[实用新型]数控卧式铣镗床的高速主轴结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及数控机床制造领域，尤其体现在数控卧式铣镗床的主轴及其相关支撑连接部分的结构。

背景技术

数控卧式铣镗床广泛应用于各类通用机械加工行业，但随着机械制造工艺的发展以及高速切削的广泛应用，用户对数控卧式铣镗床的主轴转速及稳定性的需求也随之提高。主轴转速低、高速加工时精度差，稳定性差是数控卧式铣镗床的通病，究其原因一方面是主轴高速旋转时的离心作用导致主轴与轴承间作用力过大，轴承受载不均而引起轴承损坏；另一方面是主轴高速运转时产生大量的热量导致主轴本身及主轴轴承产生热变形进而出现主轴卡死现象。数控卧式铣镗床主轴的高转速、高刚性、高精度、高稳定性一直是提升产品质量的关键技术难题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种应用于数控卧式铣镗床的高速主轴结构，解决现有产品主轴转速上不去，高速运转主轴发热严重，主轴轴承磨损严重，有效寿命短，主轴较高转速加工时加工精度不理想等系列问题。

这种数控卧式铣镗床的高速主轴结构，其特征在于主轴由三组轴承支撑，主轴前端通过角接触球轴承套装在支撑套内孔前部，角接触球轴承内环分别通过主轴的轴肩、内隔套、后隔套、锁紧螺母进行定位，角接触球轴承外环分别通过法兰盖、外隔套、支撑套的台肩定位；主轴的中部由中角接触球轴承套装在支撑套内孔后部，中角接触球轴承内环分别通过前隔套和长隔套定位，中角接触球轴承外环不定位，主轴内部套有镗轴，主轴后端通过深沟球轴承套装在主轴箱体上。

本设计的显著特点是：

主轴通过三组轴承支撑，支撑套外部开有环形螺旋槽，可从外部引入冷却油进行热量转移，保证主轴前端角接触球轴承长时间运转时产生的热量被带走，不引起热膨胀；主轴中部通过中角接触球轴承套装在支撑套内孔环后部，中角接触球轴承外环两侧均留有缝隙，保证主轴高速旋转时角接触球轴承具有足够热膨胀空间。主轴后端通过深沟球轴承套装在主轴箱体上，深沟球轴承外环两侧均留有缝隙，保证主轴高速旋转时深沟球轴承具有足够热膨胀空间，三组轴承的布置方式可有效减少主轴高速旋转时因离心作用而引起的轴承受力过大、偏载等现象。

主轴前部和中部角接触球轴承均采用脂润滑，其密封处理是：在前部的角接触球轴承通过主轴前端盖的迷宫结构防尘防水；中部的密封处理是防油罩把接在法兰盖上，法兰盖、挡油环、防油罩组成迷宫式密封，防止主传动齿轮的润滑油进入主轴中部角接触球轴承冲淡润滑脂而引起轴承润滑不良；深沟球轴承与齿轮采用稀油润滑，深沟球轴承后部有挡油环、密封环和把接在主轴箱上的端盖组成迷宫密封结构。

因支撑套与前部角接触球轴承配合处的外部开有环形螺旋槽，为了从外部引入冷却油进行热量转移，故配合间隙较中部角接触球轴承处要小，中角接触球轴承处配合间隙稍大保证了主轴高速旋转时角接触球轴承的热膨胀空间，避免内外环过紧导致轴承卡死现象。本技术完成后，使直径为130mm的主轴最高转速可达3000r/min，主轴以最高转速运转4小时主轴温度不超过33摄氏度，温升不超过10摄氏度，主轴热伸长不超过0.02mm，切削试料各项加工精度均高于国家标准。本设计产品经中捷机床有限公司的数控卧式铣镗床PBC130试用证明，它是一种结构合理、性能可靠且同时兼顾高转速、高刚性、高精度、高稳定性的主轴。

附图说明

图1为本设计的主轴结构示意图；

图2为键连接的剖面示意图。

具体实施方式

图1、2中零件标号:1主轴；2前法兰盖；3支撑套；4内隔套；5外隔套；6角接触球轴承；7角接触球轴承6的后隔套；8锁紧螺母；9中角接触球轴承10的前隔套；10中角接触球轴承；11后法兰盖；12挡油环；13防油罩；14中角接触球轴承10的长隔套；15键；16主传动齿轮；17中角接触球轴承10的短隔套；18深沟球轴承；19密封环；20背帽；21镗轴。