[發明專利]用于數控機床的電主軸

有效

• 申請號: 201380020631.3
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN104302443B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 安德烈亞·卡爾扎瓦拉;阿爾梅里諾·卡努托
• 申請（專利權）人: FCS系統股份有限公司
• 主分類號: B23Q1/70
• 分類號: B23Q1/70;B23Q5/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 董敏,王艷江

技術領域

本發明涉及一種用于數控機床的電主軸。

更具體地，本發明涉及一種用于數控打磨機床的電主軸和對其的應用，以下描述在不喪失一般性的情況下將明確參照該應用。

背景技術

如已知的，數控機床的電主軸由工具架主軸和電動馬達組成，該工具架主軸和該電動馬達容置在相同的外結構殼體內，沿電主軸的縱向軸線相繼地對準，并且彼此機械地聯接使得電動馬達能夠驅動工具架主軸繞縱向軸線旋轉。此外，外結構殼體具體地構造成用于固定至數控機床的主軸托架或滑座。

更具體地，電動馬達通常包括：大致圓筒形管狀形狀的定子組件，該定子組件剛性地緊固在電主軸的殼體中的專門設置的圓筒形腔體內，以與電主軸的縱向軸線同軸；驅動軸，該驅動軸與電主軸的縱向軸線同軸地延伸穿過定子組件的貫通腔體和電主軸的整個殼體；和大致圓筒形管狀形狀的轉子組件，該轉子組件剛性地配裝在定子組件內的驅動軸上，以便與后者完全同軸。

而工具架主軸基本上依次包括：旋轉工具架轂，該旋轉工具架轂位于電動馬達的驅動軸的端部處，以便在保持與電主軸的縱向軸線同軸的同時突出到電主軸的殼體外部，并且居中地設置有截錐柄部架座，該柄部架座構造成以便容置用于數控打磨機床的通用工具的柄，同時總是保持該工具與電主軸的縱向軸線完全同軸；液壓地或氣動地操作的鎖定構件，該鎖定構件構造成以便以盡管能夠容易地釋放但剛性的且穩定的方式將工具的柄接合至轂的柄部架座及保持在轂的柄部架座內，使得電動馬達的驅動軸能夠驅動工具繞電主軸的縱向軸線旋轉。

更詳細地，工具架轂通常與電動馬達的驅動軸一體地制成并以穿過并且能夠軸向旋轉的方式接合大致鐘形的前蓋，該前蓋緊固至電主軸的殼體以封閉容置電動馬達的定子組件和轉子組件的圓筒形腔體的前端部；而驅動軸由兩組支承滾子軸承以能夠軸向旋轉的方式支承，所述兩組支承滾子軸承位于軸的兩個軸向端部處，一個位于前蓋內，以及另一個抵接在電主軸的圓筒形腔體的后端部上。

盡管工作方式非常好，但這種電主軸具有有限的可操作性，由于通過電主軸可獲得的最大旋轉速度受到工具架主軸的結構和總體尺寸的嚴密地限制，而這又與工具架主軸被設計使用的工具的類型緊密地相關。

明顯地，該操作上的限制以及工具架轂以一體的方式直接地形成在驅動軸的端部上的事實驅使電主軸的制造者將電主軸的整個電動馬達的尺寸定為使得其最大性能大致等于由工具架主軸所允許的性能。

明顯的是這些性能限制在相同的數控打磨機床必須用于下述機械加工時產生大的問題，該機械加工期望在相同的工件上迅速地連續地使用分別需要高驅動扭矩和低旋轉速度(通常需要低于20,000rpm的旋轉速度的粗加工工具)或低驅動扭矩且高旋轉速度(通常需要高于20,000rpm并且通常低于50,000rpm的旋轉速度的精加工工具)的兩種不同類型的工具。

在此情況下，由于物理上不能夠制造利用兩種類型的工具的電主軸，因而當從高速工具變化至低速工具或相反地從低速工具變化至高速工具時，必須更換一同安裝在打磨機床上的整個電主軸塊，從而在加工時間和加工成本方面具有這種情況所伴隨的所有問題。

為了至少部分地排除該問題，最近已開發出可拆卸電主軸，其中，外結構殼體僅容置電動馬達并且構造成以便穩定地錨固至數控機床。此外，外殼體和容置在該外殼體中的電動馬達構造成以便無關地連接至兩個不同的并且有區別的工具架主軸，每個工具架主軸構造成以盡管能夠容易地釋放但剛性的且穩定的方式聯接至電動馬達，以便由馬達以正確的旋轉速度驅動旋轉。

即使數控打磨機床的工具更換時間被大幅地減少，但可拆卸類型的工具架主軸已經導致了電主軸的整體長度上的顯著增加，甚至更重要的，已經使電主軸的結構顯著地復雜化。

事實上，每個可拆卸工具架主軸必須設置有其自身的液壓地或氣動地操作的鎖定構件，明顯地，該鎖定構件必須被充分地潤滑，并且甚至更重要的，必須能夠由數控機床控制。提出在電動馬達與工具架主軸之間的聯接區域中設置相當多數目的用于將工具架主軸連接至電主軸的外殼體——而電主軸的外殼體依次連接至數控機床的其余部分——所必須的液壓和/或氣動連接件的要求。

盡管相對于整體的電主軸在重量上有顯著的降低，但甚至可拆卸工具架主軸也仍具有幾十千克的整體重量，從而在更換主軸期間具有這種情況所伴隨的所有缺陷。

發明內容

因而，本發明的目的為生產一種電主軸，該電主軸能夠安裝所有類型的工具而沒有以上所述的缺陷，并且該電主軸制造成本還較低。