一种高速高精度的加工中心机主轴机构制造技术

一种高速高精度的加工中心机主轴机构，包括主轴本体、套筒组件，所述主轴本体设置在套筒组件内；所述主轴本体由内至外包括主轴、内隔套、外隔套，所述内隔套、外隔套之间形成了上轴承室，所述上轴承室内装配有上轴承组；所述上轴承组包括4个轴承，所述轴承两两一组背对背组配并且分别位于上轴承室的上、下部；所述主轴中下部与套筒组件下部之间形成了下轴承室，所述下轴承室内装配有下轴承组，所述下轴承组包括2个轴承，2个所述轴承为一组背对背组配并且安装在下轴承室下部。本实用新型专利技术所述的高速高精度的加工中心机主轴机构，在主轴前端和中间支承通过轴承的多个组配设计方式来提高主轴机构的刚度要求、切削力的要求，应用前景广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种高速高精度的加工中心机主轴机构
本技术涉及加工中心机
，具体涉及一种高速高精度的加工中心机主轴机构。
技术介绍
加工中心机是能够实现多工序编程并能根据需求具备切换刀具功能的数控机床。由于它在一台设备上配备了刀库和自动换刀装置，并且可以通过编制程序按不同工序自动选择、更换刀库中的刀具，所以工件经过一次装夹后可以完成多道工序，如铣削、镗削、钻削等。加工中心机床配备了程序，人们可以按照工序的不同通过程序调整转速、进给量和刀具的运动轨迹等，来完成复杂工件的多工序加工，并且可以变换不同的刀具来完成工件的钻削、铣削或镗削，从而使生产效率大大提高。加工中心机床由于自动换刀和工序集中，减少了工件的周转、装夹、检测和机床调整的时间，使机床的切削时间较之普通机床提高了60%左右。加工中心机床也使得操作工人从繁重的劳动中得到了解脱，工人只需编制程序，装夹工件，机床即可按照程序进行加工，所以加工中心机床不仅提高了生产效率，还解放了劳动力。目前，加工中心机应用很广泛，加工中心机的主轴单元是加工中心机的主要组成部件之一，更是核心部件，它的质量和效率决定了加工中心机的精度和效率。加工中心机工作时，刀具装夹在主轴单元上，工件固定在工作台上，主轴旋转带动刀具进行加工，所以主轴单元的旋转精度、整体刚度和振动影响着加工工件的精度，而它的转速又决定了主轴单元的效率。随着科技的不断发展，人们对决定加工中心机质量和生产率的主轴单元的要求也越来越高因此，为了提高加工中心机的精度和使用寿命，有必要研发出一种高速高精度的加工中心机主轴机构。中国专利申请号为CN200820222526.4公开了一种加工中心机械主轴机构，是通过松夹传感器来限制活塞移动的位置，来推动连接的推刀块，使碟簧通过压缩和恢复实现松开夹头和夹紧夹头来实现松夹刀具，没有解决主轴机构高速运转下精度低的问题。
技术实现思路
技术目的：为了克服以上不足，本技术的目的是提供一种高速高精度的加工中心机主轴机构，结构简单，装配方便，在主轴前端和中间支承通过轴承的多个组配设计方式来提高主轴机构的刚度要求、切削力的要求，应用前景广泛。技术方案：一种高速高精度的加工中心机主轴机构，包括主轴本体、套筒组件，所述主轴本体设置在套筒组件内；所述主轴本体由内至外包括主轴、内隔套、外隔套，所述内隔套、外隔套之间形成了上轴承室，所述上轴承室内装配有上轴承组；所述上轴承组包括4个轴承，所述轴承两两一组背对背组配并且分别位于上轴承室的上、下部；所述主轴中下部与套筒组件下部之间形成了下轴承室，所述下轴承室内装配有下轴承组，所述下轴承组包括2个轴承，2个所述轴承为一组背对背组配并且安装在下轴承室下部；位于上轴承室上方设置有前压盖和位于下轴承室下方设置有后压盖，所述前压盖、后压盖设置在主轴外圆并且拧紧在套筒组件上；所述套筒组件包括套筒、套筒外套，所述套筒外套套装在套筒外侧上部。本技术所述加工中心机主轴机构，为了满足高速高精度的使用环境下，在主轴前端和中间支承通过轴承的多个组配设计方式来提高主轴机构的刚度要求、切削力的要求，背对背的组配方式可以同时承受径向负荷和两个方向的轴向负荷，在同样内部游隙的情况下，其预紧力和刚度更好，可承受的极限轴向负荷更大。在内隔套、外隔套之间的上轴承室的上、下部设置有两组轴承，可以起到了缩短主轴端部的悬伸，达到了提高支承刚度的目的。此外，通过调整内隔套、外隔套的尺寸可以给轴承施加预紧力，预紧力可以使得主轴机构的旋转精度和刚度提高、有效的抑制主轴振动和异音、防止滚动体的公转滑动和自转滑动。进一步的，上述的高速高精度的加工中心机主轴机构，还包括刀具拉紧机构，所述刀具拉紧机构从所述主轴的下端面装入主轴内。进一步的，上述的高速高精度的加工中心机主轴机构，所述主轴上端面设置有锥孔，刀具的刀柄设置在所述锥孔内并且所述刀柄的下部通过锥柄拉钉组件与刀具拉紧机构连接。进一步的，所述的高速高精度的加工中心机主轴机构，所述锥孔的锥度为7：24。7：24的锥度可实现快速装卸刀具，刀柄在刀具拉紧机构的作用下，刀柄与主轴的锥孔内壁紧紧的接触，可以用来支承刀具，摒弃有效的减少刀具悬出的长度。进一步的，上述的高速高精度的加工中心机主轴机构，包括同步带轮，所述同步带轮通过平键安装在所述主轴的下部外侧。本技术所述主轴采用同步带轮传动，因为同步带轮传动比较精确、传动效率较高、噪声小、传动平稳、维修保养方便，且不需润滑，更适合高速高精度的使用环境。进一步的，上述的高速高精度的加工中心机主轴机构，所述刀具拉紧机构包括拉爪刀、调整杆、拉杆、碟簧、压帽，所述拉爪刀位于调整杆上方并且通过螺纹和调整杆上端联结在一起，所述调整杆下端通过螺纹和拉杆联结在一起；所述拉杆上安装有两个碟簧，所述拉杆下端设置有压帽。本技术所述的刀具拉紧机构采用卡爪式结构，操作简单，拉爪刀将刀柄的尾端拉紧，当更换刀具时只需下压拉杆，刀具与拉杆、拉爪刀在碟簧的作用下一起向下移动，等到拉爪刀移动到主轴空刀位置时，拉爪刀的卡爪张开，刀具即可由机械手拔出。待机械手换刀完成后，拉杆泄压，碟簧靠自身弹性回位将拉杆和拉爪刀拉着向上移动，拉爪刀重新进入锥孔中，将刀柄拉紧。为了方便控制刀具与主轴端面的距离尺寸，本技术在拉杆与拉爪刀之间设置了一个调整杆，通过调整杆和拉杆之间的螺纹联结可以对主轴的轴向尺寸进行一个微调，在进行刀具拉紧力的中可以更好调整碟簧的拉紧力。进一步的，上述的高速高精度的加工中心机主轴机构，所述前压盖与主轴之间、后压盖与主轴之间均设置有密封垫。进一步的，上述的高速高精度的加工中心机主轴机构，所述主轴为调质处理后高频热处理HRC45-48D的40Cr。为了提高主轴的硬度和耐磨度，与轴承更好的配合，承载高速的转速，提高精度，本技术采用调质处理后高频热处理HRC45-48D的40Cr。进一步的，上述的高速高精度的加工中心机主轴机构，所述轴承采用高精度角接触球轴承。本技术通过轴承的多个组配设计方式来提高主轴机构的刚度要求，由于轴承精度直接影响加工中心机主轴机构的加工精度，高精度角接触球轴承的具有主轴径向圆跳动小、刚度高、安装维护方便等优点。本技术的有益效果为：（1）本技术所述的高速高精度的加工中心机主轴机构，结构简单，装配方便，可靠性高，在主轴前端和中间支承通过轴承的多个组配设计方式来提高主轴机构的刚度要求、切削力的要求，背对背的组配方式可以同时承受径向负荷和两个方向的轴向负荷，在同样内部游隙的情况下，其预紧力和刚度更好，可承受的极限轴向负荷更大；（2）本技术所述的高速高精度的加工中心机主轴机构，在内隔套、外隔套之间的上轴承室的上、下部设置有两组轴承，可以起到了缩短主轴端部的悬伸，达到了提高支承刚度的目的；通过调整内隔套、外隔套的尺寸可以给轴承施加预紧力，预紧力可以使得主轴机构的旋转精度和刚度提高、有效的抑制主轴振动和异音、防止滚动体的公转滑动和自转滑动；（3）本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速高精度的加工中心机主轴机构，其特征在于，包括主轴本体（1）、套筒组件（2），所述主轴本体（1）设置在套筒组件（2）内；所述主轴本体（1）由内至外包括主轴（11）、内隔套（12）、外隔套（13），所述内隔套（12）、外隔套（13）之间形成了上轴承室（14），所述上轴承室（14）内装配有上轴承组（15）；所述上轴承组（15）包括4个轴承（16），所述轴承（16）两两一组背对背组配并且分别位于上轴承室（14）的上、下部；所述主轴（11）中下部与套筒组件（2）下部之间形成了下轴承室（17），所述下轴承室（17）内装配有下轴承组（18），所述下轴承组（18）包括2个轴承（16），2个所述轴承（16）为一组背对背组配并且安装在下轴承室（17）下部；位于上轴承室（14）上方设置有前压盖（3）和位于下轴承室（17）下方设置有后压盖（4），所述前压盖（3）、后压盖（4）设置在主轴（11）外圆并且拧紧在套筒组件（2）上；所述套筒组件（2）包括套筒（21）、套筒外套（22），所述套筒外套（22）套装在套筒（21）外侧上部；还包括刀具拉紧机构（5），所述刀具拉紧机构（5）从所述主轴（11）的下端面装入主轴（11）内；所述主轴（11）上端面设置有锥孔（19），刀具（6）的刀柄（61）设置在所述锥孔（19）内并且所述刀柄（61）的下部通过锥柄拉钉组件与刀具拉紧机构（5）连接；所述锥孔（19）的锥度为7：24。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高速高精度的加工中心机主轴机构，其特征在于，包括主轴本体（1）、套筒组件（2），所述主轴本体（1）设置在套筒组件（2）内；所述主轴本体（1）由内至外包括主轴（11）、内隔套（12）、外隔套（13），所述内隔套（12）、外隔套（13）之间形成了上轴承室（14），所述上轴承室（14）内装配有上轴承组（15）；所述上轴承组（15）包括4个轴承（16），所述轴承（16）两两一组背对背组配并且分别位于上轴承室（14）的上、下部；所述主轴（11）中下部与套筒组件（2）下部之间形成了下轴承室（17），所述下轴承室（17）内装配有下轴承组（18），所述下轴承组（18）包括2个轴承（16），2个所述轴承（16）为一组背对背组配并且安装在下轴承室（17）下部；位于上轴承室（14）上方设置有前压盖（3）和位于下轴承室（17）下方设置有后压盖（4），所述前压盖（3）、后压盖（4）设置在主轴（11）外圆并且拧紧在套筒组件（2）上；所述套筒组件（2）包括套筒（21）、套筒外套（22），所述套筒外套（22）套装在套筒（21）外侧上部；还包括刀具拉紧机构（5），所述刀具拉紧机构（5）从所述主轴（11）的下端面装入主轴（11）内；所述主轴（11）上端面设置有锥孔（19），刀具（6）的刀柄（61）设置在所述锥孔（19）内并且所述刀柄（61）的下部通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈碧莲，
申请(专利权)人：陈碧莲，
类型：新型
国别省市：江苏;32