主軸軸承潤滑結構和主軸的制作方法
1.本發明涉及機床主軸潤滑技術領域，特別地涉及一種主軸軸承潤滑結構和主軸。
背景技術：
2.油氣潤滑技術已廣泛應用于機床的松拉刀主軸上，現有技術中主軸軸承潤滑結構的油氣潤滑通道通常部分設置在軸承座內，軸承座內部會加工多個連通孔用于輸送潤滑液，具體結構可參見中國專利cn113145873a。這樣使得軸承座的結構設計較為復雜，容易導致軸承座的加工難度大，進而增加了主軸軸承潤滑結構的加工成本。
3.以上也就是說，相關技術中主軸的軸承座存在結構設計較為復雜的問題。
技術實現要素：
4.本發明提供一種主軸軸承潤滑結構和主軸，用于解決主軸的軸承座結構設計較為復雜的問題。
5.本發明提供一種主軸軸承潤滑結構，包括：軸芯，主軸軸承設置在軸芯的外周上，軸芯內設置有第一流道；以及拉桿組件，沿第一方向滑動設置在軸芯內，拉桿組件內設置有第二流道，第二流道與第一流道相連通；其中，第一流道的進液端與安裝主軸軸承的軸承安裝腔連通，拉桿組件在松刀或拉刀的過程中，潤滑液能夠依次通過第二流道和第一流道流入軸承安裝腔，并對主軸軸承進行潤滑。
6.在一個實施方式中，拉桿組件包括：拉桿，沿第一方向滑動設置在軸芯內；以及拉桿內桿，設置在拉桿內，拉桿內桿與拉桿之間具有環形通道，第二流道包括環形通道。
7.在一個實施方式中，拉桿的外周上設置有第一連通孔和與第一連通孔沿第一方向間隔設置的第二連通孔，第一連通孔和第二連通孔均與環形通道連通，第二連通孔與第一流道連通，第二流道還包括第一連通孔和第二連通孔。
8.在一個實施方式中，還包括拉桿套，拉桿套設置在拉桿組件和軸芯之間，拉桿套內設置有第三流道，第三流道用于將第一流道和第二流道連通。
9.在一個實施方式中，第三流道的進液端設置成凹槽，拉桿組件在松刀或拉刀的過程中，第二流道的出液端始終在凹槽內滑動。
10.在一個實施方式中，第三流道與第一流道的連通處設置有密封件，和/或第三流道與第二流道的連通處設置有密封件。
11.在一個實施方式中，主軸軸承的數量為多個，主軸軸承潤滑結構還包括隔環組件，隔環組件設置在相鄰的兩個主軸軸承之間，用于對主軸軸承進行軸向限位，其中隔環組件內設置有第四流道，第四流道與第一流道連通，潤滑液從第四流道流出潤滑主軸軸承。
12.在一個實施方式中，隔環組件包括：內隔圈，設置在軸芯的外周上，內隔圈內設置有流動通道，流動通道與第一流道連通；以及外隔圈，位于內隔圈的外側，外隔圈與內隔圈具有與流動通道相連通的徑向間隙，第四流道包括流動通道和徑向間隙。
13.本發明還提供了一種主軸，其包括：上述的主軸軸承潤滑結構；以及軸套組件，設
置在主軸軸承潤滑結構的外周上；以及油缸，設置在軸套組件的一端；彈性組件，設置在拉桿組件和軸芯之間；其中，軸套組件與軸芯限定出軸承安裝腔，油缸能夠驅動拉桿組件滑動以實現松刀功能，彈性組件能夠驅動拉桿組件反向滑動以實現拉刀功能。
14.在一個實施方式中，還包括連接盤組件，連接盤組件設置在軸芯遠離主軸軸承的一端上，連接盤組件、軸套組件和油缸之間限定密封腔，油缸上設置有注液流道，注液流道和第二流道均與密封腔連通。
15.在一個實施方式中，感應盤設置在拉桿組件遠離主軸軸承的一端上，油缸通過推動感應盤以驅動拉桿組件滑動。
16.在一個實施方式中，拉桿組件內設置有與第二流道不連通的沖洗通道，主軸還包括管接頭，管接頭穿設在油缸上，并與沖洗通道連通。
17.在一個實施方式中，軸套組件內設置有排液流道，排液流道與軸承安裝腔連通，軸承安裝腔內的潤滑液通過排液流道排出主軸。
18.在一個實施方式中，軸芯與拉桿組件之間具有彈簧安裝腔，彈性組件包括至少一個壓縮彈簧，至少一個壓縮彈簧設置在彈簧安裝腔內，至少一個壓縮彈簧在回復力的作用下驅動拉桿組件反向滑動以實現拉刀。
19.在一個實施方式中，彈性組件包括多個壓縮彈簧時，相鄰的兩個壓縮彈簧之間設置有隔墊。
20.與現有技術相比，本發明的優點在于，在不影響拉桿組件原有功能的情況下(松拉刀功能)，將油氣潤滑通道部分集成設置在軸芯和拉桿組件內，拉桿組件兼容了輸送潤滑液的功能，潤滑液可以通過經拉桿組件內部流入軸承安裝腔對主軸軸承進行潤滑，這樣無需在軸承座設計潤滑通道，從而避免了相關技術中主軸的軸承座結構設計復雜的問題，減低了其加工難度。進而降低了主軸軸承潤滑結構的加工成本。
附圖說明
21.在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發明進行更詳細的描述。
22.圖1是本發明的主軸軸承潤滑結構的剖面結構示意圖(顯示出了其與主軸其他零件的裝配關系)；
23.圖2顯示了圖1中主軸軸承潤滑結構的另一個剖面視圖(顯示出了油氣潤滑通道)；
24.圖3顯示了圖1中的拉桿組件的剖面結構示意圖；
25.圖4顯示了圖1中的拉桿套的剖面結構示意圖；
26.圖5顯示了圖1中的內隔圈的剖面結構示意圖。
27.附圖標記：
28.10、軸芯；11、第一流道；20、拉桿組件；21、第二流道；211、環形通道；212、第一連通孔；213、第二連通孔；22、拉桿內桿；23、拉桿；24、沖洗通道；30、拉桿套；31、第三流道；311、凹槽；40、密封件；50、隔環組件；51、第四流道；52、內隔圈；521、流動通道；5211、徑向通道；5212、軸向通道；53、外隔圈；531、徑向間隙；100、主軸軸承潤滑結構；200、主軸軸承；300、軸套組件；301、排液流道；302、前端法蘭；303、鎖緊螺母；304、軸套；305、定位套；306、軸承座；400、油缸；401、注液流道；402、油缸缸體；4021、腔體；403、油缸蓋體；4031、打壓通道；404、活塞組件；4041、活塞；4042、活塞密封件；500、彈性組件；501、壓縮彈簧；502、隔墊；600、連
接盤組件；601、連接盤；602、組合密封件；700、感應盤；800、管接頭；900、套筒。
具體實施方式
29.下面將結合附圖對本發明作進一步說明。
30.需要說明的是，本技術中的主軸為松拉刀機床主軸，松拉刀機床主軸是數控機床的核心功能部件，通過主軸后端的油缸400驅動拉桿組件20滑動可實現松刀動作，進而方便數控機床更換刀柄。當刀柄更換后，在彈性組件500的作用下驅動拉桿組件20反向滑動可實現拉刀動作，以將當前刀柄鎖緊。
31.需要說明的是，本技術中的第一方向是指軸芯10的軸向方向。
32.如圖1和圖2所示，本發明提供一種主軸軸承潤滑結構100，其包括軸芯10和拉桿組件20。其中，主軸軸承200設置在軸芯10的外周上，軸芯10內設置有第一流道11，拉桿組件20沿第一方向滑動設置在軸芯10內，拉桿組件20內設置有第二流道21，第二流道21與第一流道11相連通；第一流道11的進液端與安裝主軸軸承200的軸承安裝腔連通，拉桿組件20在打刀滑動的過程中，潤滑液能夠依次通過第二流道21和第一流道11流入軸承安裝腔，并對主軸軸承200進行潤滑。
33.上述設置中，在不影響拉桿組件20原有功能的情況下(松拉刀功能)，將油氣潤滑通道部分集成設置在軸芯10和拉桿組件20內，拉桿組件20兼容了輸送潤滑液的功能，潤滑液可以通過經拉桿組件20內部流入軸承安裝腔對主軸軸承200進行潤滑，這樣無需在軸承座設計潤滑通道，從而避免了相關技術中主軸的軸承座結構設計復雜的問題，減低了其加工難度。進而降低了主軸軸承潤滑結構100的加工成本。
34.具體地，如圖1至圖3所示，在一個實施例中，拉桿組件20包括拉桿23和拉桿內桿22。其中，拉桿23沿第一方向滑動設置在軸芯10內；以及拉桿內桿22設置在拉桿23內，拉桿內桿22與拉桿23之間具有環形通道211，第二流道21包括環形通道211。
35.上述設置中，在拉桿23內增設拉桿內桿22，利用拉桿內桿22與拉桿23之間形成的環形通道211作為油氣潤滑通道的一部分。這樣避免了在拉桿23上進行深孔加工，同時也無需像相關技術中那樣在軸套上加工深孔。從而優化了主軸的內部結構和油氣潤滑通道的結構設計，同時降低了拉桿組件20的加工難度和成本。
36.具體地，如圖1至圖3所示，在一個實施例中，拉桿23的外周上設置有第一連通孔212和與第一連通孔212沿第一方向間隔設置的第二連通孔213，第一連通孔212和第二連通孔213均與環形通道211連通，第二連通孔213與第一流道11連通，其中第二流道21還包括第一連通孔212和第二連通孔213。
37.上述設置中，潤滑液能夠依次通過第一連通孔212、環形通道211和第二連通孔213流入第一流道11，從而確保潤滑液后續能夠對主軸軸承200進行潤滑。
38.具體地，如圖1至圖3所示，在一個實施例中，第一連通孔212和第二連通孔213均為徑向通孔，即第一連通孔212和第二連通孔213的中心軸線與環形通道211的中心軸線相垂直。
39.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，主軸軸承潤滑結構100還包括拉桿套30，拉桿套30設置在拉桿組件20和軸芯10之間，拉桿套30內設置有第三流道31，第三流道31用于將第一流道11和第二流道21連通。
40.上述設置中，拉桿套30具有轉換連通功能，即能夠將第二流道21與第一流道11轉接連通。從而確保潤滑液能夠從第二流道21流入第一流道11，進而后續對主軸軸承200進行潤滑。
41.另外，單獨設置拉桿套30，不將拉桿套30與軸芯10設置成一體化結構。這樣能夠簡化軸芯10的設計，降低其加工難度，從而節約主軸的設計和制造成本。而且單獨設置拉桿套30能夠使其與軸芯10的位置可調，從而確保其安裝在合適位置，以將第二流道21與第一流道11轉接連通。進而避免了將拉桿套30與軸芯10設置成一體化結構所導致的拉桿套30位置固定不可調，而引發無法將第二流道21與第一流道11轉接連通的問題。
42.需要說明的是，如果將拉桿套30與軸芯10設置成一體化結構，可能由于加工誤差導致第二連通孔213無法與第一流道11連通。
43.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，第三流道31的進液端設置成凹槽311，拉桿組件20在打刀滑動的過程中，第二流道21的出液端始終在凹槽311內滑動。
44.上述設置中，由于在松拉刀的過程中，第二流道21的出液端始終在凹槽311內滑動，即拉桿組件20從松刀位置滑動至拉刀位置，或者從拉刀位置滑動至松刀位置。第二流道21的出液端始終是與凹槽311連通的。這樣確保油氣潤滑通道能夠持續地向主軸軸承200通入潤滑液，不會因為拉桿組件20松拉刀動作而中斷。從而實現了主軸軸承潤滑結構100對主軸軸承200的持續潤滑功能。
45.具體地，如圖1、圖2和圖4所示，在一個實施例中，第三流道31的出液端設置成凹槽311。凹槽311的槽口尺寸大于第一流道11的進液端的口徑。這樣即使第三流道31和第一流道11存在位置加工誤差，通過設置凹槽311也能夠確保第三流道31與第一流道11相連通。
46.具體地，在一個實施例中，凹槽311為環形槽。
47.具體地，如圖1、圖2和圖4所示，在一個實施例中，第三流道31的出液端凹槽尺寸小于第三流道31的進液端凹槽尺寸。
48.當然可根據實際情況，將上述兩個凹槽311的大小設置成相等。或者，將第三流道31的出液端凹槽尺寸設置成大于其進液端凹槽。
49.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，第三流道31與第一流道11的連通處設置有密封件40。該密封件40用于密封第三流道31與第一流道11的連通處，以避免潤滑液泄漏。
50.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，第二流道21與第三流道31的連通處設置有密封件40。該密封件40用于密封第二流道21與第三流道31的連通處，以避免潤滑液泄漏。
51.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，主軸軸承200的數量為兩個，主軸軸承潤滑結構100還包括隔環組件50，隔環組件50設置在相鄰的兩個主軸軸承200之間，用于對主軸軸承200進行軸向限位，其中隔環組件50內設置有第四流道51，第四流道51與第一流道11連通，潤滑液從第四流道51流出潤滑主軸軸承200。
52.上述設置中，第四流道51能夠將第一流道11內的潤滑液快速地通向主軸軸承200，這樣能夠增強主軸軸承潤滑結構100的潤滑效果。從而提高了主軸軸承潤滑結構100對主軸軸承200的潤滑效率。
53.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，第四流道51的出液端位于主軸軸承
200的軸承外圈與軸承內圈之間的環形間隙處。
54.具體地，如圖1、圖2和圖5所示，在一個實施例中，隔環組件50包括內隔圈52和外隔圈53。其中，內隔圈52設置在軸芯10的外周上，內隔圈52內設置有流動通道521，流動通道521與第一流道11連通；以及外隔圈53位于內隔圈52的外側，外隔圈53與內隔圈52具有與流動通道521相連通的徑向間隙531，第四流道51包括流動通道521和徑向間隙531。
55.上述設置中，隔環組件50能夠調節兩個主軸軸承200的間距，另外將隔環組件50設置成分體式結構，這樣可以降低隔環組件50的加工難度。從而節約主軸軸承潤滑結構100的設計和制造成本。
56.同時可利用內隔圈52與外隔圈53之間的徑向間隙531作為第四流道51的一部分，從而優化了油氣潤滑通道的結構設計。
57.具體地，如圖1、圖2和圖5所示，在一個實施例中，流動通道521包括徑向通道5211和兩個軸向通道5212。徑向通道5211的一端與第一流道11連通，徑向通道5211的另一端與兩個軸向通道5212連通。
58.具體地，如圖5所示，在一個實施例中，軸向通道5212與隔環組件50的中心軸線存在傾斜夾角，這樣可以使潤滑液能夠精確到達主軸軸承200的軸承內圈滾道，從而增強潤滑液的潤滑效果。
59.如圖1和圖2所示，本發明還提供了一種主軸，包括上述的主軸軸承潤滑結構100、軸套組件300、油缸400和彈性組件500。其中，軸套組件300設置在主軸軸承潤滑結構100的外周上，油缸400設置在軸套組件300的一端。彈性組件500設置在拉桿組件20和軸芯10之間。軸套組件300與軸芯10限定出軸承安裝腔，油缸400能夠驅動拉桿組件20滑動以實現松刀功能，彈性組件500能夠驅動拉桿組件20反向滑動以實現拉刀功能。
60.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，主軸還包括連接盤組件600，連接盤組件600設置在軸芯10遠離主軸軸承200的一端上，連接盤組件600、油缸400和軸套組件300之間限定密封腔，油缸400上設置有注液流道401，注液流道和第二流道21均與密封腔連通。
61.上述設置中，設置連接盤組件600能夠使得其與油缸400限定密封腔，從而確保潤滑液能夠通過注液流道流入第二流道21內，進而確保潤滑液后續能夠流向主軸軸承200，對其進行潤滑。
62.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，連接盤組件600包括連接盤601和設置在其外周的組合密封件602。組合密封件602用于密封連接盤601與軸套組件300之前的間隙。
63.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，主軸還包括感應盤700，感應盤700設置在拉桿組件20遠離主軸軸承200的一端上，油缸400通過推動感應盤700以驅動拉桿組件20滑動。
64.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，拉桿組件20內設置有與第二流道21不連通的沖洗通道24，主軸還包括管接頭800，管接頭800穿設在油缸400上，并與沖洗通道24連通。
65.上述設置中，管接頭800能夠通入高壓氣體，高壓氣體再通過沖洗通道24，從而實現對主軸端部塵屑的吹洗。
66.需要說明的是，數控機床加工時產生的塵屑極易吸附于刀柄和主軸上，若換刀(更
換刀柄)時不對塵屑進行清潔處理，不但會影響主軸與刀柄的連接精度，造成主軸旋轉時振動過大，工件加工精度不良等問題，而且一旦塵屑進入主軸內部還會對主軸壽命造成影響。因此設置沖洗通道24能夠向塵屑進行高壓吹洗，以避免上述問題出現。
67.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，軸套組件300內設置有排液流道301，排液流道301與軸承安裝腔連通，軸承安裝腔內的潤滑液通過排液流道301排出主軸。
68.上述設置中，設置排液流道301能夠將清洗后的潤滑液及時排出，從而確保后續進入軸承安裝腔的潤滑液能夠持續地對主軸軸承200進行清洗。
69.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，軸芯10與拉桿組件20之間具有彈簧安裝腔，彈性組件500包括兩個壓縮彈簧501，兩個壓縮彈簧501設置在彈簧安裝腔內，相鄰的兩個壓縮彈簧501之間設置有隔墊502。壓縮彈簧501在回復力的作用下驅動拉桿組件20反向滑動以實現拉刀。
70.需要說明的是，在保證提供給拉桿23足夠軸向力前提下，彈性組件500若是設置成單個壓縮彈簧501，在壓縮過程中容易與軸芯10的內壁剮蹭，這樣會降低彈性組件500的使用壽命，而且長度太長也會增加其加工難度。由于壓縮彈簧501的端面不是平整的，設置數量多個壓縮彈簧501時需要相應地增加隔墊502，因為多個壓縮彈簧501之間必須有隔墊502過渡。
71.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，壓縮彈簧501和拉桿套30之間設置有套筒900。
72.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，軸套組件300包括前端法蘭302、鎖緊螺母303、軸套304、定位套305和軸承座306。軸承座306設置在軸芯10的外周上，鎖緊螺母303與軸芯10的端部螺紋連接。鎖緊螺母303能夠將前端法蘭302壓緊在軸承座306上。鎖緊螺母303、前端法蘭302、軸承座306和軸芯10限定軸承安裝腔。軸套304設置在軸承座306的外周上，定位套305設置在連接盤601的外周上，軸套304的一端與軸承座306抵觸接觸，定位套305的一端與油缸400抵觸接觸，軸套304的另一端與定位套305的另一端抵觸接觸。
73.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，油缸400包括油缸缸體402、油缸蓋體403、活塞組件404。其中，活塞組件404包括活塞4041和設置在其外周的活塞密封件4042。油缸缸體402設置在定位套305上，活塞4041在油缸缸體402和油缸蓋體403限定的腔體4021內滑動。活塞4041將腔體4021分隔成兩個打壓腔，油缸蓋體403上設置有打壓通道4031，打壓通道4031與打壓腔連通，通過向打壓腔打壓以實現活塞4041的軸向運動。
74.具體地，如圖1和圖2所示，在一個實施例中，密封件40還設置在管接頭800和油缸蓋體403之間，以及設置在油缸缸體402和活塞4041之間，以及拉桿內桿22和拉桿23之間，以及拉桿內桿22和管接頭800之間。
75.需要說明的是，本技術中的第一流道11、第二流道21、第三流道31、流動通道521、排液流道301、注液流道401和密封腔組成了一個完整的油氣潤滑通道。本技術中的主軸軸承潤滑結構內設置有多條油氣潤滑通道，多條油氣潤滑通道能夠同時向主軸軸承200通入潤滑液進行潤滑，從而增加潤滑效果。
76.具體地，注液流道401、第一流道11、第三流道31、排液流道301、流動通道521、第一連通孔212和第二連通孔213的數量均為四個，且沿主軸的周向均勻間隔設置。主軸軸承潤滑結構內設置有四條油氣潤滑通道，四條油氣潤滑通道共用一個環形通道211和一個密封
腔。
77.下面闡述一下本技術中潤滑液的潤滑過程：
78.本技術中潤滑液從油缸蓋體403進入，經過油缸上徑向與軸向潤滑通道(注液流道401)進入到前述的密封腔內，此時受到連接盤601與定位套305之間的組合密封件602、油缸缸體402與活塞4041之間的密封圈、活塞4041與油缸蓋體403之間的活塞密封件4042、管接頭與拉桿內桿之間的密封圈(密封件40)、拉桿23與拉桿內桿22之間的密封圈(密封件40)、油缸蓋體403與管接頭800之間的密封圈(密封件40)以及拉桿23與軸芯10之間的密封圈的作用，潤滑液不會泄露到其他位置，從密封腔通過拉桿上徑向孔(第一連通孔212)進入到拉桿23與拉桿內桿之間腔體(環形通道211)；從拉桿前端徑向孔(第二連通孔213)到達拉桿套30，拉桿23在軸向移動過程中，拉桿23上前端油氣出口(第二連通孔213的出液端)均與拉桿套30內部的凹槽311相通；拉桿套30外部的凹槽311與軸芯10的上徑向孔相通，通過軸芯10的上徑向孔與其軸向孔，潤滑液到達軸芯10的上凹槽位置；同時在拉桿套30與軸芯10之間設置有密封圈，拉桿套30與拉桿23之間設置有密封圈，保證潤滑液不會泄露到其他地方；軸芯10的上凹槽與內隔圈52的上凹槽接觸，潤滑液通過內隔圈52上的徑向孔(徑向通道5211)以及與軸向有夾角的側孔(軸向通道5212)到達軸承位置，實現軸承潤滑。在軸承座306內設有排液流道301，排出剩余潤滑液，完成主軸軸承200的油氣潤滑過程。
79.下面闡述一下本技術中主軸的工作原理：
80.通過向打壓通道4031注入液壓油，活塞4041軸向移動，推動拉桿23軸向移動，此時壓縮彈簧501處于壓縮狀態，撤去液壓油，拉桿23在壓縮彈簧501的彈力的作用下反方向軸向移動。其中拉桿23的左右方向軸向移動，是實現主軸松刀或拉刀動作的必要過程。拉刀后，軸芯10帶動刀柄旋轉進行零件加工。
81.主軸在工作過程中，軸芯10、鎖緊螺母303、內隔圈52、主軸軸承200的軸承內圈、連接盤601以及軸芯內部的拉桿23、拉桿套30、套筒900、壓縮彈簧501、隔墊502、拉桿內桿22、感應盤700繞其中心軸線旋轉。
82.通過調整隔墊502的厚度可以調節壓縮彈簧501回彈后施加給拉桿23的軸向力大小，實現對主軸拉刀力的調節，而且隔墊502保證了兩個壓縮彈簧501的壓縮與回彈正常進行。主軸軸承200是實現軸芯10及拉桿23旋轉功能的必要零部件，其軸承外圈與軸承座306接觸，軸承內圈與軸芯10接觸，在主軸旋轉過程中，軸承內圈包夾著軸芯10旋轉。
83.雖然已經參考優選實施例對本發明進行了描述，但在不脫離本發明的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結構沖突，各個實施例中所提到的各項技術特征均可以任意方式組合起來。本發明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求的范圍內的所有技術方案。
