一种用于电主轴的旋转气幕密封结构的制作方法

本技术涉及电主轴，尤其涉及一种用于电主轴的旋转气幕密封结构。

背景技术：

1、数控加工中心电主轴广泛应用中心出水技术，高速运行的情况下，电主轴会产生高压冷却水飞溅，出现大量的水汽和水雾，空气中的切屑微粒、水雾、水汽等会通过芯轴与壳体之间的间隙进入电主轴内，致使轴承和壳体内其他零件发生磨损，从而影响电主轴的回转精度。为保证电主轴的高速转动和高精度转动，电主轴前端的密封尤为重要。

2、申请公布号为cn113305310a的中国专利公开了一种五轴头电主轴及五轴联动数控机床，涉及机械制造技术领域，包括主轴、轴承以及主轴壳体，所述主轴通过轴承转动连接在主轴壳体上，主轴壳体与主轴的前端之间形成缝隙，还包括气密封机构，所述气密封机构包括开设于主轴壳体上的进气通道，所述进气通道用于向所述缝隙内输送气流并从所述缝隙的口部喷出。该气密封机构气流需要随主轴转动而流动至整个所述缝隙，所述缝隙远离所述进气通道出气口处的气流量会小于所述进气通道出气口附近处的气流量。因此，现有气密封机构存在气流分布不均的问题。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种用于电主轴的旋转气幕密封结构，以解决现有气密封机构存在气流分布不均的技术问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

3、一种用于电主轴的旋转气幕密封结构，电主轴包括：拉杆、芯轴、壳体及打刀缸安装腔；旋转气幕密封结构包括：开设于芯轴上的旋转气幕密封流道、开设于拉杆上的旋转气幕进气气路及设在壳体远离打刀缸安装腔一端的电主轴迷宫密封；电主轴迷宫密封包括前锁紧螺母和前端盖，前锁紧螺母随芯轴同步转动，前端盖固设在壳体的端部，前锁紧螺母和前端盖之间形成电主轴迷宫流道，前锁紧螺母上开设有旋转气幕通气孔，旋转气幕通气孔的一端连通电主轴迷宫流道、另一端连通旋转气幕密封流道；旋转气幕进气气路连通打刀缸安装腔，打刀缸安装腔内通入冷气；电主轴拉刀时，旋转气幕密封流道与旋转气幕进气气路连通。

4、进一步的，芯轴还包括与刀具的刀柄锥面配合的锥孔，芯轴上还开设有吹扫流道和吹扫孔，吹扫流道通过吹扫孔连通锥孔；拉杆上还开设有吹扫进气气路，吹扫进气气路连通打刀缸安装腔；电主轴打刀时，吹扫进气气路与吹扫流道连通，旋转气幕密封流道与旋转气幕进气气路中断。

5、进一步的，芯轴和壳体之间安装有电机，电机包括套设在芯轴上的电机转子和固设在壳体内的电机定子；芯轴外周面上开设有旋转气幕螺旋槽，旋转气幕螺旋槽的螺旋线绕芯轴的轴线设置；旋转气幕螺旋槽与电机转子围成旋转气幕螺旋流道，旋转气幕螺旋流道连通旋转气幕密封流道，芯轴上开设有第一过气孔，第一过气孔一端连通至旋转气幕螺旋槽、另一端在电主轴拉刀时与旋转气幕进气气路连通。

6、进一步的，芯轴外周面上还开设有吹扫螺旋槽，吹扫螺旋槽的螺旋线与旋转气幕螺旋槽的螺旋线在芯轴的轴向上等距分布；吹扫螺旋槽与电机转子围成吹扫螺旋流道，吹扫螺旋流道连通吹扫流道，芯轴上开设有第二过气孔，第二过气孔一端连通至吹扫螺旋槽、另一端在电主轴打刀时与吹扫进气气路连通。

7、进一步的，旋转气幕进气气路包括轴向旋转气幕进气气路和径向旋转气幕进气气路，轴向旋转气幕进气气路由拉杆朝向打刀缸安装腔的端面沿轴向开设，径向旋转气幕进气气路由拉杆的外周面沿径向开设并连通至轴向旋转气幕进气气路，在电主轴拉刀时，第一过气孔与径向旋转气幕进气气路对正并连通。

8、吹扫进气气路包括轴向吹扫进气气路和径向吹扫进气气路，轴向吹扫进气气路由拉杆朝向打刀缸安装腔的端面沿轴向开设，径向吹扫进气气路由拉杆的外周面沿径向开设并连通至轴向吹扫进气气路，在电主轴打刀时，第二过气孔与径向吹扫进气气路对正并连通。

9、进一步的，吹扫孔倾斜设置并指向锥孔外。

10、进一步的，芯轴还包括与刀具的刀柄锥面配合的锥孔，芯轴上还开设有吹扫孔，旋转气幕密封流道通过吹扫孔连通锥孔；旋转气幕密封流道与旋转气幕进气气路始终连通。

11、进一步的，芯轴和壳体之间安装有电机，电机包括套设在芯轴上的电机转子和固设在壳体内的电机定子；芯轴外周面上开设有旋转气幕螺旋槽，旋转气幕螺旋槽与电机转子围成旋转气幕螺旋流道，旋转气幕螺旋流道连通旋转气幕密封流道，芯轴上开设有第一过气孔，第一过气孔为长条孔，长条孔方向沿芯轴的轴向设置，第一过气孔一端连通至旋转气幕螺旋槽、另一端与旋转气幕进气气路连通；旋转气幕进气气路包括轴向旋转气幕进气气路和径向旋转气幕进气气路，轴向旋转气幕进气气路由拉杆朝向打刀缸安装腔的端面沿轴向开设，径向旋转气幕进气气路由拉杆的外周面沿径向开设并连通至轴向旋转气幕进气气路，在电主轴拉刀和打刀过程中，径向旋转气幕进气气路的口部一直位于第一过气孔的孔口内。

12、有益效果：

13、第一、本申请公开的用于电主轴的旋转气幕密封结构通过将旋转气幕通气孔设置在转动的前锁紧螺母上，实现冷气能够随旋转气幕通气孔的转动高速扫过电主轴迷宫流道，避免冷气从固定位置流出，能够使冷气均匀分布在电主轴迷宫流道内，保证旋转气幕密封的密封效果。

14、第二、本申请公开的用于电主轴的旋转气幕密封结构在电主轴拉刀时，打刀缸安装腔内的冷气依次经过旋转气幕进气气路、旋转气幕密封流道及旋转气幕通气孔通入电主轴迷宫流道，在前锁紧螺母和前端盖间实现旋转气幕密封，防止切屑微粒、水雾、水汽进入电主轴内导致前轴承和壳体内其他零件发生磨损。

15、第三、相比于现有的气密封机构完全由外部气源压力推动冷气的流动，本申请公开的用于电主轴的旋转气幕密封结构中高速转动的芯轴还能够为冷气提供动能从而降低对外部气源压力的要求。

技术特征：

1.一种用于电主轴的旋转气幕密封结构，所述电主轴包括：拉杆(41)、芯轴(42)、壳体(43)及打刀缸安装腔(44)；其特征在于，所述旋转气幕密封结构包括：开设于所述芯轴(42)上的旋转气幕密封流道(31)、开设于所述拉杆(41)上的旋转气幕进气气路(32)及设在所述壳体(43)远离所述打刀缸安装腔(44)一端的电主轴迷宫密封(33)；所述电主轴迷宫密封(33)包括前锁紧螺母(331)和前端盖(332)，所述前锁紧螺母(331)随所述芯轴(42)同步转动，所述前端盖(332)固设在所述壳体(43)的端部，所述前锁紧螺母(331)和前端盖(332)之间形成电主轴迷宫流道，所述前锁紧螺母(331)上开设有旋转气幕通气孔(333)，所述旋转气幕通气孔(333)的一端连通所述电主轴迷宫流道、另一端连通所述旋转气幕密封流道(31)；所述旋转气幕进气气路(32)连通所述打刀缸安装腔(44)，所述打刀缸安装腔(44)内通入冷气；

2.根据权利要求1所述的一种用于电主轴的旋转气幕密封结构，其特征在于，所述芯轴(42)还包括与刀具的刀柄锥面配合的锥孔(425)，所述芯轴(42)上还开设有吹扫流道(34)和吹扫孔(35)，所述吹扫流道(34)通过所述吹扫孔(35)连通所述锥孔(425)；所述拉杆(41)上还开设有吹扫进气气路(36)，所述吹扫进气气路(36)连通所述打刀缸安装腔(44)；所述电主轴打刀时，所述吹扫进气气路(36)与所述吹扫流道(34)连通，所述旋转气幕密封流道(31)与所述旋转气幕进气气路(32)中断。

3.根据权利要求2所述的一种用于电主轴的旋转气幕密封结构，其特征在于，所述芯轴(42)和壳体(43)之间安装有电机，所述电机包括套设在所述芯轴(42)上的电机转子(451)和固设在所述壳体(43)内的电机定子(452)；所述芯轴(42)外周面上开设有旋转气幕螺旋槽(426)，所述旋转气幕螺旋槽(426)的螺旋线绕所述芯轴(42)的轴线设置；所述旋转气幕螺旋槽(426)与所述电机转子(451)围成旋转气幕螺旋流道，所述旋转气幕螺旋流道连通所述旋转气幕密封流道(31)，所述芯轴(42)上开设有第一过气孔(427)，所述第一过气孔(427)一端连通至旋转气幕螺旋槽(426)、另一端在所述电主轴拉刀时与所述旋转气幕进气气路(32)连通。

4.根据权利要求3所述的一种用于电主轴的旋转气幕密封结构，其特征在于，所述芯轴(42)外周面上还开设有吹扫螺旋槽(428)，所述吹扫螺旋槽(428)的螺旋线与所述旋转气幕螺旋槽(426)的螺旋线在所述芯轴(42)的轴向上等距分布；所述吹扫螺旋槽(428)与所述电机转子(451)围成吹扫螺旋流道，所述吹扫螺旋流道连通所述吹扫流道(34)，所述芯轴(42)上开设有第二过气孔(429)，所述第二过气孔(429)一端连通至所述吹扫螺旋槽(428)、另一端在所述电主轴打刀时与所述吹扫进气气路(36)连通。

5.根据权利要求4所述的一种用于电主轴的旋转气幕密封结构，其特征在于，所述旋转气幕进气气路(32)包括轴向旋转气幕进气气路(321)和径向旋转气幕进气气路(322)，所述轴向旋转气幕进气气路(321)由所述拉杆(41)朝向所述打刀缸安装腔(44)的端面沿轴向开设，所述径向旋转气幕进气气路(322)由所述拉杆(41)的外周面沿径向开设并连通至所述轴向旋转气幕进气气路(321)，在所述电主轴拉刀时，所述第一过气孔(427)与所述径向旋转气幕进气气路(322)对正并连通；

6.根据权利要求2所述的一种用于电主轴的旋转气幕密封结构，其特征在于，所述吹扫孔(35)倾斜设置并指向所述锥孔(425)外。

7.根据权利要求1所述的一种用于电主轴的旋转气幕密封结构，其特征在于，所述芯轴(42)还包括与刀具的刀柄锥面配合的锥孔(425)，所述芯轴(42)上还开设有吹扫孔(35)，所述旋转气幕密封流道(31)通过所述吹扫孔(35)连通所述锥孔(425)；所述旋转气幕密封流道(31)与所述旋转气幕进气气路(32)始终连通。

8.根据权利要求7所述的一种用于电主轴的旋转气幕密封结构，其特征在于，所述芯轴(42)和壳体(43)之间安装有电机，所述电机包括套设在所述芯轴(42)上的电机转子(451)和固设在所述壳体(43)内的电机定子(452)；所述芯轴(42)外周面上开设有旋转气幕螺旋槽(426)，所述旋转气幕螺旋槽(426)与所述电机转子(451)围成旋转气幕螺旋流道，所述旋转气幕螺旋流道连通所述旋转气幕密封流道(31)，所述芯轴(42)上开设有第一过气孔(427)，所述第一过气孔(427)为长条孔，所述长条孔方向沿所述芯轴(42)的轴向设置，所述第一过气孔(427)一端连通至旋转气幕螺旋槽(426)、另一端与所述旋转气幕进气气路(32)连通；所述旋转气幕进气气路(32)包括轴向旋转气幕进气气路(321)和径向旋转气幕进气气路(322)，所述轴向旋转气幕进气气路(321)由所述拉杆(41)朝向所述打刀缸安装腔(44)的端面沿轴向开设，所述径向旋转气幕进气气路(322)由所述拉杆(41)的外周面沿径向开设并连通至所述轴向旋转气幕进气气路(321)，在所述电主轴拉刀和打刀过程中，所述径向旋转气幕进气气路(322)的口部一直位于所述第一过气孔(427)的孔口内。

技术总结
本技术公开了一种用于电主轴的旋转气幕密封结构，电主轴包括：拉杆、芯轴、壳体及打刀缸安装腔；旋转气幕密封结构包括：开设于芯轴上的旋转气幕密封流道、开设于拉杆上的旋转气幕进气气路及设在壳体远离打刀缸安装腔一端的电主轴迷宫密封；电主轴迷宫密封包括前锁紧螺母和前端盖，前锁紧螺母随芯轴同步转动，前端盖固设在壳体的端部，前锁紧螺母和前端盖之间形成电主轴迷宫流道，前锁紧螺母上开设有旋转气幕通气孔，旋转气幕通气孔的一端连通电主轴迷宫流道、另一端连通旋转气幕密封流道。本技术冷气能够随旋转气幕通气孔的转动高速扫过电主轴迷宫流道，使冷气均匀分布在电主轴迷宫流道内，保证旋转气幕密封的密封效果。

技术研发人员：邓鑫,杜长林,张翊,乔首衔,辛善明,赵佳健,郭翠娟,张海波,张国帅,于岳群
受保护的技术使用者：科德数控股份有限公司
技术研发日：20240417
技术公布日：2024/12/5