适用于磨床的工件轴装置的制作方法

本技术涉及一种工件轴，尤其涉及一种适用于磨床的工件轴装置。

背景技术：

1、在磨床加工领域，工件轴装置作为驱动工件旋转的核心部件，其旋转精度、驱动效率与使用寿命直接决定工件磨削质量。传统工件轴多采用皮带或联轴器传动，存在转速受限、振动大、功率损耗高的问题。为解决该问题，现有技术已开始探索电机直驱方案，例如现有技术中有一种磨床专用电机，其采用永磁直驱电机的结构，通过锥形配合连接主轴与电机转子，减少运行损耗并提高效率。同时，也有采用外螺纹磨床直接驱动两联动轴结构，其头架主轴由内装式力矩电机直接驱动，配合全闭环控制简化机械结构并提升精度。但这些方案在电机高速运行时的散热控制、转子轴的精密支撑与驱动系统的协同适配方面仍存在优化空间，难以同时满足高转速、低振动与长寿命的需求。同时，工件轴的旋转精度依赖轴承支撑结构的合理设计。现有技术中类似方案，需要采用同步带轮等传统传动方式，未针对直驱电机的受力特性设计轴承预紧调节结构。

2、并且，磨削作业中产生的大量粉尘与飞溅的切削液易侵入工件轴内部，导致轴承锈蚀、电机绝缘失效，因此密封防护至关重要。现有的工件轴，无法形成覆盖前端、中端、后端的多层防护体系，在动态旋转部位与静态连接部位的密封协同性上存在欠缺，尤其针对直驱式工件轴的电机腔与轴承腔隔离防护效果有限，难以适应恶劣磨削工况下的长期使用需求。

3、有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种适用于磨床的工件轴装置，使其更具有产业上的利用价值。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种适用于磨床的工件轴装置。

2、本实用新型的适用于磨床的工件轴装置，包括有壳体，所述壳体内安装有转子轴，其中：所述转子轴前端固定有转台，所述转子轴上套设有电机转子，所述电机转子通过电机转子固定法兰与所述转子轴连接；所述壳体内对应所述电机转子设置有电机定子，所述转子轴前端通过第一精密轴承与所述壳体连接，所述转子轴后端穿设于轴承座内，所述轴承座内设置有第二精密轴承和第三精密轴承；所述壳体前端设置有防水盖，所述防水盖与所述转台之间设置有第一密封圈，所述防水盖与所述壳体之间设置有第二密封圈；所述轴承座后端设置有格兰头，所述转子轴末端固定有编码轮。

3、进一步地，上述的适用于磨床的工件轴装置，其中，所述电机定子外侧套设有电机水套，所述电机水套上安装有快插接头，所述电机水套用于通入冷却液对所述电机定子进行冷却。

4、更进一步地，上述的适用于磨床的工件轴装置，其中，所述第二精密轴承和所述第三精密轴承为背对背配置的交接触球轴承，用于承受所述转子轴的径向力和轴向力。

5、更进一步地，上述的适用于磨床的工件轴装置，其中，所述轴承座内安装有第一轴承压盖和第二轴承压盖，所述第一轴承压盖通过固定块和第五螺丝钉固定于所述轴承座，所述第二轴承压盖通过第十一螺丝钉、第五螺栓和第六螺栓固定于所述轴承座。

6、更进一步地，上述的适用于磨床的工件轴装置，其中，所述第一精密轴承为大接触角推力轴承，用于承受所述转台和工件的轴向力。

7、更进一步地，上述的适用于磨床的工件轴装置，其中，所述格兰头通过第八螺丝钉和第九螺丝钉固定于所述轴承座后端，所述格兰头与所述转子轴之间形成迷宫密封结构。

8、更进一步地，上述的适用于磨床的工件轴装置，其中，所述编码轮通过编码轮固定法兰和第三十螺丝钉固定于所述转子轴末端，所述编码轮用于与外部的转速检测装置配合以检测所述转子轴的转速和位置。

9、更进一步地，上述的适用于磨床的工件轴装置，其中，所述轴承座与所述壳体之间安装有第四密封圈，所述轴承座通过第一螺栓和第二螺栓固定于所述壳体后端。

10、更进一步地，上述的适用于磨床的工件轴装置，其中，所述电机转子通过第十八螺丝钉和第十九螺丝钉与所述电机转子固定法兰连接。

11、再进一步地，上述的适用于磨床的工件轴装置，其中，所述转台通过第一螺丝钉固定于所述转子轴前端，所述壳体后端固定有安装法兰，所述安装法兰通过第六螺丝钉固定。

12、借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：

13、1、壳体选用经时效处理的高强度铸铁，能有效消除内应力，在磨削振动环境下不易变形，为内部部件提供精准且稳定的安装基准.转子轴采用合金结构钢并经调质处理与表面淬火，既具备承受磨削轴向力、径向力的高强度，又拥有抗轴颈磨损、防弯曲变形的高耐磨性。同时，通过与磨床床身接口适配的安装法兰实现装置整体固定，避免磨削作业中装置晃动，从结构层面保障转子轴旋转精度，减少因部件变形或装置移位导致的磨削误差。

14、2、以电机直驱替代传统皮带或联轴器驱动，彻底解决了皮带打滑、振动大、转速受限及联轴器转速不足的问题，显著提高转台转速与功率扭矩。可降低功率损耗，适配高效磨削需求。针对电机高速运转发热问题，电机定子外侧套设带螺旋冷却流道的电机水套，通过快插接头对接外部系统，使5%浓度乙二醇水溶液循环流动，将电机定子温度控制在60℃以下，避免高温引发的绝缘层老化、磁性能下降等问题，保障电机长期稳定输出。

15、3、前端通过第一密封圈、第二密封圈阻断间隙渗入，中端以第四密封圈（轴隔绝连接缝杂质。后端形成迷宫密封，迫使粉尘、切削液多次改变流动方向并克服通道阻力，无法侵入内部。可避免轴承、电机等核心部件受杂质侵蚀，大幅提升部件可靠性与装置整体使用寿命。

16、4、前端大接触角推力轴承专门承受转台及工件的轴向力，后端背对背配置的交接触球轴承同步承受径向力与双向轴向力，通过调整轴承压盖紧固力度控制预紧力。同时，转子轴末端的增量式光电编码轮与转子轴同步旋转，配合外部光电传感器生成脉冲信号，传输至控制系统实现转速闭环控制，确保磨削过程中转速稳定，有效提升工件表面磨削质量与加工一致性。

17、上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

1.适用于磨床的工件轴装置，包括有壳体（7），所述壳体（7）内安装有转子轴（34），其特征在于：所述转子轴（34）前端固定有转台（1），所述转子轴（34）上套设有电机转子（14），所述电机转子（14）通过电机转子固定法兰（17）与所述转子轴（34）连接；

2.根据权利要求1所述的适用于磨床的工件轴装置，其特征在于：所述电机定子（13）外侧套设有电机水套（12），所述电机水套（12）上安装有快插接头（20），所述电机水套（12）用于通入冷却液对所述电机定子（13）进行冷却。

3.根据权利要求1所述的适用于磨床的工件轴装置，其特征在于：所述第二精密轴承（21）和所述第三精密轴承（22）为背对背配置的交接触球轴承，用于承受所述转子轴（34）的径向力和轴向力。

4.根据权利要求1所述的适用于磨床的工件轴装置，其特征在于：所述轴承座（16）内安装有第一轴承压盖（23）和第二轴承压盖（38），所述第一轴承压盖（23）通过固定块（24）和第五螺丝钉（25）固定于所述轴承座（16），所述第二轴承压盖（38）通过第十一螺丝钉（39）、第五螺栓（40）和第六螺栓（41）固定于所述轴承座（16）。

5.根据权利要求1所述的适用于磨床的工件轴装置，其特征在于：所述第一精密轴承（8）为大接触角推力轴承，用于承受所述转台（1）和工件的轴向力。

6.根据权利要求1所述的适用于磨床的工件轴装置，其特征在于：所述格兰头（31）通过第八螺丝钉（32）和第九螺丝钉（33）固定于所述轴承座（16）后端，所述格兰头（31）与所述转子轴（34）之间形成迷宫密封结构。

7.根据权利要求1所述的适用于磨床的工件轴装置，其特征在于：所述编码轮（29）通过编码轮固定法兰（28）和第三十螺丝钉（30）固定于所述转子轴（34）末端，所述编码轮（29）用于与外部的转速检测装置配合以检测所述转子轴（34）的转速和位置。

8.根据权利要求1所述的适用于磨床的工件轴装置，其特征在于：所述轴承座（16）与所述壳体（7）之间安装有第四密封圈（15），所述轴承座（16）通过第一螺栓（9）和第二螺栓（10）固定于所述壳体（7）后端。

9.根据权利要求1所述的适用于磨床的工件轴装置，其特征在于：所述电机转子（14）通过第十八螺丝钉（18）和第十九螺丝钉（19）与所述电机转子固定法兰（17）连接。

10.根据权利要求1所述的适用于磨床的工件轴装置，其特征在于：所述转台（1）通过第一螺丝钉（2）固定于所述转子轴（34）前端，所述壳体（7）后端固定有安装法兰（26），所述安装法兰（26）通过第六螺丝钉（27）固定。