專利名稱：一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及精密機械制造領(lǐng)域，特別涉及一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元。
背景技術(shù)：
影響機械加工零件精度的因素有很多，但是這其中最重要的一個就是加工機械零件的機床(例如磨床、車床、加工中心等)本身的精度等級，隨著對機械加工零件精度的要求越來越高，對機床的高速回轉(zhuǎn)主軸的綜合回轉(zhuǎn)精度也就提出了越來越高的要求，如一些高速大功率高精度數(shù)控磨床、加工中心的主軸轉(zhuǎn)速己達到20000r/min以上，對于主軸的綜合回轉(zhuǎn)精度要求小于0. 2 ii m,甚至更高?，F(xiàn)有的用于機床的(磨床、加工中心等)的等分油腔靜動壓軸磨具單元，包括主軸箱體，這個主軸箱體安裝在機床上，在主軸箱體內(nèi)安裝有高速旋轉(zhuǎn)的主軸，主軸一端連接有砂輪(用于磨床的時候)，另一端連接有傳動輪，由傳動輪帶著主軸旋轉(zhuǎn)，在主軸箱體內(nèi)安裝有前軸瓦、后軸瓦和后壓蓋，在前軸瓦、后軸瓦上都設(shè)有等分油腔，傳統(tǒng)的方式是在前軸瓦、后軸瓦采用四個或六個等偶數(shù)個等分油腔。其中，以四等分油腔最為常見，應用最為廣泛，但是，偶數(shù)個等分油腔雖然能夠滿足一般機床對于精度的需要，但是對于高精度主軸回轉(zhuǎn)精度小于0. 2 ii m,達到0. 15 ii m甚至更高的時候,就達不到了。

實用新型內(nèi)容本實用新型是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其能夠使得主軸的回轉(zhuǎn)精度大大提高。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案如下；一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，包括主軸箱體、主軸，所述的主軸箱體上安裝有前軸瓦、后軸瓦，所述前軸瓦設(shè)有前等分油腔，所述后軸瓦上設(shè)有后等分油腔，所述前等分油腔和/或所述后等分油腔的數(shù)量為大于等于三的奇數(shù)個。作為優(yōu)選，所述前等分油腔和/或所述后等分油腔的數(shù)量為3、5、7個。作為優(yōu)選，所述前等分油腔和/或所述后等分油腔的數(shù)量為5個。作為優(yōu)選，所述的主軸的后端安裝有傳動輪。作為優(yōu)選，所述主軸后端有一軸向受力圓環(huán)，所述后軸瓦的后側(cè)面設(shè)有與所述軸向受力圓環(huán)的前側(cè)面相配合的環(huán)槽，所述主軸箱體后端固定有后壓蓋，所述后壓蓋的前側(cè)面設(shè)有與所述軸向受力圓環(huán)的后側(cè)面相配合的環(huán)槽。作為優(yōu)選，所述前軸瓦和/或后軸瓦與所述的主軸箱體一體成型或分體組裝。 作為優(yōu)選，所述的主軸具有與所述前軸瓦、后軸瓦相配合的前軸肩、中間軸肩。作為優(yōu)選，所述的機床為車床或磨床。本實用新型的有益效果在于本實用新型的等分油腔靜動壓軸磨具單元，與現(xiàn)有的采用四等分或六等分油腔不同，采用的是大于等于三的奇數(shù)個等分腔數(shù)量，能夠使得主軸的回轉(zhuǎn)精度大大提高，達到0. 15 i! m甚至更高。
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明圖I為現(xiàn)有的四等分油腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有的六等分油腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的A-A剖視圖；圖5為圖3的B-B剖視圖； 圖6為圖3中I處局部放大圖。圖中A-前軸瓦或后軸瓦;A1_主軸，A2-間隙，A3-等分油腔；I-主軸箱體；2-主軸，201-軸向受力圓環(huán)，202-前軸肩，203-中間軸肩；3-前軸瓦，301-前等分油腔；4-后軸瓦，401-后等分油腔，402-環(huán)槽；5-后壓蓋，501-環(huán)槽；6-傳動輪；7-砂輪。
具體實施方式
實施例，見附圖3、4、5、6 ;—種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，機床可以是車床、磨床等，本實施方式采用的是磨床，但不僅限于此，其包括主軸箱體I、主軸2，主軸2安裝在主軸箱體內(nèi)，兩端伸出，主軸后端固定有傳動輪6，用來與外部的動力源連接，帶動主軸旋轉(zhuǎn)，因為在本實施方式中是以磨床為例，所以，在主軸的前端安裝有砂輪7，如果是車床則可以安裝刀具，因為是本領(lǐng)域內(nèi)的公知技術(shù)，在此不詳述，在主軸箱體I上安裝有前軸瓦3、后軸瓦4及后壓蓋5，前軸瓦3、后軸瓦4可以與主軸箱體一體或分體組裝，本實施方式中，前軸瓦、后軸瓦與主軸箱體是分開的，前軸瓦和主軸箱體固定連接，而后軸瓦不是，因此在主軸箱體內(nèi)設(shè)有一位于后軸瓦前端面的卡圈，防止其移動，為了減小主軸在高速旋轉(zhuǎn)的時候的軸向跳動，在主軸2后端有一軸向受力圓環(huán)201，軸向受力圓環(huán)201是直接成型在主軸上的，與主軸一體的，而后軸瓦4的后側(cè)面設(shè)有與軸向受力圓環(huán)201的前側(cè)面相配合的環(huán)槽402，后壓蓋5的前側(cè)面設(shè)有與所述軸向受力圓環(huán)201的后側(cè)面相配合的環(huán)槽501，通過讓兩個環(huán)槽充滿液壓油來減小主軸軸向的跳動。而為了減小加工主軸的成本，及加快主軸的加工時間，提高工作效率，主軸2具有與所述前軸瓦3、后軸瓦4相配合的前軸肩202、中間軸肩203。這樣，在加工主軸的時候，只需要將前軸肩202、中間軸肩203高精度加工即可，其余部分精度要求不高，加工速度快。前軸瓦3設(shè)有前等分油腔301，后軸瓦4上設(shè)有后等分油腔401，前等分油腔301和/或所述后等分油腔401的數(shù)量為大于等于三的奇數(shù)個，數(shù)量的選擇根據(jù)主軸的直徑大小及實際情況來進行確定，一般的，經(jīng)過我們實際的檢測、實驗，在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，前等分油腔301和后等分油腔401的數(shù)量為3、5或7個，其中，以數(shù)量為5個最佳，本實施方式中，前等分油腔301和后等分油腔401的數(shù)量均為5個，當然，也可以是，前等分油腔301或后等分油腔401的數(shù)量是3、5、7等奇數(shù)個，只是這樣，效果不是最佳。見附


圖1、2，這兩個附圖表示的兩種最常見的、應用范圍最廣的傳統(tǒng)的等分油腔的設(shè)置，分別是四等分和六等分油腔設(shè)置圖，圖中，A表示的是前軸瓦或后軸瓦，Al表示的機床的主軸，A2表示的是主軸與前軸瓦或后軸瓦之間的正常間隙，A3表示的就是等分油腔，也就是開設(shè)在前軸瓦或后軸瓦內(nèi)表面的凹槽，可以貫穿整個前軸瓦或后軸瓦長度方向的，也可以不貫穿。主軸不管采用何種精度的機床加工出來的，其橫截面實際上都是一個橢圓，同樣的，前軸瓦或后軸瓦的內(nèi)孔橫截面也是橢圓，圖I、圖2為了顯示方便及便于理解，將主軸和前軸瓦或后軸瓦的內(nèi)孔的橢圓度進行了放大，但這并不代表實際的尺寸。在現(xiàn)在的軸系單元工作的時候，是注入高壓油的，高壓油在主軸與前軸瓦、后軸瓦之間形成油膜，使得主軸處于液態(tài)支承狀態(tài)，為了減小主軸在高速旋轉(zhuǎn)時候產(chǎn)生的徑向跳動，在前軸瓦、后軸瓦上都設(shè)有四個或六個等分油腔。見
圖1，從圖中可以看出，等分油腔A3為四個，主軸橫截面是橢圓，其橫截面兩個長軸對應兩個等分油腔、短軸對應兩個等分油腔，因為等分油腔是開始在前軸瓦、后軸瓦內(nèi)孔上的凹槽，所以，兩個長軸兩個與和對應等分油腔之間的間隙，是大于正常情況下主軸和前軸瓦、后軸瓦內(nèi)孔之間的間隙A2的，同樣的，兩個短軸與和其對應的兩個等分油腔之間的間隙，也是是大于正常情況下主軸和前軸瓦、后軸瓦內(nèi)孔之間的間隙A2的。這樣，當主軸旋轉(zhuǎn)到兩個長軸、兩個短軸與四個等分油腔位置對應的時候，會因為間隙的變大而引起主軸的一個微小的跳動，雖然間隙的變化很小很小，跳動也很小很小，但是，要知道，主軸旋轉(zhuǎn)的速度是20000r/min，甚至更高，以主軸轉(zhuǎn)速為24000r/min為例，也就是說，在一秒鐘內(nèi)，主軸旋轉(zhuǎn)了 300轉(zhuǎn)，而每一轉(zhuǎn)內(nèi)，主軸都會因為間隙的變化而產(chǎn)生四次意外的徑向微小跳動(每一轉(zhuǎn)內(nèi)，主軸的長軸、端軸有四次與四個等分油腔對應的位置，就是四次間隙變化，四次徑向跳動)，一秒鐘300轉(zhuǎn)，就是1200次微小的徑向跳動，而這樣的跳動對應一般精度的加工來講，是正常的范圍內(nèi)，而對應對主軸回轉(zhuǎn)精度要求小于0. 15 ii m甚至0. I y m的機床來說，就太大了，這些跳動累計的誤差使得主軸回轉(zhuǎn)精度達不到要求；見附圖2，而對于現(xiàn)有的等分油腔A3為六個，主軸橫截面是橢圓，其橫截面兩個長軸對應兩個等分油腔、短軸則沒有對應的等分油腔，所以，兩個長軸兩個與和對應等分油腔之間的間隙，是大于正常情況下主軸和前軸瓦、后軸瓦內(nèi)孔之間的間隙A2的。這樣，當主軸旋轉(zhuǎn)到兩個長軸與兩個等分油腔位置對應的時候，會因為間隙的變大而引起主軸的一個微小的跳動，雖然間隙的變化很小很小，跳動也很小很小，但是要知道，主軸旋轉(zhuǎn)的速度是20000r/min，甚至更高，以主軸轉(zhuǎn)速為24000r/min為例，也就是說，在一秒鐘內(nèi)，主軸旋轉(zhuǎn)了 300轉(zhuǎn)，而每一轉(zhuǎn)內(nèi)，主軸都會因為間隙的變化而產(chǎn)生六次意外的徑向微小跳動(每一轉(zhuǎn)內(nèi)，主軸的長軸有六次與兩個等分油腔對應的位置，就是六次間隙變化，六次跳動)，一秒鐘300轉(zhuǎn)，就是1800次微小的徑向跳動，而這樣的徑向跳動對應一般精度的加工來講，是正常的范圍內(nèi)，而對應對主軸回轉(zhuǎn)精度要求小于0. 15 ii m甚至0. I ii m的機床來說，就太大了，這些跳動累計的誤差就使得主軸回轉(zhuǎn)精度達不到要求。而本實用新型的軸系單元，見附圖4、5;前等分油腔301、后等分油腔401數(shù)量都是5個，是奇數(shù)個。下面以前等分油腔301為例，詳述下本實用新型是如何提高主軸回轉(zhuǎn)精度的。因為前等分油腔301是均布在前軸瓦上，那么可以知道，主軸的長軸或端軸對應的前等分油腔301只能是一個，而不是向四、六個等分油腔那樣，對應的都是兩個，所以在理論上，其間隙的變化只有前者的1/2，理論上由此而產(chǎn)生的主軸徑向跳動也只有前者的1/2，以主軸轉(zhuǎn)速為24000r/min為例，在一秒鐘內(nèi)，主軸旋轉(zhuǎn)了 300轉(zhuǎn)，而每一轉(zhuǎn)內(nèi)，主軸都會因為間隙的變化而產(chǎn)生五次意外的徑向微小跳動(每一轉(zhuǎn)內(nèi)，主軸的長軸或端軸有五次與等分油腔對應的位置，就是五次間隙變化，五次徑向跳動)，一秒鐘300轉(zhuǎn)，就是1500次微小的徑向跳動，雖然與四等分油腔的1200次相比，數(shù)量是增加了，但是本實施方式每次微小的徑向跳動量僅是四等分油腔的1/2，所以，相比四、六等分油腔的軸系單元，本實施方式的軸系單元，其主軸的回轉(zhuǎn)精度大大提高，可以達到0. 15 y m甚至0. I y m以上，而這個主軸回轉(zhuǎn)精度，是通過改變等分油腔數(shù)量實現(xiàn)的，成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換以及改進等，均應包含 在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，包括主軸箱體(I)、主軸(2)，所述的主軸箱體(I)上安裝有前軸瓦(3)、后軸瓦(4)，所述前軸瓦(3)設(shè)有前等分油腔(301)，所述后軸瓦(4)上設(shè)有后等分油腔(401)，其特征在于所述前等分油腔(301)和/或所述后等分油腔(401)的數(shù)量為大于等于三的奇數(shù)個。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其特征在于所述前等分油腔(301)和/或所述后等分油腔(401)的數(shù)量為3、5、7個。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其特征在于所述前等分油腔(301)和/或所述后等分油腔(401)的數(shù)量為5個。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其特征在于所述的主軸(2)的后端安裝有傳動輪(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其特征在于所述主軸(2)后端有一軸向受力圓環(huán)(201)，所述后軸瓦(4)的后側(cè)面設(shè)有與所述軸向受力圓環(huán)(201)的前側(cè)面相配合的環(huán)槽(402)，所述主軸箱體(I)后端固定有后壓蓋(5)，所述后壓蓋(5)的前側(cè)面設(shè)有與所述軸向受力圓環(huán)(201)的后側(cè)面相配合的環(huán)槽(501)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其特征在于所述前軸瓦(3)和/或后軸瓦(4)與所述的主軸箱體(I) 一體成型或分體組裝。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其特征在于所述的主軸(2)具有與所述前軸瓦(3)、后軸瓦(4)相配合的前軸肩(202)、中間軸肩(203)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其特征在于所述的機床為車床或磨床。
專利摘要本實用新型公開了一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，包括主軸箱體、主軸，所述的主軸箱體上安裝有前軸瓦、后軸瓦及后壓蓋，所述前軸瓦設(shè)有前等分油腔，所述后軸瓦上設(shè)有后等分油腔，所述前等分油腔和/或所述后等分油腔的數(shù)量為大于等于三的奇數(shù)個。本實用新型的等分油腔靜動壓軸磨具單元，與現(xiàn)有的采用四等分或六等分油腔不同，采用的是大于等于三的奇數(shù)個等分腔數(shù)量，能夠使得主軸的回轉(zhuǎn)精度大大提高，達到0.15μm甚至更高。
文檔編號B23B19/02GK202461543SQ20122001268
公開日2012年10月3日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者孫振國, 翁士揚, 陳仁波 申請人:浙江辛子精工機械股份有限公司