[發明專利]一種超精密氣浮主軸結構

有效

• 申請號: 201210476655.7
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN102941357A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 李金明;劉紅兵;倪廣金
• 申請（專利權）人: 北京海普瑞森科技發展有限公司
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術領域

本發明屬于自動化機床的零部件范圍，特別涉及一種超精密氣浮主軸結構。

背景技術

隨著科學技術的發展，各種機床設備的需求量越來越多，對機床設備精度要求越來越高。靠傳統的手工或半自動的操作方法無法滿足當今科學技術的發展的需求，對于車、銑、磨等機床設備在零部件的精密加工過程中，主軸旋轉的平穩性，主軸磨損程度決定零部件的精密加工精度，普通機床設備的主軸主要靠軸承機械支撐，機械摩擦磨損相當嚴重，隨著加工時間增長，主軸旋轉的平穩性變差，零部件的精密加工精度很難達到要求；本發明設計的超精密氣浮主軸可以克服機械摩擦磨損帶來的不足，大大提高主軸旋轉的平穩性。

發明內容

本發明的目的是提出一種超精密氣浮主軸結構，其特征在于，徑向氣浮軸承3支撐在主軸箱體1內，徑向氣浮軸承3的兩端分別連接前端面氣浮軸承4和后端面氣浮軸承5，迷宮密封16將前端面氣浮軸承4的前浮盤與配重24密封連接；主軸2在徑向氣浮軸承3內與活塞23連接，；后端面氣浮軸承5與后浮盤6和彈性盤7組合成一體，然后通過鎖緊螺母8連接電機定子10，電機定子壓環15將電機定子10安裝在電機定子安裝罩9內，在電機定子安裝罩9的一端與后蓋14固定，另一端與主軸箱體1連接；電機轉子11通過鎖緊螺母12與動平衡盤13固定；彈簧銷19使粗刀盤22與配重24固定，粗刀21安裝在粗刀盤上；刀具定位銷17將精刀18固定在配重24上，前罩20套在配重24外圓周上。

所述彈性盤7根據負載及溫度變化調整合適的后端面氣浮軸承5及后浮盤6與徑向氣浮軸承3之間的間隙，克服普通機床設備的主軸靠軸承機械支撐，造成機械摩擦磨損的嚴重后果。

所述主軸內通入潔凈壓力空氣，使徑向氣浮軸承3、前端面氣浮軸承4?和后端面氣浮軸承5同時作用，支撐主軸旋轉，并形成對主軸的軸向約束，保證主軸旋轉的平穩性，保證零部件的精密加工精度達到1～2μm，無需研磨，表面粗糙度Ra達到0.01μm。

本發明的有益效果是超精密主軸裝在一個圓柱型徑向氣浮軸承內，軸向與前后二個浮盤且帶彈性盤的端面氣浮軸承組合，給主軸通入潔凈壓力空氣，三個氣浮軸承同時作用，支撐主軸旋轉，并形成軸向約束，保證主軸旋轉的平穩性，克服了普通機床設備的主軸主要靠軸承機械支撐，機械摩擦磨損相當嚴重，隨著加工時間增長，主軸旋轉的平穩性變差，零部件的精密加工精度很難達到要求的缺陷，零部件的加工精度可以達到1～2μm，無需研磨，表面粗糙度Ra可以達到0.01μm。

附圖說明

圖1為超精密氣浮主軸結構示意圖。

具體實施方式

本發明提出一種超精密氣浮主軸結構，下面結合附圖予以說明。

在圖1所示的超精密氣浮主軸結構示意圖中，徑向氣浮軸承3支撐在主軸箱體1內，徑向氣浮軸承3的兩端分別連接前端面氣浮軸承4和后端面氣浮軸承5，迷宮密封16將前端面氣浮軸承4的前浮盤與配重24密封連接；主軸2在徑向氣浮軸承3內與活塞23連接，；后端面氣浮軸承5與后浮盤6和彈性盤7組合成一體，彈性盤7根據負載及溫度變化調整合適的后端面氣浮軸承5及后浮盤6與徑向氣浮軸承3之間的間隙。然后通過鎖緊螺母8連接電機定子10，電機定子壓環15將電機定子10安裝在電機定子安裝罩9內，在電機定子安裝罩9的一端與后蓋14固定，另一端與主軸箱體1連接；電機轉子11通過鎖緊螺母12與動平衡盤13固定；彈簧銷19使粗刀盤22與配重24固定，粗刀21安裝在粗刀盤上；刀具定位銷17將精刀18固定在配重24上，前罩20套在配重24外圓周上。

工作時給主軸內通入潔凈壓力空氣，使徑向氣浮軸承3、前端面氣浮軸承4?和后端面氣浮軸承5同時作用，支撐主軸旋轉，并形成對主軸的軸向約束，保證主軸旋轉的平穩性；并克服普通機床設備的主軸靠軸承機械支撐，造成機械摩擦磨損的嚴重后果。內裝的電機定子10和電機轉子11驅動主軸旋轉；給活塞23右端供氣，活塞推動粗刀盤22，使安裝在粗刀盤上的粗刀21凸出于精刀18，可進行粗切削，切斷活塞23右端氣源，彈簧銷19壓縮彈簧使粗刀盤22向右移動恢復原位，此時粗刀21低于精刀18，可進行精切削。本發明克服了普通機床設備的主軸主要靠軸承機械支撐，機械摩擦磨損相當嚴重，隨著加工時間增長，主軸旋轉的平穩性變差，零部件的精密加工精度很難達到要求的缺陷，零部件的加工精度可以達到1～2μm，無需研磨，表面粗糙度Ra可以達到0.01μm。