一种电主轴的制作方法

本发明涉及数控加工，尤其涉及一种电主轴。

背景技术：

1、电主轴是高速加工机床的核心部件，如图1所示，电主轴内的刀具松拉装置的工作原理为：打刀缸提供打刀需要的动力，碟簧提供拉刀需要的拉力。打刀时，打刀缸的活塞11向前运动，进而推动拉杆向前运动来实现打刀动作。拉刀时，活塞11向后运动，拉杆在碟簧的弹力作用下向后运动，进而实现拉刀动作。

2、现有电主轴为实现刀具动作检测需要设置随拉杆同步运动的打刀盘6，并在打刀盘6的圆周面外设置光电传感器7来检测打刀盘6的轴向位置。现有打刀盘6和打刀缸沿轴向依次安装在电主轴的后端，造成电主轴的轴向长度较长，占用机床的空间较大。

技术实现思路

1、本发明提供一种电主轴，以解决电主轴的轴向长度较长的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

3、一种电主轴，包括：芯轴、壳体、电机、拉刀机构及打刀缸；电机驱动芯轴相对壳体转动；拉刀机构包括同轴设置在芯轴内的拉杆，芯轴尾端开设有打刀缸安装腔，打刀缸安装至打刀缸安装腔；打刀缸开设有沿其轴线的内孔，内孔内设有刀具动作检测器，刀具动作检测器包括传感器和检测环，传感器固设在内孔中，拉杆带动检测环沿内孔的轴线方向同步运动，传感器用于检测检测环的位置。

4、进一步的，打刀缸包括缸体、活塞以及活塞杆；内孔沿缸体的轴线开设，缸体内设有与缸体同轴的第一环形腔；活塞设在第一环形腔内并能够沿缸体的轴线运动；活塞杆的一端固定连接在活塞上、另一端穿出第一环形腔；活塞杆用于推动拉杆；活塞将第一环形腔分为复位腔和打刀腔，活塞杆穿过复位腔；缸体内开设有复位通道和打刀通道，复位通道连通复位腔，打刀通道连通打刀腔。

5、进一步的，缸体包括内套和外套，内孔沿内套的轴线开设，外套套设并固定在内套外侧，内套和外套间形成第一环形腔；复位通道和打刀通道开设在内套内。

6、进一步的，活塞杆的内径等于活塞的内径，活塞杆的外径小于活塞的外径，活塞、活塞杆及外套围成复位腔，活塞、内套及外套围成打刀腔；活塞和活塞杆组合体的内壁与内套的外壁间设有第二环形腔，第二环形腔与复位腔通过活塞杆上开设的通孔相连通，复位通道连通第二环形腔。

7、进一步的，缸体还包括台阶座和接头座，台阶座同轴固设在内套远离活塞杆的端面，台阶座与内套形成第五台阶面，外套的端面抵接第五台阶面；接头座同轴且可拆卸连接的固设在台阶座远离内套的端面；台阶座内开设有第一通道和第二通道，接头座内开设有第三通道和第四通道，复位通道、第一通道及第三通道依次连通，打刀通道、第二通道及第四通道依次连通。

8、进一步的，内套、台阶座及接头座的组合体内开设有旋转接头安装腔，旋转接头安装腔的两端设有第一开口和第二开口，第一开口连通内孔，接头座上可拆卸连接有后盖，后盖封堵第二开口，旋转接头安装腔用于安装旋转接头。

9、进一步的，电主轴还安装有气密封的旋转接头，旋转接头包括相对设置的动密封部件和静密封部件，动密封部件包括：回转支撑组件、转子及旋转接头迷宫密封；回转支撑组件支撑转子回转，旋转接头迷宫密封设在回转支撑组件朝向静密封部件的一侧，旋转接头迷宫密封包括定环和动环，定环和动环之间形成旋转接头迷宫流道，定环上开设有定环通气孔，定环通气孔一端连通旋转接头迷宫流道、另一端连通有气密封气路。

10、进一步的，传感器和检测环形成电感位移传感器；传感器开设有中心孔，中心孔的轴线与内孔的轴线平行或重合，检测环设在中心孔内。

11、进一步的，传感器和检测环形成电涡流位移传感器；检测环位于传感器的一端，检测环的端面与传感器的端面相对应。

12、进一步的，电主轴还设置有旋转气幕密封结构，旋转气幕密封结构包括：开设于芯轴上的旋转气幕密封流道、开设于拉杆上的旋转气幕进气气路及设在壳体远离打刀缸安装腔一端的电主轴迷宫密封；电主轴迷宫密封包括前锁紧螺母和前端盖，前锁紧螺母随芯轴同步转动，前端盖固设在壳体的端部，前锁紧螺母和前端盖之间形成电主轴迷宫流道，前锁紧螺母上开设有旋转气幕通气孔，旋转气幕通气孔的一端连通电主轴迷宫流道、另一端连通旋转气幕密封流道；旋转气幕进气气路连通打刀缸安装腔，打刀缸安装腔内通入冷气；电主轴拉刀时，旋转气幕密封流道与旋转气幕进气气路连通。

13、有益效果：

14、本申请公开的电主轴通过设置传感器和检测环实现刀具动作检测，并将传感器和检测环集成在打刀缸的内孔中，使得传感器和检测环同打刀缸沿径向布设，替代了现有打刀盘和打刀缸沿轴向依次安装的结构，能够减小电主轴的轴向长度、减小电主轴占用空间。

技术特征：

1.一种电主轴，其特征在于，包括：芯轴(42)、壳体(43)、电机、拉刀机构及打刀缸；所述电机驱动所述芯轴(42)相对所述壳体(43)转动；所述拉刀机构包括同轴设置在所述芯轴(42)内的拉杆(41)，所述芯轴(42)尾端开设有打刀缸安装腔(44)，所述打刀缸安装至所述打刀缸安装腔(44)；所述打刀缸开设有沿其轴线的内孔(111)，所述内孔(111)内设有刀具动作检测器，所述刀具动作检测器包括传感器(21)和检测环(22)，所述传感器(21)固设在所述内孔(111)中，所述拉杆(41)带动所述检测环(22)沿所述内孔(111)的轴线方向同步运动，所述传感器(21)用于检测所述检测环(22)的位置。

2.根据权利要求1所述的一种电主轴，其特征在于，所述打刀缸包括缸体、活塞(11)以及活塞杆(12)；所述内孔(111)沿所述缸体的轴线开设，所述缸体内设有与所述缸体同轴的第一环形腔；所述活塞(11)设在所述第一环形腔内并能够沿所述缸体的轴线运动；所述活塞杆(12)的一端固定连接在所述活塞(11)上、另一端穿出所述第一环形腔；所述活塞杆(12)用于推动所述拉杆(41)；

3.根据权利要求2所述的一种电主轴，其特征在于，所述缸体包括内套(151)和外套(152)，所述内孔(111)沿所述内套(151)的轴线开设，所述外套(152)套设并固定在所述内套(151)外侧，所述内套(151)和所述外套(152)间形成第一环形腔；所述复位通道(112)和打刀通道(113)开设在所述内套(151)内。

4.根据权利要求3所述的一种电主轴，其特征在于，所述活塞杆(12)的内径等于所述活塞(11)的内径，所述活塞杆(12)的外径小于所述活塞(11)的外径，所述活塞(11)、所述活塞杆(12)及所述外套(152)围成所述复位腔(13)，所述活塞(11)、所述内套(151)及所述外套(152)围成所述打刀腔(14)；

5.根据权利要求4所述的一种电主轴，其特征在于，所述缸体还包括台阶座(17)和接头座(18)，所述台阶座(17)同轴固设在所述内套(151)远离所述活塞杆(12)的端面，所述台阶座(17)与所述内套(151)形成第五台阶面，所述外套(152)的端面抵接所述第五台阶面；

6.根据权利要求5所述的一种电主轴，其特征在于，所述内套(151)、台阶座(17)及接头座(18)的组合体内开设有旋转接头安装腔(19)，所述旋转接头安装腔(19)的两端设有第一开口和第二开口，所述第一开口连通所述内孔(111)，所述接头座(18)上可拆卸连接有后盖(181)，所述后盖(181)封堵所述第二开口，所述旋转接头安装腔(19)用于安装旋转接头。

7.根据权利要求1所述的一种电主轴，其特征在于，所述电主轴还安装有气密封的旋转接头，所述旋转接头包括相对设置的动密封部件和静密封部件，所述动密封部件包括：回转支撑组件、转子(28)及旋转接头迷宫密封；所述回转支撑组件支撑所述转子(28)回转，所述旋转接头迷宫密封设在所述回转支撑组件朝向所述静密封部件的一侧，所述旋转接头迷宫密封包括定环(23)和动环(24)，所述定环(23)和所述动环(24)之间形成旋转接头迷宫流道，所述定环(23)上开设有定环通气孔(25)，所述定环通气孔(25)一端连通所述旋转接头迷宫流道、另一端连通有气密封气路(26)。

8.根据权利要求1所述的一种电主轴，其特征在于，所述传感器(21)和所述检测环(22)形成电感位移传感器；所述传感器(21)开设有中心孔(211)，所述中心孔(211)的轴线与所述内孔(111)的轴线平行或重合，所述检测环(22)设在所述中心孔(211)内。

9.根据权利要求1所述的一种电主轴，其特征在于，所述传感器(21)和所述检测环(22)形成电涡流位移传感器；所述检测环(22)位于所述传感器(21)的一端，所述检测环(22)的端面与所述传感器(21)的端面相对应。

10.根据权利要求1所述的一种电主轴，其特征在于，所述电主轴还设置有旋转气幕密封结构，所述旋转气幕密封结构包括：开设于所述芯轴(42)上的旋转气幕密封流道(31)、开设于所述拉杆(41)上的旋转气幕进气气路(32)及设在所述壳体(43)远离所述打刀缸安装腔(44)一端的电主轴迷宫密封(33)；所述电主轴迷宫密封(33)包括前锁紧螺母(331)和前端盖(332)，所述前锁紧螺母(331)随所述芯轴(42)同步转动，所述前端盖(332)固设在所述壳体(43)的端部，所述前锁紧螺母(331)和前端盖(332)之间形成电主轴迷宫流道，所述前锁紧螺母(331)上开设有旋转气幕通气孔(333)，所述旋转气幕通气孔(333)的一端连通所述电主轴迷宫流道、另一端连通所述旋转气幕密封流道(31)；所述旋转气幕进气气路(32)连通所述打刀缸安装腔(44)，所述打刀缸安装腔(44)内通入冷气；

技术总结本发明公开了一种电主轴，包括：芯轴、壳体、电机、拉刀机构及打刀缸；电机驱动芯轴相对壳体转动；拉刀机构包括同轴设置在芯轴内的拉杆，芯轴尾端开设有打刀缸安装腔，打刀缸安装至打刀缸安装腔；打刀缸开设有沿其轴线的内孔，内孔内设有刀具动作检测器，刀具动作检测器包括传感器和检测环，传感器固设在内孔中，拉杆带动检测环沿内孔的轴线方向同步运动，传感器用于检测检测环的位置。本发明通过设置传感器和检测环实现刀具动作检测，并将传感器和检测环集成在打刀缸的内孔内，使得传感器和检测环同打刀缸沿径向布设，替代了现有打刀盘和打刀缸沿轴向依次安装的结构，能够减小电主轴的轴向长度、减小电主轴占用空间。技术研发人员：于本宏,陈虎,邓鑫,杜长林,郭翠娟,张海波,乔首衔,张翊,辛善明,赵佳健,张国帅,于岳群受保护的技术使用者：科德数控股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11