一种一体式主轴箱的制作方法

本实用新型涉及机床加工的技术领域，尤其是涉及一种一体式主轴箱。

背景技术：

加工中心是一种高度自动化的多功能数控机床，主轴箱是加工中心一个重要的部件，主轴箱用于布置主轴、电机及其传动零件和相应的附加机构。

现有公告号为cn205362697u的中国专利，其公开了一体式直接主轴箱，用于立式加工中心，包括主轴箱体、设于主轴箱体内的主轴、设于主轴箱体上方与主轴相连的马达（电机），主轴箱体上方设有固定马达的马达座、马达座上方设有马达板，马达座、马达板与主轴的中心对齐，主轴箱体呈长方体结构，主轴在主轴箱体上沿一侧边设置、主轴箱体另一侧设有安装板，安装板用于滑动连接至机床的床身上。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：主轴箱设计呈长方体结构，且主轴、电机等零部件远离主轴箱与床身的连接端，使得重心位置与主轴箱连接床身的一端的距离较远，使得在主轴箱上产生较大的力矩，增加安装板与床身间的摩擦磨损，影响主轴箱及机床的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种一体式主轴箱，其具有较高的刚度及稳定性的效果。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种一体式主轴箱，包括主轴箱体、传动件安装座以及主轴箱底座，所述主轴箱底座滑动连接于机床的床身上，所述主轴箱底座上设置有电机安装腔，所述电机安装腔用于安装电机，所述主轴箱底座与床身的接触面为底座安装面，所述底座安装面沿竖直方向延伸，所述主轴箱底座远离所述底座安装面的一端设置有传动件安装座，所述传动件安装座用于固定传动零件，所述传动件安装座的下端设置有主轴箱体，所述主轴箱体用于安装主轴，所述主轴箱体、所述传动件安装座以及所述主轴箱底座采用消失模铸造一体成型。

通过采用上述技术方案，电机安装于主轴底座上，使得主轴箱的重心靠近底座安装面，减小主轴箱上的力矩，减少安装板与床身间的摩擦磨损，延长主轴箱及机床的使用寿命，同时采用消失模铸造一体成型，能铸造出较复杂的铸件，且因为无传统铸造中的砂芯，因此不会出现传统砂型铸造中因砂芯尺寸不准或下芯位置不准确造成铸件壁厚不均，提高主轴箱的强度。

本实用新型进一步设置为：所述主轴箱体上设置有主轴孔，所述主轴孔的轴线沿竖直方向延伸，所述主轴孔的内径大于主轴的直径，所述主轴箱体上且位于所述主轴孔的两端分别设置有上轴承孔以及下轴承孔，所述上轴承孔的内径以及所述下轴承孔与所述主轴孔同轴设置，所述上轴承孔的内径以及所述下轴承孔的内径相等且大于所述主轴孔的内径。

通过采用上述技术方案，上轴承孔与下轴承孔内过盈嵌设有主轴轴承，主轴轴承过盈套接于主轴上，且上轴承孔的内径与下轴承孔的内径均大于主轴孔的内径，因而在此处形成定位肩，防止主轴在主轴孔内沿轴线方向滑动，同时主轴孔的内径大于主轴直径，避免主轴孔内壁与主轴外壁间产生摩擦磨损，保证主轴及主轴箱的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述主轴箱体上且位于所述上轴承孔的上端设置有避让孔，所述避让孔与所述上轴承孔同轴设置，所述避让孔的内径大于或等于所述上轴承孔的内径。

通过采用上述技术方案，传动零件可采用以下形式：传动零件包括一对相互啮合且转动轴线相互垂直的伞齿以及安装架，伞齿包括齿圈以及伞齿轴，安装架用于承载伞齿，同时保证伞齿间的位置关系及配合精度（如齿面间隙），伞齿轴与主轴通过联轴器连接；避让孔用于提供联轴器的装配空间。

本实用新型进一步设置为：所述主轴箱体远离所述座安装面的一端设置有观察窗，所述观察窗沿水平方向连通所述避让孔。

通过采用上述技术方案，可通过观察窗随时查看联轴器的工作状态（如润滑状态、连接是否松动等），保证传动的可靠性，保证机床的加工质量，同时观察窗使得空气在主轴箱内外流动，提高散热效率。

本实用新型进一步设置为：所述主轴箱体上且位于所述避让孔的上端设置有传动件定位孔，所述传动件定位孔与所述主轴孔同轴设置，所述传动件定位孔的内径大于所述避让孔的内径。

通过采用上述技术方案，保证传动零件安装时，安装架与主轴箱的位置精度，进而保证安装架上的伞齿与主轴箱内的主轴之间连接的位置精度（如同轴度）。

本实用新型进一步设置为：所述主轴箱底座靠近所述底座安装面的一端设置有导向槽，所述导向槽沿竖直方向延伸。

通过采用上述技术方案，采用硬轨导向结构，滑动摩擦且接触面较大，吸震的性能也较强，能较好地提供加工效率和确保有较高的精准度。

本实用新型进一步设置为：所述主轴箱底座沿竖直方向的一侧外壁上且靠近所述底座安装面的一端延伸有安装板，所述安装板上间隔设置有安装孔一，所述主轴箱底座沿竖直方向的另一侧外壁上设置有安装槽，所述安装槽靠近所述底座安装面的侧壁上间隔设置有安装孔二。

通过采用上述技术方案，安装孔一、安装孔二用于将主轴箱连接至机床的床身上，安装槽用于容纳穿设于安装孔二中的螺栓等连接件，避免连接件与机床上其他零部件产生干涉，甚至由于干涉而造成主轴箱松脱，严重影响加工件的加工质量。

本实用新型进一步设置为：所述安装槽平行所述底座安装面的两侧壁之间设置有加强筋。

通过采用上述技术方案，减少因开设安装槽造成的主轴箱底座强度的削弱，减少主轴箱在加工过程中的变形。

本实用新型进一步设置为：所述主轴箱体靠近所述底座安装面的一端间隔设置有肋板，所述肋板平行所述主轴孔的轴线且垂直所述底座安装面，所述肋板的上端连接于所述主轴箱底座的下端。

通过采用上述技术方案，肋板用于提高主轴箱体与主轴箱底座的连接强度和刚度，减少主轴箱在加工过程中的变形。

本实用新型进一步设置为：所述主轴箱体靠近所述底座安装面的一端且位于所述肋板之间设置有减重凹槽一，所述主轴箱体远离所述底座安装面的一端设置有减重凹槽二。

通过采用上述技术方案，减轻主轴箱的整体质量，减小主轴箱自身重力带来的负载。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

电机安装于主轴底座上，使得重心靠近底座安装面，提高主轴箱的稳定性，同时主轴箱采用消失模铸造一体成型，铸件壁厚均匀，提高铸件的强度；

采用硬轨导向结构以及较大接触面，具有较强的吸震性能，能较好地提供加工效率和确保有较高的精准度；

设置有减重结构，减轻主轴箱的整体质量，减小主轴箱自身重力带来的负载。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的剖视结构示意图。

图3是肋板的结构示意图。

图中，1、主轴箱体；11、主轴孔；12、上轴承孔；13、下轴承孔；14、避让孔；15、传动件定位孔；16、观察窗；17、肋板；18、减重凹槽一；19、减重凹槽二；2、传动件安装座；3、主轴箱底座；31、底座安装面；32、导向槽；33、安装板；；331、安装孔一；34、安装槽；341、安装孔二；35、加强筋；36、电机安装腔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1和图3，为本实用新型公开的一种一体式主轴箱，包括主轴箱体1、传动件安装座2以及主轴箱底座3，主轴箱体1、传动件安装座2以及主轴箱底座3采用消失模铸造一体成型，主轴箱底座3固定连接于机床的床身上，主轴箱底座3与床身的接触面为底座安装面31，底座安装面31沿竖直方向延伸，主轴箱底座3上设置有电机安装腔36，所述电机安装腔36内用于安装电机，电机的输出轴线沿水平方向延伸，使得主轴箱整体的重心靠近底座安装面31，提高主轴箱的稳定性，主轴箱底座3靠近底座安装面31的一端设置有导向槽32，导向槽32沿竖直方向延伸，使得主轴箱能沿竖直方向完成进给运动，主轴箱底座3远离底座安装面31的一端设置有传动件安装座2，传动件安装座2用于固定传动零件，传动件安装座2的下端与主轴箱底座3的下端平齐，传动件安装座2的下端设置有主轴箱体1，主轴箱体1用于安装主轴，主轴的轴线沿竖直方向延伸。

传动零件可采用以下形式：传动零件包括一对相互啮合且转动轴线相互垂直的伞齿以及安装架，伞齿包括齿圈以及伞齿轴，安装架用于承载伞齿，同时保证伞齿间的位置关系及配合精度（如齿面间隙），伞齿轴与主轴通过联轴器连接。

参照图1和图2，主轴箱体1上设置有主轴孔11，主轴孔11的轴线沿竖直方向延伸，主轴孔11的内径大于主轴的直径，避免主轴孔11内壁与主轴外壁间产生摩擦磨损，保证主轴及主轴箱的使用寿命，主轴箱体1上且位于主轴孔11的两端分别设置有上轴承孔12以及下轴承孔13，上轴承孔12与下轴承孔13用于过盈嵌设主轴轴承，主轴轴承过盈套接于主轴上，上轴承孔12的内径以及下轴承孔13与主轴孔11同轴设置，上轴承孔12的内径以及下轴承孔13的内径相等且大于主轴孔11的内径，因而在此处形成定位肩，防止主轴在主轴孔11内沿自身轴线方向滑动，影响机床加工质量。

参照图1和图2，主轴箱体1上且位于上轴承孔12的上端设置有避让孔14，避让孔14与上轴承孔12同轴设置，避让孔14用于提供传动零件与主轴之间的装配空间，避让孔14的内径大于或等于上轴承孔12的内径，主轴箱体1远离座安装面的一端设置有观察窗16，观察窗16沿水平方向连通避让孔14，可通过观察窗16随时查看传动零件与主轴之间的连接状态及润滑状态，保证传动的可靠性，主轴箱体1上且位于避让孔14的上端设置有传动件定位孔15，传动件定位孔15与主轴孔（11）同轴设置，传动件定位孔15的内径大于避让孔14的内径，传动件定位孔15保证传动零件安装时安装架的位置精度，进而保证伞齿与主轴间的位置精度（如同轴度）。

参照图1和图3，主轴箱底座3沿竖直方向的一侧外壁上且靠近底座安装面31的一端延伸有安装板33，安装板33上间隔设置有安装孔一331，主轴箱底座3沿竖直方向的另一侧外壁上设置有安装槽34，安装槽34靠近底座安装面31的侧壁上间隔设置有安装孔二341，安装槽34平行底座安装面31的两侧壁之间设置有加强筋35，加强筋35用于减少因开设安装槽34造成的主轴箱底座3强度的削弱，同时，主轴箱体1靠近底座安装面31的一端间隔设置有肋板17，肋板17平行主轴孔11的轴线且垂直底座安装面31，肋板17的上端连接于主轴箱底座3的下端，肋板17用于提高主轴箱体1与主轴箱底座3的连接强度和刚度，减少主轴箱在加工过程中的变形。

参照图1和图3，主轴箱体1靠近底座安装面31的一端且位于肋板17之间设置有减重凹槽一18，主轴箱体1远离底座安装面31的一端设置有减重凹槽二19；减轻主轴箱的整体质量，减小主轴箱自身重力带来的负载。

本实施例的实施原理为：主轴箱体1、传动件安装座2以及主轴箱底座3通过一体铸造，避免装配时产生累计误差，同时采用消失模铸造，能铸造出较复杂的铸件，且因为无传统铸造中的砂芯，因此不会出现传统砂型铸造中因砂芯尺寸不准或下芯位置不准确造成铸件壁厚不均，辅助有加强筋35以及肋板17提高主轴箱的强度，减重凹槽一18以及减重凹槽二19减轻轻主轴箱的整体质量，减小主轴箱自身重力带来的负载。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。