[实用新型]电动主轴装置

说明书

本实用新型涉及成形加工机械，特别是一种用于精细加工的雕刻成型装置。

在广告、装潢、工艺美术、印刷及纺织印染等行业，其制板技术中广泛使用雕刻机械，用以进行刻制图案、文字。传统的雕刻机械中用以固装雕刻刀具的主轴装置，主要由外壳、机械主轴、刀具夹头和电动机及其传动机构所构成，其中，主轴通过轴承支座在外壳中，刀具夹头设置在主轴的一端，主轴的另一端固装有传动轮。如此结构的主轴装置以其外壳固装在雕刻机械的滑移座上，电动机也固装在滑移座上，并通过传动皮带拖动主轴转动。根据加工图、文所需，在刀具夹头中装不同的刀具后，启动电机，即可操纵主轴带动刀具作高速旋转进行切削雕刻。这种主轴装置的缺点是，带动主轴转动的动力源是外设电动机和一组附加传动机构，其结构复杂，体积大，噪音大，而且，主轴的转速也只能作有级调速，不能适应多变的雕刻工艺，还有是，因电动机是通过传动皮带与主轴连结的，这种相对固定的连结方式，主轴的转速提不高，也影响主轴的升降范围，从而也影响雕刻质量。为克服这一系列不足之处，现在也有采用带有控制装置的中频异步电动机或有刷直流电动机，把电动机和机械主轴连结后设置在同一外壳中，由电动机直接带动主轴旋转的主轴装置，这样可克服外接电机存在的一些缺点，同时也可提高主轴装置的转速和实现无级调速，但前者需要特殊的中频电源，而且，为克服外壳中机件的发热现象，必须增加冷却系统，使结构复杂，成本提高，后者换向困难，维护困难，寿命短，还存在无线电干扰现象。

本实用新型的目的是为了提供一种机电一体化的电动主轴装置，以简化结构，缩小体积，减小噪音，方便操作，并实现从低速到高速的无级调速。

实现上述目的的本实用新型，包含有现有电动主轴装置所具有的外壳、主轴、刀具夹头及电器控制装置，主轴通过轴承支座在外壳中心。本设计的特点在于，主轴为空心轴，在该空心主轴的外周面上沿轴向固置有一圆柱形永磁体，该固置有圆柱形永磁体的空心轴悬置在固设于外壳内周面上的空心杯形定子中；空心杯形定子由多组线圈和用多只环形铁磁体叠合而成的筒形定子壳构成，线圈胶合在定子壳的内周壁上。本设计在圆柱形永磁体的一端还设置有一用以监测主轴转动位置的传感器，该传感器把主轴的转动信号传送入一种公知的控制器。控制器一方面起把交流电源转换成直流电源的作用，向定子线圈供直流电，另一方面用以对主轴进行调速。用于本实用新型中的传感器，可以是磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏三极管、谐振式变压器或霍尔片中的任一种。

由上结构见，因主轴上设置了永磁体，则把一般的机械主轴改变成电机转子式的主轴；外壳内周壁上镶嵌有电机定子式的空心杯形线圈结构，则主轴装置成为直接由线圈驱动的电动机型无刷电动主轴装置，其结构简单，体积小，重量轻，出力大，使用维护方便，能实现无级调速。这种结构的主轴装置，只要简单地把它固定在雕刻机的滑移座上并装上刀具后，即可方便地进行雕刻操作。操作控制器的电位器，即可实现对主轴的无级调速。因本实用新型具有小型化、高速及无级调速等特点，可适配在铣床、钻床等加工设备上，亦可应用到牙钻、骨钻等医疗设备上，具有广泛的使用领域。

本实用新型的实施例如附图所示。

图1为本实用新型的纵向剖视图。

图2为本实用新型的电连接插座的外形正视图。

以下结合附图所示实施例对本实用新型作具体描述。

请参阅附图。由附图见，本实施例电动主轴装置的外壳1为圆筒形，圆筒形外壳1的内壁上固设有由定子壳2和线圈3构成的线圈定子。本实施例中，定子壳1用多只环形铁磁体叠合胶合而成一圆筒形；定子线圈3有四组，每组以长环形绕制后交叉叠放并胶合成圆筒形，再把此呈圆筒形的组合线圈3胶合在圆筒形定子壳1中，构成空心杯形线圈定子。该线圈定子镶嵌在外壳的内壁上后用绝缘体顶固。再由图见，主轴装置的主轴4为空心轴，用前后两只高速轴承11支座在外壳1中心，在此主轴4的外周面上镶套固定有一圆柱形永磁体5，构成永磁体空心轴转子，即永磁体空心轴悬置在空心杯形线圈定子的中心。在本实施例中，永磁体5为钕铁硼磁铁。图中可见，在圆柱形永磁体5的左端上方设置有作为传感器的霍尔片13，霍尔片与控制器电连接，图中9为电连接插座。图中右端是刀具夹头的一部分，其中，螺合在外壳上的6为调节螺母，7为锁紧螺母，8为出屑器，雕刻刀具穿置在空心主轴中后锁紧在主轴4上，旋动调节螺母8能微调进刀量。

为使主轴在装置各种刀具及不同切削力下具有足够的高速旋转稳定性，本实施例在空心主轴4一端的轴承11两侧设置有轴承予紧装置，即在轴承11内侧之外圈处垫有波纹垫圈12，轴承11外侧之内圈处垫有调整垫圈10，调换调整垫圈10能改变波纹垫圈12的压缩量，以改变轴承的予紧程度。