均轴向设置，若干个螺钉沿转轴1周向均布，螺钉伸入非永磁段32的长度小于等于非永磁段32长度的一半；定位套2与转轴1通过若干个销钉固定连接，每个销钉均在转轴1径向分布，若干个销钉沿转轴1周向均布，转子3与转轴1间隙配合。
44.转轴1用于安装刀柄机构6的一端一体成型有内孔锥面11，内孔锥面11上开有环形槽12，环形槽12位于内孔锥面11中部，其中内孔锥面11的锥度为7:24，锥度的精度等级小于等于8级。
45.具体实施过程如下：
46.采用本实施例时，在将转子3安装进转轴1时，先将转子3的非永磁段32与定位套2通过螺钉形成固定连接，再将定位套2与转子3形成的整体一起安装到转轴1上，最后再利用销钉将定位套2与转轴1固定连接，完成转子3在转轴1上的固定连接。
47.本实施例转子3的永磁段31用于产生磁场，利用非永磁段32与转轴1通过销钉固定连接，若干个销钉在转轴1周向均布，保证了转子3在转轴1上安装的对称性，同时加上转子3与转轴1的间隙配合，使得安装转子3的过程变得简单快速；此外因多个销钉的安装使得转子3与转轴1安装的稳固性得以提高，相比现有技术，既兼顾了安装的牢固要求，又兼顾了装配难度的要求，同时还满足了永磁段31的磁场不受影响。
48.在将定子进行安装时，先将定子本体5与定子套4形成固定连接，再将定子本体5和定子套4形成的整体套装在壳体20上，该步骤套装时，因子前部先套入到壳体20内，因定子套4前部外径最小，故而在定子套4前部途径安装面21时，定子套4都不会与壳体20产生摩擦，只有当定子套4前部接触到凸起面22或定子套4后部接触到安装面21后才会增加安装难度，故而相比现有技术，本实施例能够降低定子的安装难度；在具体实施时，为了减少定子套4前部与凸起面22的安装难度以及定子套4后部与安装面21的安装难度，可以在定子套4安装时，通过连通通道26向圆环槽42内注入润滑油，以进一步降低安装难度。
49.此外，本实施例通过定子套4前部、定子套4后部与壳体20的过盈配合，保证了定子套4中部含有的冷却槽41处于封闭段，避免了冷却槽41内冷却液泄露的情况，定子套4中部与壳体20间歇配合，使得定子套4安装过程不会对定子套4中部外表面造成磨损，避免磨损影响冷却槽41的形状也能避免磨损产生的金属屑掉落到冷却槽41内。
50.本实施例中通过在转轴1的内孔锥面11上开设环形槽12，以减少内孔锥面11与刀柄锥面的接触面积，进而减少内孔锥面11的磨损；此外，环形槽12位于中部，使得刀柄锥面与内孔锥面11接触时间较长的是刀柄锥面的前部和后部，保证了刀柄机构6的定位需求。
51.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此
未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。