[实用新型]车磨一体机床的工件主轴结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及车磨一体机床，具体地说是一种车磨一体机床的工件直驱伺服主轴结构。

背景技术

汽车齿轮的内孔加工需要经过车加工和磨削两道工序，一般采用车、磨两台机床来完成，加工精度差。

现有技术中，也有车磨一体机床，在一台机床上有车、磨两个工位，试件一次装夹两个即可完成两种工序加工。但是由于车削要求工件主轴转速较低、负载大，而磨削要求工件主轴转速较高、负载小，因此要求车头主轴不仅响应快、精度高而且调速范围广。现阶段所用的车磨一体机床，其工件主轴的传动方式均为传统方式：即采用三相异步交流电机通过多级皮带轮带动工件主轴转动；或采用三相异步交流电机变频调速后通过皮带轮带动工件主轴转动。

车磨一体机床采用传统传动方式的缺点是：驱动电机为三相异步交流电机，其额定输出功率下达到的额定转速固定，不能承受大负载，工件主轴调速范围小，虽然可通过变频器和多级皮带轮传动来改善这一状况，但操作不便，而且主轴转速的输出显示也存在问题。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种车磨一体机床的工件主轴结构，该结构可保证工件主轴实现高负载运行，扩大工件主轴的工作速度范围。

按照本实用新型提供的技术方案：一种车磨一体机床的工件主轴结构，包括主轴，所述主轴通过前端轴承及后端轴承支承在外套筒内，所述前端轴承与所述后端轴承之间的所述主轴上固定有电机转子，所述外套筒的内壁上固定有与所述电机转子相对应的电机定子，所述电机定子与所述电机转子之间设置有气隙。

所述前端轴承及所述后端轴承均采用高精度角接触球轴承。

所述电机转子与所述主轴之间设置有轴套。

所述外套筒内设置有液体冷却槽，所述外套筒的外壁上开有与所述液体冷却槽相通的进水口及出水口。

所述主轴的后端安装有内置光电旋转编码器，所述内置光电旋转编码器包括固定在所述主轴上的测量轮及固定在所述外套筒上的编码器感应头。

所述主轴是空心的。

本实用新型与已有技术相比具有以下优点：本实用新型采用内置式主轴电机传动，结构紧凑，启动和制动时间极短，能频繁进行正反转，操作方便，可连续提供额定转矩，可以获得极高的工件精度；内置式主轴电机放置在主轴的前后支承轴承之间，主轴的刚性高；内置式主轴电机采用液体冷却，冷却效果好，可使主轴电机获得高功率密度；内置光电旋转编码器可以精确地检测并输出主轴的转角和旋转速度，使主轴具有可精确定位功能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1中，包括主轴电机热敏电阻线1、后端轴承2、编码器感应头3、测量轮4、主轴电机动力线5、液体冷却槽6、电机定子7、电机转子8、气隙9、轴套10、前端轴承11、主轴12、外套筒13、进水口14、出水口15等。

如图1所示，本实用新型是一种车磨一体机床的工件主轴结构，包括主轴12，主轴12是空心的。主轴12通过前端轴承11及后端轴承2支承在外套筒13内，前端轴承11及后端轴承2均采用高精度角接触球轴承。

在前端轴承11与后端轴承2之间的主轴12上固定有电机转子8，电机转子8与主轴12之间设置有轴套10。电机转子8及轴套10通过热收缩法安装到主轴12上，转矩以无间隙方式向主轴传递。电机转子8上连接有主轴电机热敏电阻线1及主轴电机动力线5。

外套筒13的内壁上固定有与电机转子8相对应的电机定子7，电机定子7与电机转子8之间设置有气隙9。电机定子7与电机转子8组成内置式主轴电机。

内置式主轴电机放置在主轴12的前后支承轴承之间，整个主轴12的刚性得以提高，内置式主轴电机还具有以下优点：启动和制动时间极短，能频繁进行正反转变化；可连续提供额定转矩，即使是在短时间堵转时。

外套筒13内还设置有液体冷却槽6，外套筒13的外壁上开有与液体冷却槽6相通的进水口14及出水口15。通过液体冷却槽6内的液体带走内置式主轴电机的热量，冷却效果好，可使主轴电机获得高功率密度。

主轴12的后端安装有内置光电旋转编码器，内置光电旋转编码器包括固定在主轴12上的测量轮4及固定在外套筒13上的编码器感应头3。内置光电旋转编码器可以精确地检测并输出主轴12的转角和旋转速度。

本实用新型采用内置式主轴电机传动，相比于皮带轮传动，主轴传动时不受该部分的径向力，因此在低速时旋转也十分平稳、精确，可以获得极高的工件精度，并且结构紧凑。

本实用新型性能稳定、精度高、使用寿命长，既保证了高效率，又保证了高精度和灵活多功能性。本实用新型既可用于车削，又可用于磨削。