[發明專利]一種帶自動夾緊裝置及高精度位置反饋裝置的氣浮主軸

有效

• 申請號: 202110284869.3
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN112958795B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 于久寶;王飛;王旭初;趙亮;李瑞揚;陳鋮;謝陽陽;王斌
• 申請（專利權）人: 江蘇工大金凱高端裝備制造有限公司;丹陽蘇南高端裝備制造研究所
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02;B23Q3/12
• 代理公司: 常州國洸專利代理事務所(普通合伙) 32467
• 代理人: 吳麗娜

1.一種帶自動夾緊裝置及高精度位置反饋裝置的氣浮主軸，包括外殼和底座，其特征在于：

所述外殼軸向方向設置有和轉軸連接的工件夾持組件，由轉軸帶動同步旋轉，加工時鎖緊工件；

所述外殼的前后兩端分別安裝有前端軸承組件和后端軸承組件，所述前端軸承組件和后端軸承組件中分別設有多個壓縮氣體節流器和多個后軸承套節流器；

所述前端軸承組件與后端軸承組件之間安裝有直驅力矩電機組件，為轉軸提供回轉驅動力；

所述后端軸承組件尾部安裝有編碼器反饋組件，為轉軸在高速運動下提供實時位置反饋；

所述編碼器反饋組件后端安裝有工件安裝檢測組件，為工件夾持組件夾持工件提供反饋；

所述工件安裝檢測組件尾部安裝有推桿氣缸組件，為工件夾持組件提供軸向推力松開夾爪更換工件；

所述底座與外殼連接，支撐整個氣浮軸承組件；

所述工件夾持組件包括彈簧夾頭和推桿，所述彈簧夾頭通過螺母與鍵軸相連；所述鍵軸可在鍵槽套內沿軸向相對滑動；所述鍵槽套固定在軸端連接件內部；

所述推桿通過螺紋與鍵軸、推桿螺母連接；所述推桿螺母上套接有多個碟形彈簧；所述推桿螺母上通過螺紋連接有四槽螺母，使碟形彈簧產生一定形變量；

所述轉軸的氣浮止推面采用外翻式結構，并且轉軸氣浮止推面設有V型排氣凹槽，所述轉軸內部采用中空設計，所述轉軸的后徑向軸承氣浮面位置設有U型排氣凹槽；

所述的外殼上設有進水口、出水口、氣密封供氣孔、工件裝夾反饋供氣口、氣浮軸承供氣口、氣缸伸出供氣口、氣缸縮回供氣口及其內部流道，

所述進水口及出水口與電機組件水冷流道連接；

所述氣密封供氣孔及內部流道與前端軸承組件相連；

所述工件裝夾反饋供氣口及內部流道與工件夾持組件中彈簧夾頭端部連通；

所述氣浮軸承供氣口及內部流道與前端軸承組件與后端軸承組件氣室連通；

所述氣缸伸出供氣口、氣缸縮回供氣口安裝在推桿氣缸組件上；

所述電機組件包括電機定子、電機動子和水冷套，所述水冷套上設有水冷槽，所述水冷套固定在外殼上，所述電機定子為繞組線圈，固定在水冷套上，所述電機動子為多極永磁體，固定在轉軸上，電機動子帶動轉軸同步轉動；

所述編碼器反饋組件包括編碼器外殼、編碼器讀數頭、圓光柵、動平衡調整塊和消音器；所述編碼器外殼安裝在后軸承套上，所述編碼器讀數頭固定在后徑向軸承上，所述圓光柵固定在轉軸上，所述動平衡調整塊固定在轉軸上，所述動平衡調整塊上設有多個螺紋孔，所述消音器安裝在編碼器外殼上。

2.根據權利要求1所述的一種帶自動夾緊裝置及高精度位置反饋裝置的氣浮主軸，其特征在于：

所述的前端軸承組件包括密封端蓋，所述密封端蓋安裝在密封蓋板上形成氣室；所述密封蓋板與軸端連接件共同組成凹凸型迷宮密封；所述密封蓋板后側還設置有前止推軸承，所述前止推軸承上安裝節流器；密封蓋板與前止推軸承裝配形成氣室，氣室兩側安裝有密封圈；

所述前止推軸承與前徑向軸承之間安裝有止推環；

所述前徑向軸承固定在外殼上形成氣室，所述氣室兩側安裝有密封圈；所述前徑向軸承軸向與徑向上安裝節流器。

3.根據權利要求1所述的一種帶自動夾緊裝置及高精度位置反饋裝置的氣浮主軸，其特征在于：

所述后端軸承組件包括后軸承套、后軸承套節流器、后徑向軸承，所述后軸承套固定在外殼上，所述后徑向軸承固定在后軸承套上形成氣室，后徑向軸承上裝有后軸承套節流器。

4.根據權利要求1所述的一種帶自動夾緊裝置及高精度位置反饋裝置的氣浮主軸，其特征在于：

所述的工件安裝檢測組件包括壓力檢測板、唇型密封圈、卡簧、一號進氣孔；

所述壓力檢測板上安裝有一號進氣孔，所述唇型密封圈安裝在壓力檢測板上，所述卡簧安裝在壓力檢測板上固定唇型密封圈。

5.根據權利要求1所述的一種帶自動夾緊裝置及高精度位置反饋裝置的氣浮主軸，其特征在于：

所述推桿氣缸組件包括前氣缸套、前活塞、后氣缸套、后活塞和后端蓋，所述前氣缸套、后氣缸套、后端蓋連接組成兩個活塞腔，前活塞與后活塞分別置于前后兩個活塞腔，所述前活塞與后活塞之間軸向設置有一根活塞桿，所述活塞桿后端連接有薄螺母。