动密封式主轴箱的制作方法

本发明涉及机床用主轴箱，尤其是一种延长使用寿命、提高生产效率、快速制动、提高静态刚性、提高产品精度和降低使用成本的动密封式主轴箱。

背景技术：

随着工业的不断进步和发展，制造业对于数控机床的精度要求和自动化程度要求越来越高，人们需要不断地从不同的机构改进其结构，以使符合高精度和自动化的要求。

目前主轴箱一般包括箱体、穿过箱体的主轴，主轴与箱体之间通过轴承组件连接，主轴和箱体与轴承组件之间均通过密封圈密封，位于主轴前端的皮带盘或链轮盘，位于主轴后端的工件夹具安装部，位于箱体安装座上的安装孔。该类结构的主轴箱在使用过程中，高速旋转的刀具带动冷却水高速旋转形成高速水和水雾，冷却水和水雾很容易从主轴的后端进入后轴段上的轴承组件，水雾经过主轴箱的腔体进入前轴段上的轴承组件，一旦轴承组件进水就很容易损坏轴承组件，使得轴承组件无法工作，就需要更换轴承组件，轴承组件使用寿命短，使得企业使用成本高，降低了生产效率。

上述结构箱体布局的机床，在使用时，主轴因为加工工艺需要，会根据指令快速制动，现有结构是通过主轴电机的刚性实现。随使用时间的延长，主轴电机的刚性难于保证加工精度需求，往往造成产品精度低、无法保证指令所需要的制动需求，静态刚性差。一旦主轴电机出现静态刚性降低，就会将整个床鞍组件更换，无形中提高了企业的使用成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种延长使用寿命、提高生产效率、快速制动、提高静态刚性、提高产品精度和降低使用成本的动密封式主轴箱。

为实现上述目的而采用的技术方案是这样的，即一种动密封式主轴箱，包括箱体，穿过箱体的主轴，主轴与箱体之间通过轴承组件连接，主轴和箱体与轴承组件之间均通过密封圈密封，位于主轴前端的链轮盘或皮带盘，位于主轴后端的工件夹具安装部，位于箱体底部的箱体安装座；其中：

套装在主轴的后轴段上的密封盘，该密封盘又包括与主轴匹配的套筒Ⅰ，与套筒Ⅰ右端一体的连接盘Ⅰ，该连接盘Ⅰ的盘体上具有凹凸的咬合部Ⅰ，该咬合部Ⅰ与咬合部Ⅱ相互咬合，该咬合部Ⅱ与咬合部Ⅰ相互匹配，所述咬合部Ⅱ位于密封连接盘上，该密封连接盘套装在套筒Ⅰ的外壁上；

所述套筒Ⅰ的左端紧抵在位于主轴后轴段上的轴承组件的右端面上，所述连接盘Ⅰ的右端面紧抵在限位盘上，该限位盘位于主轴的后端并与主轴固定为一体，在限位盘的外沿上套装有密封盖，该密封盖的内壁与密封连接盘的外沿固定为一体；

所述密封连接盘的套筒Ⅱ的左端紧抵在位于主轴后轴段上的轴承组件的右端面上，密封连接盘的连接盘Ⅱ通过螺钉固定在箱体的侧壁上；

所述密封盖与限位盘之间的限位盘外沿上设置有至少一个回水环槽Ⅰ；

所述连接盘Ⅰ的外沿上和/或套筒Ⅰ的外壁上设置有至少一个回水环槽Ⅱ；连接盘Ⅰ上的回水环槽Ⅱ位于连接盘Ⅰ的外沿与连接盘Ⅱ右端内沿的连接处，套筒Ⅰ上的回水环槽Ⅱ位于套筒Ⅰ外壁与套筒Ⅱ内壁的连接处；

所述密封盖上设置有至少一个出水孔，该出水孔位于主轴的下方，密封盖跟密封连接盘右端面之间形成的间隙与所述出水孔连通；

所述密封盖的内壁与密封连接盘的外沿之间、所述套筒Ⅱ的外壁与箱体之间、所述套筒Ⅰ的的内壁与主轴的外壁之间均设置有橡胶密封圈。

本发明由于上述结构而具有的优点是：延长了使用寿命、提高了生产效率、快速制动、提高了静态刚性、提高了产品精度和降低了使用成本。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。

图1为本发明的剖视结构示意图。

图2为后密封处的局部剖视放大结构示意图。

图3为前密封处的局部剖视放大结构示意图。

图4为本发明的外部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

在下述过程中，前后是以主轴2的动力输入为参照，左右是以附图1的位置为参照。

参见附图1至4，图中的动密封式主轴箱，包括箱体1，穿过箱体1的主轴2，主轴2与箱体1之间通过轴承组件3连接，主轴2和箱体1与轴承组件3之间均通过密封圈密封，位于主轴2前端的链轮盘或皮带盘4，位于主轴2后端的工件夹具安装部5，位于箱体1底部的箱体安装座6；其中：

套装在主轴2的后轴段上的密封盘7，该密封盘7又包括与主轴2匹配的套筒Ⅰ8，与套筒Ⅰ8右端一体的连接盘Ⅰ9，该连接盘Ⅰ9的盘体上具有凹凸的咬合部Ⅰ10，该咬合部Ⅰ10与咬合部Ⅱ11相互咬合，该咬合部Ⅱ11与咬合部Ⅰ10相互匹配，所述咬合部Ⅱ11位于密封连接盘12上，该密封连接盘12套装在套筒Ⅰ8的外壁上；

所述套筒Ⅰ8的左端紧抵在位于主轴2后轴段上的轴承组件3的右端面上，所述连接盘Ⅰ9的右端面紧抵在限位盘13上，该限位盘13位于主轴2的后端并与主轴2固定为一体，在限位盘13的外沿上套装有密封盖14，该密封盖14的内壁与密封连接盘12的外沿固定为一体；

所述密封连接盘12的套筒Ⅱ15的左端紧抵在位于主轴2后轴段上的轴承组件3的右端面上，密封连接盘12的连接盘Ⅱ16通过螺钉固定在箱体1的侧壁上；

所述密封盖14与限位盘13之间的限位盘13外沿上设置有至少一个回水环槽Ⅰ17；

所述连接盘Ⅰ9的外沿上和/或套筒Ⅰ8的外壁上设置有至少一个回水环槽Ⅱ18；连接盘Ⅰ9上的回水环槽Ⅱ18位于连接盘Ⅰ9的外沿与连接盘Ⅱ16右端内沿的连接处，套筒Ⅰ8上的回水环槽Ⅱ18位于套筒Ⅰ8外壁与套筒Ⅱ15内壁的连接处【回水环槽Ⅰ17、回水环槽Ⅱ18以及下述的回水环槽Ⅲ22位置处的相关部件组成的总成称之为后密封处】；

所述密封盖14上设置有至少一个出水孔19，该出水孔19位于主轴2的下方，密封盖14跟密封连接盘12右端面之间形成的间隙与所述出水孔19连通；

所述密封盖14的内壁与密封连接盘12的外沿之间、所述套筒Ⅱ15的外壁与箱体1之间、所述套筒Ⅰ8的的内壁与主轴2的外壁之间均设置有橡胶密封圈20。在该实施例中，各密封圈和橡胶密封圈20进行初级防水，密封圈和橡胶密封圈20的个数和安装位置根据实际需要可以进行安装。针对位于主轴2后轴段上的轴承组件3而言，回水环槽Ⅰ17处形成一级动密封，两处回水环槽Ⅱ18分别形成二级动密封和三级动密封，冷却水和水雾难于进入所述轴承组件，即使有部分水或水雾进入回水环槽Ⅰ17、或两处回水环槽Ⅱ18，旋转的主轴2也会将其通过出水孔19排出。延长了轴承组件使用寿命、也就延长了主轴箱的使用寿命，不再将时间浪费在对主轴箱的维护上，也就提高了生产效率，降低了使用成本。

为保证传动的稳定性和进一步提高密封性，上述实施例中，优选地：位于主轴2后轴段上的轴承组件3的左端面紧抵在密封环Ⅰ21的右端面上，该密封环Ⅰ21与主轴2固定为一体。所述密封环Ⅰ21的外沿上设置有至少一个回水环槽Ⅲ22，该回水环槽Ⅲ22位于密封环Ⅰ21的外沿与箱体1之间。所述回水环槽Ⅲ22与回水环槽Ⅰ17和回水环槽Ⅱ18结构相同。所述回水环槽Ⅲ22、回水环槽Ⅰ17、回水环槽Ⅱ18的截面形状均为直角梯形。在该实施例中，回水环槽Ⅲ22保证了从箱体1其它地方进入箱体1内腔的水雾不从位于主轴2后轴段上的轴承组件3的左端面进入该轴承组件3。

为保证传动的稳定性和进更进一步提高密封性，上述实施例中，优选地：位于主轴2前轴段上的轴承组件3的右端面紧抵在密封环Ⅱ23的左端面上，该密封环Ⅱ23与主轴2固定为一体，所述位于主轴2前轴段上的轴承组件3的左端面紧抵在轴承限位环的端面，该轴承限位环固定在主轴2上。所述密封环Ⅱ23的外沿上设置有至少一个回水环槽Ⅳ24，该回水环槽Ⅳ24位于密封环Ⅱ23的外沿与箱体1之间【回水环槽Ⅳ24位置处相关部件的总成称之为前密封处】。所述回水环槽Ⅳ24与回水环槽Ⅰ17和回水环槽Ⅱ18结构相同。所述回水环槽Ⅳ24、回水环槽Ⅰ17、回水环槽Ⅱ18的截面形状均为直角梯形。在该实施例中，回水环槽Ⅳ24保证了从箱体1其它地方进入箱体1内腔的水雾不从位于主轴2前轴段上的轴承组件3的右端面进入该轴承组件3。

为实现快速制动、提高静态刚性、提高产品精度和进一步降低了使用成本，上述实施例中，优选地：所述主轴2的前端设置有与主轴2一体的制动盘25，该制动盘25的盘体位于液压夹持器26的夹持槽27中，该液压夹持器26的外壳28固定在箱体1的外壁上，所述液压夹持器26的夹持槽27的两侧壁的相对位置上设置有制动块，该制动块由液压系统的液压油管路中的液压油驱动伸缩，在外壳28的侧壁上设置有与液压系统的液压油管路中的油管连接的油孔29；所述液压夹持器26的外壳29通过螺钉固定在连接板30的上部，该连接板30的下部通过螺钉固定在箱体1的外壁上。在该实施例中，使用时，通过油管将液压夹持器26的外壳28的侧壁上的油孔29与液压系统的液压油管路中的油管连通，液压系统根据指令控制进油或回油。液压系统进油，制动块伸出夹持槽27的侧壁对制动盘25的两制动面抱死制动；液压系统回油，制动块缩回夹持槽27的侧壁，使得主轴2能够自由旋转。制动块伸出夹持槽27的侧壁对制动盘25的两制动面抱死制动的那一瞬间，能有效提高整个主轴箱上所有部件的静态刚性，精准制动，提高产品精度，延长了主轴箱、主轴箱使用的伺服电机以及安装在主轴2前端的工件夹具组件的使用寿命，降低了使用成本。

上述实施例中，所述液压夹持器26为市场销售产品。

显然，上述所有实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明所述实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范畴。

综上所述，由于上述结构，延长了使用寿命、提高了生产效率、快速制动、提高了静态刚性、提高了产品精度和降低了使用成本。