一種氣浮高速電主軸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氣浮高速電主軸，它是利用高速底切削原理對鎂鋁合金進行精密加工的電主軸，該電主軸上設置有水循環(huán)冷卻的主軸主體，設置有水循環(huán)冷卻的空氣軸承及止推軸承，設置有能自動卸掉刀具的轉(zhuǎn)子芯，設置有能自動卸掉刀具裝置的氣缸，在主軸主體中裝有整體式的空氣軸承，在空氣軸承及定子間有轉(zhuǎn)子芯，氣缸中的推刀機構(gòu)設置在轉(zhuǎn)子芯中，不會隨轉(zhuǎn)子芯旋轉(zhuǎn)時一起旋轉(zhuǎn)，減少了主軸的旋轉(zhuǎn)時的偏重，確保主軸壽命，降低了主軸加工難度，便于生產(chǎn)。
【專利說明】
一種氣浮高速電主軸
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及機械加工的設備，具體地說是涉及一種用于鎂鋁合金精密加工的氣浮高速電主軸。【背景技術】
[0002]在現(xiàn)有技術中，氣浮電主軸用主軸組件采用的是鋁水套，結(jié)構(gòu)復雜，不利于散熱， 在使用過程中，產(chǎn)品易變形，主軸使用不穩(wěn)定?？諝廨S承采用分體結(jié)構(gòu)，這樣降低了軸承加工精度，軸承外圓沒有開設環(huán)形冷卻水道、易發(fā)熱、內(nèi)部溫度高、容易造成主軸卡死。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供了一種氣浮高速電主軸。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明通過以下方案來實現(xiàn):一種氣浮高速電主軸，該電主軸包括主軸主體組件、氣缸組件、空氣軸承、轉(zhuǎn)子組件，轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子軸芯，空氣軸承法蘭面上設有定距環(huán)，定距環(huán)上設有推力軸承，所述空氣軸承后端設有電機線圈，在所述空氣軸承中裝有轉(zhuǎn)子軸芯，所述轉(zhuǎn)子軸芯前端裝有夾頭，所述主軸主體組件上固定有換刀用的氣缸組件，在空氣軸承、推力軸承、主軸主體組件中設有冷卻水道。
[0005]進一步的，所述空氣軸承的軸承頂部設置有法蘭，法蘭下部設置有軸體，所述軸體設有徑向空氣供給通道，所述軸體內(nèi)設有與徑向空氣供給通道的空氣排氣通道，所述軸體上下設有冷卻水道;所述軸體上的徑向空氣供給通道、冷卻水道及空氣排氣通道均設有環(huán)形密封圈；所述法蘭上設置有按一定距離均勻分布十個平行于軸向的空氣供給通道;軸體靠近法蘭底部的供氣環(huán)形通道與法蘭面上的空氣通道相通;在軸承的外圓設有八排進氣通道，在徑向進氣通道內(nèi)設有節(jié)流塞。
[0006]進一步的，所述主軸主體組件設置有內(nèi)膽，該內(nèi)膽外圓設有螺旋冷卻水道，螺旋冷卻水道經(jīng)過空氣軸承時與空氣軸承外圓的冷卻水道相通，主軸主體組件的內(nèi)膽上的冷卻水道通過主軸主體上的外套密封，在主軸主體組件上的冷卻水道與空氣軸承冷卻水道、止推軸承上的冷卻水道形成回路;在主軸主體組件的內(nèi)膽上設有進氣孔，進氣孔與空氣軸承外圓的進氣孔相通。
[0007]進一步的，所述轉(zhuǎn)子軸芯內(nèi)裝有包柄主體、蝶形彈簧、固定塊、夾頭，在包柄主體外圓設有潤滑油槽。
[0008]進一步的，所述氣缸組件包括氣缸蓋、上氣缸分隔片、下氣缸分隔片、氣缸蓋，所述氣缸蓋和上氣缸分隔片形成腔室，所述上氣缸分隔片與下氣缸分隔片形成腔室，在兩個腔室內(nèi)分別設置有一個活塞，分別是上活塞、下活塞，在上氣缸分隔片、下氣缸分隔片中端面設有排氣槽，上活塞與上氣缸分隔片之間設有密封圈，下活塞與下氣缸分隔片之間設有密封圈，氣缸蓋與上活塞之間設有密封圈，在下活塞的中心處下端裝設置有推桿，上活塞上設置有圓孔，螺桿穿過該圓孔與推桿連接，推桿中心開有小孔，氣缸蓋外圓設有螺紋，氣缸蓋通過螺紋與背蓋連接，在氣缸蓋的上端面中心處，設置有第二進氣孔，該第二進氣孔連通上活塞與氣缸蓋形成的空腔，所述背蓋與下氣缸分隔片之間設置有第一密封圈。
[0009]進一步的，所述推桿上套有回位彈簧，所述回位彈簧一端頂在推桿的直角凸臺上， 另一端頂在背蓋內(nèi)端面上，所述背蓋上設有第一進氣孔，第一進氣孔與主軸主體組件上的內(nèi)膽進氣孔連接，所述背蓋側(cè)面開有冷卻水進水孔及冷卻水出水孔，冷卻水進水孔及冷卻水出水孔與主軸主體組件的內(nèi)膽上的進水孔、出水孔相通，在背蓋側(cè)面設有第一排氣孔及電源接頭，排氣孔及電源接頭均與主軸主體組件相對應的位置連接，在背蓋中間與推桿接觸位置裝有無油軸承。
[0010]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果是:1.為減小高速下空氣摩擦對空氣軸承精度的影響，對軸承進行直接冷卻；2.工作時接通冷卻液，對止推軸承、空氣軸承及整個主軸進行冷卻，強行帶走電機及空氣摩擦產(chǎn)生的熱量，降低了主軸使用過程中整體的發(fā)熱，保證了主軸使用過程中的穩(wěn)定性；3.保證主軸加工時足夠的承載力和剛性，空氣軸承采用整體式結(jié)構(gòu)，并且空氣軸承采用八排支撐設計，每個環(huán)形面上設有10個節(jié)流孔設計；4.在空氣軸承端面上設有的節(jié)流孔，與靠近軸承法蘭端的徑向節(jié)流孔形成夾角，減少了端面節(jié)流孔與徑向節(jié)流孔產(chǎn)生氣體紊流，避免了轉(zhuǎn)子芯在高速旋轉(zhuǎn)過程中不穩(wěn)定性；5.轉(zhuǎn)子芯中的包柄組件采用一體式，確保主軸頻繁換刀過程中的穩(wěn)定性；6.該主軸在高頻變頻器控制下，轉(zhuǎn)速可達到125000RPM，在現(xiàn)有的主軸中能滿足高速切削加工。
[0011]本發(fā)明涉及一種氣浮高速電主軸，它是利用高速底切削原理對鎂鋁合金進行精密加工的電主軸，它公開了有水循環(huán)冷卻的主軸主體，有水循環(huán)冷卻的空氣軸承及止推軸承， 有能自動卸掉刀具的轉(zhuǎn)子芯，有能自動卸掉刀具裝置的氣缸，在主軸主體中裝有整體式的空氣軸承，在空氣軸承及定子間有轉(zhuǎn)子芯，氣缸中的推刀機構(gòu)設置在轉(zhuǎn)子芯中，不會隨轉(zhuǎn)子芯旋轉(zhuǎn)時一起旋轉(zhuǎn)，減少了主軸的旋轉(zhuǎn)時的偏重，確保主軸壽命，降低了主軸加工難度，便于生產(chǎn)?！靖綀D說明】[〇〇12]圖1為本發(fā)明氣浮高速電主軸剖視圖。
[0013]圖2為本發(fā)明氣浮高速電主軸進氣通道示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明氣浮高速電主軸進氣通道示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明內(nèi)膽示意圖。
[0016]圖5為本發(fā)明氣缸組件結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇17]圖6為本發(fā)明背蓋結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇18]附圖中標記:主軸主體組件1、內(nèi)膽2、空氣軸承3、防塵蓋4、定距環(huán)5、動力板6、轉(zhuǎn)子軸芯7、電機轉(zhuǎn)子8、電機定子9、軸承節(jié)流孔10、進氣通道12、第一排氣孔13、轉(zhuǎn)子組件14、空氣供給通道15、空氣排氣通道16、螺旋冷卻水道17、氣缸組件18、第二進氣孔181、氣缸蓋 182、上氣缸分隔片183、下氣缸分隔片184、推桿185、無油軸承186、回位彈簧187、下活塞 189、第一密封圈188、上活塞190、螺桿191、第一進氣孔192、冷卻水進水孔193、冷卻水出水孔194、第一排氣孔195、電源接頭196。【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0020]請參照附圖1?3，本發(fā)明的一種氣浮高速電主軸，該電主軸包括主軸主體組件1、氣缸組件18、空氣軸承3、轉(zhuǎn)子組件14,所述轉(zhuǎn)子組件14包括轉(zhuǎn)子軸芯7,空氣軸承3法蘭面上設有定距環(huán)5,定距環(huán)5上設有推力軸承，所述空氣軸承3后端設有電機線圈，在所述空氣軸承3 中裝有轉(zhuǎn)子軸芯7,所述轉(zhuǎn)子軸芯7前端裝有夾頭，所述主軸主體組件上固定有換刀用的氣缸組件18,在空氣軸承、推力軸承、主軸主體組件中設有冷卻水道。所述空氣軸承3的軸承頂部設置有法蘭，法蘭下部設置有軸體，所述軸體設有徑向空氣供給通道，所述軸體內(nèi)設有與徑向空氣供給通道的空氣排氣通道16,所述軸體上下設有冷卻水道;所述軸體上的徑向空氣供給通道、冷卻水道及空氣排氣通道均設有環(huán)形密封圈；所述法蘭上設置有按一定距離均勻分布十個平行于軸向的空氣供給通道15;軸體靠近法蘭底部的供氣環(huán)形通道與法蘭面上的空氣通道相通;在軸承的外圓設有八排進氣通道12,在徑向進氣通道內(nèi)設有節(jié)流塞。所述內(nèi)膽2下端蓋有防塵蓋4,防塵蓋4內(nèi)側(cè)面設置有一塊動力板6,所述動力板6設置在轉(zhuǎn)子軸芯7的下端面;所述轉(zhuǎn)子軸芯7上端側(cè)壁上套有電機轉(zhuǎn)子8,電機轉(zhuǎn)子8外側(cè)壁上套有電機定子9;所述空氣軸承3上設置有軸承節(jié)流孔10、第一排氣孔13,所述轉(zhuǎn)子軸芯7如圖4所示，所述主軸主體組件設置有內(nèi)膽2,該內(nèi)膽2外圓設有螺旋冷卻水道17,螺旋冷卻水道17經(jīng)過空氣軸承時與空氣軸承外圓的冷卻水道相通，主軸主體組件的內(nèi)膽上的冷卻水道通過主軸主體上的外套密封，在主軸主體組件上的冷卻水道與空氣軸承冷卻水道、 止推軸承上的冷卻水道形成回路;在主軸主體組件的內(nèi)膽2上設有進氣孔，進氣孔與空氣軸承外圓的進氣孔相通。所述轉(zhuǎn)子軸芯7內(nèi)裝有包柄主體、蝶形彈簧、固定塊、夾頭，在包柄主體外圓設有潤滑油槽。
[0021]如圖5?6所示，所述氣缸組件18包括氣缸蓋、上氣缸分隔片183、下氣缸分隔片184、 氣缸蓋182,所述氣缸蓋182和上氣缸分隔片183形成腔室，所述上氣缸分隔片183與下氣缸分隔片184形成腔室，在兩個腔室內(nèi)分別設置有一個活塞，分別是上活塞190、下活塞189,在上氣缸分隔片183、下氣缸分隔片184中端面設有排氣槽，上活塞與上氣缸分隔片之間設有密封圈，下活塞與下氣缸分隔片之間設有密封圈，氣缸蓋182與上活塞190之間設有密封圈， 在下活塞的中心處下端裝設置有推桿185,上活塞上設置有圓孔，螺桿191穿過該圓孔與推桿185連接，推桿185中心開有小孔，氣缸蓋182外圓設有螺紋，氣缸蓋通過螺紋與背蓋19連接，在氣缸蓋的上端面中心處，設置有第二進氣孔181，該第二進氣孔181連通上活塞190與氣缸蓋182形成的空腔。所述背蓋19與下氣缸分隔片184之間設置有第一密封圈188,所述推桿185上套有回位彈簧187,所述回位彈簧187—端頂在推桿185的直角凸臺上，另一端頂在背蓋19內(nèi)端面上。所述背蓋19上設有第一進氣孔192,第一進氣孔192與主軸主體組件上的內(nèi)膽2進氣孔連接，所述背蓋19側(cè)面開有冷卻水進水孔193及冷卻水出水孔194,冷卻水進水孔193及冷卻水出水孔194與主軸主體組件的內(nèi)膽2上的進水孔、出水孔相通，在背蓋19側(cè)面設有第一排氣孔195及電源接頭196,排氣孔及電源接頭均與主軸主體組件相對應的位置連接，在背蓋19中間與推桿接觸位置裝有無油軸承186。
[0022]本發(fā)明氣浮高速電主軸，它是利用高速底切削原理對鎂鋁合金進行精密加工的電主軸，它公開了有水循環(huán)冷卻的主軸主體，有水循環(huán)冷卻的空氣軸承及止推軸承，有能自動卸掉刀具的轉(zhuǎn)子芯，有能自動卸掉刀具裝置的氣缸，在主軸主體中裝有整體式的空氣軸承， 在空氣軸承及定子間有轉(zhuǎn)子芯，氣缸中的推刀機構(gòu)設置在轉(zhuǎn)子芯中，不會隨轉(zhuǎn)子芯旋轉(zhuǎn)時一起旋轉(zhuǎn)，減少了主軸的旋轉(zhuǎn)時的偏重，確保主軸壽命，降低了主軸加工難度，便于生產(chǎn)。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種氣浮高速電主軸，其特征在于:該電主軸包括主軸主體組件、氣缸組件、空氣軸 承、轉(zhuǎn)子組件，轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子軸芯，空氣軸承設置有法蘭面，在該法蘭面上設有定距環(huán)， 定距環(huán)上設有推力軸承，所述空氣軸承后端設有電機線圈，在所述空氣軸承中裝有轉(zhuǎn)子軸 芯，所述轉(zhuǎn)子軸芯前端裝有夾頭，所述主軸主體組件上固定有換刀用的氣缸組件，在空氣軸 承、推力軸承、主軸主體組件中設有冷卻水道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣浮電主軸，其特征在于:所述空氣軸承的軸承頂部設置 有法蘭，法蘭下部設置有軸體，所述軸體設有徑向空氣供給通道，所述軸體內(nèi)設有與徑向空 氣供給通道的空氣排氣通道，所述軸體上下設有冷卻水道;所述軸體上的徑向空氣供給通 道、冷卻水道及空氣排氣通道均設有環(huán)形密封圈；所述法蘭上設置有按一定距離均勻分布 十個平行于軸向的空氣供給通道;軸體靠近法蘭底部的供氣環(huán)形通道與法蘭面上的空氣通 道相通;在軸承的外圓設有八排進氣通道，在徑向進氣通道內(nèi)設有節(jié)流塞。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣浮電主軸，其特征在于:所述主軸主體組件設置有內(nèi) 膽，該內(nèi)膽外圓設有螺旋冷卻水道，螺旋冷卻水道經(jīng)過空氣軸承時與空氣軸承外圓的冷卻 水道相通，主軸主體組件的內(nèi)膽上的冷卻水道通過主軸主體上的外套密封，在主軸主體組 件上的冷卻水道與空氣軸承冷卻水道、止推軸承上的冷卻水道形成回路;在主軸主體組件 的內(nèi)膽上設有進氣孔，進氣孔與空氣軸承外圓的進氣孔相通。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣浮電主軸，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子軸芯內(nèi)裝有包柄主 體、蝶形彈簧、固定塊、夾頭，在包柄主體外圓設有潤滑油槽。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣浮電主軸，其特征在于:所述氣缸組件包括氣缸蓋、上 氣缸分隔片、下氣缸分隔片、氣缸蓋，所述氣缸蓋和上氣缸分隔片形成腔室，所述上氣缸分 隔片與下氣缸分隔片形成腔室，在兩個腔室內(nèi)分別設置有一個活塞，分別是上活塞、下活 塞，在上氣缸分隔片、下氣缸分隔片中端面設有排氣槽，上活塞與上氣缸分隔片之間設有密 封圈，下活塞與下氣缸分隔片之間設有密封圈，氣缸蓋與上活塞之間設有密封圈，在下活塞 的中心處下端裝設置有推桿，上活塞上設置有圓孔，螺桿穿過該圓孔與推桿連接，推桿中心 開有小孔，氣缸蓋外圓設有螺紋，氣缸蓋通過螺紋與背蓋連接，在氣缸蓋的上端面中心處， 設置有第二進氣孔，該第二進氣孔連通上活塞與氣缸蓋形成的空腔，所述背蓋與下氣缸分 隔片之間設置有第一密封圈。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種氣浮電主軸，其特征在于:所述推桿上套有回位彈簧，所 述回位彈簧一端頂在推桿的直角凸臺上，另一端頂在背蓋內(nèi)端面上，所述背蓋上設有第一 進氣孔，第一進氣孔與主軸主體組件上的內(nèi)膽進氣孔連接，所述背蓋側(cè)面開有冷卻水進水 孔及冷卻水出水孔，冷卻水進水孔及冷卻水出水孔與主軸主體組件的內(nèi)膽上的進水孔、出 水孔相通，在背蓋側(cè)面設有第一排氣孔及電源接頭，排氣孔及電源接頭均與主軸主體組件 相對應的位置連接，在背蓋中間與推桿接觸位置裝有無油軸承。
【文檔編號】B23B19/02GK105945308SQ201610428534
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】唐良偉, 楊丹群, 農(nóng)乃昌, 李存杰
【申請人】深圳市愛貝科精密機械有限公司