[發明專利]一種高速氣浮電主軸

有效

• 申請號: 201310590814.0
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103658690A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 湯秀清
• 申請（專利權）人: 廣州市昊志機電股份有限公司
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02;B23Q11/12
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 湯喜友

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技術領域

本發明涉及數控機床中的精密加工主軸，尤其涉及一種高速氣浮電主軸。

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背景技術

氣浮主軸是利用高速氣流在轉軸和軸承之間形成一層薄薄的氣膜，并以此作為潤滑劑實現轉軸高速轉動的一種新型滑動軸承機構，其具有粘滯性小、耐高溫、無污染的優點，因而被越來越多的應用在數控機床中，對各種零部件進行加工處理。一般的，這種主軸的轉速極高、工作時間長，在這樣的工作條件下，帶來的問題就是機器發熱嚴重，容易造成轉軸和軸承變形，從而影響加工精度，降低主軸工作的穩定性，縮短其使用壽命。為此人們設計出帶有水冷卻系統的主軸，如中國專利申請號：200610124264的發明專利，公開了一種氣浮高速電主軸，其在機體上設有水冷卻系統，從而達到給轉軸降溫的效果。然而上述專利中使用的水冷卻系統不能直接作用于轉軸及軸承，其降溫效率比較低；且該水冷卻系統中的水通道比較復雜，難于加工，從而增加了制造成本。

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發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高速氣浮電主軸，其具有易加工、冷卻效率高的特點，從而確保電主軸具有更好的穩定性及更高精度的優點。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高速氣浮電主軸，包括機體、定子、上氣浮軸承、下氣浮軸承、軸芯及定軸，所述定子固定于機體內部，上氣浮軸承和下氣浮軸承分別裝設于定子的上下方，軸芯上固定有與定子相配合的轉子，該軸芯穿設于定子、上氣浮軸承和下氣浮軸承形成的軸向通孔內，所述定軸穿設于軸芯內并固定于機體上；其中，所述機體、上氣浮軸承和下氣浮軸承上設有連通的輸氣通道，該輸氣通道用于在所述軸芯與上、下氣浮軸承的接觸面之間產生將該軸芯懸浮的氣膜；所述定軸內設有貫穿定軸上下表面的冷卻水通道，定軸的外表面與軸芯的內表面之間設有與該冷卻水通道相連通的冷卻間隙，該冷卻間隙頂部封閉，下部開口。

進一步地，還包括設于下氣浮軸承下方的推力軸承，所述軸芯下部側壁向外凸設有環形支撐部，該支撐部伸入于下氣浮軸承與推力軸承之間。

進一步地，所述輸氣通道包括設于機體側壁內的主通道、設于上氣浮軸承內部的上氣浮通道、設于下氣浮軸承內部的下氣浮通道及設于推力軸承內部的推力氣浮通道，該上氣浮通道、下氣浮通道和推力氣浮通道均與主通道連通，且該上氣浮通道、下氣浮通道和推力氣浮通道均設有通向軸芯外表面的阻尼孔。

進一步地，所述主通道分設于機體側壁內并沿著軸向貫通機體；所述上氣浮通道包括第一環形導氣槽及分布于該第一環形導氣槽圓周上的數個第一軸向導氣管；所述下氣浮通道包括第二環形導氣槽及分布于該第二環形導氣槽圓周上的數個第二軸向導氣管；所述推力氣浮通道包括第三環形導氣槽及分布于該第三環形導氣槽圓周上的數個第一徑向導氣管。

進一步地，所述第一軸向導氣管和第二軸向導氣管的上下兩端部均設有通向軸芯外表面的徑向阻尼孔；所述第二軸向導氣管的下端還設有第二徑向導氣管，該第二徑向導氣管設有通向所述軸芯支撐部上表面的軸向阻尼孔；所述推力軸承的第一徑向導氣管上設有通向所述軸芯支撐部下表面的軸向阻尼孔。

進一步地，所述通向軸芯支撐部的軸向阻尼孔沿徑向設有至少兩排。

進一步地，所述冷卻水通道包括主冷卻水通道及副冷卻水通道，該副冷卻水通道與所述冷卻間隙通過噴水孔相連通。

進一步地，所述定軸下端設有連通主冷卻水通道的出水管，該出水管伸出于軸芯下端面，軸芯內部靠近定軸下端面處設有錐面，該錐面與定軸的下端面形成一容置腔，該容置腔銜接所述冷卻間隙的下部并通過出水管與軸芯之間的間隙與外界連通。

如上所述，本發明一種高速氣浮電主軸將冷卻水通道設置在定軸內，在工作時不斷向軸芯內壁直接噴射冷卻水，該冷卻水進而充滿所述冷卻間隙對軸芯進行持續冷卻，達到降低軸芯溫度的目的，該冷卻間隙結構簡單，易于加工，且冷卻水直接與軸芯接觸，冷卻效率高，從而確保該電主軸具有更好的穩定性和更高的精度。

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附圖說明

圖1為本發明一種高速氣浮電主軸的縱向剖視圖；

圖2為本發明一種高速氣浮電主軸另一個角度的縱向剖視圖（為了便于清楚顯示其內部構造，去除了定軸這一部件）；

圖3為本發明的推力軸承A向剖視圖；

圖4為本發明的定軸與軸芯的縱向剖視圖。