[發明專利]一種高速永磁同步鉆攻中心電主軸

在審

• 申請號: 201710526151.4
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107282950A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 林祿生;程振濤;薛建;馮尚雄;湯秀清
• 申請（專利權）人: 廣州市昊志機電股份有限公司
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙)44288
• 代理人: 徐朝榮,馬簪

技術領域

本發明涉及一種電主軸，具體涉及一種高速永磁同步鉆攻中心電主軸。

背景技術

3C行業產品更新換代速度越來越快，市場對精密零部件的加工效率及質量要求越來越高，客戶對機床主軸加減速時間、換刀時間提出了更快速的要求。目前，國內加工中心、鉆攻中心機床主軸主要分為外驅直連式主軸及內藏式電主軸兩類。外驅直連主軸因電機外置，散熱性好，同等條件下主軸功率及扭矩普遍較高，但因電機及主軸間需要通過聯軸器連接驅動，兩者同軸度難以控制，加工效果一般，主要用于對零部件開粗加工，精加工效果不佳。內藏式電主軸取消了諸如齒輪、聯軸器等中間傳動環節，實現了機床的零傳動，主軸動態精度高，零件精加工效果好。傳統內藏式電主軸一般采用感應電機，電機置于主軸中部，由于散熱空間及主軸跨距限制，電主軸電機體積設計受限，主軸功率與扭矩難以提高加大。永磁同步電機具有結構緊湊、體積小、功率密度大、響應速度快、功率因數高等特點，其在3C加工行業得到了越來越廣泛的應用，內藏式電主軸也開始逐步應用永磁同步電機。

目前，外驅直連主軸普遍采用機械式凸輪松刀系統，其直接將凸輪動力傳遞到主軸的拉刀機構，響應快，換刀時間(刀對刀)短，最短甚至可小于1.5秒。而內藏式電主軸一般采用活塞缸式松刀系統，主要有氣缸式、油缸式等，其響應慢，換刀時間(刀對刀)較長，一般約3-5秒。電主軸應用凸輪式松刀系統案例較少，其加工效率較低，限制了其在鉆攻中心機床的應用范圍。此外傳統凸輪式松刀系統結構復雜，采用多根彈簧形式復位結構，彈簧無密封保護，直接暴露于惡劣加工環境下，容易夾雜異物，導致彈簧局部產生高應力以致折損。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高速永磁同步鉆攻中心電主軸，其功率高，扭矩大，功率因數高，響應快，換刀時間短，加工效率及加工質量均大幅提高。

本發明的目的采用如下技術方案實現：

一種高速永磁同步鉆攻中心電主軸，包括機體、固定在機體內部的定子、安裝于機體上的上軸承外套、支撐于上軸承外套上且可沿軸向浮動的上軸承座、連接于上軸承座上部的上軸承座蓋板、連接于機體下部的機體下蓋、安裝于軸承座上部的鋁水套；其特征在于，還包括軸芯組件、打刀缸組件、拉桿組件和拉爪組件；

所述軸芯組件包括穿接于機體內部的呈中空狀的軸芯、安裝在軸芯外部與定子匹配的轉子，軸芯的上端部通過上軸承與上軸承座樞接、下端部通過下軸承與機體樞接；

所述打刀缸組件包括安裝于鋁水套上部的缸體、安裝在缸體內用于向下頂壓拉桿的活塞和套設于活塞上的彈簧；

所述拉桿組件包括穿接于軸芯內部并可沿軸芯的軸向上下活動的拉桿和彈性元件；

所述拉爪組件套接于拉桿的下端，所述拉桿向下運動并推動拉爪組件向下運動以使拉爪組件自動張開從而將工件松開；所述彈性元件安裝在所述拉桿與軸芯之間，該彈性元件用于促使拉桿向上復位并帶動拉爪組件閉合從而將工件夾緊。

進一步地，還包括吹塵通道，所述吹塵通道包括設置在鋁水套上的第一進氣通道、設置在缸體側壁上的第二進氣通道、設置在活塞上的第三進氣通道以及設置在軸芯上的第四進氣通道；活塞下端面與拉桿上端面貼合時，第一進氣通道、第二進氣通道、第三進氣通道以及第四進氣通道依次連通。

進一步地，所述第一進氣通道包括設置在鋁水套上的相互連通的豎向進氣孔和橫向進氣孔；所述第二進氣通道包括設置在缸體上的相互連通的環槽及斜孔；所述第三進氣通道包括設置在活塞上的相互連通的活塞徑向進氣孔及活塞軸向通孔；所述第四進氣通道包括沿軸向貫穿所述拉桿的拉桿中心孔。

進一步地，所述活塞上過盈安裝有一防塵蓋，防塵蓋與缸體之間為間隙配合；所述活塞與缸體之間還設有密封圈。

進一步地，所述缸體的側壁上設有排氣孔；所述缸體的頂部設有防轉銷，所述活塞上設有插接孔，所述防轉銷插接于所述插接孔內；所述活塞的頂部側壁上設有拆卸工裝孔。

進一步地，所述轉子由硅鋼片疊壓而成，其側壁內部開設有若干個沿圓周方向均勻分布的凹槽，每個凹槽中鑲嵌有一個永磁體；所述轉子由多塊凸緣圍合而成，所述凸緣的中間厚、兩端逐漸變??；對應每個凸緣處嵌入的永磁體兩兩組成V形結構。

進一步地，所述轉子的中間位置通過鉚釘鉚緊，其兩端通過端環壓緊。

進一步地，所述轉子與所述軸芯之間為過盈連接，所述轉子的端部還設有用于軸向定位的軸肩套，所述軸肩套位于所述端環與所述上軸承之間，所述軸肩套與所述端環之間留有間隙。