[發明專利]一種氣浮高速電主軸

有效

• 申請號: 201610428534.3
• 申請日: 2016-06-17
• 公開（公告）號: CN105945308B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 唐良偉;楊丹群;農乃昌;李存杰
• 申請（專利權）人: 深圳市愛貝科精密機械有限公司
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02;B23Q11/12
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙)11348
• 代理人: 侯蔚寰

技術領域

本發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

在現有技術中，氣浮電主軸用主軸組件采用的是鋁水套，結構復雜，不利于散熱，在使用過程中，產品易變形，主軸使用不穩定。空氣軸承采用分體結構，這樣降低了軸承加工精度，軸承外圓沒有開設環形冷卻水道、易發熱、內部溫度高、容易造成主軸卡死。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明要解決的技術問題在于提供了一種氣浮高速電主軸。

為解決上述技術問題，本發明通過以下方案來實現：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、轉子組件，轉子組件包括轉子軸芯，空氣軸承法蘭面上設有定距環，定距環上設有推力軸承，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子軸芯，所述轉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。

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，在徑向進氣通道內設有節流塞。

進一步的，所述主軸主體組件設置有內膽，該內膽外圓設有螺旋冷卻水道，螺旋冷卻水道經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膽上設有進氣孔，進氣孔與空氣軸承外圓的進氣孔相通。

進一步的，所述轉子軸芯內裝有包柄主體、蝶形彈簧、固定塊、夾頭，在包柄主體外圓設有潤滑油槽。

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。

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膽進氣孔連接，所述背蓋側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膽上的進水孔、出水孔相通，在背蓋側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。

相對于現有技術，本發明的有益效果是：

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生的熱量，降低了主軸使用過程中整體的發熱，保證了主軸使用過程中的穩定性；

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構，并且空氣軸承采用八排支撐設計，每個環形面上設有10個節流孔設計；

4.在空氣軸承端面上設有的節流孔，與靠近軸承法蘭端的徑向節流孔形成夾角，減少了端面節流孔與徑向節流孔產生氣體紊流，避免了轉子芯在高速旋轉過程中不穩定性；

5.轉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定性；

6.該主軸在高頻變頻器控制下，轉速可達到125000RPM，在現有的主軸中能滿足高速切削加工。