高速電主軸的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種高速電主軸，包括主軸組件、電機組件、軸承組件和外套筒，電機組件和軸承組件均套裝到主軸組件上，外套筒套裝到電機組件和軸承組件上，軸承組件包括徑向軸承和軸向軸承，徑向軸承和軸向軸承均套裝在主軸組件上形成懸臂梁結(jié)構(gòu)。本實用新型的高速電主軸，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單合理，通過軸承組件的懸臂梁結(jié)構(gòu)簡化了高速電主軸的自身結(jié)構(gòu)，降低了高速電主軸的裝配難度。
【專利說明】高速電主軸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機械加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種高速電主軸。

【背景技術(shù)】
[0002]一般地，電主軸是一種技術(shù)含量很高的機電一體化產(chǎn)品，經(jīng)過不斷地發(fā)展和完善，其應用領(lǐng)域遍及機床行業(yè)、軸承行業(yè)、電子加工行業(yè)、模具加工行業(yè)、儀器加工行業(yè)及一切需要高速旋轉(zhuǎn)及高速加工的企業(yè)。電主軸的軸承結(jié)構(gòu)通過軸承和軸套的配合進對主軸支撐，配合要求較高，中間配合公差多，結(jié)構(gòu)復雜。
[0003]鑒于上述缺陷，本發(fā)明人經(jīng)過長時間的研究和實踐終于獲得了本發(fā)明創(chuàng)造。實用新型內(nèi)容
[0004]基于此，有必要針對電主軸結(jié)構(gòu)復雜的問題，提供一種能夠結(jié)構(gòu)簡單、便于裝配的高速電主軸。上述目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]一種高速電主軸，包括主軸組件、電機組件、軸承組件、和外套筒，所述電機組件和所述軸承組件均套裝到所述主軸組件上，所述外套筒套裝到所述電機組件和所述軸承組件上，所述軸承組件包括徑向軸承和軸向軸承，所述徑向軸承和所述軸向軸承均套裝在所述主軸組件上形成懸臂梁結(jié)構(gòu)。
[0006]上述目的還可以通過下述技術(shù)方案進一步實現(xiàn)。
[0007]在其中一個實施例中，所述徑向軸承包括第一軸承和第二軸承，所述軸向軸承包括第三軸承，所述第一軸承、所述第二軸承和所述第三軸承依次安裝到所述主軸組件的外側(cè)。
[0008]在其中一個實施例中，所述第一軸承、所述第二軸承與所述第三軸承均為高速滾珠軸承或氣浮軸承。
[0009]在其中一個實施例中，所述第一軸承與所述第二軸承的尺寸相一致。
[0010]在其中一個實施例中，所述軸承組件還包括內(nèi)隔套和外隔套，所述內(nèi)隔套和所述外隔套均安裝在所述第一軸承與所述第二軸承之間。
[0011]在其中一個實施例中，所述內(nèi)隔套的形狀、尺寸與所述第一軸承的內(nèi)圈的形狀、尺寸相一致，所述外隔套的形狀、尺寸與所述第一軸承的外圈的形狀、尺寸相一致。
[0012]在其中一個實施例中，所述電機組件的定子和/或所述電機組件的轉(zhuǎn)子的導磁部分由非晶合金制成。
[0013]在其中一個實施例中，所述高速電主軸還包括前端蓋和后端蓋組件，所述前端蓋和所述后端蓋組件分別安裝到所述外套筒的兩端。
[0014]本實用新型的有益效果是:
[0015]本實用新型的高速電主軸，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單合理，通過軸承組件的懸臂梁結(jié)構(gòu)簡化了高速電主軸的自身結(jié)構(gòu)，降低了高速電主軸的裝配難度,便于高速電主軸的定位。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的高速電主軸的軸承組件含有高速滾珠軸承的立體圖；
[0017]圖2為圖1所示的高速電主軸的軸承組件僅含有外隔套的立體圖；
[0018]圖3為本實用新型的高速電主軸的軸承組件含有氣浮軸承的立體圖；
[0019]其中:
[0020]100-高速電主軸；
[0021]110-主軸組件；
[0022]120-電機組件；
[0023]121-定子；122-轉(zhuǎn)子；
[0024]130-軸承組件；
[0025]131-第一軸承；132-第二軸承；133-第三軸承；134-外隔套；135_內(nèi)隔套；
[0026]140-外套筒；
[0027]150-前端蓋；
[0028]160-后端蓋組件。

【具體實施方式】
[0029]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的高速電主軸進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0030]參見圖1，一實施方式的高速電主軸100，包括主軸組件110、電機組件120、軸承組件130、外套筒140、前端蓋150和后端蓋組件160，電機組件120和軸承組件130均套裝到主軸組件110上，外套筒140套裝到電機組件120和軸承組件130上，前端蓋150和后端蓋組件160分別安裝到外套筒140的兩端，軸承組件130包括徑向軸承和軸向軸承，徑向軸承和軸向軸承均套裝在主軸組件110上形成懸臂梁結(jié)構(gòu)。本實施例的高速電主軸100通過軸承組件130的懸臂梁結(jié)構(gòu)簡化了高速電主軸100的自身結(jié)構(gòu)，降低了高速電主軸100的裝配難度，便于高速電主軸100的定位。
[0031]作為一種可實施方式，徑向軸承可以包括第一軸承131和第二軸承132，軸向軸承可以包括第三軸承133，第一軸承131、第二軸承132和第三軸承133依次安裝到主軸組件110的外側(cè)，第一軸承131、第二軸承132和第三軸承133形成軸承組件130的懸臂梁結(jié)構(gòu)。
[0032]軸承組件130是高速電主軸100的主要支承結(jié)構(gòu)，軸承組件130采用懸臂梁結(jié)構(gòu)可以在軸向方向和徑向方向上同時對主軸組件110做支承，防止主軸組件110在軸向方向和徑向方向上的竄動。其中第一軸承131和第二軸承132主要是用于主軸組件110的徑向支承，第三軸承133主要是用于主軸組件110的軸向支承。第一軸承131、第二軸承132和第三軸承133都直接與高速電主軸100的外套筒140配合，同時主軸組件110上與軸承組件130配合的結(jié)構(gòu)非常簡單，尺寸統(tǒng)一，可以一次加工成型。而目前的電主軸的軸承結(jié)構(gòu)通過軸承和軸套的配合進對主軸支撐，配合要求較高，中間配合公差多，結(jié)構(gòu)復雜。
[0033]如圖1至圖3所示，作為一種可實施方式，第一軸承131、第二軸承132與第三軸承133均為高速滾珠軸承或氣浮軸承等。在一般情況下，高速電主軸100的軸承組件130中的第一軸承131、第二軸承132與第三軸承133均為高速滾珠軸承。當高速電主軸100的轉(zhuǎn)速達到一定程度時，機械接觸軸承的摩擦損耗會大大增加，本結(jié)構(gòu)的支承方式同樣適用于氣浮軸承，故此時可將高速電主軸100的支承結(jié)構(gòu)改為氣浮軸承所需的結(jié)構(gòu)，并配上相應的氣路。將氣浮軸承應用于高速電主軸100，主要原理是通過氣浮軸承腔內(nèi)的壓力空氣，使主軸組件110在空氣中懸浮起來，并可以穩(wěn)定地高精度地旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)有的主軸組件110、氣浮軸承的加工工藝精度已經(jīng)達到能完全實現(xiàn)120000rpm以上的水平，具有高速度、高精確度、無磨損、不需潤滑油、無噪音和防碰撞保護等優(yōu)點。
[0034]作為一種可實施方式，第一軸承131與第二軸承132的尺寸相一致。如圖1和圖2所示，作為一種可實施方式，當?shù)谝惠S承131與第二軸承132為高速滾珠軸承時，軸承組件130還包括內(nèi)隔套135和外隔套134，內(nèi)隔套135和外隔套134均安裝在第一軸承131與第二軸承132之間。進一步地，內(nèi)隔套135的形狀、尺寸與第一軸承131的內(nèi)圈的形狀、尺寸相一致，外隔套134的形狀、尺寸與第一軸承131的外圈的形狀、尺寸相一致。內(nèi)隔套135和外隔套134可以對第一軸承131與第二軸承132提供預緊力，同時通過設(shè)計內(nèi)隔套135和外隔套134的寬度調(diào)節(jié)第一軸承131與第二軸承132之間的距離。當然，第一軸承131與第二軸承132之間也可以只設(shè)置有一個外隔套134，通過外隔套134對第一軸承131與第二軸承132提供預緊力，同時通過設(shè)計內(nèi)隔套135和外隔套134的寬度調(diào)節(jié)第一軸承131與第二軸承132之間的距離。
[0035]作為一種可實施方式，電機組件120的定子121和/或電機組件120的轉(zhuǎn)子122的導磁部分由非晶合金制成。本實施例的高速電主軸100的電機組件120的定子121和/或電機組件120的轉(zhuǎn)子122的導磁部分采用非晶合金制成，能夠減少本實用新型高速電主軸100的鐵芯、摩擦等損耗，在很大程度上降低電機的鐵損、提高電機的效率和功率密度等性能，降低主軸組件110的旋轉(zhuǎn)慣量，大大提高電機組件120的加速性能和控制性能。
[0036]本實施例的高速電主軸100的電機組件120包括定子121和轉(zhuǎn)子122兩部分，電機組件120的導磁部分由非晶合金制成，可以只是電機組件120的定子121的導磁部分由非晶合金制成，可以只是電機組件120的轉(zhuǎn)子122的導磁部分由非晶合金制成，也可以是電機組件120的定子121和轉(zhuǎn)子122的導磁部分均由非晶合金制成，主要是根據(jù)高速電主軸100的主要性能要求而定。
[0037]普通的電主軸的電機的導磁部分由硅鋼片制成，本實施例的高速電主軸100的導磁部分由非晶合金制成，非晶合金帶材的厚度是冷軋硅鋼片的1/20左右，僅為0.025mm，非晶合金的電阻率大約是冷軋硅鋼片的3?6倍，由此可以看出采用非晶合金制成的鐵芯，其渦流損耗要遠遠小于采用冷軋硅鋼片制成的鐵芯。此外，非晶合金的矯頑力約為冷軋硅鋼片的1/7，還不到4A/m，同時非晶合金的磁滯回線所包絡(luò)的面積與冷軋硅鋼片相比也要小很多，因此，從兩者的磁滯損耗來看，非晶合金的磁滯損耗要遠遠小于冷軋硅鋼片。
[0038]采用鐵基非晶合金代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅鋼片用于電機組件120，可以提高電機組件120的效率，使電機組件120在更高的頻率下工作，減小電機組件120的體積和重量，提高電機組件120的功率密度，開發(fā)高效節(jié)能無污染的電機組件120。在B=L OT以下，鐵基非晶合金電機組件120的定子121鐵耗比硅鋼片的定子121鐵耗降低了 55%。因此，將非晶合金材料用于電機組件120的導磁部分，將大大降低電機組件120的鐵芯損耗，大大提高電機組件120的工作效率。
[0039]上述實用新型的高速電主軸100，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單合理，通過軸承組件130的懸臂梁結(jié)構(gòu)簡化了高速電主軸100的自身結(jié)構(gòu)，降低了高速電主軸100的裝配難度，便于高速電主軸100的定位。
[0040]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種高速電主軸，其特征在于，包括主軸組件、電機組件、軸承組件、和外套筒，所述電機組件和所述軸承組件均套裝到所述主軸組件上，所述外套筒套裝到所述電機組件和所述軸承組件上，所述軸承組件包括徑向軸承和軸向軸承，所述徑向軸承和所述軸向軸承均套裝在所述主軸組件上形成懸臂梁結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速電主軸，其特征在于，所述徑向軸承包括第一軸承和第二軸承，所述軸向軸承包括第三軸承，所述第一軸承、所述第二軸承和所述第三軸承依次安裝到所述主軸組件的外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速電主軸，其特征在于，所述第一軸承、所述第二軸承與所述第三軸承均為高速滾珠軸承或氣浮軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速電主軸，其特征在于，所述第一軸承與所述第二軸承的尺寸相一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速電主軸，其特征在于，所述軸承組件還包括內(nèi)隔套和外隔套，所述內(nèi)隔套和所述外隔套均安裝在所述第一軸承與所述第二軸承之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速電主軸，其特征在于，所述內(nèi)隔套的形狀、尺寸與所述第一軸承的內(nèi)圈的形狀、尺寸相一致，所述外隔套的形狀、尺寸與所述第一軸承的外圈的形狀、尺寸相一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速電主軸，其特征在于，所述電機組件的定子和/或所述電機組件的轉(zhuǎn)子的導磁部分由非晶合金制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速電主軸，其特征在于，還包括前端蓋和后端蓋組件，所述前端蓋和所述后端蓋組件分別安裝到所述外套筒的兩端。
【文檔編號】B23B19/02GK203830742SQ201420181727
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】金勤曉, 張馳, 陳進華, 陸彤, 周杰, 張 杰, 廖有用 申請人:中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所