一種電主軸教具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電主軸教具，包括透明殼體、以及用不同色彩標識的轉軸、軸承、轉子和定子，轉軸通過軸承穿設于透明殼體內(nèi)腔，轉子套裝于轉軸上，定子固裝于透明殼體內(nèi)并套合在轉子外部，轉軸上套裝有隨轉軸轉動的風扇，透明殼體上設有連通透明殼體內(nèi)腔與外界的進風口和排風口。該教具具有結構簡單、成本低廉、可有效提高可視化程度和清潔度的優(yōu)點。
【專利說明】—種電主軸教具

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明主要涉及教學儀器領域，尤其涉及一種電主軸教具。

【背景技術】
[0002]高速精密加工技術是代表機床工業(yè)未來發(fā)展趨勢的一種新技術。高速精密機床普遍采用電主軸作為核心功能部件，驅(qū)動刀具(砂輪)或工件高速旋轉，實現(xiàn)高效率高精密加工。電主軸將機床主軸的功能與電機功能從結構上融為一體，省掉了皮帶傳動等中間環(huán)節(jié)，具有結構緊湊、速度高、回轉精度高、振動小、可無級調(diào)速等顯著優(yōu)點，代表了機床主軸的發(fā)展方向。
[0003]要推廣普及電主軸技術，首先需要在現(xiàn)代高等教育和職業(yè)教育中，充分對電主軸的結構特點和工作原理進行展示，使學生充分了解和認識電主軸。開展電主軸教學最直觀的方法，是采用生動、直觀、形象的電主軸教具，幫助學生建立直觀感性認識，引導學生對教具進行觀察，分析思考，提出問題，并從中學會解決問題的方法。
[0004]但目前市場上沒有現(xiàn)成的電主軸教具供現(xiàn)場教學使用。其原因在于，電主軸將電機集成于主軸單元中，現(xiàn)場運轉會產(chǎn)生大量熱量，引起電主軸溫升，如運轉時間較長，會導致教具材料發(fā)熱變形甚至燒毀。因此，電主軸教具既要采用合適的材料充分展示電主軸結構特點，又必須采取適當措施控制電主軸的溫度，使其控制在一定值以內(nèi)。實際的電主軸產(chǎn)品一般采取強制循環(huán)冷卻方式對電主軸的定子及主軸軸承進行冷卻，即將經(jīng)過冷卻裝置的冷卻介質(zhì)強制性地在主軸定子外和主軸軸承外循環(huán)，帶走熱量。但在電主軸教具中，采取強制循環(huán)冷卻方式并不適用，一方面循環(huán)冷卻系統(tǒng)體積大，不利于攜帶；另一方面制造成本高，且更換過程中冷卻介質(zhì)會影響教具演示室的衛(wèi)生環(huán)境。
[0005]由于上述困難，目前市場上沒有合適的電主軸教具供現(xiàn)場展示使用，影響了電主軸技術的教學普及程度和教學效果?，F(xiàn)代機床高等教育和職業(yè)教育，迫切需要合適的電主軸教具。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構簡單、成本低廉、可有效提高可視化程度和清潔度的電主軸教具。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種電主軸教具，包括透明殼體、以及用不同色彩標識的轉軸、軸承、轉子和定子，所述轉軸通過軸承穿設于透明殼體內(nèi)腔，所述轉子套裝于轉軸上，所述定子固裝于透明殼體內(nèi)并套合在轉子外部，所述轉軸上套裝有隨轉軸轉動的風扇，所述透明殼體上設有連通透明殼體內(nèi)腔與外界的進風口和排風口。
[0008]作為上述技術方案的進一步改進:
所述轉子與定子之間設有用于通風的通風間隙。
[0009]所述轉軸沿其軸線開設有通孔，所述通孔內(nèi)穿設有一根拉桿，所述拉桿前端連接有刀柄和刀爪部件，所述拉桿上設有驅(qū)使拉桿帶動刀爪部件保持卡緊刀柄內(nèi)壁的復位彈簧，所述拉桿后端連接有推桿機構，經(jīng)推桿機構對拉桿施加軸向推力時，刀爪部件脫離刀柄內(nèi)壁。
[0010]所述刀爪部件包括刀爪、刀爪內(nèi)套、活動推塊以及推力彈簧，所述刀爪內(nèi)套固裝于拉桿前端，所述刀爪活動套合于刀爪內(nèi)套外圍，所述活動推塊和推力彈簧套設于拉桿上、且活動推塊位于刀爪的后端與推力彈簧的前端之間，所述復位彈簧復位時，所述拉桿帶動刀爪內(nèi)套驅(qū)使刀爪脹開卡緊刀柄，經(jīng)推桿機構對拉桿施加軸向推力時，所述推力彈簧驅(qū)使活動推塊推動刀爪脫離刀柄內(nèi)壁。
[0011]所述拉桿于后端部設有用于限制拉桿移動行程的限位組件。
[0012]所述限位組件包括卡爪和卡爪內(nèi)套，所述卡爪內(nèi)套固裝于拉桿的端部，所述卡爪于一端通過固定套與透明殼體內(nèi)壁連接，于另一端與卡爪內(nèi)套外壁活動扣接。
[0013]所述透明殼體為分段粘接而成的有機玻璃殼體。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
本發(fā)明的電主軸教具的實施例，該教具包括透明殼體、以及用不同色彩標識的轉軸、軸承、轉子和定子，轉軸通過軸承穿設于透明殼體內(nèi)腔，轉子套裝于轉軸上，定子固裝于透明殼體內(nèi)并套合在轉子外部，這樣設置，使得在教具演示時，通過透明殼體能非常直觀的看到電主軸內(nèi)部結構，而且各部件又采用不同的色彩進行了標識，學員在視覺上能很快找到相應的部件，其結構簡單，大大提高了該教具的可視化程度和直觀性教學效果；而轉軸上套裝有隨轉軸轉動的風扇，透明殼體上設有連通透明殼體內(nèi)腔與外界的進風口和排風口，由于風扇會隨轉軸轉動，故在電主軸演示時，外部氣流從進風口經(jīng)風扇的加速后帶走透明殼體內(nèi)腔的熱量，從排風口排出，從而達到通風冷卻的效果，較傳統(tǒng)結構而言，該結構不需要經(jīng)常更換循環(huán)油，一方面能夠保證電主軸教具的清潔，提高了教具演示室的衛(wèi)生環(huán)境，另一方面，也大大降低了使用成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明電主軸教具的結構示意圖。
[0016]圖2是圖1的A處放大結構示意圖。
[0017]圖3是圖1的B處放大結構示意圖。
[0018]圖4是本發(fā)明電主軸教具中前段透明殼體的結構示意圖。
[0019]圖5是本發(fā)明電主軸教具中后段透明殼體的結構示意圖。
[0020]圖中各標號表不:
1、透明殼體；11、進風口 ；12、排風口 ；2、轉軸；21、通孔；3、軸承；4、轉子；5、定子；6、風扇；7、通風間隙；8、刀柄；9、拉桿；10、刀爪部件；101、刀爪；102、刀爪內(nèi)套；103、活動推塊；104、推力彈簧；13、復位彈簧；14、推桿機構；15、限位組件；151、卡爪；152、卡爪內(nèi)套。

【具體實施方式】
[0021]以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0022]圖1至圖5示出了本發(fā)明電主軸教具的實施例，該教具包括透明殼體1、以及用不同色彩標識的轉軸2、軸承3、轉子4和定子5，轉軸2通過軸承3穿設于透明殼體I內(nèi)腔，轉子4套裝于轉軸2上，定子5固裝于透明殼體I內(nèi)并套合在轉子4外部，這樣設置，使得在教具演示時，通過透明殼體I能非常直觀的看到電主軸內(nèi)部結構，而且各部件又采用不同的色彩進行了標識，學員在視覺上能很快找到相應的部件，其結構簡單，大大提高了該教具的可視化程度和直觀性教學效果；而轉軸2上套裝有隨轉軸2轉動的風扇6，透明殼體I上設有連通透明殼體I內(nèi)腔與外界的進風口 11和排風口 12，由于風扇6會隨轉軸2轉動，故在電主軸演示時，外部氣流從進風口 11經(jīng)風扇6的加速后帶走透明殼體I內(nèi)腔的熱量,從排風口 12排出，從而達到通風冷卻的效果，較傳統(tǒng)結構而言，該結構不需要經(jīng)常更換循環(huán)油，一方面能夠保證電主軸教具的清潔，提高了教具演示室的衛(wèi)生環(huán)境，另一方面，也大大降低了使用成本。
[0023]本實施例中，轉子4與定子5之間設有用于通風的通風間隙7，該通風間隙7 —方面使得轉子4與定子5制作過程中的公差放大，其制作更為簡單，節(jié)約了制作成本，另一方面，透明殼體I內(nèi)部的氣流可經(jīng)通風間隙7排出至透明殼體I外部，從而帶走熱量，以實現(xiàn)降溫冷卻的效果。
[0024]本實施例中，轉軸2沿其軸線開設有通孔21，通孔21內(nèi)穿設有一根拉桿9，拉桿9前端連接有刀柄8和刀爪部件10，拉桿9上設有驅(qū)使拉桿9帶動刀爪部件10保持卡緊刀柄8內(nèi)壁的復位彈簧13，拉桿9后端連接有推桿機構14，經(jīng)推桿機構14對拉桿9施加軸向推力時，刀爪部件10脫離刀柄8內(nèi)壁，該結構中，由液壓或氣動裝置驅(qū)動推桿機構14產(chǎn)生軸向推力使拉桿9向前端移動時，此時，刀爪部件10會脫離刀柄8內(nèi)壁，以實現(xiàn)換刀工作，當換好所需刀柄8時，復位彈簧13恢復形變驅(qū)使拉桿9向后端移動，拉桿9會帶動刀爪部件10保持卡緊刀柄8內(nèi)壁，從而實現(xiàn)對刀柄8夾裝工作，其結構簡單、易于實現(xiàn)。
[0025]在其它實施例中，也可手動對推桿機構14加軸向推力，同樣可實現(xiàn)對刀柄8夾裝和松開工作。
[0026]本實施例中，刀爪部件10包括刀爪101、刀爪內(nèi)套102、活動推塊103以及推力彈簧104，刀爪內(nèi)套102固裝于拉桿9前端，刀爪101活動套合于刀爪內(nèi)套102外圍，所活動推塊103和推力彈簧104套設于拉桿9上、且活動推塊103位于刀爪101的后端與推力彈簧104的前端之間，刀柄8的內(nèi)壁設有兩個卡槽，刀爪101設有兩個與卡槽配合卡接的凸起，該結構中，當推桿機構14產(chǎn)生軸向推力使拉桿9向前端移動時，推力彈簧104會驅(qū)使活動推塊103推動刀爪101的兩個凸起退出兩個卡槽，使刀爪101脫離刀柄8內(nèi)壁，以實現(xiàn)換刀工作，當復位彈簧13復位時，拉桿9會向后端移動，同時，拉桿9會帶動刀爪內(nèi)套102驅(qū)使刀爪101脹開，此時，刀爪101的兩個凸起會與兩個卡槽形成卡接而卡緊刀柄8，從而實現(xiàn)對刀柄8夾裝工作，其結構簡單，設計巧妙。
[0027]本實施例中，拉桿9于后端部設有用于限制拉桿9移動行程的限位組件15，該限位組件15能夠?qū)瓧U9的移動進行定位，保證對刀柄8卡緊和松開的穩(wěn)定性和可靠性。
[0028]本實施例中，限位組件15包括卡爪151和卡爪內(nèi)套152，卡爪內(nèi)套152固裝于拉桿9的端部，卡爪151于一端通過固定套與透明殼體I內(nèi)壁連接，于另一端與卡爪內(nèi)套152外壁活動扣接，該結構中，通過卡爪151與卡爪內(nèi)套152的活動扣接，可控制拉桿9向兩端移動的最大距離，保證對刀柄8卡緊和松開的穩(wěn)定性和可靠性。
[0029]本實施例中，透明殼體I為分段粘接而成的有機玻璃殼體，制作時，先截取合適的尺寸的有機玻璃殼體，再進行熱卷成型、冷卻定型完成如圖4所示的前段透明殼體I的制作，按照同樣的方法完成如圖5所示的后段透明殼體I的制作，再將前后兩段透明殼體I對接粘接即可，采用分段式結構，一方面有利于透明殼體I的制作成型，另一方面可提高殼體內(nèi)部的零件安裝的方便性。
[0030]雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內(nèi)容對本發(fā)明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發(fā)明技術方案保護的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種電主軸教具，其特征在于:包括透明殼體(I)、以及用不同色彩標識的轉軸(2)、軸承(3)、轉子(4)和定子(5)，所述轉軸(2)通過軸承(3)穿設于透明殼體(I)內(nèi)腔，所述轉子(4)套裝于轉軸(2)上，所述定子(5)固裝于透明殼體(I)內(nèi)并套合在轉子(4)外部，所述轉軸(2 )上套裝有隨轉軸(2 )轉動的風扇(6 )，所述透明殼體(I)上設有連通透明殼體Cl)內(nèi)腔與外界的進風口(11)和排風口(12)。
2.根據(jù)權利要求1所述的電主軸教具，其特征在于:所述轉子(4)與定子(5)之間設有用于通風的通風間隙(7)。
3.根據(jù)權利要求2所述的電主軸教具，其特征在于:所述轉軸(2)沿其軸線開設有通孔(21)，所述通孔(21)內(nèi)穿設有一根拉桿(9 )，所述拉桿(9 )前端連接有刀柄(8 )和刀爪部件(10)，所述拉桿(9)上設有驅(qū)使拉桿(9)帶動刀爪部件(10)保持卡緊刀柄(8)內(nèi)壁的復位彈簧(13)，所述拉桿(9)后端連接有推桿機構(14)，經(jīng)推桿機構(14)對拉桿(9)施加軸向推力時，刀爪部件(10)脫離刀柄(8)內(nèi)壁。
4.根據(jù)權利要求3所述的電主軸教具，其特征在于:所述刀爪部件(10)包括刀爪(101)、刀爪內(nèi)套(102)、活動推塊(103)以及推力彈簧(104)，所述刀爪內(nèi)套(102)固裝于拉桿(9)前端，所述刀爪(101)活動套合于刀爪內(nèi)套(102)外圍，所述活動推塊(103)和推力彈簧(104)套設于拉桿(9)上、且活動推塊(103)位于刀爪(101)與推力彈簧(104)之間，所述復位彈簧(13)復位時，所述拉桿(9)帶動刀爪內(nèi)套(102)驅(qū)使刀爪(101)脹開卡緊刀柄(8),經(jīng)推桿機構(14)對拉桿(9)施加軸向推力時，所述推力彈簧(104)驅(qū)使活動推塊(103)推動刀爪(101)脫離刀柄(8)內(nèi)壁。
5.根據(jù)權利要求4所述的電主軸教具，其特征在于:所述拉桿(9)于后端部設有用于限制拉桿(9 )移動行程的限位組件(15)。
6.根據(jù)權利要求5所述的電主軸教具，其特征在于:所述限位組件(15)包括卡爪(151)和卡爪內(nèi)套(152)，所述卡爪內(nèi)套(152)固裝于拉桿(9)的端部，所述卡爪(151)于一端通過固定套與透明殼體(I)內(nèi)壁連接，于另一端與卡爪內(nèi)套(152)外壁活動扣接。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的電主軸教具，其特征在于:所述透明殼體(I)為分段粘接而成的有機玻璃殼體。
【文檔編號】G09B25/02GK104240586SQ201410540379
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權日:2014年10月14日
【發(fā)明者】蔣冰, 馮華帥, 柯曾杰, 熊一凡, 熊萬里 申請人:湖南大學