一種氣浮高速高銑削高光二合一電主軸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電主軸的技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種結(jié)構(gòu)緊湊合理，使用壽命長，散熱效果好，安裝方便的一種氣浮高速高銑削高光二合一電主軸。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電氣傳動技術(shù)(變頻調(diào)速技術(shù)、電動機(jī)矢量控制技術(shù)等)的迅速發(fā)展和日趨完善，高速數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡化，基本上取消了帶輪傳動和齒輪傳動。機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動機(jī)直接驅(qū)動，從而把機(jī)床主傳動鏈的長度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動”。這種主軸電動機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動結(jié)構(gòu)形式，使主軸部件從機(jī)床的傳動系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對獨(dú)立出來，因此可做成“主軸單元”，俗稱“電主軸”(ElectricSpindle ,Motor Spindle)。由于當(dāng)前電主軸主要采用的是交流高頻電動機(jī)，故也稱為“高頻主軸” (High FrequencySpindle)。由于沒有中間傳動環(huán)節(jié)，有時又稱它為“直接傳動主軸”(Direct Drive Spindle) ο
[0003]電主軸是一套組件，它包括電主軸本身及其附件:主軸單元、高頻變頻裝置、油霧潤滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置等。電動機(jī)的轉(zhuǎn)子直接作為機(jī)床的主軸，主軸單元的殼體就是電動機(jī)機(jī)座，并且配合其他零部件，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)與機(jī)床主軸的一體化，主軸則由前后軸承支承;主軸的變速由主軸驅(qū)動模塊控制，而主軸單元內(nèi)的溫升由冷卻裝置限制。在主軸的后端裝有測速、測角位移傳感器，前端的內(nèi)錐孔和端面用于安裝刀具。
[0004]隨著市場上手機(jī)、MP4、PAD等電子產(chǎn)品，對外殼倒角/修邊的表面光潔度和清晰的輪廓要求越來越高，并且對產(chǎn)品的加工效率也提出了較高的要求，而決定上述要求的至關(guān)重要幾個主要因素分別是:一、電主軸的轉(zhuǎn)速和振動性能；二、電主軸的功率;三、電主軸的側(cè)向負(fù)載(即側(cè)向銑削能力)和穩(wěn)定性。
[0005]目前，行業(yè)內(nèi)的高光機(jī)電主軸，均能滿足上述因素一之要求，但在上述因素二、三的性能上表現(xiàn)平平，因此，根據(jù)當(dāng)前市場趨勢的要求，極需要升高光電主軸的功率和側(cè)向負(fù)載。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種氣浮高速高銑削高光二合一電主軸，該電主軸結(jié)構(gòu)緊湊合理，提高了電主軸的側(cè)面銑削能力，可實(shí)現(xiàn)銑削、高光等多重加工性能，保證了主軸在長時間工作性能的穩(wěn)定性，使用壽命長，散熱效果好，安裝方便。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0008]—種氣浮高速高銑削高光二合一電主軸，包括同軸設(shè)置的頂桿、轉(zhuǎn)子組件、定子組件、主體、后止推軸承、前止推軸承、水/氣路組件、氣缸組件、間隙環(huán)、推力軸承和防護(hù)罩，所述水/氣路組件通過一循環(huán)氣路經(jīng)后止推軸承、主體的側(cè)壁、前止推軸承、間隙環(huán)、推力軸承和防護(hù)罩，與主體內(nèi)部相連通，形成一氣懸浮空間，該氣懸浮空間用以使轉(zhuǎn)子組件處于懸浮狀態(tài)，所述水/氣路組件通過一冷卻循環(huán)水路經(jīng)后止推軸承、主體的側(cè)壁、前止推軸承間隙環(huán)、推力軸承和防護(hù)罩，形成一循環(huán)水冷結(jié)構(gòu)，該循環(huán)水冷結(jié)構(gòu)用以降低電主軸的工作溫度，在該循環(huán)氣路和冷卻循環(huán)水路中的各部件之間的連接處均分別設(shè)有密封圈。
[0009]所述轉(zhuǎn)子組件包括設(shè)于頂桿一端的軸霸、通過一連接件與軸霸相連接的鑲桿、通過一夾頭與鑲桿相連接的轉(zhuǎn)子基體以及設(shè)于轉(zhuǎn)子基體和連接件之間的彈片，該轉(zhuǎn)子基體表面內(nèi)凹形成一槽體，該槽體中設(shè)有磁力件，該轉(zhuǎn)子基體一端向外環(huán)形延伸形成飛盤，該轉(zhuǎn)子基體與后止推軸承之間設(shè)有轉(zhuǎn)子固定套，所述前止推軸承和推力軸承分別設(shè)于該飛盤兩端。
[0010]所述定子組件由套設(shè)在轉(zhuǎn)子組件上的定子基體以及分別通過一絕緣板設(shè)于定子基體兩端的繞線部組成。
[0011 ]所述主體套設(shè)在定子組件上，該主體側(cè)壁上設(shè)有若干主體氣路和主體水路，各該主體氣路于主體上徑向設(shè)有延伸孔，各延伸孔與主體內(nèi)部相連通，所述后止推軸承和前止推軸承分別設(shè)于主體和轉(zhuǎn)子組件之間的兩端，該后止推軸承和前止推軸承對應(yīng)主體側(cè)壁的其中一主體氣路或主體水路的設(shè)置位置設(shè)有氣連通孔和水連通孔，所述推力軸承通過間隙環(huán)與前止推軸承相連接，該間隙環(huán)上對應(yīng)氣連通孔和水連通孔分別設(shè)有氣連接孔和水連接孔，該推力軸承上設(shè)有環(huán)形氣路和環(huán)形水路，該環(huán)形氣路和環(huán)形水路分別通過防護(hù)罩形成一僅對應(yīng)連通各主體氣路或各主體水路的半閉合結(jié)構(gòu)，該環(huán)形氣路上設(shè)有若干推力氣嘴，各該推力氣嘴與主體內(nèi)部相連通，所述水/氣路組件經(jīng)頂桿套設(shè)在后止推軸承上，該水/氣路組件上分別設(shè)有進(jìn)氣口、排氣口、進(jìn)液口和出液口，該進(jìn)氣口與氣連通孔、各主體氣路、延伸孔、氣連接孔、環(huán)形氣路以及排氣口，共同構(gòu)成循氣水路，該進(jìn)液口與水連通孔、各主體水路、水連接孔、環(huán)形水路以及出液口，共同構(gòu)成冷卻循環(huán)水路。
[0012]所述后止推軸承截面呈T字形，該后止推軸承外表面通過一后徑向氣路扁位形成至少二后環(huán)形連通槽，該后止推軸承內(nèi)壁對應(yīng)各后環(huán)形連通槽周向設(shè)有后環(huán)槽，各該后環(huán)形連通槽通過若干后止推氣嘴分別與對應(yīng)的后環(huán)槽相連通。
[0013]所述前止推軸承截面呈T字形，該前止推軸承外表面通過一前徑向氣路扁位形成至少二前環(huán)形連通槽，該前止推軸承內(nèi)壁對應(yīng)各前環(huán)形連通槽周向設(shè)有前環(huán)槽，各該前環(huán)形連通槽通過若干前止推氣嘴分別與對應(yīng)的前環(huán)槽相連通，在靠近前止推軸承與間隙環(huán)相連接一端的各前止推氣嘴上還分別軸向設(shè)有軸向氣嘴，各該軸向氣嘴與主體內(nèi)部相連通。
[0014]所述水/氣路組件中心通過一鑲件與頂桿相連接，該水/氣路組件一端設(shè)有氣室，該氣室通過一導(dǎo)通通道與氣缸組件相連通，在氣室底面中部開制有型槽，該型槽中設(shè)有回位彈簧，該回位彈簧一端頂觸與氣缸組件底面，該水/氣路組件另一端設(shè)有安裝型腔，該安裝型腔用以設(shè)置后止推軸承，該安裝型腔與進(jìn)氣口相連通。
[0015]所述氣缸組件套設(shè)于頂桿上并于水/氣路組件相連接，該頂桿上設(shè)有限位部，該氣缸組件包括順序疊加的至少隔層板、設(shè)于頂端隔層板上的后蓋、分別設(shè)于后蓋和隔層板底面的動力板以及設(shè)于分別隔層板和上方對應(yīng)動力板之間的墊環(huán)，各該隔層板底面分別設(shè)有溝槽，各該隔層板側(cè)壁上分別軸向設(shè)有板氣孔，各板氣孔相連通，各該板氣孔分別徑向傾斜設(shè)有徑向孔，各該徑向孔與對應(yīng)的溝槽相連通，該氣缸組件底面的動力板與限位、水/氣路組件相連接，各動力板與墊環(huán)之間、各動力板與隔層板之間以及底面動力板與限位部、水/氣路組件的連接處分別設(shè)有密封圈。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0017]1、本實(shí)用新型成功運(yùn)用了 1.5KW的定轉(zhuǎn)子驅(qū)動馬達(dá)，相比業(yè)內(nèi)同等規(guī)格尺寸的主軸提高了 2倍的功率，可以實(shí)現(xiàn)銑削、高光等多重加工性能，解決了在同等加工條件下，高光電主軸不能進(jìn)進(jìn)行較大的進(jìn)給銑削的缺點(diǎn)；
[0018]2、本實(shí)用新型的空氣靜壓軸承，通過水/氣路組件的進(jìn)氣口與后止推軸承和前止推軸承的氣連通孔、主體之各主體氣路、延伸孔、間隙環(huán)的氣連接孔、推力軸承的環(huán)形氣路以及水/氣路組件的排氣口相連通，共同構(gòu)成循環(huán)氣路，并通過各延伸孔，與主體內(nèi)部相連通，形成氣懸浮空間，不僅增加了側(cè)面負(fù)載環(huán)形氣槽，還加大了軸承剛性靜壓表面積，所增加的剛性靜壓表面積，是同等規(guī)格尺寸主軸的1.6倍，經(jīng)實(shí)際測試，徑向負(fù)載可達(dá)到15kgf以上，大幅的提高了電主軸的側(cè)面銑削能力；
[0019]3、本實(shí)用新型水/氣路組件的進(jìn)液口與后止推軸承和前止推軸承的水連通孔、主體之各主體水路、間隙環(huán)的水連接孔、推力軸承的環(huán)形水路以及水/氣路組件的出液口相連通，共同構(gòu)成冷卻循環(huán)水路，從而保證了主軸在長時間工作性能的穩(wěn)定性；
[0020]4、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊合理，使用壽命長，散熱效果好，安裝方便，便于推廣和應(yīng)用。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型的全剖視圖。
[0022]圖2是本實(shí)用新型之前止推軸承的的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本實(shí)用新型之水/氣路組件