集成式数控机床主轴单元的制作方法

1.本实用新型涉及数控机床技术领域，具体涉及一种集成式数控机床主轴单元。


背景技术：

2.在机加工过程中，尤其是在深孔加工时，主轴在切削过程中高速转动，会产生大量的热量并伴随产生大量切屑，传统的冷却方法为将切削液浇筑到工件表面，切削液只能带走工件表面的热量，无法为深孔中的工件和刀具降温，严重影响主轴和刀具的使用寿命，而且对去除孔中的切屑作用有限，孔底的切屑会一直和刀具接触，这些切屑会使孔超出公差范围并破坏孔的表面光洁度，还会磨损刀具。
3.随着机床行业的高速发展，刀具内冷却，被广泛的应用在数控机床上，切削液经高压泵提升，通过旋转接头、旋转接头连接件、松夹刀杆中心通水孔，将切削液输送至刀柄并通过刀柄及刀具上的贯穿孔喷出，以达到对刀具和工件的冷却，大幅度提高加工效率和刀具寿命，提高工件的表面质量，实现连续切削，切削液经过中心孔时带走一部分热量，提高主轴的使用寿命及精度，同时能够避免主轴热变形而影响加工件的精度，切削量大，加快生产节拍。
4.实现刀具内冷却功能，也即主轴中心出水，需要在主轴上安装旋转接头，这样主轴不能直接由电机驱动，目前，主轴传动方式主要采用同步带驱动方式，如图1所示，主轴电机4与主动轮1a连接，主轴2上设置有从动轮1b，主动轮1a与从动轮1b通过同步带c相连，从而实现主轴通过同步带由电机驱动。但是通过同步带驱动主轴旋转，存在动力不足、刚性差、传动比不够精确的缺点，并且带传动方式的主轴单元结构不紧凑，会使得滑枕9重心偏离，前倾负载大，无法实现将主轴单元完全置于滑枕内部的大包容滑枕结构。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种集成式数控机床主轴单元，该主轴单元刚性大，动力足，结构紧凑，能够实现将主轴单元完全置于滑枕内部的大包容滑枕结构。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
7.集成式数控机床主轴单元，包括：箱体，所述箱体内转动安装有主轴，所述主轴设置有轴向贯通的主轴流道，所述主轴上端穿出所述箱体并与旋转接头转动连接，所述旋转接头设置有用于通入切削液的进水口；所述箱体内转动安装有输入轴，所述输入轴一端伸出所述箱体与主轴电机传动连接，所述输入轴与所述主轴在所述箱体内通过齿轮传动装置传动连接。
8.优选的，所述主轴电机与所述输入轴之间通过bf变速箱传动连接，所述输入轴在所述箱体内的部分设置有输入轴固定齿轮，所述主轴在所述箱体内的部分设置有主轴固定齿轮，所述输入轴固定齿轮与所述主轴固定齿轮啮合。
9.优选的，所述输入轴在所述箱体内的部分设置有输入轴滑移双联齿轮，所述主轴
在所述箱体内的部分设置有主轴固定双联齿轮，在换挡机构的控制下，所述输入轴滑移双联齿轮的大齿轮与所述主轴固定双联齿轮的小齿轮啮合实现高速档输出，所述输入轴滑移双联齿轮的小齿轮与所述主轴固定双联齿轮的大齿轮啮合实现低速档输出。
10.优选的，所述输入轴在所述箱体内的部分设置有输入轴固定齿轮，所述主轴在所述箱体内的部分设置有主轴固定双联齿轮，所述箱体内还设置有中间轴，所述中间轴设置有中间轴滑移双联齿轮，在换挡机构的控制下，所述输入轴固定齿轮与所述中间轴滑移双联齿轮的大齿轮啮合、同时所述中间轴滑移双联齿轮的大齿轮与所述主轴固定双联齿轮的小齿轮啮合实现高速档输出，所述输入轴固定齿轮与所述中间轴滑移双联齿轮的大齿轮啮合、同时所述中间轴滑移双联齿轮的小齿轮与所述主轴固定双联齿轮的大齿轮啮合实现低速档输出。
11.优选的，所述bf变速箱的输出端与所述输入轴通过联轴器连接。
12.优选的，所述主轴电机与所述输入轴通过联轴器连接。
13.优选的，所述箱体的横截面为圆形。
14.优选的，所述主轴单元安装于所述数控机床的滑枕的内部。
15.由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
16.本实用新型的集成式数控机床主轴单元，安装于滑枕的内部，主轴能够实现中心出水，主轴由主轴电机通过齿轮传动装置驱动旋转。相比较现有的同步带传动方式，本实用新型在实现主轴中心出水的功能前提下，主轴单元刚性大，动力足，传动比精确，且齿轮啮合使得主轴单元结构紧凑，能够实现将主轴单元完全置于滑枕内部的大包容滑枕结构。
附图说明
17.图1是一种公知的同步带传动方式的数控机床主轴单元的结构示意图；
18.图2是本实用新型集成式数控机床主轴单元实施例一的结构剖视图；
19.图3是本实用新型集成式数控机床主轴单元实施例二的结构剖视图；
20.图4是本实用新型集成式数控机床主轴单元实施例三的结构剖视图；
21.图中：1
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箱体，2
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主轴，21
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主轴流道，22
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主轴固定齿轮，23
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主轴固定双联齿轮，231
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主轴固定双联齿轮的大齿轮，232
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主轴固定双联齿轮的小齿轮，3
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旋转接头，31
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进水口，4
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主轴电机，5
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输入轴，51
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输入轴固定齿轮，52
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输入轴滑移双联齿轮，521
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输入轴滑移双联齿轮的大齿轮，522
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输入轴滑移双联齿轮的小齿轮，6
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bf变速箱，7
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中间轴，71
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中间轴滑移双联齿轮，711
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中间轴滑移双联齿轮的大齿轮，712
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中间轴滑移双联齿轮的小齿轮，8
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联轴器，9
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滑枕，1a
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主动轮，1b
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从动轮，c
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同步带。
具体实施方式
22.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.实施例一：
24.如图2所示，一种集成式数控机床主轴单元，箱体1内转动安装有主轴2，主轴2的两端穿出主轴箱1，主轴2的上端转动连接有旋转接头3，主轴2的末端连接加工刀具。主轴2设
置有轴向贯通的主轴流道21，旋转接头3内设置有通道，通道的一端与主轴流道21对接，旋转接头3设置有进水口，用于通入切削液，进水口与通道连通，主轴2末端连接的加工刀具设置有轴向贯通的刀具流道，刀具流道与主轴流道21对接，这样，从旋转接头3的进水口通入的切削液，经主轴流道21和刀具流道喷出，实现主轴中心出水。箱体1内转动安装有输入轴5，输入轴5的一端伸出箱体1，并与主轴电机4传动连接，主轴电机4的输出端连接有bf变速箱6，bf变速箱6的输出端与输入轴5通过联轴器8连接。输入轴5与主轴2通过齿轮传动装置传动连接，输入轴5在箱体1内的部分设置有输入轴固定齿轮51，主轴2位于箱体1内的部分设置有主轴固定齿轮22，输入轴固定齿轮51与主轴固定齿轮22啮合，从而实现主轴电机4通过齿轮传动装置驱动主轴2旋转，bf变速箱6对输入轴5的转速进行控制，进而控制主轴2的转速。
25.实施例二：
26.如图3所示，本实施例与实施例一的结构基本相同，主要区别在于主轴变速的结构不同，箱体1内转动安装有输入轴5，输入轴5的一端伸出箱体1并与主轴电机4通过联轴器7连接，输入轴5上不设置变速箱，输入轴5位于箱体1内的部分设置有输入轴滑移双联齿轮52，主轴2位于箱体1内的部分设置有主轴固定双联齿轮23。在换挡机构的控制下，输入轴滑移双联齿轮52上移，输入轴滑移双联齿轮的大齿轮521与主轴固定双联齿轮的小齿轮232啮合，实现高速档输出；在换挡机构的控制下，输入轴滑移双联齿轮52下移，输入轴滑移双联齿轮的小齿轮522与主轴固定双联齿轮的大齿轮231啮合，实现低速档输出。换挡机构可是是液压系统，也可以是业内公知的其他方式，在此不做赘述。
27.实施例三：
28.如图4所示，本实施例与实施例一的结构基本相同，主要区别在于主轴变速的结构不同，箱体1内转动安装有输入轴5，输入轴5的一端伸出箱体1并通过联轴器7与主轴电机4连接，箱体1内还设置有中间轴7，输入轴5位于箱体1内的部分设置有输入轴固定齿轮51，中间轴7设置有中间轴滑移双联齿轮71，主轴2位于箱体1内的部分设置有主轴固定双联齿轮23。在换挡机构的控制下，中间轴滑移双联齿轮71上移，输入轴固定齿轮51与中间轴滑移双联齿轮的大齿轮711啮合，同时中间轴滑移双联齿轮的大齿轮711与主轴固定双联齿轮的小齿轮232啮合实现高速档输出；在换挡机构的控制下，中间轴滑移双联齿轮71下移，输入轴固定齿轮51与中间轴滑移双联齿轮的大齿轮711啮合，同时中间轴滑移双联齿轮的小齿轮712与主轴固定双联齿轮的大齿轮231啮合实现低速档输出。换挡机构可是是液压系统，也可以是业内公知的其他方式，在此不做赘述。
29.具有上述结构的主轴单元，安装与滑枕9的内部，箱体1的横截面为圆形。主轴电机通过齿轮传动装置驱动主轴旋转，相比较现有的同步带传动方式，在实现主轴中心出水的功能前提下，主轴单元刚性大，动力足，传动比精确，且齿轮啮合使得主轴单元结构紧凑，能够实现将主轴单元完全置于滑枕内部的大包容滑枕结构。
30.以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改均应包含在本实用新型的保护范围内。