[发明专利]数控刨台式铣镗加工中心的主轴结构及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于数控铣镗加工中心领域，涉及一种数控刨台式铣镗加工中心的主轴结构及制造方法。

背景技术

数控刨台式铣镗加工中心做为一种通用型万能机床，适用于多个行业。随着机械制造水平不断提高和新兴市场的需求，对于机床的刚性、精度和主轴转速有了更高的要求。

传统的铣镗床主轴轴承多采用脂润滑，铣轴和镗轴的配合完全由机械加工保证，因此主轴转速不高，配合间隙较大，主轴伸出时下垂较大，影响被加工零件的加工质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种数控刨台式铣镗加工中心的主轴结构及制造方法，解决铣轴和镗轴的加工精度只靠机加，配合间隙较大的问题，可满足高转速、高精度、高刚性要求。

本发明这种数控刨台式铣镗加工中心的主轴结构，包括镗轴同心地套装在铣轴内，外部由前轴承和后轴承支撑，其特征在于在镗轴后端开有长键槽、铣轴后端开有豁口，铣轴、镗轴的联接键通过螺钉固定在铣轴、镗轴后端的长键槽内，小间隙配合，间隙0-0.01mm，传递扭矩，一起旋转；铣轴的前端镶有铜套，铣轴前端的前轴承通过压盖固定在前轴承座里，铣轴后端的后轴承通过锁紧螺母固定在后轴承套里；前、后轴承之间均设有内隔套和外隔套。

所述主轴结构的制造方法：铜套的内孔与镗轴的外表面精密磨削；铣轴内孔由前端至中间部位扩径，并且加工成粗糙表面，粗糙度125，形成与镗轴的间隙；先给镗轴涂分离剂，在与镗轴配合的状态下，再将此间隙填充浇铸树脂，形成浇铸树脂层，进一步配合消除间隙；然后再清除分离剂，使镗轴可在铣轴内沿轴向自由滑动。

本发明的这种数控刨台式铣镗加工中心的主轴结构及制造方法，在铣轴的前端镶有铜套，铣轴内的镗轴可沿轴向自由滑动、镗轴与铣轴通过键连接传递扭矩，一起旋转；以及通过精密角接触球轴承的布置和油气润滑方式，保证了主轴有足够的刚性、转速和旋转精度，浇铸树脂的使用保证了主轴和镗轴间的小配合间隙，由于隔离剂的隔离层厚度和浇铸树脂固化时的收缩作用，可得到配合间隙非常小的铣轴和镗轴，提高了配合精度，降低了镗轴伸出后的悬垂误差。

综上所述，本发明能满足机床对主轴高刚性、高转速、高精度的性能要求。

附图说明

图1是本发明的主轴结构示意图；

图2是键联接结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

该数控刨台式铣镗加工中心的主轴结构，如图1、图2所示，镗轴1套装在铣轴8内，其特征在于铣轴8、镗轴1的联接键15通过螺钉16固定在铣轴8、镗轴1后端的长键槽内，联接键15中心凸出部两侧与长键槽小间隙配合，配合间隙0-0.01mm，镗轴1后端由联接键15固定在铣轴8上，铣轴8内的镗轴1可沿轴向自由滑动，并通过联接键15联接可以在铣轴8和镗轴1间传递扭矩，一起旋转。

联接键15的形状见图2，其截面为T形，中间突出高度大于铣轴壁的厚度，两侧对称平面有螺钉孔。在镗轴1后端变小径的外壁上开有轴向两条长键槽、径向对称，长键槽宽度与联接键15的中间突出宽度相对应。铣轴8后端最小外径部位有轴向豁口、径向对称，豁口宽度与联接键15的中间突出宽度相对应，豁口长度与镗轴1的长键槽相同，并且铣轴8豁口部位外壁是平面，与联接键15的中间突出外的两侧内平面宽度相对应。

镗轴1与铣轴8的制造方法：机加铣轴8内孔中间部位扩径，并且加工成粗糙表面，粗糙度125，与镗轴1之间预留2-3mm的间隙；机加镗轴1外表面，粗糙度要求高于1.6；两种粗糙度要求是相差悬殊，机加铣轴8内孔粗糙度125，是为了能与浇铸树脂牢固的粘接在一起，而对镗轴1外表面的粗糙度要求只是高于1.6，是为了在分离剂帮助下不粘连、且能与铜套2精密配合。装配前预先在镗轴1外表面涂抹分离剂，分离剂与浇铸树脂9互不相溶，防止浇铸树脂9与镗轴1粘连。将镗轴1装入铣轴8内孔，在装配位置的配合间隙中用浇铸树脂填充预留的间隙：浇铸树脂9主要成分为环氧树脂与固化剂，按质量比100：10.5～12混合，在20℃左右，灌入铣轴8，填充过程应该在25分钟内完成，以确保浇铸树脂9为液态，具备良好的流动性，保证与镗轴1和铣轴8充分接触；铣轴8和镗轴1垂直放置，以利于排除空气；浇铸树脂9将在空气作用下逐渐固化，继续保持20～21℃恒温，14～15小时，完全固化，与铣轴8牢固结合在一起，然后除去镗轴1表面的隔离剂。尽管分隔离剂的层厚度极薄，却要利用去除这极薄的厚度而形成小间隙。必须有这个小间隙，镗轴1才能要铣轴8内轴向滑动。