数控曲轴内铣机床主轴密封结构设计与应用
2016-3-24 来源：沈阳机床成套设备有限责任公司 作者：卢成斌
摘 要：简述了数控曲轴内铣机床主轴箱结构，设计了新型的甩油环结构，有效的保证主轴的稳定运行。
关键词：内铣；数控；曲轴；密封；阿基米德
数控曲轴内铣机床是我厂总结了多年设计曲轴加工生产线的经验，结合内铣技术和数控技术，设计制造出来的曲轴加工高精度，高效率机床。此机床的核心部件是主轴箱，刀盘安装在主轴端面上，主轴旋转后，通过刀盘内孔上安装的合金刀片包罗出所要加工轴颈的外圆（见图1）。
图1 主轴箱外形图
1 主轴结构
主轴通过前后两个角接触轴承支撑，轴承内环压盖把合在主轴上，通过配磨调整垫的厚度改变主轴的预紧力。前后各一个轴承外环压盖把合在主轴上，固定住轴承外环（见图2）。主轴箱通过一组皮带轮和两组斜齿轮将电机的动力传输到主轴上，主轴设计有一套自循环润滑冷却系统，通过一个摆线齿轮泵将主轴箱下部润滑油箱的润滑油抽出，经过流量监测开关和冷却风扇将润滑油从主轴箱上部浇下，这些润滑油将完成主轴箱内轴承齿轮的润滑和冷却的功能。
图2 主轴箱结构图
主轴转速可达到180r/min，在主轴运转过程中主轴箱内会有大量的润滑油到处飞溅，最终再汇聚到主轴箱底部，这样主轴的密封结构就显得极其重要。
2 主轴密封设计
经过分析由于主轴甩油环端面和轴承外环压盖端面之间的缝隙不均匀，在主轴旋转过程中使油产生了压力差，主轴润滑油将会从主轴和轴承外环压盖的缝隙中甩出。必须设计一种可以回油的结构，将从轴承流出的润滑油再甩回主轴箱内（见图3）。
图3 甩油槽外形图
在轴承外环压盖端面上加工6条均布的阿基米德螺旋线(等速螺旋线)甩油槽，根据主轴的旋转方向螺旋线分为r=470+0.165θ和r=470-0.165θ两种，阿基米德螺旋线甩油槽使得主轴旋转时润滑油是甩向主轴内部，而不会从主轴前段甩出（见图4）。
图4 螺旋线图
3 总结
主轴箱是该机床的核心部件，它承担机床的切削功能，主轴的精度和性能是机床加工精度和稳定性的关键。
数控曲轴内铣机床的加工环境比较的恶劣，经常24小时连续运转，由于主轴尺寸过大如果使用常用的密封圈结，就必须特殊定制进口密封圈，这样必须提高主轴和主轴箱的精度，还要定期更换密封圈，照成机床维修保养成本的大大提高。螺旋槽主轴甩油槽最大的优点是结构简单可靠，只用一个法兰盘不仅可以完成压盖的作用还能产生密封的效果，且不管工作多长时间效果都是一样的，不会像密封圈结构那样产生磨损，安装工艺简单方便，对于此中机构是最佳密封结构。
投稿箱：
如果您有机床行业、企业相关新闻稿件发表，或进行资讯合作，欢迎联系本网编辑部， 邮箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有机床行业、企业相关新闻稿件发表，或进行资讯合作，欢迎联系本网编辑部， 邮箱：skjcsc@vip.sina.com
