加工主轴的轴承预压装置的制作方法

本实用新型涉及一种使液压室内保持适当的液压，并以液压室的缓冲部内的液压薄膜及轴承的径向预压力迫紧支撑转轴，而可有效的抑制切削颤振现象，并大幅提升加工精度的加工主轴的轴承预压装置。

背景技术：

按，加工机的加工主轴于进行切削加工的过程中，常会改变加工进给量，当进行进给量较大的重切削加工时，由于加工主轴的转轴将承受较大的切削反作用力，而可提高加工主轴的轴承预压力量，使转轴具有较佳的刚性，以因应重切削加工的需求，而当进行进给量较小的轻切削加工时，由于加工主轴的转轴系作高转速旋转，则须降低加工主轴的轴承预压力量，以防止轴承过热而损坏；然而，无论于重切削加工或轻切削加工时，当加工主轴整体结构的自然频率与切削频率接近或相同时，即会产生共振，而发生切削颤振的现象，进而影响加工精度及品质，为了避免切削颤振的现象发生，除了可改变加工主轴转速及切削进给速度等加工参数外，另可调整加工主轴的轴承预压力量，以改变加工主轴整体结构的刚性，使加工主轴整体结构的自然频率避开切削频率，而可于切削加工的过程中避免切削颤振的现象产生；请参阅图1、图2所示，是中国台湾公告第M315127号“主轴的心轴可变化预压装置”新型专利案，其是在加工机主轴10内以二轴承11a、11b架设一心轴12，其中，该两个轴承11a、11b的外圈111a、111b于受力分别往心轴12的二端推移时，可使该两个轴承11a、11b的内圈112a、112b产生预压力，而迫紧支撑该心轴12，还在该两个轴承11a、11b间套设有隔环13，该隔环13的二端分别接抵该两个轴承11a、11b的外圈111a、111b，并在该隔环13的外环面上设有导流槽131；一加温装置14系连通该隔环13的导流槽131，以输出流通经过该隔环13的导流槽131的加温液体，当加温液体流通经过该隔环13的导流槽131时，该隔环13即产生热膨胀而推移该两个轴承11a、11b的外圈111a、111b，使该两个轴承11a、11b的内圈112a、112b产生径向的预压力，以迫紧支撑该心轴12，进而可增加加工机主轴10的刚性，以因应加工时承受切削反作用力的需求；然而，该加工机主轴10于使用上仍有如下的缺弊：

其系利用加温装置14输出的加温液体，使该隔环13产生热膨胀，而使二轴承11a、11b产生径向的预压力，以因应加工需求；然而，当加温液体流通于该隔环13的导流槽131后，该隔环13所产生的热膨胀相当缓慢，并无法立即的达到所需的热膨胀量，相对的，该两个轴承11a、11b即无法迅速的产生适当的预压力，以响应满足加工作业的需求，而在加工过程中无法快速且有效的抑制切削颤振的现象，进而影响加工精度。

当加温液体流通于该隔环13的导流槽131后，除了使该隔环13产生热膨胀外，该加工机主轴10的外环座等部件也受到加温液体的影响而产生热膨胀，该两个轴承11a、11b之间隔距离将随着加工机主轴10的外环座的热膨胀而增加，而使该两个轴承11a、11b无法稳定的产生适当的预压力，进而影响加工精度。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型设计人遂以其多年从事相关行业的研发与制作经验，针对目前所面临的问题深入研究，经过长期努力的研究与试作，终究研创出一种加工主轴的轴承预压装置，以有效改善现有的缺弊，此即为本实用新型的设计宗旨。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种加工主轴的轴承预压装置，其特征在于，包含有：

主轴套座；

转轴：穿设于该主轴套座内；

复数组轴承：设于该主轴套座内，以供架设该转轴，该各轴承分别设有外圈、内圈及滚珠；

液压机构：是在该主轴套座内设有一环座，并在该环座内设有活塞环，在该环座与该活塞环间设有具有缓冲部及推移部的液压室，还在该液压室连通设有第一调压组件及第二调压组件，以保持及调整该液压室内的液压，并使该液压室的缓冲部内形成环抱该活塞环外环面的液压薄膜，该液压室的推移部内的液压则推移该活塞环，而以该活塞环带动该至少一轴承的外圈作轴向位移，使该至少一轴承对该转轴产生径向的预压力。

所述的加工主轴的轴承预压装置，其中，该主轴套座内设有至少一供架设该转轴上端位置的第一轴承及至少一供架设该转轴下端位置的第二轴承。

所述的加工主轴的轴承预压装置，其中，该液压机构的活塞环环设于该转轴上端位置的第一轴承的外部。

所述的加工主轴的轴承预压装置，其中，该主轴套座内设有挡缘，以挡止限制该第二轴承的第二外圈作轴向位移。

所述的加工主轴的轴承预压装置，其中，该转轴上端位置设有两个为角接触轴承的第一轴承，而在该两个第一轴承分别设有具有接触角的第一外圈、第一内圈及第一滚珠，并在该两个第一轴承间设有接抵该两个第一外圈内端的第一外隔环及接抵该两个第一内圈内端的第一内隔环，该转轴下端位置设有两个为角接触轴承的第二轴承，而在该两个第二轴承分别设有具有接触角的第二外圈、第二内圈及第二滚珠，并在该两个第二轴承间设有接抵该两个第一外圈内端的第二外隔环及接抵该两个第二内圈内端的第二内隔环。

所述的加工主轴的轴承预压装置，其中，该液压机构的活塞环设有抵推缘，以供推移该至少一轴承的外圈，并改变该至少一轴承的外圈、滚珠及内圈的接触角，使该至少一轴承对该转轴产生径向的预压力。

所述的加工主轴的轴承预压装置，其中，该液压机构的液压室的缓冲部是一环状间隙。

所述的加工主轴的轴承预压装置，其中，该主轴套座设有第一流道及第二流道，以分别连通该液压机构的液压室的缓冲部及推移部，并在该第一流道连通设有该第一调压组件，该第二流道则连通设有该第二调压组件。

所述的加工主轴的轴承预压装置，其中，该第一调压组件设有第一本体，在该第一本体内设有第一容室，该第一本体的第一容室一端连通该主轴套座的第一流道，并在内部装设有第一活塞，另一端则锁合有抵推该第一活塞的第一挡块。

所述的加工主轴的轴承预压装置，其中，该第二调压组件设有第二本体，在该第二本体内设有第二容室，该第二本体的第二容室一端连通该主轴套座的第二流道，并在内部装设有第二活塞，另一端则锁合有第二挡块，在该第二活塞与该第二挡块间又设有一弹性元件，以抵推该第二活塞。

与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：

本实用新型提供一种加工主轴的轴承预压装置，其是在主轴套座内以复数组轴承架设一转轴，一液压机构是在该主轴套座内设有环座，在该环座内则设有活塞环，并在该环座与该活塞环间设有具有缓冲部及推移部的液压室，还在该液压室连通设有第一调压组件及第二调压组件，以保持及调整该液压室内的液压，并使该液压室的缓冲部内形成环抱该活塞环外环面的液压薄膜，该液压室的推移部内的液压则推移该活塞环带动轴承的外圈，使轴承对该转轴产生径向的预压力；如此，利用第一、二调压组件使液压室内保持适当的液压，并以液压室的缓冲部内的液压薄膜及轴承的径向预压力迫紧支撑转轴，即可改变加工主轴整体结构的刚性及阻尼效果，以有效的抑制切削颤振现象，进而达到大幅提升加工精度的实用目的。

本实用新型提供一种加工主轴的轴承预压装置，其中，该液压机构是在环座与活塞环间设有具有缓冲部及推移部的液压室，并在该液压室连通设有第一调压组件及第二调压组件，以保持及调整该液压室内的液压，使该液压室的缓冲部内形成环抱该活塞环外环面的液压薄膜，该液压室的推移部内的液压则推移该活塞环，而以该活塞环带动轴承对转轴产生径向的预压力，而以该液压薄膜及轴承预压力迫紧支撑转轴，当转轴承受瞬间产生较大的切削反作用力时，即以该液压室的缓冲部缓冲由推移室反馈的油压，以提升加工主轴整体结构的刚性及阻尼效果，并防止转轴产生偏移，进而达到大幅提升加工精度的实用目的。

附图说明

图1是中国台湾公告第M315127号专利案的结构示意图。

图2是中国台湾公告第M315127号专利案的动作示意图。

图3是本实用新型的结构示意图。

图4是图3的A部分的放大示意图。

图5是图3的B部分的放大示意图。

图6是图3的C部分的放大示意图。

图7是图3的D部分的放大示意图。

图8是图3的E部分的放大示意图。

附图标记说明：10-加工机主轴；11a-轴承；111a-外圈；112a-内圈；11b-轴承；111b-外圈；112b-内圈；12-心轴；13-隔环；131-导流槽；14-加温装置；20-主轴套座；201-挡缘；202-第一流道；203-第二流道；21-转轴；22a-第一轴承；221a-第一外圈；222a-第一内圈；223a-第一滚珠；22b-第二轴承；221b-第二外圈；222b-第二内圈；223b-第二滚珠；23a-第一外隔环；23b-第二外隔环；24a-第一内隔环；24b-第二内隔环；25-旋转驱动源；26-拉刀机构；30-液压机构；31-环座；32-活塞环；321-抵推缘；33-液压室；331-缓冲部；332-推移部；34-第一调压组件；341-第一本体；3411-第一容室；342-第一活塞；343-第一挡块；35-第二调压组件；351-第二本体；3511-第二容室；352-第二活塞；353-第二挡块；354-弹性元件。

具体实施方式

为使贵审查委员对本实用新型作更进一步的了解，兹举一较佳实施例并配合图式，详述如后：

请参阅图3～图8所示，本实用新型的加工主轴是在主轴套座20内装设有复数组轴承，以供架设一转轴21；于本实施例中，该主轴套座20内设有二上、下间隔设置以供架设该转轴21上端位置的第一轴承22a，以及设有二上、下间隔设置以供架设该转轴21下端位置的第二轴承22b，其中，该两个第一轴承22a是角接触轴承，而在该两个第一轴承22a分别设有具有接触角的第一外圈221a、第一内圈222a及第一滚珠223a，并在该两个第一轴承22a间设有接抵二第一外圈221a内端的第一外隔环23a及接抵二第一内圈222a内端的第一内隔环24a，以使该两个第一轴承22a的第一外圈221a可往上作轴向推移同动，而改变该两个第一轴承22a的第一外圈221a、第一内圈222a及第一滚珠223a的接触角，使该两个第一轴承22a同时对该转轴21产生径向的预压力，并带动该转轴21往上作移动，另该两个第二轴承22b也为角接触轴承，而在该两个第二轴承22b分别设有具有接触角的第二外圈221b、第二内圈222b及第二滚珠223b，并在该两个第二轴承22b间设有接抵二第二外圈221b内端的第二外隔环23b及接抵二第二内圈222b内端的第二内隔环24b，还在该主轴套座20设有挡缘201，以挡止限制该两个第二轴承22b的第二外圈221b往上作轴向位移，而在该两个第一轴承22a带动该转轴21向上作移动时，使该两个第二轴承22b的第二内圈222b随着转轴21往上作移动，而改变该两个第二轴承22b的第二外圈221b、第二内圈222b及第二滚珠223b的接触角，使该两个第二轴承22b同时对该转轴21产生径向的预压力；另于该主轴套座20内装设有可为内藏式马达的旋转驱动源25，以供驱动该转轴21转动，该转轴21内则设有作拉刀或松刀动作的拉刀机构26，由于该旋转驱动源25及拉刀机构26是现有技术，且非为本实用新型的重点，因此不予赘述；一液压机构30系装设于该主轴套座20内，该液压机构30设有一环座31，该环座31内则套设一活塞环32，并使该活塞环32环设于该两个第一轴承22a外部，还在环座31与该活塞环32间设有供输入液压的液压室33，该液压室33是在该环座31的内环面与该活塞环32的外环面间设有一为环状间隙的缓冲部331，该缓冲部331的上端则设有相连通的推移部332，并使液压输入该液压室33的缓冲部331，而在该缓冲部331内形成环抱该活塞环32外环面的液压薄膜，再经由该缓冲部331于该推移部332内输入液压，而由该推移部332内的液压往上推移该活塞环32，该活塞环32即带动该两个第一轴承22a的第一外圈221a同时作轴向位移，而对转轴21的上端位置产生径向的预压力；于本实施例中，该活塞环32设有抵推缘321，以供向上推移该两个第一轴承22a的第一外圈221a；另外，由于该两个第一轴承22a的第一内圈222a及该两个第二轴承22b的第二内圈222b分别套置固定于该转轴21的外环面上，而在该活塞环32往上推移该两个第一轴承22a的第一外圈221a时，经由第一滚珠223a及第一内圈222a的推移，该两个第一轴承22a即可带动该转轴21作轴向位移，并使该两个第二轴承22b的第二内圈222b随着转轴21往上作移动，由于该主轴套座20的挡缘201系挡止限制该两个第二轴承22b的第二外圈221b往上作轴向位移，而可改变该两个第二轴承22b的第二外圈221b、第二内圈222b及第二滚珠223b的接触角，使该两个第二轴承22b同时对该转轴21的下端位置产生径向的预压力，而以该两个第一轴承22a的预压力、液压室33的缓冲部331内的液压薄膜及该两个第二轴承22b的预压力迫紧支撑该转轴21；于本实施例中，该主轴套座20设有第一流道202及第二流道203，并使该第一流道202连通该液压室33的缓冲部331，该第二流道203则连通该液压室33的推移部332，而可由该主轴套座20的第一流道202于该液压室33的缓冲部331及推移部332输入液压，并流通至该主轴套座20的第二流道203；另于该主轴套座20的第一流道202连通设有第一调压组件34，该主轴套座20的第二流道203则连通设有第二调压组件35，该第一调压组件34及第二调压组件35并分别经由该主轴套座20的第一流道202及第二流道203连通该液压室33，以保持及调整该液压室33内的液压，其中，该第一调压组件34设有第一本体341，在该第一本体341内设有第一容室3411，该第一本体341的第一容室3411一端连通该主轴套座20的第一流道202，并在内部装设有第一活塞342，另一端则锁合有第一挡块343，以抵推该第一活塞342，而可以该第一挡块343带动该第一活塞342于该第一本体341的第一容室3411内位移，以手动调整该液压室33内的液压，另该第二调压组件35设有第二本体351，在该第二本体351内设有第二容室3511，该第二本体351的第二容室3511一端连通该主轴套座20的第二流道203，并在内部装设有第二活塞352，另一端则锁合有第二挡块353，在该第二活塞352与该第二挡块353间又设有一为弹簧的弹性元件354，以抵推该第二活塞352，而在该液压室33内的液压产生变化时，以该弹性元件354的弹力抵推该第二活塞352，使该第二活塞352于该第二本体351的第二容室3511内弹性位移，以自动调整该液压室33内的液压。

请再参阅第3～8图所示，本实用新型的加工主轴于进行加工作业时，是在该转轴21的下端装设刀具(图式中未显示)，另可利用该第一调压组件34的第一挡块343带动该第一活塞342于该第一本体341的第一容室3411内位移，以手动调整该液压室33内的液压，例如当液压室33内的液压不足时，可将该第一挡块343锁入而推移该第一活塞342，以增加该液压室33内的液压，而以该第一调压组件34及第二调压组件35使该液压机构30的液压室33内保持适当的液压，并在该液压室33的缓冲部331内形成环抱该活塞环32外环面的液压薄膜，该液压室33的推移部332内的液压则推移该活塞环32，并以该活塞环32往上推移，使该两个第一轴承22a的第一外圈221a作轴向位移，而改变该两个第一轴承22a的第一外圈221a、第一滚珠223a及第一内圈222a的接触角，使该两个第一轴承22a于转轴21的上端位置产生径向的预压力，另当该活塞环32往上推移该两个第一轴承22a的第一外圈221a作轴向位移，除了改变该两个第一轴承22a的第一外圈221a、第一滚珠223a及第一内圈222a的接触角外，另该两个第一轴承22a可带动该转轴21向上作移动，使该两个第二轴承22b的第二内圈222b随着转轴21往上作移动，而改变该两个第二轴承22b的第二外圈221b、第二内圈222b及第二滚珠223b的接触角，使该两个第二轴承22b同时对该转轴21的下端位置产生径向的预压力；如此，于加工过程中，除了利用该两个第一轴承22a及二第二轴承22b产生的预压力迫紧支撑该转轴21外，并利用该液压组件30的缓冲室301内的液压薄膜环抱支撑该活塞环32及转轴21，即可增加加工主轴整体结构的刚性及阻尼效果，以因应加工作业的需求，且当转轴21承受瞬间产生较大的切削反作用力时，该切削反作用力将于该液压组件30的推移室302产生反馈的压力，由于该液压室33的缓冲部331是一环状间隙，使推移部332内的油压不易回送至缓冲部331内，而可利用该液压室33的缓冲部331缓冲由该推移部332反馈的油压，以提升加工主轴整体结构的刚性及阻尼效果，而可防止转轴21产生偏移，以大幅提升加工精度；另外，当该转轴21于驱动旋转后，该液压室33的缓冲部331及推移部332内的液压系因温度逐渐升高而膨胀，使该液压室33的缓冲部331及推移部332内的液压逐渐增加，该液压室33内的液压即经由该主轴套座20的第一流道202及第二流道203分别输入第一调压组件34的第一本体341及第二调压组件35的第二本体351内，其中，当增加的液压输入第二调压组件35的第二本体351内时，即使该第二活塞352于该第二本体351的第二容室3511内弹性位移，而可自动调整该液压室33内的液压，使液压室33内保持适当的液压，进而以液压室33的缓冲部331内的液压薄膜及二第一轴承22a、二第二轴承22b的径向预压力迫紧支撑转轴，即可改变加工主轴整体结构的刚性及阻尼效果，以有效的抑制切削颤振现象，进而达到大幅提升加工精度的实用效益。

据此，本实用新型实为一深具实用性及进步性的设计，然未见有相同的产品及刊物公开，从而允符新型专利申请要件，爰依法提出申请。