[发明专利]一种高速永磁同步钻攻中心电主轴

说明书

技术领域

本发明涉及一种电主轴，具体涉及一种高速永磁同步钻攻中心电主轴。

背景技术

3C行业产品更新换代速度越来越快，市场对精密零部件的加工效率及质量要求越来越高，客户对机床主轴加减速时间、换刀时间提出了更快速的要求。目前，国内加工中心、钻攻中心机床主轴主要分为外驱直连式主轴及内藏式电主轴两类。外驱直连主轴因电机外置，散热性好，同等条件下主轴功率及扭矩普遍较高，但因电机及主轴间需要通过联轴器连接驱动，两者同轴度难以控制，加工效果一般，主要用于对零部件开粗加工，精加工效果不佳。内藏式电主轴取消了诸如齿轮、联轴器等中间传动环节，实现了机床的零传动，主轴动态精度高，零件精加工效果好。传统内藏式电主轴一般采用感应电机，电机置于主轴中部，由于散热空间及主轴跨距限制，电主轴电机体积设计受限，主轴功率与扭矩难以提高加大。永磁同步电机具有结构紧凑、体积小、功率密度大、响应速度快、功率因数高等特点，其在3C加工行业得到了越来越广泛的应用，内藏式电主轴也开始逐步应用永磁同步电机。

目前，外驱直连主轴普遍采用机械式凸轮松刀系统，其直接将凸轮动力传递到主轴的拉刀机构，响应快，换刀时间(刀对刀)短，最短甚至可小于1.5秒。而内藏式电主轴一般采用活塞缸式松刀系统，主要有气缸式、油缸式等，其响应慢，换刀时间(刀对刀)较长，一般约3-5秒。电主轴应用凸轮式松刀系统案例较少，其加工效率较低，限制了其在钻攻中心机床的应用范围。此外传统凸轮式松刀系统结构复杂，采用多根弹簧形式复位结构，弹簧无密封保护，直接暴露于恶劣加工环境下，容易夹杂异物，导致弹簧局部产生高应力以致折损。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高速永磁同步钻攻中心电主轴，其功率高，扭矩大，功率因数高，响应快，换刀时间短，加工效率及加工质量均大幅提高。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种高速永磁同步钻攻中心电主轴，包括机体、固定在机体内部的定子、安装于机体上的上轴承外套、支撑于上轴承外套上且可沿轴向浮动的上轴承座、连接于上轴承座上部的上轴承座盖板、连接于机体下部的机体下盖、安装于轴承座上部的铝水套；其特征在于，还包括轴芯组件、打刀缸组件、拉杆组件和拉爪组件；

所述轴芯组件包括穿接于机体内部的呈中空状的轴芯、安装在轴芯外部与定子匹配的转子，轴芯的上端部通过上轴承与上轴承座枢接、下端部通过下轴承与机体枢接；

所述打刀缸组件包括安装于铝水套上部的缸体、安装在缸体内用于向下顶压拉杆的活塞和套设于活塞上的弹簧；

所述拉杆组件包括穿接于轴芯内部并可沿轴芯的轴向上下活动的拉杆和弹性元件；

所述拉爪组件套接于拉杆的下端，所述拉杆向下运动并推动拉爪组件向下运动以使拉爪组件自动张开从而将工件松开；所述弹性元件安装在所述拉杆与轴芯之间，该弹性元件用于促使拉杆向上复位并带动拉爪组件闭合从而将工件夹紧。

进一步地，还包括吹尘通道，所述吹尘通道包括设置在铝水套上的第一进气通道、设置在缸体侧壁上的第二进气通道、设置在活塞上的第三进气通道以及设置在轴芯上的第四进气通道；活塞下端面与拉杆上端面贴合时，第一进气通道、第二进气通道、第三进气通道以及第四进气通道依次连通。

进一步地，所述第一进气通道包括设置在铝水套上的相互连通的竖向进气孔和横向进气孔；所述第二进气通道包括设置在缸体上的相互连通的环槽及斜孔；所述第三进气通道包括设置在活塞上的相互连通的活塞径向进气孔及活塞轴向通孔；所述第四进气通道包括沿轴向贯穿所述拉杆的拉杆中心孔。

进一步地，所述活塞上过盈安装有一防尘盖，防尘盖与缸体之间为间隙配合；所述活塞与缸体之间还设有密封圈。

进一步地，所述缸体的侧壁上设有排气孔；所述缸体的顶部设有防转销，所述活塞上设有插接孔，所述防转销插接于所述插接孔内；所述活塞的顶部侧壁上设有拆卸工装孔。

进一步地，所述转子由硅钢片叠压而成，其侧壁内部开设有若干个沿圆周方向均匀分布的凹槽，每个凹槽中镶嵌有一个永磁体；所述转子由多块凸缘围合而成，所述凸缘的中间厚、两端逐渐变薄；对应每个凸缘处嵌入的永磁体两两组成V形结构。

进一步地，所述转子的中间位置通过铆钉铆紧，其两端通过端环压紧。

进一步地，所述转子与所述轴芯之间为过盈连接，所述转子的端部还设有用于轴向定位的轴肩套，所述轴肩套位于所述端环与所述上轴承之间，所述轴肩套与所述端环之间留有间隙。