一种动力头的制作方法

本发明属于机械技术领域，涉及一种机械加工零件，特别是一种动力头。

背景技术：

动力头是能实现主运动和进给运动，并且有自动工件循环的动力部件。它是比较简单的一个变速传动机构，形式多种多样，基本原理就是电机带动一个齿轮变速机构，可以实现镗削、铣削、钻削等功能，有的带有导轨，可以小范围的直线运动。动力头具有主轴和套设在主轴外的主轴套筒，在工作时，主轴发生旋转而主轴套筒不转，因此两者间会设置轴承，在使用过程中动力头前端的工况较为复杂，在主轴转动过程中一些水分以及杂质很容易从主轴前端进入，并流向轴承并很容易导致轴承生锈，进而影响轴承的正常功能的实现即容易导致主轴卡滞旋转不畅，因此需要对动力头的前端进行防水设计。

目前已有的常规解决方式是通过设置多个截流槽，通过截流槽实现截流来实现防水，或者设置防水槽并利用防水槽上的防水斜面结构来实现防水。例如在申请号为201711479858.0的专利中公开了一种机械主轴非接触式防液密封结构，密封结构包括端盖、防液盖，端盖、防液盖依次安装在主轴1上，端盖包括内台阶和外台阶，内台阶外周设有导流槽一，外台阶内周设有导流槽二，内台阶高于外台阶，防液盖外周内侧设有截流槽一，内周外侧设有截流槽二，截流槽一、截流槽二与导流槽一、导流槽二相配合。截流槽与导流槽的配合可对进入密封结构中的冷却液起到拦截和导流作用，可进一步阻止冷却液进入到主轴，从而保证了主轴正常的使用寿命。

目前还容易想到在主轴前端外套设多重密封件以及设置复杂的迷宫结构等来实现防水，如申请号201822040639.9中的内容所示。但上述一些结构要么结构复杂，要么加工位置较小加工精度要求较高，成本较高。

而常规不容易想到在主轴外设置吹风件并通过吹风件来实现吹水，这是因为主轴与套筒之间的空间相对封闭且狭窄，很容易在正面风力作用下将水珠吹起并溅起甩到其余周边或者对立面上，导致依旧有水流流进，防水效果依旧差。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种动力头，本发明要解决现有动力头防水效果差的问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种动力头，包括主轴和套设在主轴外的轴承，其特征在于，所述主轴外还套设有能往动力头前侧吹风的吹风件，所述吹风件位于轴承前侧且与主轴周向固连，所述主轴还具有位于吹风件前侧且与吹风件正对的导流面，所述导流面自主轴轴心向外逐渐朝前侧倾斜。

本方案中通过在轴承前侧设置吹风件，吹风件由于与主轴周向固连，因此当主轴转动时吹风件能够跟随主轴一起转动进而带动空气流动实现吹风和扇风，该吹风能够快速地对流进主轴前端的水分进行风力阻碍避免水流进一步往主轴后端甚至轴承方向流动，实现初步防水。而本发明中还在主轴上设置有与吹风件正对设置且自主轴轴心向外逐渐朝前侧倾斜的导流面，且导流面位于吹风件的前端，由于导流面的存在，吹风件不会在正对位置处或者说风力最大处直接正面垂直作用于水珠而导致水珠等直接溅起并重新流进，而是会顺着导流面的倾斜方向牵引水珠或水流反向运动，并逐渐流回到主轴前端方向，远离轴承，实现排水，并且导流面自身也能在主轴转动的离心力作用下实现向外并向前甩水，提高排水效果。除此之外，由于主轴在转动过程中的转速极大，此时吹风件的转速相比于普通风扇都要高得多且由于轮面的存在风力较大，随着风力的作用也能将水珠沿着导流面均匀摊开并更容易地实现风干，整体防水效果好。

而常规也不容易想到设置朝向主轴后端且自主轴轴心向外逐渐朝主轴前端倾斜的导流面，这是因为该导流面刚好与防水槽的防水斜面的设置构思相反，实现不了阻水的作用，故而常规中也不容易想到。而本发明仅通过吹风件和导流面的配合设计就能具有较好的防水效果，同时结构简单。

在上述的动力头中，所述导流面为环形面，所述吹风件为叶轮，所述导流面的外沿与主轴轴心之间的距离大于吹风件外表面与主轴轴心之间的距离，所述导流面的内沿与主轴轴心之间的距离大于或等于吹风件内表面与主轴轴心之间的距离。环形的导流面能够使得动力头在转动的过程中，任意方向的位置都能实现有效导流，避免液体从某一缺失处重新流回，该结构能够进一步提高防水效果。此外，本专利中通过合理设置导流面与吹风件的位置关系，使得导流面整体位于吹风件的偏外侧或者径向完全相对而非偏内侧的位置，使得吹风件将水流能够吹向外侧并向外侧引导，而避免风力将一部分水往主轴内侧方向吹去造成主轴内部依旧有水珠，该设置能进一步将水向外侧即向远离吹风件的方向隔离出去，提高防水效果。当然也可以选择风扇作为吹风件来使用，同样具有较好的吹风效果。

在上述的动力头中，所述导流面为圆锥面，所述主轴还具有与导流面外沿相连的前引面，所述前引面为圆锥面且前引面与主轴轴心之间的夹角小于导流面与主轴轴心之间的夹角。前引面的角度设置能够使得前引面比导流面更加朝向主轴前端方向偏斜设置，当水流从导流面流向前引面后，在离心力的作用和风力的作用下能够愈发朝向主轴前端方向甩去，更加远离叶轮，提高防水效果。

在上述的动力头中，所述动力头还包括套设在主轴外且与轴承外圈相连的套筒，所述套筒前端固连有轴承盖，所述轴承盖位于吹风件外侧且具有与导流面正对设置的阻水面。设置在轴承前端的轴承盖能够实现对轴承的初步挡水挡尘，除此之外，当吹风件转动吹风并将水流沿着导流面吹的时候，水流会顺着导流面自内向外方向流动，而主轴本身就会高速自转，在自转的过程中水流也会受到离心力的作用向外甩出去，若其中一部分水珠脱离导流面被甩出去后可能会流到或者溅到与导流面正对的或者说相邻的面上去，越往外就越容易被溅到，而本专利中还在轴承盖上设置有阻水面，并且阻水面是与导流面正对的，而轴承盖又是位于吹风件外侧的，换句话说，阻水面能够先行一步帮吹风件承受该些被甩出或者溅起的水珠而避免水珠直接溅到或者流到吹风件上，并避免后续更容易流向位于吹风件后方的轴承，保证防水效果佳。

在上述的动力头中，所述阻水面为环形平面且阻水面与主轴相垂直设置。环形设置的阻水面能够从周向的任意位置都起到较好的阻水效果。而阻水面与主轴垂直设置能够使得阻水面正向有效阻止水流。

在上述的动力头中，所述吹风件为单面叶轮且包括环形的轮体和突出于轮体表面的若干个凸块，所述凸块沿轮体周向均匀排列。本专利中优选采用单面叶轮作为吹风件来使用，具体来说，是通过突出于轮体表面的凸块来实现带动空气流动实现吹风，由于主轴与套筒之间的空间有限，凸块占用空间小但同时依旧能有效实现较好的吹风。

在上述的动力头中，所述凸块与导流面之间的距离大于凸块与轴承盖之间的距离。将凸块与导流面之间的距离设置的较大，避免由于空间局促而没有足够的空气被带动流动，而凸块与轴承盖之间的距离设置的较小则能尽可能地避免水流从单向叶轮和轴承盖之间的间隙中流入，故而在不影响两者相对转动的前提下尽可能地减少两者之间的间隙。除此之外，由于单向叶轮是与主轴固连即在使用过程中是周向转动的，而轴承盖是与套筒连接在主轴转动过程中是不动的，因此轴承盖和单向叶轮之间会形成一个相对运动，此时也能带动一小部分的风力，即单向叶轮外周侧也有小部分的吹风，也能辅助起到防止水流流入两者间隙的作用，进一步提高防水效果。

在上述的动力头中，所述主轴包括供轴承套设的主体段和与主体段相连的限位段，所述限位段位于主体段前侧且限位段的外径大于主体段的外径，所述主轴在限位段和主体段相连处形成有限位台阶且限位台阶具有朝向主轴后端的限位面，所述吹风件上具有与限位台阶相嵌合的限位凹口，所述限位凹口具有与限位面相对设置的抵靠面，所述单面叶轮通过锁紧螺母固定在主轴上且限位面与抵靠面相抵靠。通过限位凹口和限位台阶的配合，能够有效实现吹风件和主轴的定位，并且在锁紧螺母的作用下限位面与抵靠面是始终抵靠的，两者的抵靠还能起到密封的作用，即能一定程度上防止水流从限位面和抵靠面之间流向动力头的后方即流向轴承等零件，能够进一步提高防水效果。

在上述的动力头中，所述主轴还包括与限位段相连的扩张段，所述扩张段位于限位段前侧且扩张段的外径大于限位段的外径，所述主轴在扩张段和限位段相连处形成有导流台阶，上述导流面位于导流台阶上。扩张段、导流段、主体段的结构设置，能够使得主轴外表面形成多道曲折路径，一定程度增加了主轴外表面的长度，增加防水效果。而导流面位于外径较大的导流台阶上，能够一定程度上将水流导向更外侧更加远离内侧的零件以提高防水效果。

在上述的动力头中，所述轴承盖前端开设有阶梯槽且阻水面为阶梯槽的槽面，所述阶梯槽还具有与阻水面相连且垂直设置的外延面，所述导流台阶位于阶梯槽内且外延面与导流台阶外周面之间形成有反流通道。通过设置阶梯槽能够使得更进一步实现阻水，并且阻水面为阶梯槽的其中一个槽面，并且阻水面又是垂直于主轴设置的，也就是说被甩到阻水面上的水流能通过与阻水面相垂直的外延面进一步朝动力头前端甩出并通过反流流走，进一步保证排水的效果。

在上述的动力头中，所述扩张段外还套设有内防水盖且内防水盖位于轴承盖前侧，所述内防水盖与扩张段之间形成有连接通道，所述连接通道与反流通道相连且正对设置，所述主轴外还套设有位于内防水盖前侧的外防水盖，所述内防水盖和外防水盖之间形成有迷宫通道，所述迷宫通道一端与连接通道相连通，另一端与外界相连通。从导流面上流出的水流能够顺着导流台阶并进一步流向反流通道，以及甩至阻水面上的水也能沿着反流面流向反流通道，进一步的位于反流通道内的水能通过迷宫通道流向内防水盖和外防水盖之间并排至外界，迷宫通道的设计能够使得外界的水很难直接从迷宫通道的外端直接向内端流入，但是内部的水由于还受到了较大的离心力作用故而能够一定程度上通过迷宫通道被甩出至外界，有效实现排水。

由于迷宫通道能和外界相连通，并且单面叶轮与轴承盖之间等均存在间隙，也就是说外界的空气也能从动力头前侧方向上与单面叶轮周侧空间相连通。而在单面叶轮的后侧方向上，空气可以从电机盒进入主轴套筒，并通过轴承间隙和隔套间隙使得外界气体能够被输送到单面叶轮周侧空间，将空气进行及时补充，不至于产生完全负压的情况，能始终保证该单面叶轮正常吹风。此外，为了更好地吹风，还可以在单面叶轮后侧另外设置专门的补充风道进一步帮助更好地供风，以提高吹风的效果。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

1、在轴承前侧设置吹风件，吹风件由于与主轴周向固连，因此当主轴转动时吹风件能够跟随主轴一起转动进而带动空气流动实现吹风，该吹风能够快速地对流进主轴前端的水分进行风力阻碍避免进一步往主轴后端甚至轴承方向流动，实现初步防水。

2、由于导流面的存在，吹风件不会在正对位置处或者说风力最大处直接正面作用于水珠而导致水珠等直接溅起并重新流进，而是会顺着导流面的倾斜方向牵引水珠或水流反向运动，并逐渐流回到主轴前端方向，远离轴承，实现排水，并且导流面自身也能在主轴转动的离心力作用下实现向外并向前甩水，提高排水效果。

3、主轴在转动过程中的转速极大，此时吹风件的转速相比于普通风扇都要高得多且由于轮面的存在风力较大，随着风力的作用也能将水珠沿着导流面均匀摊开并更容易地实现风干，整体防水效果好。

附图说明

图1是实施例一中动力头的立体结构示意图。

图2是图1的剖面视图。

图3是图2的a部放大图

图4是图3的b部放大图。

图5是实施例一中吹风件的立体结构示意图。

图6是实施例一中吹风件的另一视角的立体结构示意图。

图7是实施例一中主轴的立体结构示意图。

图8是图7的d部放大图

图9是图3的c部放大图。

图10是轴承盖的立体结构示意图。

图中，1、主轴；11、导流面；12、前引面；13、主体段；14、限位段；15、限位台阶；151、限位面；16、扩张段；17、导流台阶；2、轴承；3、吹风件；31、轮体；311、凸起部；32、凸块；33、限位凹口；331、抵靠面；4、套筒；5、轴承盖；51、阻水面；52、阶梯槽；521、外延面；53、反流通道；54、凹槽一；6、锁紧螺母；71、内防水盖；72、外防水盖；73、迷宫通道；74、连接通道；81、本体；82、防尘罩；83、旋转驱动源；84、进给驱动源；85、电机盒。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1至图3所示，一种动力头，包括用于固定在机床上的本体81和穿设在本体81内部的套筒4，套筒4内还穿设有主轴1，进给驱动源84能够通过丝杠结构等转化带动主轴1和套筒4同步前后移动。而旋转驱动源83能通过转动带动主轴1周向旋转。进给驱动源84和旋转驱动源83均固定在电机盒85上，在本实施例中，进给驱动源84、旋转驱动源83、电机盒85、主轴1以及套筒4均能一起沿着主轴1轴线方向整体同步前后移动。在动力头的外部还设置有防尘罩82，防尘罩82能够起到一定成的防尘作用，避免切削屑或者灰尘等进入电机盒85内以及进入动力头内部造成堵塞卡死或者卡滞现象。

具体来说，如图3、图4所示，动力头还包括套设在主轴1外的轴承2，主轴1外还套设有能往动力头前侧吹风的吹风件3，吹风件3位于轴承2前侧且与主轴1周向固连，主轴1还具有位于吹风件3前侧且与吹风件3正对的导流面11，导流面11自主轴1轴心向外逐渐朝前侧倾斜。进一步的，本实施例中的导流面11为环形的圆锥面，环形的导流面11能够使得动力头在转动的过程中，任意方向的位置都能实现有效导流。导流面11的外沿与主轴1轴心之间的距离大于吹风件3外表面与主轴1轴心之间的距离，导流面11的内沿与主轴1轴心之间的距离大于吹风件3内表面与主轴1轴心之间的距离，能够更好地实现向外侧吹水。

此外，主轴1还具有与导流面11外沿相连的前引面12，前引面12为圆锥面且前引面12与主轴1轴心之间的夹角小于导流面11与主轴1轴心之间的夹角。前引面12的角度设置能够使得前引面12比导流面11更加朝向主轴1前端方向偏斜设置，当水流从导流面11流向前引面12后，在离心力的作用和风力的作用下能够更加朝向主轴1前端方向甩去，更加远离叶轮。

如图3、图4所示，动力头还包括套设在主轴1外且与轴承2外圈相连的套筒4，套筒4前端固连有轴承盖5，轴承盖5位于吹风件3外侧且具有与导流面11正对设置的阻水面51。设置在轴承2前端的轴承盖5能够实现对轴承2的初步挡水挡尘，阻水面51能够先行一步帮吹风件3承受该些被甩出或者溅起的水珠而避免水珠直接溅到或者流到吹风件3上，并避免后续更容易流向位于吹风件3后方的轴承2。在本实施例中，阻水面51为呈环形的平面且阻水面51与主轴1相垂直设置。

如图4至图6所示，本实施例的吹风件3为单面叶轮且包括环形的轮体31和突出于轮体31表面的若干个凸块32，凸块32沿轮体31周向均匀排列。由于主轴1与套筒4之间的空间有限，凸块32占用空间小但同时依旧能有效实现较好的吹风。并且凸块32的长度方向沿叶轮的径向设置，这使得在转动的过程中，凸块32能够有较大的侧部面积与风接触并甩起更为强劲的风。本实施例中凸块32的数量为六个，相邻两个凸块32之间具有足够大的间隙能够供空气流动。

进一步的，凸块32与导流面11之间的距离大于凸块32与轴承盖5之间的距离。将凸块32与导流面11之间的距离设置的较大，避免由于空间局促而没有足够的空气被带动流动，而凸块32与轴承盖5之间的距离设置的较小则能尽可能地避免水流从单向叶轮和轴承盖5之间的间隙中流入。

如图7、图8所示，主轴1包括供轴承2套设的主体段13和与主体段13相连的限位段14，限位段14位于主体段13前侧且限位段14的外径大于主体段13的外径，主轴1在限位段14和主体段13相连处形成有限位台阶15且限位台阶15具有朝向主轴1后端的限位面151，吹风件3上具有与限位台阶15相嵌合的限位凹口33，限位凹口33具有与限位面151相对设置的抵靠面331，单面叶轮通过锁紧螺母6固定在主轴1上且限位面151与抵靠面331相抵靠。本实施例中锁紧螺母6选用精密圆螺母。主轴1还包括与限位段14相连的扩张段16，扩张段16位于限位段14前侧且扩张段16的外径大于限位段14的外径，主轴1在扩张段16和限位段14相连处形成有导流台阶17，上述导流面11位于导流台阶17上。进一步的，如图10所示，本实施例还在轴承盖5前端开设有阶梯槽52，而上述的阻水面51级为阶梯槽52的槽面，阶梯槽52还具有与阻水面51相连且垂直设置的外延面521，导流台阶17位于阶梯槽52内且外延面521与导流台阶17外周面之间形成有反流通道53。如图9所示，扩张段16外还套设有内防水盖71且内防水盖71位于轴承盖5前侧，内防水盖71与扩张段16之间形成有连接通道74，所述连接通道74与反流通道53相连且正对设置，主轴1外还套设有外防水盖72且外防水盖72位于内防水盖71前侧，内防水盖71和外防水盖72之间形成有迷宫通道73，迷宫通道一端73与连接通道74相连通，另一端与外界相连通。从导流面11上流出的水流能够顺着导流台阶17并进一步流向内防水盖71和外防水盖72之间，迷宫通道73的设计能够使得外界的水很难直接从迷宫通道73的外端直接向内端流入，但是内端的水由于还受到了较大的离心力作用故而能够一定程度上通过迷宫通道73被甩出至外界，有效实现排水。

除此之外，本实施例中还在轴承盖5上还开设有与叶轮相配合的另一阶梯状凹槽一54，具体来说在叶轮3的轮体31对应位置处设置有对应的环形凸起部311，通过该设置能使得叶轮3与轴承盖5之间也形成复杂的迷宫结构，起到增强防水的效果。

工作原理：在动力头工作的过程中，主轴1会周向高速转动，其中更会有部分的冷却液或者其他含有水分的杂质被带进流入到主轴1外表面上，并顺着主轴1表面持续向动力头后端流入。本方案中通过在轴承2前侧设置吹风件3，吹风件3由于与主轴1周向固连，因此当主轴1转动时吹风件3能够跟随主轴1一起转动进而带动空气流动实现吹风，该吹风能够快速地对流进主轴1前端的水分进行风力阻碍避免进一步往主轴1后端甚至轴承2方向流动，实现防水。而导流面11位于吹风件3的前端，由于导流面11的存在，吹风件3不会在正对位置处或者说风力最大处直接正面作用于水珠而导致水珠等直接溅起并重新流进，而是会顺着导流面11的倾斜方向牵引水珠或水流反向运动，并逐渐流回到主轴1前端方向，远离轴承2，实现排水，并且导流面11自身也能在主轴1转动的离心力作用下实现向外并向前甩水。除此之外，由于主轴1在转动过程中的转速极大，此时吹风件3的转速相比于普通风扇都要高得多且由于轮面的存在风力较大，随着风力的作用也能将水珠沿着导流面11均匀摊开并更容易地实现风干。

实施例二：

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：本实施例中可以采用双面叶片螺母作为吹风件3来使用，该双面叶片螺母可以直接螺纹连接在主轴1上，并可以通过调节螺纹连接位置实现方便地调节吹风件3的位置。具体来说，该吹风件3也是安装与轴承2的前侧，既能实现朝前侧吹风，将从动力头前侧流入的水反向吹回，同时又能正对着后侧的轴承2吹风，进一步加快空气的流动，并且即使轴承2周边环境潮湿或者略有水分，也能较快地实现吹干，同样具有较好的吹风效果。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了主轴1、导流面11、前引面12、主体段13、限位段14、限位台阶15、限位面151、扩张段16、导流台阶17、轴承2、吹风件3、轮体31、凸块32、限位凹口33、抵靠面331、套筒4、轴承盖5、阻水面51、锁紧螺母6、内防水盖71、外防水盖72、迷宫通道73、本体81、防尘罩82、旋转驱动源83、进给驱动源84、电机盒85等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。