轴承预紧力调整装置及主轴装置的制作方法

1.本实用新型涉及轴承预紧力调整装置及具有该轴承预紧力调整装置的主轴装置。


背景技术：

2.在使用角接触球轴承的现有的主轴装置中，如图1所示，将轴5经由在轴向上以dbb组合配置的4列角接触球轴承7而支持于轴承座1。另外，该主轴装置在两端分别设有前端盖2和后端盖8。在轴承座1与轴5的径向之间，在前端盖2及轴5上的挡肩部与前端的角接触球轴承7的轴向之间分别设有前端外隔圈3和前端内隔圈4，并且，在轴5的后端的角接触球轴承7的外侧，隔着后端内隔圈9而设有轴螺母10。在该主轴装置中，在以背对背方式分开配置的角接触球轴承7的内圈的内端面之间设有中间隔圈6，并可以通过轴螺母10的锁紧而对角接触球轴承7施加预紧力。由此，构成了定位预紧方式的预紧装置。能够将该主轴装置应用于机床。
3.然而，为了实现机床的高效率、高精度的加工，主轴需要兼顾高刚性及高速性。在目前现有技术中，对于需要高刚性的主轴，通常采用预紧游隙(负游隙)，提高轴承的刚性，当高速运转时，由于滚珠的离心力、轴承内圈滚道径的因离心力引起的膨胀、轴承内外圈的温度差、滚珠的热膨胀等造成轴承预紧力的增大，会引起发热大的问题。对于需要高速性的主轴，通常采用轴向间隙(正游隙)，由此，虽然能够满足高速性能，但会出现刚性不足的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种不拆卸主轴就能够改变轴承预紧力的、能够满足同一主轴的高刚性和高速性的需求的轴承预紧力调整装置及具有该轴承预紧力调整装置的主轴装置。
5.具体地说，在本实用新型的第1方案中，提供一种轴承预紧力调整装置，用于对经由角接触球轴承将轴旋转自如地支承于轴承座的主轴装置中的上述角接触球轴承调整预紧力，具备：预紧力调整隔圈，其以一端与上述角接触球轴承的外圈的内端面整周接触的方式配置；蜗轮，其以同轴的方式与上述预紧力调整隔圈的另一端连接；以及蜗杆，其配置在上述主轴装置中的上述轴承座的内部，与上述蜗轮配合使用，且蜗杆轴伸出上述轴承座之外。
6.在本实用新型的第2方案中，在第1方案的基础上，在上述预紧力调整隔圈的外周面的至少一部分设有外螺纹，上述预紧力调整隔圈通过该外螺纹与设于上述轴承座的对应位置的内螺纹之间的螺合而安装于上述轴承座。
7.在本实用新型的第3方案中，提供一种主轴装置，其在轴承座内通过角接触球轴承旋转自如地支承轴，其特征在于，包括：沿着上述轴以背对背方式分开配置的角接触球轴承；和第1或第2方案所述的轴承预紧力调整装置。
8.在本实用新型的第4方案中，在第3方案的基础上，在以背对背方式分开配置的上
述角接触球轴承的内圈的内端面之间设有中间隔圈。
9.实用新型效果
10.根据上述第1方案，构成为通过驱动蜗杆轴，带动与预紧力调整隔圈连接的蜗轮正向或反向旋转，使预紧力调整隔圈向前或向后移动，改变轴承预紧游隙，从而实现了轴承预紧力调整的效果，满足了同一主轴的高刚性和高转速的需求。并且，通过使用蜗轮蜗杆结构，能够以无级调整方式改变轴承的预紧力。
11.根据上述第2方案，通过设于预紧力调整隔圈的外螺纹与设于轴承座的对应位置的内螺纹之间的螺合而实现了预紧力调整隔圈向轴承座的安装。
12.根据上述第3方案，能够得到上述第1和第2方案中的效果。
13.根据上述第4方案，能够构成定位预紧方式的预紧装置。
14.根据本实用新型，不拆卸主轴就能够改变轴承预紧力，能够满足同一主轴的高刚性和高速性的需求。
附图说明
15.图1是表示现有技术的主轴装置的剖视示意图。
16.图2是表示本实用新型的实施方式的主轴装置的剖视示意图。
17.图3是表示轴承预紧力调整装置的结构的立体图。
18.图4是表示预紧力调整隔圈与蜗轮的结构的图。
19.图5是表示轴承座的结构的剖视图。
20.附图标记说明
21.1：轴承座，2：前端盖，3：前端外隔圈，4：前端内隔圈，5：轴，6：中间内隔圈，7：角接触球轴承，8：后端盖，9：后端内隔圈，10：轴螺母，11：蜗杆，12：蜗轮，13：预紧力调整隔圈，14：外螺纹，15：内螺纹。
具体实施方式
22.以下，使用附图详细说明本实用新型的优选实施方式。此外，在主轴装置中，关于轴向，“前”是指图1中的左侧，“后”是指图1中的右侧。关于径向，“外”是指远离主轴的中心轴线的那一侧，“内”是指接近主轴的中心轴线的那一侧。并且，为了便于说明，存在各图中同一部件的尺寸不同的情况。
23.此外，在本实用新型的实施方式的主轴装置中，在设有采用了蜗轮蜗杆机构的轴承预紧力调整装置的方面与现有技术不同。在此，针对与图1中说明的现有技术相同的结构，标注相同的附图标记。以下，参照附图说明本实施方式的主轴装置及其轴承预紧力调整装置。
24.图2是表示本实用新型的实施方式的主轴装置的剖视示意图。主轴装置可以适用于机床。如图2所示，轴承座1在内部形成有收纳轴5、角接触球轴承7及各隔圈的内腔。并且，主轴装置用的角接触球轴承配置为dbb组合，前端为固定端，后端为自由端。在此，轴5经由在轴向上的两端以背对背方式配置的两组(在此为四个，其中，固定端侧的两个角接触球轴承7使背面朝向后方，自由端侧的两个角接触球轴承7使背面朝向前方)角接触球轴承7而支持于轴承座1。另外，该主轴装置在两端分别设有前端盖2和后端盖8，并分别利用螺钉将前
端盖2和后端盖8固定在轴承座1。
25.另外，如图2所示，在轴5的前端，形成有朝向径向外侧的挡肩部。在轴承座1与轴5的径向之间，在前端盖2及轴5上的挡肩部与前端的角接触球轴承7的轴向之间，设有前端外隔圈3和前端内隔圈4，并且，在轴5的后端的角接触球轴承7的后侧，隔着后端内隔圈9而设有轴螺母10。在该主轴装置中，在以背对背方式分开配置的角接触球轴承7的内圈的内端面之间设有中间隔圈6，并可以通过轴螺母10的锁紧而对角接触球轴承7施加预紧力。由此，构成了定位预紧方式的预紧装置。
26.接下来，详细说明在本实用新型的实施方式的主轴装置中使用的轴承预紧力调整装置的结构。
27.图3是表示轴承预紧力调整装置的结构的立体图。图4是表示预紧力调整隔圈与蜗轮的结构的图。轴承预紧力调整装置用于对经由角接触球轴承7将轴5旋转自如地支承于轴承座1的主轴装置中的角接触球轴承7调整预紧力。如图3所示，轴承预紧力调整装置包括：预紧力调整隔圈13，其以一端与自由端的角接触球轴承7的外圈的内端面整周接触的方式配置(参照图2)；蜗轮12，其以同轴的方式与预紧力调整隔圈13成为一体且与预紧力调整隔圈13的另一端连接(参照图4)；以及蜗杆11，其配置在主轴装置中的轴承座1的内部，与蜗轮12配合使用，且蜗杆轴伸出轴承座1之外。
28.如图2所示，预紧力调整隔圈13及蜗轮12收容于轴承座1的内腔。另外，在轴承座1的内部形成有沿图中进深方向贯穿并与轴承座1的内腔连通的贯穿孔，在该贯穿孔中收容蜗杆11并使蜗杆11的一部分伸到内腔而与蜗杆12配合。
29.另外，如图3、4所示，在预紧力调整隔圈13的外周面的至少一部分设有外螺纹14，另外，如图5所示，在靠近自由端的位置，在轴承座1的与预紧力调整隔圈13对应的部位设有内螺纹15。因此，通过预紧力调整隔圈13的该外螺纹14与轴承座1的该内螺纹15的螺合，能够将预紧力调整隔圈13安装于轴承座1。
30.此外，虽未图示，在蜗杆11的另一端即蜗杆轴上外接有驱动马达，用以驱动蜗杆轴。
31.接下来，说明通过本实施方式的轴承预紧力调整装置得到的效果。
32.在本实施方式中，构成为在轴承座1的内部设计有蜗杆11，通过马达驱动蜗杆轴，带动预紧力调整隔圈13上的蜗轮12正向或反向旋转，使预紧力调整隔圈13向前或向后移动，改变轴承预紧游隙，从而实现了预紧力调整的效果，满足了同一主轴的高刚性和高转速的需求。并且，通过使用蜗轮蜗杆结构，能够以无级调整方式改变轴承的预紧力。
33.并且，通过设于预紧力调整隔圈13的外螺纹与设于轴承座1的对应位置的内螺纹的螺合而实现了预紧力调整隔圈13向轴承座1的安装。
34.以下说明本实用新型的上述实施方式的变形例。
35.在上述实施方式中，说明了应用于定位预紧方式的主轴装置，但也可以应用于定位、定压预紧相互切换的装置。
36.另外，说明了角接触球轴承配置为dbb组合，但也可以为db、dbd等组合。
37.而且，说明了通过预紧力调整隔圈的外螺纹与轴承座的内螺纹的螺合，将预紧力调整隔圈安装于轴承座。但也可以使预紧力调整隔圈以能够在蜗杆的带动下移动的程度嵌合于轴承座。
38.另外，说明了蜗轮以同轴的方式与预紧力调整隔圈成为一体的结构，但是也可以分别制造蜗轮及预紧力调整隔圈并将两者连接。
39.此外，说明了在蜗杆的蜗杆轴上外接有驱动马达，但也可以通过手柄手动旋转蜗杆轴。
40.以上，仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行了详细说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施方式做出各种各样的变更和补充或采用类似的方式替代，本实用新型的技术范围应由权利要求书来确定，而且还应包括与权利要求书的记载内容相等同的含义及其范围内的所有变更。