本发明涉及数控车床，具体涉及车床主轴。
背景技术：
1、车床主轴主要用于车床、车铣复合加工中心等机床，车削时带着工件旋转，所需的扭矩较大。主轴编码器通过精确测量主轴的转动位置和转速，实现对主轴转速和转向的控制，从而提高机床加工效率和精度。因此，在机床自动化加工过程中，主轴编码器不可或缺，对于提升机床的加工能力和保证加工质量具有重要意义，然而，现有的主轴编码器存在着固定结构零配件较多、拆装困难等问题。此外，由于芯轴长期为高速旋转状态，其上的锁紧螺母极易出现松动，安全隐患较高。
2、此外，车床主轴在进行车削时对速度波动要求较高，尤其是在车铣复合加工中心进行低速联动加工时，对其速度波动要求更高，然而现有的车床主轴存在速度波动较大，可控性不高的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种车床主轴，以解决现有技术中的车床主轴的编码器的固定结构存在着零配件较多、拆装困难，以及芯轴上的锁紧螺母易出现松动，安全隐患较高，以及车床主轴速度波动较大，可控性不高的问题。
2、本发明提供了一种车床主轴，包括：
3、外壳；
4、芯轴，可转动地设置在外壳内；
5、轴承座组件，设置在芯轴的后端，轴承座组件包括后轴承、第一锁紧螺母、轴承座，第一锁紧螺母螺纹连接在芯轴上，且在芯轴的轴向上对后轴承进行限位，轴承座固定在外壳上；
6、编码器模块，包括编码器转子和编码器定子，编码器转子可拆卸地安装固定在第一锁紧螺母上，编码器定子直接或间接地固定在轴承座上，编码器转子和编码器定子之间预留有信号传输间隙；
7、锁紧装置，设置在芯轴的后端，锁紧装置位于轴承座组件和编码器模块的外侧；
8、锁紧装置包括：
9、旋转部分，固定在芯轴上，旋转部分包括动锁紧片；
10、静止部分，安装在外壳上，静止部分包括制动部件、静锁紧片和活塞；
11、制动部件固设在外壳上，动锁紧片位于静锁紧片和制动部件之间，静锁紧片的外周部分固定在制动部件上，活塞适于驱动静锁紧片的中间部分向靠近动锁紧片的方向移动，以对动锁紧片产生阻尼作用，或者将动锁紧片夹持固定在静锁紧片和制动部件之间实现制动。
12、有益效果：第一锁紧螺母用于对后轴承进行限位固定，通过将编码器转子可拆卸地安装固定在第一锁紧螺母上，借助第一锁紧螺母即可实现编码器转子与芯轴的安装固定，第一锁紧螺母既可以固定后轴承，又可以辅助安装固定编码器转子，一物多用，进一步简化结构。且在装配时，编码器转子既可以直接从第一锁紧螺母上拆卸下来，又可以与第一锁紧螺母一同从主轴上拆卸下来，十分方便快捷。此外，通过将编码器转子安装在第一锁紧螺母上，若第一锁紧螺母发生松动，在芯轴高速旋转状态下，编码器转子会随着第一锁紧螺母晃动，由于编码器转子相对于编码器定子的位置发生变化，会使得编码器定子接收到的感应信号不稳定，反复变化，此时编码器模块就能够检测到该异常，会发出报警，系统在接收到报警信号就会判断出第一锁紧螺母出现松动，及时停机，避免发生更大的安全事故，降低因异常造成的经济损失，有效的解决现有技术中的车床主轴的编码器固定结构存在着零配件较多、拆装困难以及芯轴上的锁紧螺母易出现松动，安全隐患较高的问题。
13、进一步地，本技术通过在轴承座组件和编码器模块的外侧设置的锁紧装置，能够对编码器起到保护作用，避免编码器受到损坏、污染；同时也可以实现主轴在机状态更换编码器来实现精度提升或进行维修保养。此外，通过设置的静锁紧片，在进行制动时，静锁紧片和制动部件双面锁紧，动锁紧片的两个面均受到摩擦，相比于单面摩擦制动，同样的压力下，刹车扭矩更大，更容易制动，而且当主轴进行低速联动加工时，锁紧装置能够实现高阻尼动作，压力介质会推动活塞向靠近静锁紧片的方向运动，向静锁紧片施加向靠近动锁紧片的方向的轴向力，使静锁紧片产生弹性变形后与动锁紧片接触，活塞的施力确保静锁紧片与动锁紧片接触即可，不会让动锁紧片与制动部件接触，因为此时动锁紧片与制动部件之间依旧处于非接触状态，所以锁紧装置的旋转部分依旧可随芯轴正常旋转，同时因静锁紧片与动锁紧片的摩擦力产生了较大的接触阻尼，而接触阻尼会降低动锁紧片的波动，使得芯轴转动更平稳，提高主轴的加工精度。因此，本技术通过控制活塞的施力大小可实现调整动锁紧片和静锁紧片之间的摩擦力，从而增加动锁紧片和静锁紧片的接触阻尼，使主轴的速度波动更加可控，有效的解决现有的车床主轴速度波动较大，可控性不高的问题。
14、在一种可选的实施方式中，编码器转子包括编码器，编码器通过螺钉固定在第一锁紧螺母的外周壁上；
15、编码器定子包括读数头、以及与读数头固定连接的读数头垫块；读数头位于编码器的外周侧，且与编码器之间预留有信号传输间隙；
16、第一锁紧螺母用于将后轴承的内圈锁紧固定在芯轴上；读数头垫块设置在轴承座和读数头之间，且读数头垫块通过螺钉固定在轴承座上，读数头与编码器之间预留有信号传输间隙；或者，轴承座组件还包括后压盖，后压盖用于将后轴承的外圈锁紧固定在轴承座上，第一锁紧螺母用于将后轴承的内圈锁紧固定在芯轴上；读数头垫块设置在后压盖和读数头之间，且读数头垫块通过螺钉固定在后压盖上。
17、有益效果：通过设置的读数头垫块，可以根据实际装配精度的差异大小、编码器转子和编码器定子之间的间隙等要求，来选择相应型号尺寸的读数头垫块，实现调整编码器转子和编码器定子之间的间隙距离的目的，确保即使主轴上的各结构存在一定的装配误差，读数头和编码器之间也能够预留有一定的间隙距离，保证信号的正常传输。通过设置的读数头垫块，在后期维护更换时，只需更换适配尺寸的读数头垫块即可，其余主轴零件无需变更，使同款主轴可达到不同的精度，拓宽了主轴的应用范围，而且还可实现不同精度编码器进行互换，进而达到同种主轴外径不同定位精度的配置需求，以便进行最优成本控制。
18、在一种可选的实施方式中，锁紧装置具有释放状态、阻尼状态和制动状态；
19、当锁紧装置处于释放状态，动锁紧片和制动部件之间形成有第一间隙，静锁紧片和动锁紧片之间形成有第二间隙，静锁紧片和活塞的端面之间形成有第三间隙；
20、当锁紧装置处于阻尼状态时，静锁紧片与动锁紧片相接触，且动锁紧片与制动部件之间不接触；
21、当锁紧装置处于制动状态时，动锁紧片被夹持固定在静锁紧片与制动部件之间；
22、静锁紧片和动锁紧片均由弹性材料制成，第一间隙在动锁紧片的弹性变形范围内；第一间隙和第二间隙之和在静锁紧片的弹性变形范围内，活塞的有效行程大于第一间隙、第二间隙、第三间隙之和。
23、有益效果：当主轴进行低速联动加工时，锁紧装置切换至阻尼状态，压力介质会推动活塞向靠近静锁紧片的方向运动，使静锁紧片产生弹性变形后与动锁紧片接触，活塞的施力确保静锁紧片与动锁紧片接触即可，不会让动锁紧片与制动部件接触，因为此时动锁紧片与制动部件之间依旧处于非接触状态，所以锁紧装置的旋转部分依旧可随芯轴正常旋转，同时因静锁紧片与动锁紧片的摩擦力产生了较大的接触阻尼，而接触阻尼会降低动锁紧片的波动，使得芯轴转动更平稳，提高主轴的加工精度。此外，第一间隙和第二间隙通过采用上述尺寸范围的设计，可以有效的保证无锁紧时，主轴在全转速范围内运行时，动锁紧片与静锁紧片不会干涉，并且活塞的有效行程通过采用大于第一间隙、第二间隙、第三间隙之和的设计，可以保证压力介质的压力全部作用在动锁紧片上。
24、在一种可选的实施方式中，活塞靠近静锁紧片的一端设有环形的抵接凸台，动锁紧片和静锁紧片也均为环形，抵接凸台的外径小于或等于动锁紧片的外径，抵接凸台的内径大于静锁紧片的内径。
25、有益效果：通过将抵接凸台的尺寸设置在上述尺寸范围内，确保活塞能够与静锁紧片之间有效接触，保证制动效果。此外，由于静锁紧片的外周部分固定在制动部件上，不发生弹性形变，通过采用抵接凸台的外径小于或等于动锁紧片的外径的设计，既能够保证制动时可以更高效地夹住动锁紧片，又能够避免抵接凸台的外径过大，接触到静锁紧片外周不发生弹性形变的部分，使得静锁紧片的应力过大，中间部分不容易形变的问题；通过采用抵接凸台的内径大于静锁紧片的内径设计，可有效的避免在动锁紧片和静锁紧片的变形量很大时，抵接凸台易与动锁紧片靠近芯轴的根部位置发生干涉，影响主轴正常工作。
26、在一种可选的实施方式中，静止部分还包括：
27、锁紧外壳，螺钉连接在制动部件上；
28、锁紧内壳，螺钉连接在锁紧外壳内，锁紧外壳和锁紧内壳围合形成有安装空间，活塞活动安装在安装空间内；
29、锁紧内壳内设置有限位台阶，限位台阶用于限制活塞缩回到极限位置，以使得活塞远离静锁紧片的一侧端面与安装空间的内壁之间形成压力腔；
30、锁紧外壳上开设有连通外部加压机构与压力腔的增压通道。
31、有益效果：静止部分通过采用锁紧外壳和锁紧内壳的设计，两个壳体更加方便加工成型。通过在锁紧内壳内设置的限位台阶，能够限制活塞的位置，使得活塞在复位至初始位置时仍能够与安装空间的内壁之间具有设定间隙，以形成压力腔，方便通入压力介质，以推动活塞运动。通过将增压通道开设在锁紧外壳上，由于锁紧外壳位于外侧，更加方便增压通道与外部加压机构的连接。
32、在一种可选的实施方式中，旋转部分还包括：
33、安装轴套，安装轴套套设在芯轴上，并与芯轴通过键连接，以使其可随芯轴同步转动；
34、调整垫块，设置在动锁紧片和安装轴套的端部之间，用于调整动锁紧片和制动部件之间的间隙。
35、有益效果：通过装配不同厚度的调整垫块来调整动锁紧片和制动部件之间的第一间隙，可实现主轴锁紧时轴向窜动为零，保证轴向加工精度的效果。
36、在一种可选的实施方式中，车床主轴还包括：
37、电机转子，可拆卸地安装固定在芯轴上，且沿电机转子的拆卸方向，芯轴呈缩径设置；
38、电机转子的内周部分与芯轴的外周部分围合形成有拆卸腔，拆卸腔与外部增压机构连通，适于通过增压机构增加拆卸腔内的压力，使得电机转子与芯轴之间形成拆卸间隙。
39、有益效果：电机转子和芯轴装配后形成拆卸腔，当外部介质进入拆卸腔后，通过增加介质压力来增大电机转子内径，从而达到快速拆卸电机转子的目的。并且通过沿电机转子的拆卸方向，将芯轴设计为缩径设置，即芯轴的外径前端大于后端，确保电机转子拆卸时芯轴的后端不会产生干涉，同时这种设计确保芯轴后端处电机转子承压面积大于芯轴前端处承压面积，使拆卸的时候拆卸腔内的介质压力朝拆卸方向，该阶梯式设计便于转子装配和拆卸。
40、在一种可选的实施方式中，电机转子的内周壁设置有环形凹槽，环形凹槽与芯轴的外周壁围合形成拆卸腔；
41、电机转子上设置有介质通道，介质通道的进口端与增压机构连通，出口端与拆卸腔连通；
42、沿电机转子的拆卸方向，芯轴包括依次设置的大管径段和小管径段；介质通道的进口端位于电机转子靠近小管径段的一端。
43、有益效果：通过将介质通道的进口端设置在芯轴的小管径端（后端），在分离芯轴与电机转子时，可使用工具在电机转子靠近芯轴大管径端（前端）施力，使电机转子相对于芯轴移动，并且当芯轴的前侧端部到达拆卸腔所在区域时，由于芯轴在此处的直径相对较小，因此即使电机定子的内径恢复，也能保证芯轴和电机转子顺利分离。
44、在一种可选的实施方式中，车床主轴还包括：
45、电机定子，固定在外壳内，外壳内设置有适于与电机定子定位配合的定子定位台；
46、芯轴的外周壁设置有适于与电机转子定位配合的转子定位台，适于通过定子定位台和转子定位台来限制电机定子和电机转子的相对位置。
47、有益效果：通过在外壳内设置的定子定位台，芯轴外部设置的转子定位台，能够有效的保证电机定子和电机转子的相对位置关系。
48、在一种可选的实施方式中，车床主轴还包括密封装置，密封装置包括第一道密封结构，第一道密封结构包括：
49、密封部件，套设在芯轴外，且与芯轴之间具有设定密封间隙，密封部件固定于外壳的前端，密封部件的内周侧设置有密封环槽，密封环槽适于与外部进气机构连通以通入密封气体，芯轴的外周壁上设置有环状的第一v型槽，第一v型槽与密封环槽相对应；
50、第一环形阻挡部，设置在芯轴的外周，且沿污染介质从密封部件和芯轴的间隙流入的方向，第一环形阻挡部位于第一v型槽的下游，第一环形阻挡部与密封部件之间形成有第一排放腔，第一排放腔连通密封装置外部，用于排放污染介质。
51、有益效果：当压力气体通过密封环槽内进入第一密封间隙，由于第一密封间隙的空间相对于密封环槽要狭窄很多，所以密封气体在由密封环槽进入第一密封间隙时会因受到一定的压缩而增大气压，所以密封气体经由第一密封间隙进入到外界时是带有一定压力的，从而达到密封效果，阻挡外界污染物进入第一密封间隙。当外界污染物穿过第一层气体密封或通过爬壁效应通过第一密封间隙时，密封环槽、第一v型槽会进行第一道阻挡，具体地，芯轴在高速旋转状态下，在第一v型槽处的污染物会在离心作用下被甩入密封环槽内，然后在重力作用下排向外界；若外界污染物进一步进入第二密封间隙到达第一排放腔，经第二密封间隙挤压过的污染介质，在进入第一排放腔的一刻会突然得到释放，由于污染介质的压力降低，不足以支撑其进一步进入到主轴内部，且第一环形阻挡部的外径要大于芯轴的外径大，也起到一定阻碍作用，从而能达到有效的密封作用，保护主轴内部轴承不被切削液或雾化气体污染，提高主轴的使用寿命，有效的解决现有技术中切削液或雾化气体非常容易进入到主轴内部，污染轴承，影响主轴的使用寿命的问题。
1.一种车床主轴，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的车床主轴，其特征在于，所述编码器转子（251）包括编码器（2512），所述编码器（2512）通过螺钉固定在所述第一锁紧螺母（22）的外周壁上；
3.根据权利要求1或2所述的车床主轴，其特征在于，所述锁紧装置（40）具有释放状态、阻尼状态和制动状态；
4.根据权利要求1或2所述的车床主轴，其特征在于，所述活塞（423）靠近所述静锁紧片（422）的一端设有环形的抵接凸台（4231），所述动锁紧片（411）和所述静锁紧片（422）也均为环形，所述抵接凸台（4231）的外径小于或等于所述动锁紧片（411）的外径，所述抵接凸台（4231）的内径大于所述静锁紧片（422）的内径。
5.根据权利要求1或2所述的车床主轴，其特征在于，所述静止部分（42）还包括：
6.根据权利要求1或2所述的车床主轴，其特征在于，所述旋转部分（41）还包括：
7.根据权利要求1或2所述的车床主轴，其特征在于，所述车床主轴还包括：
8.根据权利要求7所述的车床主轴，其特征在于，所述电机转子（12）的内周壁设置有环形凹槽，所述环形凹槽与所述芯轴（11）的外周壁围合形成所述拆卸腔（120）；
9.根据权利要求7所述的车床主轴，其特征在于，所述车床主轴还包括：
10.根据权利要求1或2所述的车床主轴，其特征在于，所述车床主轴还包括密封装置（30），所述密封装置（30）包括第一道密封结构，所述第一道密封结构包括：
