一种分离式的内装定、转子的传动结构的制作方法

本发明涉及机械技术领域，特别是涉及一种分离式的内装定、转子的传动结构。

背景技术：

主轴是数控机床最重要的部件之一。目前，在本领域内，驱动主轴运作的方式主要有两种，第一种为设置主轴电机，主轴电机通过齿轮箱或皮带直接带动主轴旋转，采用风冷方式散热，该种方式由于主轴电机尺寸较大，因此需要较大的安装空间；并且，散热较慢，导致热量传递到机床部件，引起热变形；同时，上述方式噪音较大。第二种为设置一体式的电主轴结构，采用内藏式电机直接驱动主轴运作，不仅传递扭矩小、刚性差，而且不能满足重载工况。

因此，为解决上述问题，必须提供一种新的分离式的内装定、转子的传动结构。

技术实现要素：

为实现上述目的，本发明提供了一种分离式的内装定、转子的传动结构，包括：芯轴；主轴，通过传动部可拆卸连接于所述芯轴的一端；驱动机构，用于驱动所述芯轴转动，包括同轴设置的定子及转子，所述定子围设形成转子槽，所述转子套设于所述芯轴且位于所述转子槽中；所述驱动机构工作时，所述转子在所述定子的磁力作用下旋转，并带动所述芯轴旋转，进而带动所述主轴旋转。

作为本发明的进一步改进，所述传动部包括：传动轴组件，连接于所述芯轴与所述主轴之间，用于在所述芯轴和所述主轴之间传递动力。

作为本发明的进一步改进，所述传动部还包括：联轴器，连接所述传动轴组件和所述芯轴，用于在所述芯轴和所述传动轴组件之间传递动力。

作为本发明的进一步改进，所述主轴远离芯轴的一端为切削端。

作为本发明的进一步改进，所述传动结构还包括冷却机构，邻近所述驱动机构设置以冷却所述驱动机构。

作为本发明的进一步改进，所述冷却机构包括固定于所述定子外围的水套；所述冷却机构工作时，所述水套内循环流动冷却剂。

作为本发明的进一步改进，所述主轴的最高转速为8000rpm。

作为本发明的进一步改进，所述传动结构还包括轴承组件，所述轴承组件设置于所述芯轴的轴向方向的两端，用于固定所述定子及转动支撑所述芯轴。

作为本发明的进一步改进，所述轴承组件包括配套设置的轴承座及轴承，所述定子固定于所述轴承座，所述芯轴转动设置于所述轴承内。

作为本发明的进一步改进，所述传动结构还包括主轴箱，所述轴承座固定于所述主轴箱。

本发明的有益效果是：

(1)区别于现有技术，本发明提供的一种分离式的内装定、转子的传动结构，包括芯轴、主轴及驱动机构，驱动机构设置为同轴设置的定子和转子，当驱动机构工作时，转子在定子的磁力作用下旋转，进而带动与转子固定的芯轴旋转，最终带动主轴旋转，如此，采用定子和转子配合的电磁驱动方式，代替了传动的异步电机结构，解决了现有技术中主轴电机尺寸大导致安装空间增大的问题，使得整个传动结构更紧凑，节省了空间，减轻了重量，因而旋转惯量小，发挥了驱动机构的最大性能，使得主轴的动态性能更佳；并且，上述驱动结构较现有技术精度更高、振动更低、噪音也更低。

(2)区别于现有技术，本发明提供的一种分离式的内装定、转子的传动结构，其主轴通过传动部可拆卸连接于芯轴的一端，而非现有技术中主轴与芯轴直接连接的一体式结构，因而，芯轴与主轴拆卸方便，使得拆卸下来的芯轴和驱动芯轴转动的驱动机构可作为一个整体，再适用于其他主轴，不仅安装与拆卸更方便，进而便于维修与清洁，而且通用性更强。此外，传动部的设置可以减小芯轴的轴向长度，降低了制造难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1为本发明传动结构的剖面结构示意图；

其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100-传动结构；1-芯轴；2-主轴；21-第二凸起部；22-切削端；3-驱动机构；31-定子；32-转子；4-传动部；41-传动轴组件；411-第一凸起部；42-联轴器；5-水套；6-轴承座；7-轴承；8-主轴箱；9-端板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

请参阅图1，本发明提供了一种分离式的内装定、转子32的传动结构100，包括芯轴1、主轴2及驱动机构3。

其中，主轴2通过传动部4可拆卸连接于芯轴1的一端。驱动机构3用于驱动芯轴1转动，包括同轴设置的定子31及转子32，定子31围设形成转子32槽，转子32套设于芯轴1且位于转子32槽中。

当驱动机构3通电工作时，定子31通电产生电磁力，转子32在定子31的磁力作用下旋转。在转子32旋转的同时，带动与转子32固定的芯轴1旋转。芯轴1旋转时，其将旋转动力通过传动部4传递至主轴2，使得主轴2旋转。因此，实现了驱动机构3最终驱动主轴2旋转的目的。

在一实施例中，传动部4包括传动轴组件41，连接于芯轴1与主轴2之间，用于在芯轴1和主轴2之间传递动力。通过传动部4的设置，使得芯轴1与主轴2之间为分离式结构，不同于现有技术中芯轴1与主轴2一体式的结构，本发明通过传动轴组件41的设置，芯轴1与主轴2拆卸方便，使得拆卸下来的芯轴1和驱动芯轴1转动的驱动机构3可作为一个整体，再适用于其他主轴2，不仅安装与拆卸更方便，进而便于维修与清洁，而且通用性更强。此外，传动轴组件41的设置可以减小芯轴1的轴向长度，降低了制造难度。

具体地，在本实施例中，传动轴组件41靠近主轴2的一端凸伸形成有第一凸起部411，第一凸起部411内形成有第一容纳腔；相应地，主轴2靠近传动轴组件41的一端凸伸形成有第二凸起部21，第二凸起部21外围形成有第二容纳腔。为了实现传动轴组件41与主轴2的连接结构，第一凸起部411插入第二容纳腔，第二凸起部21插入第一容纳腔，通过第一凸起部411和第二容纳腔、第二凸起部21和第一容纳腔的配合结构，完成传动轴组件41与主轴2的嵌套连接。

进一步地，在另一实施例中，传动部4还包括联轴器42，连接传动轴组件41和芯轴1，用于在芯轴1和传动轴组件41之间传递动力。通过联轴器42同时连接传动轴组件41和芯轴1，实现了芯轴1向传动轴组件41传递运动和动力的效果，使得芯轴1和传动轴组件41一同旋转。并且，联轴器42可兼有补偿芯轴1和传动轴组件41之间由于制造安装不精确、工作时的变形或膨胀等原因所发生的的偏移(包括轴向偏移、径向偏移、角偏移或综合偏移)；同时，联轴器42还具有缓和冲击、吸振的作用。

如图1所示，本发明的主轴2远离芯轴1的一端为切削端22。即在本发明中，驱动机构3远离切削端22设置。由此，当整个传动结构100遇到外力作用，主轴2承担主要受力作用，避免驱动机构3主要受力导致内部定子31、转子32损坏，本发明保护了驱动机构3，延长了其使用寿命，刚性更好，且能够在重载工况下使用。

为了实现驱动机构3的冷却，传动结构100还包括冷却机构，冷却机构邻近驱动机构3设置以冷却该驱动机构3。在本实施例中，冷却机构包括固定于定子31外围的水套5。当冷却机构工作时，水套5内循环流动冷却剂以带走驱动机构3产生的热量，避免热量传递至机床部件，引起热变形，并且，上述冷却方式驱动机构3的散热冷却更快。

具体地，在本实施例中，冷却剂为水，通过水套5内循环流动冷却水以带走驱动机构3运行产生的热量，达到冷却驱动机构3的作用。当然，在本发明的其他实施例中，冷却剂还可以为其他类型，只要是具有冷却作用且能够在水套5内循环流动，即可实现本发明的目的。

需要说明的是，上述冷却机构也可以为其他类型的结构，例如风冷等，只要达到冷却驱动机构3的目的，均在本发明的保护范围之内，在此不一一列举。

此外，传动结构100还包括轴承7组件，轴承7组件设置于芯轴1的轴向方向的两端，用于固定定子31及转动支撑芯轴1。具体地，轴承7组件包括配套设置的轴承7座6及轴承7，定子31及水套5固定于轴承7座6，芯轴1转动设置于轴承7内。通过上述方式，实现了定子31及水套5的固定，以及芯轴1的可转动。

并且，传动结构100还包括主轴箱8，轴承7座6固定于主轴箱8。通过轴承7座6固定于主轴箱8，实现了定子31及水套5相对主轴箱8的固定。具体地，如图1所示，在本实施例中，主轴箱8和轴承7座6之间通过端板9实现固定连接，即轴承7座6固定在端板9上，端板9再固定在主轴箱8上。

本发明一种分离式的内装定、转子32的传动结构100的具体安装过程为：首先，转子32套设固定在芯轴1上，定子31固定在水套5上，然后定子31和水套5固定于芯轴1两端的轴承7座6，芯轴1通过轴承7座6支撑转动设置于轴承7内；最后，轴承7座6通过端板9固定在主轴箱8上，实现驱动机构3、芯轴1与主轴箱8的相对固定。接着，上述驱动机构3、芯轴1与主轴箱8固定完成后，作为一个整体再通过传动轴组件41和联轴器42与主轴2连接。

经过数次实验发现，采用上述结构后，主轴2的最高转速可以达到8000rpm。

综上所述，本发明提供的一种分离式的内装定、转子32的传动结构100，包括芯轴1、主轴2及驱动机构3，驱动机构3设置为同轴设置的定子31和转子32，当驱动机构3工作时，转子32在定子31的磁力作用下旋转，进而带动与转子32固定的芯轴1旋转，最终带动主轴2旋转，如此，采用定子31和转子32配合的电磁驱动方式，代替了传动的异步电机结构，解决了现有技术中主轴2电机尺寸大导致安装空间增大的问题，使得整个传动结构100更紧凑，节省了空间，减轻了重量，因而旋转惯量小，发挥了驱动机构3的最大性能，使得主轴2的动态性能更佳；并且，上述驱动结构较现有技术精度更高、振动更低、噪音也更低。除此之外，本发明提供的一种分离式的内装定、转子32的传动结构100，其主轴2通过传动部4可拆卸连接于芯轴1的一端，而非现有技术中主轴2与芯轴1直接连接的一体式结构，因而，芯轴1与主轴2拆卸方便，使得拆卸下来的芯轴1和驱动芯轴1转动的驱动机构3可作为一个整体，再适用于其他主轴2，不仅安装与拆卸更方便，进而便于维修与清洁，而且通用性更强。此外，传动部4的设置可以减小芯轴1的轴向长度，降低了制造难度。同时，当整个传动结构100遇到外力作用，主轴2承担主要受力作用，避免驱动机构3主要受力导致内部定子31、转子32损坏，本发明保护了驱动机构3，延长了其使用寿命，刚性更好，且能够在重载工况下使用。另外，本发明驱动机构3的冷却效果更好。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。