一種鉆攻中心機床用機械主軸夾持機構的制作方法

本發明涉及一種鉆攻中心機床用機械主軸夾持機構，屬于機械加工技術領域。

背景技術：

現有的用于鉆攻中心機床上的機械主軸轉速在6000-12000r/min，主要包括主軸軸心桿、同步帶輪、上鎖緊螺母、中部鎖緊螺母、外殼、軸承、軸承端蓋等，該結構殼體與軸心桿之間采用的是3列下端軸承，2列上端軸承的配置；其中上端軸承的內圈通過上部的鎖緊螺母、同步帶輪壓緊，上端軸承之間通過軸承墊片連接，上端軸承的底部通過墊片、軸肩進行壓緊；下端軸承的內圈上部采用中部鎖緊螺母壓緊，中部鎖緊螺母螺紋連接在軸心桿的外側殼體的內部，利用皮帶輪帶動主軸回轉，主軸軸承提供回轉支撐，外殼和底部的軸承端蓋提供主軸密封。上述機械主軸一般用于機械零部件鉆孔、攻絲、切削、銑等的加工，加工進刀量大，對機械軸的剛性要求高，再加上機械零部件對加工后產品表面粗糙度要求不高，故通過上述機械主軸低轉速高扭矩完成上述零部件的加工。

隨著電子產品的快速發展，電子元器件及手機配件相關輕型產品的加工要求越來越高，如手機外殼其加工過程盡管進刀量不大，加工力度不高，對主軸的剛性要求小，但要求其加工后產品表面光潔度高，拋光效果好，故要求主軸高轉速一般在25000r/min，若采用上述機械主軸，不僅其轉速不滿足要求，而且其結構復雜，重量大，轉動慣量大，軸承數量多，存在軸承沒有固定好，高速回轉時會產生很大的不平衡力和躥動的風險，無法保證高轉速下的主軸精度；此外高速回轉軸承發熱量大，長時間動作時易燒毀和損壞，嚴重影響壽命；軸心桿內部鎖緊螺母的設計加大了主軸的轉動慣量和發熱情況，嚴重影響主軸的平衡和振動；上端軸承固定是鎖緊螺母通過皮帶輪作用的，當回轉過程中，由于皮帶松緊變化的作用力會作用在皮帶輪上，間接會導致主軸軸承受力，軸承回轉的精度和壽命也會受到影響，因此現有的機械主軸產生的轉動慣量和不平衡力大，導致主軸軸承發熱及穩定性較差，無法用來加工對主軸的剛性的要求較小，要求主軸高轉速，輕加工，對產品加工表面質量及加工效率要求很高的電子元器件、手機配件等輕型產品。

現有的電主軸轉速一般在10000-30000r/min左右，電主軸雖然能夠滿足以上要求可以用來加工要求高轉速表面拋光質量好的電子元器件、手機配件等產品，但是電主軸價格昂貴，成本比機械主軸要高很多，大大加大了產品的加工成本，用于上述需求的高平面光潔度的加工也是大材小用。

技術實現要素：

本發明針對現有技術存在的不足，提供一種結構簡單，轉速高，成本低的鉆攻中心機床用機械主軸夾持機構。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種鉆攻中心機床用機械主軸夾持機構，包括殼體、軸心桿及軸承端蓋；所述殼體為空心筒狀，所述軸心桿的下部插裝并通過上、下軸承支撐在所述殼體內，所述軸承端蓋安裝在所述殼體的下端，所述軸承端蓋上設有插裝孔；所述上、下軸承之間設有內支撐筒及外支撐筒，所述內支撐筒頂在所述上、下軸承的內圈之間，所述外支撐筒頂在所述上、下軸承的外圈之間。

本發明的有益效果是，殼體與軸心桿之間采用上、下軸承回轉支撐，且上、下軸承的內圈、外圈之間通過內、外支撐筒進行支撐，整體結構簡單，重量輕，重量節省30％左右，成本低，易維護，即滿足了軸承的剛性要求，又能減少殼體內鎖緊螺母的安裝，減少了發熱源和回轉機構對產品性能的影響，減少不平衡力和振動，該機械主軸的高轉速在25000r/min左右，適合于對產品表面質量及加工效率要求高的電子產品的加工。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步的，所述殼體的上端設有上鎖緊機構，所述上鎖緊機構包括鎖緊螺母及上承壓墊片，所述殼體的上端設有環形臺肩，所述環形臺肩的底部壓緊在所述上軸承的外圈上，所述上承壓墊片設置在所述軸心桿與所述環形臺肩之間的空隙內，所述上承壓墊片的外側與所述環形臺肩之間設有間隙，所述上承壓墊片的底端壓緊在所述上軸承的內圈上，所述鎖緊螺母的底端壓緊在所述上承壓墊片的頂部。

采用上述進一步方案的有益效果是，上軸承內圈通過鎖緊螺母施加預緊力、外圈通過殼體環形臺肩施加預緊力，配合內外支撐筒對上軸承的底部的支撐，使得軸心桿固定穩定可靠，防止軸心桿高速回轉時出現竄動。

進一步的，所述殼體的下端設有下鎖緊機構，所述下鎖緊機構包括下承壓墊片及壓緊墊片，所述軸心桿的下端設有軸肩，所述下承壓墊片的頂部壓緊在所述下軸承的內圈上，所述下承壓墊片的底部支撐在所述軸肩上；所述壓緊墊片的頂部壓緊所述下軸承的外圈，所述壓緊墊片的底部支撐在所述軸承端蓋上。

采用上述進一步方案的有益效果是，下軸承的內、外圈的頂部通過內外支撐筒壓緊，下軸承的內、外圈的底部則通過下承壓墊片與軸肩、壓緊墊片及軸承端蓋進行施加預緊力，使得軸心桿固定穩定可靠，防止軸心桿高速回轉時出現竄動。

進一步的，所述內支撐筒的內壁上設有內環槽。

采用上述進一步方案的有益效果是，便于內支撐筒的組裝，同時可散熱，防止熱變形。

進一步的，所述外支撐筒的外壁上設有外環槽。

采用上述進一步方案的有益效果是，便于外支撐筒的組裝，同時可散熱，防止熱變形。

進一步的，所述軸心桿的底部設有法蘭盤，所述法蘭盤與所述軸心桿通過螺栓連接。

采用上述進一步方案的有益效果是，法蘭盤固定安裝在軸心桿的底部不影響刀具的安裝位置，用于防塵對軸心桿進行保護。

進一步的，所述軸心桿的下端設有用于驅動刀具的驅動鍵。

采用上述進一步方案的有益效果是，用來安裝刀具，完成刀具的驅動。

進一步的，所述內支撐筒為鏤空結構。

采用上述進一步方案的有益效果是，減輕內支撐筒的重量，從而減少主軸的負載，機械主軸更輕便，減小機械主軸的轉動慣量，機械主軸高速旋轉過程更穩定。

進一步的，所述外支撐筒為鏤空結構。

采用上述進一步方案的有益效果是，減輕外支撐筒的重量，從而減少主軸的負載，機械主軸更輕便，減小機械主軸的轉動慣量，機械主軸高速旋轉過程更穩定。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明沿A-A方向的剖面圖；

圖3為圖1中B處的局部放大圖；

圖4為圖1中C處的局部放大圖；

圖5為圖1中D處的局部放大圖；

圖6為本發明的外形結構示意圖；

圖中，1、殼體；2、軸心桿；3、軸承端蓋；4、上軸承；5、下軸承；6、內支撐筒；7、外支撐筒；8、鎖緊螺母；9、上承壓墊片；10、環形臺肩；11、下承壓墊片；12、壓緊墊片；13、軸肩；14、內環槽；15、外環槽；16、法蘭盤；17、驅動鍵。

具體實施方式

以下結合實例對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

如圖1-圖6所示，一種鉆攻中心機床用機械主軸夾持機構，包括殼體1、軸心桿2及軸承端蓋3；所述殼體1為空心筒狀，所述軸心桿2的下部插裝并通過上軸承4、下軸承5支撐在所述殼體內，所述軸承端蓋安裝在所述殼體的下端，所述軸承端蓋上設有插裝孔；所述上、下軸承之間設有內支撐筒6及外支撐筒7，所述內支撐筒頂在所述上、下軸承的內圈之間，所述外支撐筒頂在所述上、下軸承的外圈之間。

所述殼體的上端設有上鎖緊機構，所述上鎖緊機構包括鎖緊螺母8及上承壓墊片9，所述殼體的上端設有環形臺肩10，所述環形臺肩的底部壓緊在所述上軸承的外圈上，所述上承壓墊片設置在所述軸心桿與所述環形臺肩之間的空隙內，所述上承壓墊片的外側與所述環形臺肩之間設有間隙，所述上承壓墊片的底端壓緊在所述上軸承的內圈上，所述鎖緊螺母的底端壓緊在所述上承壓墊片的頂部。鎖緊螺母通過上承壓墊片鎖緊上軸承的內圈，上軸承的外圈則通過環形臺肩進行壓緊，上軸承內圈通過鎖緊螺母施加預緊力、外圈通過殼體環形臺肩施加預緊力，配合內外支撐筒對上軸承的底部的支撐，使得軸心桿固定穩定可靠，防止軸心桿高速回轉時出現竄動。

所述殼體的下端設有下鎖緊機構，所述下鎖緊機構包括下承壓墊片11及壓緊墊片12，所述軸心桿的下端設有軸肩13，所述下承壓墊片的頂部壓緊在所述下軸承的內圈上，所述下承壓墊片的底部支撐在所述軸肩上；所述壓緊墊片的頂部壓緊所述下軸承的外圈，所述壓緊墊片的底部支撐在所述軸承端蓋上。下軸承的內、外圈的頂部通過內外支撐筒壓緊，下軸承的內、外圈的底部則通過下承壓墊片與軸肩、壓緊墊片及軸承端蓋施加預緊力，使得軸心桿固定穩定可靠，防止軸心桿高速回轉時出現竄動。

所述內支撐筒的內壁上設有內環槽14。便于內支撐筒的組裝，同時可散熱，防止熱變形。

所述外支撐筒的外壁上設有外環槽15。便于外支撐筒的組裝，同時可散熱，防止熱變形。

所述軸心桿的底部設有法蘭盤16，所述法蘭盤與所述軸心桿通過螺栓連接。所述法蘭盤與軸承端蓋之間設有間隙。法蘭盤固定安裝在軸心桿的底部不影響刀具的安裝位置，用于防塵對軸心桿進行保護，可隨軸心桿轉動。

所述軸心桿的下端設有用于驅動刀具的驅動鍵17。用來安裝刀具，完成刀具的驅動。

所述內支撐筒為鏤空結構。減輕內支撐筒的重量，從而減少主軸的負載，機械主軸更輕便，減小機械主軸的轉動慣量，機械主軸高速旋轉過程更穩定。

所述外支撐筒為鏤空結構。減輕外支撐筒的重量，從而減少主軸的負載，機械主軸更輕便，減小機械主軸的轉動慣量，機械主軸高速旋轉過程更穩定。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。