數控工具機技術:數控工具機主軸防松裝置

簡介

圖1所示,為現今的一種CNC綜合加工機的主軸前端結構,其具有一用於組裝 在主軸頭的主軸箱10,該主軸箱10內轉動地設有一主軸20;該主軸20的前端用於安裝刀把 及刀具,該主軸20的前段部套結有多個滾動軸承30,將滾動軸承30設置在該主軸箱10內,進 而使該主軸20能夠轉動;再者,該多個滾動軸承30之間都設有支撐環40等組件,使軸向並排 的多個滾動軸承30保持其軸向的位置;又為了使該主軸20對該滾動軸承30產生軸向限位作 用,通常在該主軸20前段設有螺紋部201,再於螺紋部201鎖附一防松環50,利用該防松環50 對滾動軸承30的內環產生軸向迫緊作用。

數控機床技術:數控機床主軸防松裝置

圖2及圖3所示,該防松環50鎖附在該主軸20軸身的螺紋201,當該主軸20高 速轉動時可能導致該防松環50鬆脫,因此現有的技術提出多種防松結構設計,圖1至圖3所 示即為其中之一,其選定該防松環50的內螺孔501的孔壁設有一圈往外環面方向徑向凹入 的第一環構502,該防松環50的外環面又設有一圈往內螺孔501方向徑向凹入的第二環構 503,該第一環構502與該第二環構503軸向相鄰,因而形成彎曲的彈性變形曲壁504,並在該 防松環50的外環面設有一軸向貫穿該彈性變形曲壁504的光孔505,及一對應該光孔505的 螺孔506,藉此將一螺絲60穿過該光孔505並鎖附於螺孔506,應用螺絲60鎖附的力量使該彈 性變形曲壁504略微形變,因此致使該防松環50的內螺孔501的螺紋與該主軸20的螺紋部 201咬緊,能夠預防該防松環50松轉。

數控機床技術:數控機床主軸防松裝置

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然而,圖3所示,當上述該螺絲60鎖緊在該螺孔506時,會產生一相反於該防 松環50軸向抵靠該滾動軸承30的反作用力(如圖中箭頭所示),其反作用力導致該防松環50 的內端面507抵靠在該滾動軸承30的軸向壓力減弱,因此可能導致多個該滾動軸承30與支 撐環40等組件鬆動。而主軸20周邊軸承等零組件鬆動,是造成該主軸20不平衡轉動的原因 之一,若該主軸20不能平衡轉動,就會發生主軸顫振(震動),影響到主軸、軸承及刀具等構 件的使用壽命,並影響工件的精密度與表面粗糙度等。為此,如何改善上述該防松環50的缺 點,為要積極克服的問題。

機床主軸防松裝置

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用於軸向套合併鎖附 在機床的主軸2的主軸防松裝置,包含:一防松環1,該防松環1為一圓 形環體或一多邊形環體,該防松環1的中心設有一用於軸向套入機床的主軸2並鎖附在主軸 2的內螺孔11,該防松環1的一外端面12設有至少一防松結構13,較佳的為多個呈環狀排列 在外端面12的防松結構13;該防松結構13實施有一徑向連通到該內螺孔11的螺紋孔壁111 的第一切槽131,進而在該第一切槽131的槽底形成一軸向擋止面132,一形成於該第一切槽 131中的彈片133,該彈片133的相鄰該螺紋孔壁111的一端具有與該螺紋孔壁111相同的內 螺紋134,一設置在該彈片133上並軸向連通到該第一切槽131的第一螺孔135,一鎖附在該 第一螺孔135中的固定元件14,該固定元件14較佳的可為一承窩螺絲或止付螺絲,藉此使該 固定元件14的一端通過該第一螺孔135,並軸向抵靠在該第一切槽131的軸向擋止面132,致 使該彈片133略微彈性變形,因此使該彈片133一端的內螺紋134能夠咬緊該主軸2的螺紋 部。

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圖4及圖5所示,該防松環1較佳的實施例更包含兩道徑向連通該內螺 孔11的螺紋孔壁11的第二切槽136,該兩道第二切槽136並從該防松環1的外端面12軸向延 伸連通到該第一切槽131,使該彈片133形成在該兩道第二切槽136之間。上述該第一切槽 131與該第二切槽136較佳的應用刀具切削加工該防松環1所構成,進而形成上述該彈片133 的結構。另外,該防松環1的外端面12可設有多個呈環狀排列並軸向凹入的第二螺孔 15,

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該第二螺孔15中可供選擇性的鎖附一配重螺絲16,該配重螺絲16較佳的選用止付螺絲, 進而使防松裝置(防松環1)同時具有平衡環的功能,能夠用於校正主軸2的動平 衡。該防松環1的技術,進一步提出一種機床主軸防松裝置的組合結 構,其較佳的具體實施例包含:一用於組裝在主軸頭的主軸箱3,該主軸箱3為圓筒體,其內 部具有一連通於兩端的主軸容室31;一用於在其端部組裝一刀把及一刀具的主軸2,該主軸 2通過多個軸向並排的滾動軸承4而轉動地設置在該主軸容室31內,該主軸2前段鄰近該滾 動軸承4的軸身上設有一外螺紋部21;

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藉此,將上述該防松環1軸向套入該主軸2,使該防松 環1的內螺孔11鎖附在該主軸2的外螺紋部21,該防松環1的一內端面17軸向抵靠在該滾動 軸承4的內環的端面,同時防松環1的彈片133一端的內螺紋134也螺合在該主軸2的外螺紋 部21,再將上述該固定元件14鎖附在該彈片133上的第一螺孔135,使該固定元件14的一端 通過該第一螺孔135軸向抵靠在該第一切槽131的軸向擋止面132,如此致使該彈片133微量 的彈性變形,進而使該彈片133一端的內螺紋134與該主軸2的外螺紋部21緊密咬合,而且該 固定元件14可對該防松環1的內端面17方向產生軸向壓力,防止該內端面17對滾動軸承4的 軸向壓力減弱,因此能夠達到預防機床主軸周邊零組件鬆動的功效。

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