CN109274212B - 切割铣削两用永磁伺服电机 - Google Patents
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Abstract
本发明的切割铣削两用永磁伺服电机，包括电机本体和切割刀片装夹装置；所述电机本体的电机轴前端中部依序具有与铣刀适配的铣刀限位面和铣刀安装面，电机轴前端外周具有锁紧装置安装面；所述切割刀片装夹装置包括依序套设于电机轴的定位套筒、切割刀片后装夹盘、切割刀片前装夹盘和装夹装置锁紧件；所述装夹装置锁紧件与锁紧装置安装面配合用于压紧切割刀片前装夹盘。本发明结构设计简洁合理，功能多样，实现了铣削、切割两用；适用于机身移动、被加工件不动的加工方法，具有移动能耗低，加工精度高的特点，更适应多种铣削、切割工况；切割刀片与铣刀安装拆卸方便，减少了装夹、拆卸步骤，节省了安装时间，可操作性好。
Description
技术领域
本发明涉及大理石加工技术领域，具体涉及切割铣削两用永磁伺服电机。
背景技术
天然的大理石具有形状不规则、硬度高的特点，而在大理石的加工过程中，切割是第一道工序，铣削表面是第二道工序，所以在加工时通常需要时常更换切割的刀片和铣刀。
目前，市面上已有的大理石加工设备，切割轮、铣刀均固定在加工设备本体上，不可移动，更换刀具过程较为复杂，且在对大理石进行加工时，需要移动大理石石料，由于大理石石料本身较重，频繁的移动所耗能量巨大，再者，移动位置精度受质量影响较大，容易出现切割、铣削尺寸精度不足的情况，浪费了材料，增加了投入的成本，切割打磨时不可避免的会扬起大理石粉末，如果切割设备密封性不好，将极大影响加工设备的使用寿命。
发明内容
为克服现有技术中所存在的上述不足，本发明提供了切割铣削两用永磁伺服电机。本发明结构设计简洁合理，功能多样，实现了铣削、切割两用；组装好的切割铣削两用永磁伺服电机可自由移动或安装于定向移动装置，适用于机身移动、被加工件不动的加工方法，具有移动能耗低，加工精度高的特点，更适应多种铣削、切割工况；切割刀片与铣刀安装拆卸方便，减少了装夹、拆卸步骤，节省了安装时间，可操作性好。
本发明的技术方案：切割铣削两用永磁伺服电机，包括电机本体和切割刀片装夹装置；所述电机本体的电机轴前端中部依序具有与铣刀适配的铣刀限位面和铣刀安装面，电机轴前端外周具有锁紧装置安装面；所述切割刀片装夹装置包括依序套设于电机轴的定位套筒、切割刀片后装夹盘、切割刀片前装夹盘和装夹装置锁紧件；所述装夹装置锁紧件与锁紧装置安装面配合用于压紧切割刀片前装夹盘。
与现有技术相比，本发明的切割铣削两用永磁伺服电机具有以下显著进步：
(1)结构设计简洁合理，功能多样，通过在电机回转轴上安装铣刀、在切割刀片装夹装置上装夹切割刀片实现了铣削、切割两用；
(2)组装好的切割铣削两用永磁伺服电机可自由移动或安装于定向移动装置，即可手持操作也可使用机械操作，适用于机身移动、被加工件不动的加工方法，具有移动能耗低，加工精度高的特点，更适应多种铣削、切割工况；
(3)切割刀片与铣刀安装拆卸方便，减少了装夹、拆卸步骤，节省了安装时间，可操作性好。
作为优化，所述锁紧装置安装面与装夹装置锁紧件螺接配合。便于拆卸和调整切割刀片装夹装置的装夹力。
作为优化，所述铣刀限位面为圆锥面，铣刀安装面为螺纹面；所述铣刀安装面的螺纹旋向与铣削工作时电机轴的转向相反。铣刀与电机轴螺接，便于铣刀装卸，铣刀安装面的螺纹旋向与铣削工作时铣刀的转向相反，起到防松的作用，防止铣刀在加工过程中脱落；铣刀限位面为圆锥面，可防止加工过程中铣刀晃动。
作为优化，所述切割刀片前装夹盘装夹面具有多道同轴的第一环形槽，装夹面中部还具有第一沉孔，对应的，所述切割刀片后装夹盘装夹面具有与切割刀片前装夹盘装夹面位置、直径、深度一致的第二环形槽和第二沉孔。该设计减少了装夹切割刀片时切割刀片与切割刀片前装夹盘、切割刀片后装夹盘的接触面积，削弱了装夹面加工精度对装夹力的影响，增大了接触面间摩擦系数，使切割刀片更易被切割刀片装夹装置夹紧。进一步，作为优化，所述第一环形槽、第二环形槽、第一沉孔和第二沉孔的深度为1-2mm，第一环形槽和第二环形槽的槽宽为1-2mm。经实验验证，上述环形槽和沉孔的尺寸配比既便于加工，又可在装夹时提供足够的摩擦系数。
作为优化，所述切割刀片后装夹盘和切割刀片前装夹盘中部的通孔与电机轴之间为间隙配合。便于切割刀片前装夹盘装配、拆卸与位置调整。
作为优化，所述电机本体的前端盖具有第一迷宫密封面，所述第一迷宫密封面具有多个同心的环形凸缘，各环形凸缘高度相同，所述前端盖外周还设有前端盖外端面，所述前端盖外端面与环形凸缘顶部距离大于环形凸缘高度；对应的，切割刀片后装夹盘具有第二迷宫密封面，所述第二迷宫密封面具有与环形凸缘相咬合状布置的多个环形凹槽，所述环形凸缘与环形凹槽的咬合面形成迂回式迷宫密封通道，所述环形凹槽槽深由内而外递增，构成最外侧环形凹槽的侧壁为环形凹槽外侧壁，所述环形凹槽外侧壁高于构成内侧环形凹槽的环形凹槽内侧壁，所述第二迷宫密封面与第一迷宫密封面配合时，由内而外，每组环形凹槽槽底与环形凸缘顶部之间的距离呈递增趋势，所述环形凹槽外侧壁的端面与前端盖外端面之间的距离和最内侧环形凹槽槽底与环形凸缘顶部之间的距离相等。第一迷宫密封面与第二迷宫密封面配合使用构成迷宫密封，其密封原理为环形凹槽槽底与环形凸缘端面之间间隙构成空腔，空腔体积由内而外逐层递增，电机轴旋转过程中第一迷宫密封面相对静止，第二迷宫密封面相对回转，气体在通过外界要进入外层空腔或通过外层空腔进入内层空腔时体积会压缩使压强变大，由于气体流动方向多为高压强流向低压强，所以外界气体较难进入内层空腔，使其可防止加工过程中产生的切屑由外界气体流动带入电机本体与切割刀片装夹装置之间，产生电机轴卡死等故障；所述环形凸缘端面与环形凹槽槽底之间、环形凸缘侧面与相邻的环形凹槽侧面之间设有间距，防止切割刀片装夹装置回转运动时与前端盖产生摩擦。
进一步，作为优化，由内至外，所述环形凸缘端面与环形凹槽槽底之间距离由2-3mm增至3-4mm，环形凸缘侧面与相邻的环形凹槽侧面之间距离为0.5-1.5mm。相邻侧面之间间隙太大，密封效果较差，相邻侧面之间间隙太小，则相对转动部分出现振动或弯曲时会引起密封处产生摩擦，经实验验证，上述间隙为较优尺寸配比。
附图说明
图1为本发明的切割铣削两用永磁伺服电机的结构示意图；
图2为本发明的切割铣削两用永磁伺服电机前端的剖视图；
图3为本发明的永磁伺服电机的结构示意图；
图4为本发明的永磁伺服电机前端的剖视图；
图5为本发明的安装铣刀的切割铣削两用永磁伺服电机的结构示意图；
图6为本发明的安装铣刀的切割铣削两用永磁伺服电机前端的剖视图；
图7为本发明的切割铣削两用永磁伺服电机的迷宫密封处的局部放大图；
图8为本发明的安装切割刀片的切割铣削两用永磁伺服电机的结构示意图；
图9为本发明的安装切割刀片的切割铣削两用永磁伺服电机前端的剖视图；
图10为本发明的切割刀片前装夹盘的剖视图；
图11为本发明的切割刀片前装夹盘的结构示意图；
图12为本发明的切割刀片后装夹盘的剖视图；
图13为本发明的切割刀片后装夹盘的结构示意图。
附图中的标记为：
1-电机本体，11-电机轴、111-铣刀安装面、112-铣刀限位面、113-锁紧装置安装面，12-前端盖、121-第一迷宫密封面、1211-环形凸缘、122-前端盖外端面；2-切割刀片装夹装置，21-装夹装置锁紧件，22-切割刀片前装夹盘、221-第一环形槽、222-第一沉孔，23-切割刀片后装夹盘、231-第二环形槽、232-第二沉孔、233-第二迷宫密封面、2331-环形凹槽、2332-环形凹槽外侧壁、2333-环形凹槽内侧壁，24-定位套筒；3-铣刀；4-切割刀片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式(实施例)对本发明作进一步的说明，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，但并不作为对本发明限制的依据。
参见图1-13，本发明的切割铣削两用永磁伺服电机，包括电机本体1和切割刀片装夹装置2；所述电机本体1的电机轴11前端中部依序具有与铣刀3适配的铣刀限位面112和铣刀安装面111，电机轴11前端外周具有锁紧装置安装面113；所述切割刀片装夹装置2包括依序套设于电机轴11的定位套筒24、切割刀片后装夹盘23、切割刀片前装夹盘22和装夹装置锁紧件21；所述装夹装置锁紧件21与锁紧装置安装面113配合用于压紧切割刀片前装夹盘22。
作为一个具体实施例，所述锁紧装置安装面113与装夹装置锁紧件21螺接配合。便于拆卸和调整切割刀片装夹装置2的装夹力。
作为一个具体实施例，所述铣刀限位面112为圆锥面，铣刀安装面111为螺纹面；所述铣刀安装面111的螺纹旋向与铣削工作时电机轴11的转向相反。铣刀3与电机轴11螺接，便于铣刀11装卸，铣刀安装面111的螺纹旋向与铣削工作时铣刀的转向相反，起到防松的作用，防止铣刀在加工过程中脱落；铣刀限位面112为圆锥面，可防止加工过程中铣刀晃动。
作为一个具体实施例，所述切割刀片前装夹盘22装夹面具有多道同轴的第一环形槽221，装夹面中部还具有第一沉孔222，对应的，所述切割刀片后装夹盘23装夹面具有与切割刀片前装夹盘22装夹面位置、直径、深度一致的第二环形槽231和第二沉孔232。该设计减少了装夹切割刀片4时切割刀片4与切割刀片前装夹盘22、切割刀片后装夹盘23的接触面积，削弱了装夹面加工精度对装夹力的影响，增大了接触面间摩擦系数，使切割刀片4更易被切割刀片装夹装置2夹紧。进一步，作为优化，所述第一环形槽221、第二环形槽231、第一沉孔222和第二沉孔232的深度为1-2mm，第一环形槽221和第二环形槽231的槽宽为1-2mm。经实验验证，上述环形槽和沉孔的尺寸配比既便于加工，又可在装夹时提供足够的摩擦系数。
作为一个具体实施例，所述切割刀片后装夹盘23和切割刀片前装夹盘22中部的通孔与电机轴11之间为间隙配合。便于切割刀片前装夹盘22装配、拆卸与位置调整。
作为一个具体实施例，所述电机本体1的前端盖12具有第一迷宫密封面121，所述第一迷宫密封面121具有多个同心的环形凸缘1211，各环形凸缘1211高度相同，所述前端盖12外周还设有前端盖外端面122，所述前端盖外端面122与环形凸缘1211顶部距离大于环形凸缘1211高度；对应的，切割刀片后装夹盘23具有第二迷宫密封面233，所述第二迷宫密封面233具有与环形凸缘1211相咬合状布置的多个环形凹槽2331，所述环形凸缘1211与环形凹槽2331的咬合面形成迂回式迷宫密封通道，所述环形凹槽2331槽深由内而外递增，构成最外侧环形凹槽2331的侧壁为环形凹槽外侧壁2332，所述环形凹槽外侧壁2332高于构成内侧环形凹槽2331的环形凹槽内侧壁2333，所述第二迷宫密封面233与第一迷宫密封面121配合时，由内而外，每组环形凹槽2331槽底与环形凸缘1211顶部之间的距离呈递增趋势，所述环形凹槽外侧壁2332的端面与前端盖外端面122之间的距离和最内侧环形凹槽2331槽底与环形凸缘1211顶部之间的距离相等。第一迷宫密封面121与第二迷宫密封面233配合使用构成迷宫密封，其密封原理为环形凹槽2331槽底与环形凸缘1211端面之间间隙构成空腔，空腔体积由内而外逐层递增，电机轴11旋转过程中第一迷宫密封面121相对静止，第二迷宫密封面233相对回转，气体在通过外界要进入外层空腔或通过外层空腔进入内层空腔时体积会压缩使压强变大，由于气体流动方向多为高压强流向低压强，所以外界气体较难进入内层空腔，使其可防止加工过程中产生的切屑由外界气体流动带入电机本体1与切割刀片装夹装置2之间，产生电机轴11卡死等故障；所述环形凸缘1211端面与环形凹槽2331槽底之间、环形凸缘1211侧面与相邻的环形凹槽2331侧面之间设有间距，防止切割刀片装夹装置2回转运动时与前端盖12产生摩擦。
进一步，作为优化，由内至外，所述环形凸缘1211端面与环形凹槽2331槽底之间距离由2-3mm增至3-4mm，环形凸缘1211侧面与相邻的环形凹槽2331侧面之间距离为0.5-1.5mm。相邻侧面之间间隙太大，密封效果较差，相邻侧面之间间隙太小，则相对转动部分出现振动或弯曲时会引起密封处产生摩擦，经实验验证，上述间隙为较优尺寸配比。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.切割铣削两用永磁伺服电机，其特征在于：包括电机本体（1）和切割刀片装夹装置（2）；
所述电机本体（1）的电机轴（11）前端中部依序具有与铣刀（3）适配的铣刀限位面（112）和铣刀安装面（111），电机轴（11）前端外周具有锁紧装置安装面（113）；
所述切割刀片装夹装置（2）包括依序套设于电机轴（11）的定位套筒（24）、切割刀片后装夹盘（23）、切割刀片前装夹盘（22）和装夹装置锁紧件（21）；所述装夹装置锁紧件（21）与锁紧装置安装面（113）螺接配合，用于压紧切割刀片前装夹盘（22）；
所述铣刀限位面（112）为圆锥面，铣刀安装面（111）为螺纹面；所述铣刀安装面（111）的螺纹旋向与铣削工作时电机轴（11）的转向相反。
2.根据权利要求1所述的切割铣削两用永磁伺服电机，其特征在于：所述切割刀片前装夹盘（22）装夹面具有多道同轴的第一环形槽（221），装夹面中部还具有第一沉孔（222），对应的，所述切割刀片后装夹盘（23）装夹面具有与切割刀片前装夹盘（22）装夹面位置、直径、深度一致的第二环形槽（231）和第二沉孔（232）。
3.根据权利要求2所述的切割铣削两用永磁伺服电机，其特征在于：所述第一环形槽（221）、第二环形槽（231）、第一沉孔（222）和第二沉孔（232）的深度为1-2mm，第一环形槽（221）和第二环形槽（231）的槽宽为1-2mm。
4.根据权利要求1所述的切割铣削两用永磁伺服电机，其特征在于：所述切割刀片后装夹盘（23）和切割刀片前装夹盘（22）中部的通孔与电机轴（11）之间为间隙配合。
5.根据权利要求1所述的切割铣削两用永磁伺服电机，其特征在于：所述电机本体（1）的前端盖（12）具有第一迷宫密封面（121），所述第一迷宫密封面（121）具有多个同心的环形凸缘（1211），各环形凸缘（1211）高度相同，所述前端盖（12）外周还设有前端盖外端面（122），所述前端盖外端面（122）与环形凸缘（1211）顶部距离大于环形凸缘（1211）高度；对应的，切割刀片后装夹盘（23）具有第二迷宫密封面（233），所述第二迷宫密封面（233）具有与环形凸缘（1211）相咬合状布置的多个环形凹槽（2331），所述环形凸缘（1211）与环形凹槽（2331）的咬合面形成迂回式迷宫密封通道，所述环形凹槽（2331）槽深由内而外递增，构成最外侧环形凹槽（2331）的侧壁为环形凹槽外侧壁（2332），所述环形凹槽外侧壁（2332）高于构成内侧环形凹槽（2331）的环形凹槽内侧壁（2333），所述第二迷宫密封面（233）与第一迷宫密封面（121）配合时，由内而外，每组环形凹槽（2331）槽底与环形凸缘（1211）顶部之间的距离呈递增趋势，所述环形凹槽外侧壁（2332）的端面与前端盖外端面（122）之间的距离和最内侧环形凹槽（2331）槽底与环形凸缘（1211）顶部之间的距离相等。
6.根据权利要求5所述的切割铣削两用永磁伺服电机，其特征在于：由内至外，所述环形凸缘（1211）端面与环形凹槽（2331）槽底之间距离由2-3mm增至3-4mm，环形凸缘（1211）侧面与相邻的环形凹槽（2331）侧面之间距离为0.5-1.5mm。
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