一种机床中空内冷丝杠固定结构
阅读说明：本技术 一种机床中空内冷丝杠固定结构 (Machine tool hollow inner-cooling lead screw fixing structure ) 是由 刘雪鹏 王磊 王媛媛 刘平 高伟宏 于 2021-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种机床中空内冷丝杠固定结构,包括有电机座和中空丝杠,在所述的中空丝杠周向上设有出水口,所述的中空丝杠出油端伸入电机座内,在所述的电机座内设有套设在中空丝杠上的尾端轴承,所述的尾端轴承位于中空丝杠的出水口前端,在所述的中空丝杠上螺纹连接有压紧尾端轴承内圈的锁紧螺母,在所述的电机座上连接有压紧尾端轴承外圈的尾端轴承压盖,在所述的电机座上还连接有出水法兰,在所述的出水法兰上设有与出水口连通的出口,在所述的出水法兰和中空丝杠之间设有一对置于出水口两侧的密封件；采用该中空内冷丝杠固定结构,将尾端轴承置于出水口前端,冷却液循环时经过尾端轴承能够将大量热量带走,具有更好的降温效果。(The invention discloses a hollow internal cooling lead screw fixing structure of a machine tool, which comprises a motor base and a hollow lead screw, wherein a water outlet is arranged on the circumference of the hollow lead screw, the oil outlet end of the hollow lead screw extends into the motor base, a tail end bearing sleeved on the hollow lead screw is arranged in the motor base, the tail end bearing is positioned at the front end of the water outlet of the hollow lead screw, a locking nut for pressing the inner ring of the tail end bearing is connected on the hollow lead screw in a threaded manner, a tail end bearing pressing cover for pressing the outer ring of the tail end bearing is connected on the motor base, a water outlet flange is also connected on the motor base, an outlet communicated with the water outlet is arranged on the water outlet flange, and a pair of sealing pieces arranged at two sides of the water outlet is arranged between the water outlet flange and the hollow lead screw; by adopting the hollow internal cooling lead screw fixing structure, the tail end bearing is arranged at the front end of the water outlet, and a large amount of heat can be taken away through the tail end bearing when cooling liquid circulates, so that the hollow internal cooling lead screw fixing structure has a better cooling effect.)
技术领域
本发明涉及机床传动领域，尤其涉及机床中空内冷丝杠的固定结构。
背景技术
随着国内外中、高端数控机床的快速发展，其位置精度(主要包含定位精度和重复定位精度)指标均在大幅度提高，这其中，丝杠连接固定结构刚性的强弱和丝杠的热伸长对机床位置精度影响较大，因此在设计及生产制造过程中，对丝杠固定连接结构设计及装配也提出了更高的要求。
目前，在立式加工中心设计领域丝杠固定结构普遍采用螺母座及电机座沿径向及轴向无定位的方式，丝杠也没有中空内冷，此种方式的丝杠固定结构存在整体刚性差，径向丝杠装配精度需找正费时费力，工作中因丝杠温度升高位置精度容易丧失等缺点，因此，设计一种新型丝杠固定结构是必需的。
申请号为201010610047.1的一篇专利申请文件中公开了一种中空内冷丝杠的固定结构，其将尾端的轴承置于出水口后端，由于轴承为主要发热部件，中空丝杠内的冷却液在轴承部位基本没有循环，导致对发热部位冷却不佳。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，提供一种冷却效果好的中空内冷丝杠固定结构，本发明所采用的技术方案为：
一种机床中空内冷丝杠固定结构，包括有电机座和中空丝杠，在所述的中空丝杠周向上设有出水口，所述的中空丝杠出油端伸入电机座内，在所述的电机座内设有套设在中空丝杠上的尾端轴承，所述的尾端轴承位于中空丝杠的出水口前端，在所述的中空丝杠上螺纹连接有压紧尾端轴承内圈的锁紧螺母，在所述的电机座上连接有压紧尾端轴承外圈的尾端轴承压盖，在所述的电机座上还连接有出水法兰，在所述的出水法兰上设有与出水口连通的出口，在所述的出水法兰和中空丝杠之间设有一对置于出水口两侧的密封件。
进一步的，在所述的尾端轴承与锁紧螺母之间设有能顶紧尾端轴承内圈的尾端隔圈；所述的密封件为旋转油封；在所述的电机座远离电机一端设有密封圈；所述的密封圈为旋转油封。
进一步的，在所述的中空丝杠进水口一端设有轴承座，在所述的中空丝杠上套设有置于轴承座内的首端轴承，在所述的轴承座上安装有首端轴承压盖，所述的首端轴承外圈两端面分别顶靠在首端轴承压盖和轴承座上，在所述的首端轴承与中空丝杠轴肩之间设有顶靠在首端轴承内圈的配磨垫，在所述的中空丝杠进水口一端螺纹连接有能顶紧首端轴承内圈的顶紧螺母，在所述的轴承座上连接有进水法兰，在所述的进水法兰上连接有进水端盖，在所述的进水端盖与中空丝杠之间设有阻隔冷却液进入首端轴承一侧的密封环。
进一步的，在所述的顶紧螺母和首端轴承之间设有能顶紧首端轴承内圈的首端隔圈；所述的密封环为旋转油封；在所述的轴承座远离中空丝杠进水口一端设有密封盘，所述的密封盘为旋转油封。
进一步的，还包括有设置在床鞍上的一组侧定位件和一组限位块，所述的侧定位件分别设置在电机座和轴承座一侧用于对轴承座和电机座侧边定位，所述的限位块分别设置再电机座和轴承座相对一端端面位置，所述的限位块分别供电机座和轴承座端面顶靠。
进一步的，所述的侧定位件为定位销，限位块为床鞍中的凸起部位。
采用上述的中空内冷丝杠固定结构，将尾端轴承置于出水口前端，冷却液循环时经过尾端轴承能够将大量热量带走，起到更好的降温效果。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明剖视图；
图3为图2中A处放大视图；
图4为图2中B处放大视图。
具体实施方式
下面结合附图中给出的具体实施例对中空丝杠固定结构做进一步的介绍，如图1和图2所示在床鞍上固定有电机座1，电机座1内穿入中空丝杠2，中空丝杠2上设有出水口3，出水口3伸入电机座1内，由于中空丝杠2进水口一般都是在端部设置，而出水口3则是在中空丝杠2周向上设置，为了与电机连接方便，避免联轴器封堵进水口，因此中空丝杠2与电机连接的一端一般均为出水口一端通过联轴器与电机连接，在床鞍上还设置有支撑中空丝杠2另一端的轴承座13。
这里在仅考虑冷却问题的前提下，轴承座一端的设置可以采用常规固定手段实施固定，因此对出水口3一端的固定作为重点结构设计参考图3，在电机座1内设置有尾端轴承4套设在中空丝杠2上对中空丝杠2进行支撑，且该尾端轴承4置于出水口3前端，这里所指的前端为进水口一端，这样设置冷却液从进水口一端流入中空丝杠后需要经过尾端轴承支撑安装部位才从出水口流出，从而能够在冷却液经过尾端轴承安装部位时将轴承产生的热量迅速带走，提高冷却效果。在中空丝杠2上螺纹连接有压紧尾端轴承4内圈的锁紧螺母5，该尾端轴承4的内圈另一侧则通过中空丝杠2上的轴肩顶紧，在电机座1上连接有顶紧尾端轴承4外圈的尾端轴承压盖7，而尾端轴承4的外圈另一侧通过电机座1实现顶紧顶靠，在电机座1上还连接有出水法兰8，出水法兰8上设有供冷却液流出的出口9，出口9与出水口3连通，冷却液由出水口3排出后通过出口9流入外部循环系统，为了实现密封避免冷却液泄露，在出水法兰8和中空丝杠2之间设有一对密封件10，该密封件10置于出水口3两侧，使出水法兰8和中空丝杠2之间形成一个环形通道，而该环形通道将出水口3与出口9连通，中空丝杠2旋转时无论出水口3位于任何位置冷却液均能够通过由密封件10围成的环形通道流动至出口9。该结构中尾端轴承压盖7通过螺栓连接至电机座1上，而出水法兰8也通过螺栓连接到电机座1上，可以通过螺栓错位设置进行出水法兰8的连接，也可以通过直接在连接出水法兰8是将尾端轴承压盖7一并连接固定到电机座1上，当然一般采用先安装尾端轴承压盖7的做法比较利于尾端轴承压盖7位置调整，以及能够对尾端轴承实现更好的顶紧效果。
上面参考图3仅对出水端一侧的中空丝杠2固定结构进行了进一步的说明，而进水端一侧可以采用常规的固定结构，如申请号为201010610047.1中的结构设计也可采用，但是为了能够实现对中空丝杠的预拉伸，使其具有张紧力具有更好的刚度要求，这里对进水端一侧固定结构也做了进一步的改进，参考图4在轴承座13内安装有套设在中空丝杠2上的首端轴承14对中空丝杠2进水一段进行支撑，该首端轴承14的靠出水一端的外圈通过轴承座顶靠，而该首端轴承14内圈则通过设置在首端轴承14和中空丝杠2轴肩之间的配磨垫16实现顶靠，在中空丝杠2上同样的螺纹连接有顶靠轴承内圈的顶紧螺母17，通过顶紧螺母17和配磨垫16将轴承内圈夹紧定位，同样在轴承座13上安装顶紧首端轴承14外圈首端轴承压盖15，通过首端轴承压盖15和轴承座13配合夹紧首端轴承14外圈实现定位。在轴承座13上还连接有进水法兰18，在进水法兰18上安装有进水端盖19，进水端盖19上设置进水孔与中空丝杠2的进水口相通，为避免冷却液流入首端轴承14一侧，在进水端盖19与中空丝杠2之间设置密封环20进行密封。该结构中首端轴承压盖15和进水法兰18安装方式和出水法兰8与尾端轴承压盖7相通。由于该结构中设置有配磨垫16，通过磨削配磨垫16厚度，能够达到预拉伸中空丝杠2的作用，原理是当配磨垫16厚度减小时，首端轴承14内圈与配磨垫16不能完全顶靠，因此需要旋紧顶紧螺母17使中空丝杠2轴肩向首端轴承14一侧靠拢，由于中空丝杠2出水一端固定不动，而进水一段的轴肩需要移动则丝杠自身需要拉伸，从而通过这种形式达到对中空丝杠2的预拉伸，增加丝杠刚性，且这种拉伸量极小。
为了对轴承座13和电机座1起到更好的定位和支撑，如图1所示在床鞍上设置一组侧定位件23和一组限位块24，侧定位件23分别设置在电机座1和轴承座13一侧用于对轴承座13和电机座1侧边定位，限位块24分别设置再电机座1和轴承座13相对一端端面位置，限位块24分别供电机座1和轴承座13端面顶靠。其中侧定位件可采用定位销，而限位块24可采用床鞍中的凸起部位。这种设置通过侧定位件23对轴承座13和电机座1侧方实现定位，而限位块24能够对拉丝杠轴线方向实现支撑起到达到更好的刚性要求。
为了避免工作时杂物进入轴承座13和电机座1内污染堵塞轴承，在轴承座13和电机座1相对与中空丝杠2中心一端分别设有密封圈12和密封盘22。
上面的所述的密封件10、密封环20、密封圈12以及密封盘22仅为却别各部位密封部件的名称，其均能够采用常规的橡胶圈密封，但是由于该结构中中空丝杠为旋转部件，为了达到更好的密封效果最好采用旋转油封进行密封。
上述结构中锁紧螺母5和顶紧螺母17由于规格限制不能直接顶紧尾端轴承4和首端轴承14时，在锁紧螺母5与尾端轴承4之间设有能顶紧尾端轴承4内圈的尾端隔圈11；在顶紧螺母17与首端轴承14之间设有能顶紧首端轴承14内圈的首端隔圈21。
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