[發明專利]用于加工成形非規則表面的磁懸浮高速機床主軸

無效

• 申請號: 200580013114.9
• 申請日: 2005-02-25
• 公開（公告）號: CN101341002A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 肯尼思·R·比朔夫;威廉·J·茲德布利克
• 申請（專利權）人: 費德羅－莫格爾公司
• 主分類號: B24B5/00
• 分類號: B24B5/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 鄧琪

1.一種磁懸浮高速主軸總成，用于在工件中加工成形非圓形表面，所述總成包括：

一個伸長的主軸，它沿主軸軸線在后端和成形端之間延伸；

一個刀具，它沿徑向從所述主軸靠近所述成形端的位置向外延伸，終端是尖銳的刃口；

一個第一磁性軸承組，它在靠近所述成形端的位置支承所述主軸，以使其圍繞所述主軸軸線進行磁懸浮旋轉；

一個第二磁性軸承組，它與所述第一磁性軸承組相間隔開，并在遠離所述成形端的位置支承所述主軸，以使其圍繞主軸軸線進行磁懸浮旋轉；

一個徑向軸承控制器，它獨立地控制所述第一和第二磁性軸承組，以在所述主軸的磁懸浮旋轉過程中調節所述主軸軸線的徑向位置，并使所述成形端沿預定的非圓形軌道移動，從而使所述刃口在工件中形成相應形狀的非圓形孔；

一個刃口控制器，它用于保持所述刃口和所述軌道之間有一個連續的傾角，當所述主軸的所述成形端圍繞所述軌道旋轉時，所述刃口與所述工件保持接觸狀態，其中，所述傾角是一個切割角，這個切割角由從所述主軸軸線延伸到所述刃口的半徑與所述刃口與所述軌道上任一交點處的切線之間的角確定，由此，非圓形孔由所述刃口成形的精度得到提高，所述總成在高旋轉速度和主軸穩定性下運行。

2.根據權利要求1所述的總成，其特征在于，所述傾角是一個直角。

3.根據權利要求1所述的總成，其特征在于，所述軌道呈非規則形狀。

4.根據權利要求1所述的總成，其特征在于，所述第一磁性軸承組包括至少三個磁性定子，它們布置在一個圍繞所述主軸軸線的共同平面內，相互之間隔著相等的弧線間距。

5.根據權利要求4所述的總成，其特征在于，它還包括至少三個第一位置傳感器，它們布置在一個圍繞所述主軸軸線的共同平面內，相互之間隔著相等的弧線間距，并鄰近所述第一磁性軸承組的所述至少三個磁性定子。

6.根據權利要求5所述的總成，其特征在于，所述第二磁性軸承組包括至少三個磁性定子，它們布置在一個圍繞所述主軸軸線的共同平面內，相互之間隔著相等的弧線間距。?

7.根據權利要求6所述的總成，其特征在于，還包括至少三個第二位置傳感器，它們布置在一個圍繞所述主軸軸線的共同平面內，相互之間隔著相等的弧線間距，并鄰近所述第二磁性軸承組的所述至少三個磁性定子。

8.根據權利要求1所述的總成，其特征在于，所述第一磁性軸承組包括一對對置的X坐標磁性定子和一對對置的Y坐標磁性定子，X坐標磁性定子在Y坐標磁性定子之間間隔排列，兩者并處于同一平面內。

9.根據權利要求8所述的總成，其特征在于，所述徑向軸承控制器包括一對對置的第一X坐標位置傳感器，它們靠近所述第一磁性軸承組的所述一對對置的X坐標磁性定子，還包括一對對置的第一Y坐標位置傳感器，它們靠近所述第一磁性軸承組的所述一對對置的Y坐標磁性定子。

10.根據權利要求9所述的總成，其特征在于，所述第一磁性軸承組包括一個第一轉子，它布置在位于相應的所述X坐標和Y坐標磁性定子之間的共同平面內的所述主軸的一個第一區域中。

11.根據權利要求10所述的總成，其特征在于，所述第二磁性軸承組包括一對對置的X坐標磁性定子和一對對置的Y坐標磁性定子，X坐標磁性定子在Y坐標磁性定子之間間隔排列，兩者并處于同一平面內。

12.根據權利要求11所述的總成，其特征在于，所述徑向軸承控制器包括一對對置的第二X坐標位置傳感器，它們靠近所述第二磁性軸承組的所述一對對置的X坐標磁性定子，還包括一對對置的第二Y坐標位置傳感器，它們靠近所述第二磁性軸承組的所述一對對置的Y坐標磁性定子。

13.根據權利要求12所述的總成，其特征在于，所述第二磁性軸承組包括第二轉子，它布置在位于相應的所述X坐標和Y坐標磁性定子之間的共同平面內的所述主軸的一個第二區域中。

14.根據權利要求11所述的總成，其特征在于，所述徑向軸承控制器包括一個可變電流發生器，用于按非線性的比例增量來改變輸送到所述第一軸承組的所述一對X坐標磁性定子中的每一個的電流。

15.根據權利要求1所述的總成，其特征在于，它還包括旋轉位置傳感器，用于確定圍繞所述主軸軸線的所述刀具的角位置。