[發明專利]用于機床的主軸

在審

• 申請號: 202010965581.8
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN111975019A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 孫思叡
• 申請（專利權）人: 上海名古屋精密工具股份有限公司
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02
• 代理公司: 上海市海華永泰律師事務所 31302
• 代理人: 包文超

一種用于機床的主軸，包括轉子和芯軸，芯軸具有一條軸線，至少包括軸向和徑向兩個維度，在芯軸上設置1個抑制振動的部件。抑制振動的部件包括容置腔，容置腔整體上沿芯軸的軸向布置，其內放置一些顆粒狀物質。本發明提供的用于機床的主軸在工作時，根據非阻塞性阻尼原理，顆粒狀物質通過相互碰撞摩擦來達到抑振的效果，同時由于旋轉離心力作用，顆粒材料在容置腔內會實時地調整分布，即轉子能根據工況(轉速、所搭載的砂輪/刀具質量、質心等)自動重新配重并在一定程度上重新達到或接近合理的動平衡狀態，不僅能夠降低對主軸制造的精度要求(即減少制造難度)，還能方便地進行相應的分布設計，不影響主軸自身的設計參數和加工要求。

技術領域

本發明涉及一種用于機加工的部件，尤其涉及一種用于機床的主軸。

背景技術

現代機械制造中加工機械零件的方法很多：除切削加工外，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓和擠壓等。當零件的加工精度要求較高和表面粗糙度要求較細時，一般都需使用機床進行最終加工。

隨著電氣化技術的進步，數控機床是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件的控制單元，數控機床的操作和監控全部在數控單元中完成。

數控機床一般由主機、數控制裝置、驅動裝置、輔助裝置和其它附屬設備等幾個部分組成。主機是數控機床的主體，包括機床身、立柱、主軸(包括直線運動軸和旋轉運動軸)、進給機構等機械部件。它是用于完成各種切削加工的機械部件。驅動裝置是數控機床執行機構的驅動部件，包括主軸驅動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。它在數控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統實現主軸和進給驅動。當幾個進給聯動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。

磨床是利用磨具對工件表面進行磨削加工的機床。大多數的磨床是使用高速旋轉的砂輪進行磨削加工，少數的是使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進行加工，如：珩磨機、超精加工機床、砂帶磨床、研磨機和拋光機等。

隨著高精度、高硬度機械零件數量的增加，對磨床的加工精度亦提出了更高的要求。為此，通過固定的柄部和轉動主軸的裝配實現對磨削加工精度的改善。以刀具為例，這些手段仍難以解決所制造的刀具刃口出現高低刃差現象，而刃差現象降低了切削質量，并造成刀具壽命過短等問題。

因此，磨削工藝在金屬加工中十分重要，而在磨削中，主軸(機械主軸或電主軸)的跳動、動平衡和振動等性能特性對加工質量的影響很大。201610281100.5公開了一種用于機床加工的連接機構，以降低轉動的產生的軸向跳動，改善加工進度。該機構包括連接腔道，其分為腔底區、中間區和開口區，在中間區的腔道壁上設置槽體，槽體軸向的長度為腔道壁軸向全長的30％～50％。

為了降低主軸的跳動、提高動平衡和振動抑制能力，一般會從以下幾個方面入手：

1、提高主軸制造精度，通過在制造過程中增設靜平衡校驗、動平衡校驗、跳動校驗、頻譜分析等手段改善制造誤差對振動的影響；

2、在設計階段通過有限元仿真等手段改善設計方案，預防共振及振動問題；

3、采用空氣、靜壓、磁浮軸承等機械結構來減少摩擦并改善振動；

4、在工況下，對安裝在主軸上砂輪、刀具等附加組件進行動平衡和跳動的在線調整并改善跳動和振動；

5、采用在線的電磁控制機構實時監控和調整電磁阻尼以抑制振動。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種用于機床的主軸，使得主軸在旋轉中的的動平衡性能得以提高，無需再通過打孔/銑面/安裝配重螺釘等方式對主軸各部分進行微調。

本發明的另一個目的在于提供一種用于機床的主軸，使得在磨床精加工中發生振動的情形得到抑制或減少，提高被加工產品的表面質量。