车床电机主轴的制作方法

1.本技术涉及机床配件的领域，尤其是涉及一种车床电机主轴。


背景技术：

2.电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，电主轴它与直线电机技术、高速刀具技术一起，把高速加工推向一个新时代。电主轴包括电主轴本身及其附件，包括电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。电动机的转子直接作为机床的主轴，主轴单元的壳体就是电动机机座，并且配合其他零部件，实现电动机与机床主轴的一体化。随着电气传动技术(变频调速技术、电动机矢量控制技术等)的迅速发展和日趋完善，高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化，基本上取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。这种“主轴单元”主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，又称“电主轴”(electricspindle,motorspindle)。
3.申请公布号为cn112139521a的发明专利申请公开了一种车床电主轴装置，包括外壳、主轴，主轴为中空设置，主轴包括空腔，主轴的空腔中设有夹紧机构，夹紧机构包括夹头与拉杆，主轴的前端设有喇叭口，夹头包括可向内收缩的弹性部，弹性部的中间设有夹持空间，弹性部与喇叭口抵接，拉杆与主轴滑动连接，拉杆的一端与夹头固定连接，拉杆的另外一端设有驱动机构。本发明通过在主轴内增加夹紧机构，巧妙地利用夹头的变形去卡紧工件，简化了电主轴的工装夹具，用于车床的时候，不需要连接筒夹座、卡盘等传统的工装夹具，使得电主轴整体的惯性小，伺服响应速度显著提高，能将数控车床的主轴转速提高到10000rpm以上。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为上述电主轴装置适用于实心的杆件或者外壁较硬的管件，当管件外壁较薄、硬度较低时，若采用这样的夹持方式，容易使管件发生形变，导致产品不合格率高。


技术实现要素：

5.为了改善管件容易形变的问题，本技术提供一种车床电机主轴。
6.本技术提供的一种车床电机主轴，采用如下的技术方案：车床电机主轴，包括外壳，外壳中设有主轴，主轴内同轴设置有空腔，空腔中设有夹紧机构，夹紧机构包括弹性部、拉杆和传动部，拉杆滑动设置于空腔内，弹性部与拉杆的端部连接；弹性部与空腔内壁之间留有夹持空间；传动部包括连接板、传动杆和传动球，拉杆内同轴开设有传动腔，传动腔侧壁上贯穿开设有滑槽，滑槽沿拉杆的长度方向延伸并贯穿至拉杆远离弹性部的端部；连接板位于滑动槽内，连接板端部固定于空腔内壁，传动杆远离弹性部的端部固定于连接板上，传动球固定于传动杆靠近弹性部的端部；
弹性部包括连接筒和至少两个形变瓣，形变瓣一端固定于连接筒上，形变瓣另一端自由悬空，形变瓣沿连接筒端面周向均匀设置；夹持空间位于形变板瓣和空腔内壁之间，连接筒与拉杆可拆卸固定；当传动球移动到至少两个形变瓣之间的中心时，传动球驱使至少两个形变瓣朝远离连接筒轴线方向张开；拉杆远离弹性部的端部设置有驱使传动球位于至少两个形变瓣之间的中心位置的驱动组件。
7.通过采用上述技术方案，使用时，外设驱动源驱使拉杆移动，使弹性部凸出空腔，然后将管件套在弹性部上，且管件的端部位于空腔内，管件外壁贴合空腔内壁，然后驱动源停止工作，驱动机构驱使拉杆移动，使形变瓣靠近传动球，形变瓣向外扩张后，管件被夹持在形变瓣和空腔内壁之间，从而将管件固定。本技术管件被夹持时，管件的受力方式在管件的内壁和外壁之间，而不是单在管件外壁向管腔内挤压的受力方式，从而使管件不易形变。
8.可选的，还包括滑动块和复位件，滑动块滑动设置于空腔内，滑动块位于主轴靠近弹性部的端部，弹性部在滑动块朝向空腔中轴线一侧滑动，滑动块背离空腔内壁的一侧用于抵接管件的外壁；复位件用于驱使滑动块位于空腔内远离驱动组件的一端。
9.通过采用上述技术方案，当管件被夹持在空腔内时，管件位于滑动块和形变瓣之间，当管件较长时，通过设置滑动块使管件被滑动块和形变瓣夹紧后，拉杆继续带动形变生磨损；通过设置滑动块，使管件在不易磨损的情况下提高管件进入空腔内的长度，提高管件的夹持稳定性，使管件在加工时不易发生晃动，使电机主轴能够更加高速的运转。
10.可选的，复位件为复位块，空腔内壁设置有以供滑动块滑动的滑动槽，复位块滑动设置于滑动槽内，且复位块位于滑动块靠近连接板的一侧，复位块固定于连接筒上。
11.通过采用上述技术方案，复位块固定于连接筒上，连接筒移动时复位块也移动，当拉杆带动弹性部朝凸出主轴方向移动时，复位块抵接滑动块朝远离主轴中心位置滑动，当管件套在弹性件上，且弹性件扩张后，管件被夹持在形变瓣和滑动块之间，弹性见由拉杆带动滑动后，管件和滑动块一起朝空腔内滑动。
12.可选的，沿远离驱动组件的方向，滑动槽底壁朝远离主轴中轴线的周向倾斜延伸。
13.通过采用上述技术方案，将滑动槽底部倾斜设置，使滑动块朝主轴内方向滑动后，滑动块朝主轴的轴线方向靠近，因为管件的外径不能扩大或缩小，该方式使滑动块更好的抵紧管件的外壁；同时滑动块朝远离主轴中心方向滑动后，滑动块与形变阀瓣之间间隙变大，方便管件放置在夹持空间内。
14.可选的，驱动组件包括连接座和弹性件，连接座固定于拉杆远离弹性部的端部，弹性件设置于外壳和连接座之间，弹性件驱使连接座远离外壳；当弹性件驱使连接座远离外壳时，传动球位于至少两个形变瓣之间的中心，两个形变瓣向外扩张。
15.通过采用上述技术方案，当拉杆在不受外界驱动源力的作用时，弹性件驱使连接座远离外壳，拉动拉杆，使传动球靠近弹性见并且使形变瓣向外扩张，实现在不收外界驱动源条件下管件被自动夹持。
16.可选的，滑动块用于抵接管件的侧壁设置有弹性夹紧层。
17.通过采用上述技术方案，弹性夹紧层使管件被夹持时，管件外壁更加贴合，同时还不易会使管件表面发生磨损。
18.可选的，弹性夹紧层为橡胶套。
19.通过采用上述技术方案，橡胶套具有较好的摩擦力，使橡胶套和产品之间不易相对滑动，从而使管件的夹紧效果较好。
20.可选的，空腔内壁凸出设置有固定件，连接板通过设置螺栓固定于固定件朝向弹性部的一侧。
21.通过采用上述技术方案，通过设置固定件，使连接板与空腔内壁固定方便只。
22.可选的，主轴和外壳之间通过设置承重轴承转动连接。
23.通过采用上述技术方案，承重轴承的设置使主轴转动更稳定。
24.可选的，还包括驱使主轴转动的做功机构，外壳内设置有用于安装做功机构的安装腔，做功机构包括设置于外壳内壁的定子结构和设置于主轴外壁上的转子结构。
25.通过采用上述技术方案，通过将定子结构和转子结构安装在安装腔内，使车床电机主轴结构更静秋，节省空间。
26.综上，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过设置拉杆、形变瓣、连接筒、传动杆和传动球，使管件被夹持时，管件的受力方式在管件的内壁和外壁之间，而不是单在管件外壁向管腔内挤压的受力方式，从而使管件不易形变；2.通过设置滑动块，使管件夹持的更加稳定，同时使管件表面不易磨损；3.将滑动槽底部倾斜设置，使滑动块更好的抵紧管件的外壁，同时也方便管件放置在夹持空间内。
附图说明
27.图1是本技术实施例的车床电机主轴的整体示意图。
28.图2是弹性件的整体示意图一，主要凸出形变瓣接结构。
29.图3是弹性件的整体示意图二，主要凸出内螺纹的结构。
30.图4是图1的a处的放大图，主要凸出滑动块和复位件的结构。
31.附图标记说明：1、外壳；11、通口；12、承重轴承；13、安装腔；2、主轴；21、空腔；3、做功机构；31、定子结构；32、转子结构；4、夹紧机构；41、弹性部；411、连接筒；412、形变瓣；42、拉杆；421、传动腔；422、滑槽；423、固定件；43、传动部；431、连接板；432、传动杆；433、传动球；44、夹持空间；5、驱动组件；51、连接座；511、支撑板；512、转动轴承；52、弹性件；6、滑动块；61、滑动槽；611、导向斜面；612、导向面；7、复位件；8、弹性夹紧层；9、管件。
具体实施方式
32.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
33.本技术实施例公开一种车床电机主轴。参照图1，车床电机主轴包括外壳1、转动连接在外壳1内的主轴2和用于驱使主轴2转动的做功机构3。
34.参照图1，外壳1上开设有用于容纳主轴2的通口11，通口11内同轴连接有三个承重轴承12，承重轴承12的外壁固定通口11内壁，主轴2穿设于三个承重轴承12内，承重轴承12的外壁固定主轴2的外壁，主轴2通过承重轴承12转动连接在通口11内壁。
35.参照图1，做功机构3包括定子结构31和转子结构32，外壳1内设置有用于安装做功
机构3的安装腔13，定子结构31安装在安装腔13周向内壁上，转子结构32安装在主轴2的周向外壁。
36.参照图1，主轴2内同轴设置有空腔21，空腔21中设有夹紧机构4，夹紧机构4包括弹性部41、拉杆42和传动部43，拉杆42滑动设于空腔21内，拉杆42的长度方向与空腔21的深度方向相同，拉杆42其中一端凸出空腔21，拉杆42另一端位于空腔21内，拉杆42的滑动方向与拉杆42的长度方向相同。
37.参照图1，弹性部41连接于拉杆42位于空腔21内的端部，弹性部41周向外壁与空腔21内壁之间留有夹持空间44。
38.参照图1、图2，弹性部41包括连接筒411和至少两个形变瓣412，实施例中弹性部41包括六个形变瓣412，形变瓣412一端固定于连接筒411上，形变瓣412另一端自由悬空，形变瓣412沿连接筒411轴线周向均匀排列，夹持空间44位于形变板瓣和空腔21内壁之间。
39.参照图1、图3，连接筒411与拉杆42可拆卸固定，连接筒411内壁开设有内螺纹，拉杆42端部开设有外螺纹，连接筒411与拉杆42螺纹连接固定。
40.参照图1，传动部43包括连接板431、传动杆432和传动球433，拉杆42内同轴开设有传动腔421，传动腔421相对的两侧壁上贯穿开设有滑槽422，滑槽422沿拉杆42的长度方向延伸并贯穿至拉杆42凸出空腔21的端部。
41.参照图1，连接板431两端位于滑槽422内，连接板431两端固定于空腔21内壁。空腔21内壁凸出设置有固定件423，固定件423为固定块，固定块位于滑槽422内。连接板431通过设置螺栓固定于固定块朝向弹性部41的一侧。传动杆432远离弹性部41的端部固定于连接板431上，传动球433固定于传动杆432靠近弹性部41的端部。
42.参照图1，拉杆42远离弹性部41的端部设置有驱使传动球433位于六个形变瓣412之间的中心位置的驱动组件5。
43.参照图1，当传动球433由驱动组件5驱动移动到六个形变瓣412之间的中心时，传动球433驱使六个形变瓣412朝远离连接筒411轴线方向张开，使夹持空间44减少，当管件9套在弹性件52上且形变瓣412张开时，管件9被夹持在夹持空间44内。
44.参照图1，驱动组件5包括连接座51和弹性件52，连接座51固定于拉杆42凸出空腔21的端部，弹性件52为螺旋弹簧，弹性件52套接在拉杆42上，弹性件52一端抵接连接座51，弹性件52另一端抵接外壳1外壁。连接座51包括支撑板511和转动轴承512，支撑板511固定于拉杆42上，转动轴承512为推力轴承，推力轴承一侧固定于支撑板511朝向弹性件52的一侧，推力轴承另一侧抵接螺旋弹簧的端部。
45.弹性件52驱使连接座51远离外壳1，当弹性件52驱使连接座51远离外壳1时，传动球433位于六个变瓣之间的中心，两个形变瓣412向外扩张，即弹性件52弹力驱使形变瓣412张开。
46.车床电机主轴还包括滑动块6和复位件7。滑动块6设置有两个，两个滑动块6滑动连接于空腔21内壁相对的两侧，滑动块6位于主轴2内靠近弹性部41的端部，弹性部41能进入或脱离两个滑动块6之间，两个滑动块6相对的一侧用于抵接管件9的外壁。
47.参照图4，空腔21内开设有供滑动块6滑动的滑动槽61，滑动槽61槽底设置有导向斜面611，沿远离连接座51的方向，导向斜面611朝远离主轴2中轴线的周向倾斜延伸，滑动块6朝向导向斜面611的一侧上设置有与导向斜面611匹配的导向面612。
48.参照图1、图4，复位件7用于驱使滑动块6位于空腔21内远离连接座51的一端，复位件7为复位块，复位块滑动设置于滑动槽61内，且复位块位于滑动块6靠近连接座51的一侧，复位块固定于连接筒411上。当拉杆42带动弹性件52和连接筒411朝远离连接座51的方向滑动时，复位块抵接滑动块6将滑动块6推移至滑槽422内远离连接座51的端部，此时夹持空间44增大，方便将管件9放置在夹持空间44内。
49.参照图1、图4，滑动块6用于抵接管件9的侧壁设置有弹性夹紧层8，弹性夹紧层8为高摩擦橡胶层，高摩擦橡胶层的材料为丁腈橡胶或聚氨酯，具有高弹性和较好的摩擦力，使管件9表面不易出现划痕。
50.本技术实施例一种机床电机主轴2的实施原理为：使用时，将本机床电机主轴2安装在机床上，通过机床上油缸或气缸对连接座51提供推力，使弹性部41凸出空腔21，该推力克服螺旋弹簧的弹力，使传动球433脱离形变瓣412之间，即形变瓣412合拢；此时复位快推动滑动块6位于远离连接座51的一侧；然后将管件9套在弹性部41上，并且管件9插接进入夹持空间44内，此时再松开油缸或气缸提供的推力，使螺旋弹簧弹力驱使拉杆42移动，使传动球433位于六个形变瓣412之间，使阀瓣张开，同时，滑动块6和形变瓣412将管件9夹持住，通过摩擦力使滑动块6能想空腔21内滑移一端距离，使管件9更长的长度能够进入空腔21，提高夹持稳定性。
51.综上，本技术的车床电机主轴在夹持管件9时，管件9的受力方式在管件9的内壁和外壁之间，而不是单在管件9外壁向管腔内挤压的受力方式，从而使管件9不易形变，同时在保证夹持力的同时，使管件9表面不易留下划痕，使管件9外观光滑。
52.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。