双驱动串联电机式电主轴的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种串联式电机电主轴，尤其是大小扭矩自动变换的带有波纹管联轴器与电磁离合器的双驱动串联电机式电主轴。
【背景技术】
[0002]随着社会生产的需要，机床加工的零件变得越来越复杂，加工难度越来越高，其复杂的加工面导致加工的刀具所受到的力时大时小。现有的电主轴普遍是高转速低扭矩，所以加工的零件很有局限性，而大扭矩的电主轴则要么直径太大，要么造价太高，而且发热量很大；又有机械式电主轴-CN202910309U，虽然可以实现大扭矩，但转速很低，而且其主轴后端还需要通过减速装置外接一个动力源。
[0003]因而需要开发一种新型的电主轴，通过设计一种新颖的结构来解决低扭矩的问题。同时，使电主轴只在加工需要的时候提供大扭矩，从而避免了大扭矩电主轴浪费扭矩且发热量大的问题，并节省能源。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种大扭矩，发热量小，节省能源的双驱动串联电机式电主轴。
[0005]本发明的技术方案是，包括电主轴壳体，壳体内前部分安装有第一主轴前轴承座和第一主轴后轴承座，第一主轴前轴承座和第一主轴后轴承座之间经轴承穿设有第一主轴，第一主轴上装有第一电机转子，第一转子外侧设有第一电机定子，其特征在于，所述第一主轴后端的壳体内装有第二主轴前轴承座和第二主轴后轴承座，第一主轴前轴承座和第二主轴后轴承座之间经轴承装有第二主轴，第二主轴上套装有第二电机转子，电机转子外侧设有第二电机定子，第一主轴后端上套装有波纹管联轴器，第二主轴前端固定有电磁离合器，电磁离合器和波纹管联轴器相连接。
[0006]2、根据权利要求1所述的双驱动串联电机式电主轴，其特征在于，所述壳体内装有滚珠保持架，第一主轴后轴承座装在滚珠保持架内，所述第一主轴与波纹管联轴器之间经滑键连接。
[0007]3、根据权利要求1所述的双驱动串联电机式电主轴，其特征在于，所述电磁离合器包括固定在波纹联轴器后端的法兰，法兰经内部的深沟球轴承装在第二主轴上，法兰后端经弹簧圈固定有间隔套在第二主轴上的衔铁，衔铁后方间隙设有间隔套在第二主轴上的铁轭，盘形铁轭的外圆面固定在壳体上，盘形铁轭上布置有线圈。
[0008]4、根据权利要求3所述的双驱动串联电机式电主轴，其特征在于，所述弹簧圈由内外两圈固定孔，内圈固定孔经铆钉装在法兰上，外圈固定孔径铆钉装在衔铁上。
[0009]5、根据权利要求3所述的双驱动串联电机式电主轴，其特征在于，所述盘形铁轭由圆形刚硅片硅钢片叠加构成，铁轭上加工有绕线齿，每个绕线齿上饶一组线圈，线圈之间并联接在电源上，铁轭背面加工有两条以铁轭中心为圆心的圆形槽，两个圆形槽内分别设有一个连通线圈的第一导线孔，圆形槽内装有绝缘套，绝缘套内装有铜环，两个绝缘套上各有一个与第一导向孔对齐的第二导线孔，用于线圈与铜环的连接。
[0010]6、根据权利要求5所述的双驱动串联电机式电主轴，其特征在于，所述第二主轴前轴承座内装有两个给线圈通电的电极。
[0011]7、根据权利要求1所述的双驱动串联电机式电主轴，其特征在于，所述第一主轴上通过螺纹旋合有前螺母，前螺母后端装有前密封环，第一主轴前部的轴承置于前密封环后端，第一主轴前轴承座前端装有前小盖，前小盖前端装有防尘盖，构成电主轴功率输出端的迷宫密封；所述壳体后端装有后盖，后盖后端中间部分装有置于后盖内且套在第二主轴上的密封环，构成电主轴后端的迷宫密封。
[0012]8、根据权利要求5所述的双档串联式电机电主轴，其特征在于，所述衔铁与铁轭之间的间隙为0.4正负0.02毫米。
[0013]本发明的优点如下:
1、本发明中，第一电机与第二电机通过离合器进行连接，第一电机工作时不干扰第二电机，而且第二电机可以通过电磁离合器与波纹管联轴器给第一电机提供扭矩。
[0014]2、本发明中，第一电机与第二电机可以不同时工作，小扭矩高转速时，只有第一电机工作，当需要大扭矩时第一与第二电机同时工作来提供扭矩，这样避免了扭矩的浪费，从而也节省了能源。
[0015]3、本发明中，两个电机装在一个壳体内，而不是通过离合器直接在外部连接，节省了密封结构从而节省成本，而且安装使用方便。
[0016]4、本发明中，第一主轴与第二主轴之间装有波纹管联轴器而不是硬性连接，这可以对两轴进行径向错动的修正，减少加工误差，还可以降低轴的同轴度要求，减小了轴的加工难度，而且波纹管联轴器还具有传递扭矩达、无噪声的优点。
[0017]5、本发明中，使用了干式电磁式离合器，这样可以提高第一主轴对第二主轴的响应速度，而且操作方便，无需润滑。
[0018]6、本发明中，所述的铁轭的线圈绕在每一个绕线齿上，这样绕线齿就会产生轴向的磁场，不会对主轴产生干扰磁场，而且产生的磁通路集中，铁轭对衔铁的磁吸效果好。
[0019]7、功率输出端的前螺母、前密封环与防尘盖、前小盖形成迷宫密封结构，对主轴内部进行保护。
【附图说明】
[0020]下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明:
图1为本发明一种双驱动串联电机式电主轴结构剖面示意图。
[0021]图2为波纹管联轴器与电磁式离合器的连接示意图。
[0022]图3为铁轭分解图。
[0023]图4为铁轭示意图。
[0024]图5为图2中I处的放大部分。
[0025]图6为第二主轴前轴承座示意图。
[0026]图7为壳体内水道和排线孔示意图。
[0027]图1中第一主轴，2-前螺母、3-防尘盖、4-密封环、5-前小盖、6-轴承外隔垫、7-前盖、8-第一主轴前轴承座、9-轴承内隔垫、10-前内水套、11-壳体、12-平衡环、13-前定子、14-前转子、15-第一主轴后轴承座、16-滚珠保持架、17-第一锁紧螺母、18-波纹管联轴器、19-第二锁紧螺母、20-铆钉、21-衔铁、22-弹簧片、23-铁轭、24-第二主轴、25-第二主轴前轴承座、26-平衡环、27-后内水套、28-后定子、29-后转子、30-后盖、31-预紧螺母、32-第三锁紧螺母、33-接线座、34-铜嘴、101-第一轴承、102-第二轴承、103-第三轴承、104-第四轴承、105-深沟球轴承、106-第五轴承、107-第六轴承。
[0028]图2中:105-深沟球轴承、183-法兰、21-衔铁、23-铁轭、25-第二主轴前轴承座、19-第二锁紧螺母、181-滑键套、18-波纹管联轴器、182-波纹管、20-铆钉、22-弹簧片、24-第二主轴、106-第五轴承。
[0029]图3图4中:235-铜环、234-第二导线孔、233-绝缘套、232-线圈、231-绕线齿、23-铁轭、236-键槽、237-第一导线孔。
[0030]图5中:25-第二主轴前轴承座、251-电极外壳、252-电极、253-弹簧、254-第三导线孔、23-铁轭、232-线圈、233-绝缘套、235-铜环。
[0031]图6中:25_第二主轴前轴承座、251-电极外壳、252-电极、254-第三导线孔、255-排线槽。
[0032]图7中:7-前盖、8-第一主轴前轴承座、11-壳体、111-第四导线孔、112-排线孔、113-第五导线孔、301-导线槽、114-第六导线孔、302-导线孔、33-接线座、30-后盖、115-第一水道、116-第二水道、81-第三水道。
【具体实施方式】
[0033]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0034]由图1至图7给出，装配过程，先将前内水套10和后内水套27装到壳体11内，再将滚珠保持架16装到壳体11内，在外部将前定子14和一对平衡环12装到第一主轴上，将第三轴承103、第四轴承104以及二者之间的内、外隔垫装到后轴承座15内，再将第一主轴I穿进第三轴承103和第四轴承104内，旋进第一锁紧螺母17。装好之后一起装进壳体11内，并和滚珠保持架16配合好，接着压入前定子13。将前轴承座8安装到前盖7内，第一轴承101、第二轴承102以及二者之间的内、外隔垫装到前轴承座8内，然后同时装到第一主轴I上，接着再装上前小盖5、密封环4、防尘盖3、以及锁紧螺母2。
[0035]同样在外部将第五轴承106装进第二主轴后轴承座25内，在第二主轴24上装上后定子29和一对平衡环26，再将第二主轴24装到第五轴承106内，在第二主轴穿出的一端用平键固定住铁轭23。将深沟球轴承105装到法兰183内的轴承座上，然后将波纹管联轴器18装到第二主轴24上，接着旋入第二锁紧螺母19，第二锁紧螺母19的直径小于波纹管联轴器18连接花键一端的最小直径。最后再将第二主轴前轴承座25旋进壳体11内部，再将后定子29压进内水套27内，然后装第六轴承107、后盖30、装上第三锁紧螺母32后，旋入预紧螺母31。完成之后，装上接线座33和铜嘴34。
[0036]双驱动电主轴，包括