一种用于高速铣削及钻削的内藏式电主轴的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工的电主轴，尤指一种用于高速铣削及钻削的内藏式电主轴。主要应用于玻璃面板加工机、各类轻型加工精密雕刻机、精密内孔研磨及轻型加工中心等。
【背景技术】
[0002]目前，用于高速铣削及钻削的内藏式电主轴存在以下不足:
其一，如图1及2所示，现有电主轴采用拉刀爪+ISO (或BT)刀柄，然后再装上ER缩咀的形式完成夹刀，这样的夹持方式会导致电主轴的不均衡量偏大，进而产生振动偏大，动态偏摆大的负面影响，因此难以满足高精度成型加工的要求，同时结构复杂，更换刀具不方便。
[0003]其二，使用矢量控制型变频器驱动，其驱动控制方式为V-F曲线驱动，在额定转速范围内输出功率和转速基本成正比，此类驱动方式无法完成实时位置反馈，无法完成瞬间准停的定位功能。
[0004]其三，工作时，为了提高刀具铣削、钻削的使用性能及使用寿命，必须借助单独的冷却管路来冷却切削刀具，但独立的管路冷却联动性不佳，冷却效果不理想。
【发明内容】
[0005]本发明需要解决的技术问题是，克服现有技术的上述不足，提供一种用于高速铣削及钻削的内藏式电主轴。该电主轴能满足夹持不同规格刀具的加工需求，具有实时位置反馈和瞬间准停等功能，可以实现对刀具多角度、全方位的冷却效果。
[0006]为了实现上述任务，本发明一种用于高速铣削及钻削的内藏式电主轴采用下述技术方案。
[0007]—种用于高速铣削及钻削的内藏式电主轴，包括轴体、前轴承组件、后轴承组件、定子、转子、水气路组件、气缸组件、防尘盖及前盖，轴体呈筒状，在轴体内从前往后依次安装前轴承组件、定子及后轴承组件，转子穿设于前轴承组件、定子及后轴承组件；水气路组件配装于轴体的后端，气缸组件配装于水气路组件的后端；防尘盖盖设于轴体的前端，前盖与防尘盖贴设；
转子包括呈筒状的转子主体，在转子主体的前端内插装夹持刀柄的夹头，夹头与转子主体的前端呈筒状锥面配合，并通过在转子主体的前端旋接的前端螺母锁紧；
轴体内靠后端配置作为开闭刀行程传感器的近接开关、测速传感器及方位编码盘，通过近接开关及测速传感器实现相应的反馈保护，方位编码盘在PLC控制下能实现转子实时位置反馈和瞬间准停功能；
防尘盖及前盖配装冷却水管路，以冷却刀具，冷却水从水气路组件流经轴体、防尘盖，直到前盖。
[0008]对上述技术方案进一步阐述:
转子主体后端内插装轴芯，轴芯的后端制有一端头帽，端头帽呈帽盖状成型于所述轴芯的后端并伸于转子主体外；转子主体后端外壁具有一颈部，在该颈部套设盘形弹簧及感速环，感速环的后端及前端分别与盘形弹簧及轴芯的端头帽接触；转子主体后端靠近所述颈部的部位配装后螺母及拆刀垫环。
[0009]转子主体中段配装磁力件，磁力件的位置与定子对应并形成磁场力驱使转子转动的配合。
[0010]定子包括呈筒状的定子铁芯及在定子铁芯两端制作的绕组，绕组与电源线导电连接，并通过电源线将绕组与三相交流电源导电连接。
[0011]轴体的筒壁内制有通气道，通气道的后端为轴体后端轴向通气道，通气道的前端相继折向径向及轴向，形成轴体前端径向通气道和轴体前端轴向通气道，轴体前端轴向通气道通向防尘盖；轴体的筒壁内制有通水道，通水道的后端为轴体后端轴向通水道，通水道的前端相继折向径向和轴向，形成轴体前端径向通水道和轴体前端轴向通水道，轴体前端轴向通水道通向防尘盖。
[0012]气缸组件包括汽缸体，汽缸体设置多个前后叠设的缸室，在各缸室内配装第一类型活塞，形成从后往前依次配装的第一类型活塞结构，最前端的第一类型活塞沿轴向推动第二类型活塞，从而形成多个第一类型活塞同时推动第二类型活塞的联合推动方式；第二类型活塞位于汽缸体外，第二类型活塞的活塞杆顶推所述轴芯的端头帽。
[0013]水气路组件包括水气路主体，在水气路主体安装进水接头及制有水气路主体轴向通水道，水气路主体轴向通水道的后端与进水接头连通；水气路主体还安装作为开闭刀行程传感器的近接开关，水气路主体内还安装测速传感器。
[0014]后轴承组件包括后轴承座、后轴承、后轴承垫圈、调节弹片及调节弹片垫环，调节弹片、后轴承及后轴承垫圈自前而后依次设置，调节弹片垫环与调节弹片呈径向配装；后轴承座制有后轴承座轴向通水道，后轴承座轴向通水道的后端与水气路主体轴向通水道的前端接通，后轴承座轴向通水道的前端与轴体后端轴向通气道接通；后轴承座还制有后轴承座轴向通气道。
[0015]防尘盖从后往前相继制有相连通的防尘盖轴向通气道和防尘盖径向通气道，防尘盖轴向通气道与轴体前端轴向通气道接通，气流经轴体前端轴向通气道流进、再经防尘盖轴向通气道及防尘盖径向通气道，进入位于防尘盖中心的防尘盖镶件，达到排尘的效果；防尘盖还制有防尘盖通水道，防尘盖通水道与轴体前端轴向通水道接通，冷却水经防尘盖通水道流向前盖。
[0016]前盖制有前盖通水道和多个喷水孔,多个喷水孔布列成一圈，前盖通水道与防尘盖通水道接通,冷却水从前盖通水道流入前盖经多个喷水孔多方位喷向刀柄；各喷水孔从前盖通水道向前盖中心倾斜。
[0017]同现有技术相比，本发明的优点在于:
1、本发明电主轴采用高速内置筒夹(夹头)，其内锥面全跳动可达<0.0Olmm的精度，轴端静态偏摆< 0.002mm,振动< 1.0mm/s,能够满足高精度加工要求，并可以采用变径套的方式灵活快速调整筒夹的夹持规格，以满足夹持不同规格刀具的加工需求。
[0018]2、本发明电主轴后置方位编码盘及传感器，通过PLC(可编程逻辑控制器)控制，从而实现实时位置反馈和瞬间准停等功能。因此可以满足对铜、铝质等材料的攻丝加工作业需求。
[0019]3、本发明电主轴前端设置有冷却水喷口，主轴在工作时，可以实现多角度、全方位的冷却效果，且联动性强，从而确保的刀具的使用性能及使用寿命。
【附图说明】
[0020]图1为现有电主轴夹持刀柄装置分解示意图；
图2为图1的夹持刀柄装置装配后的剖视图；
图3是本发明的电主轴剖面结构图；
图4是本发明的气缸组件剖面结构图；
图5是本发明的水气路套组件剖面结构图；
图6是本发明的后轴承组件结构图；
图7是本发明的轴体剖面结构图；
图8是本发明的转子组件剖面结构图；
图9是本发明的定子组件剖面结构图；
图10是本发明的防尘盖组件剖面结构图；
图11是本发明的前盖主视结构图；
图12是本发明的前盖剖面结构图；
图13编码盘及传感器安装位置示意图；
图14编码盘不意图。
[0021]图1 及图 2 中:100、拉刀爪;200、拉钉;300、IS020 刀柄;400、ER 16 螺帽；500、ER16缩咀;600、刀具。
[0022]图3至图11中:
1、气缸组件；11、第一类型活塞；12、第二类型活塞；13、汽缸体；14、缸前盖；15、缸后盖；16、螺丝；17、螺丝；18、进气接头；19、进气孔；191、气孔；
2、水气路组件；21、水气路主体，22、进水接头；23、水气路主体轴向通水道；24、近接开关；25、安装测速传感器位置；
3、后轴承组件；31、后轴承座；32、后轴承；33、后轴承垫圈；34、调节弹片；35、调节弹片垫环；36、后轴承座轴向通水道，37、后轴承座轴向通气道；
4、转子；41、转子主体；42、轴芯；421、端头帽，43、盘形弹簧；44、感速环；45、后螺母；46、拆刀垫环；47、磁力件；48、前端螺母；49、夹头；491、刀柄；
5、定子；51、绕组；52、定子铁芯；53、电源线；
6、前轴承组件；61、前轴承；62、前轴承内垫圈；63、前轴承外垫圈；
7、防尘盖；71、防尘盖轴向通气道；72、防尘盖径向通气道；73、防尘盖镶件；74、防尘盖通水道；
8、前盖；81、前盖通水道；82、喷水孔；
9、方位编码盘；91、传感器；
10、轴体；101、轴体后端轴向通气道；102、轴体前端径向通气道；103、轴体前端轴向通气道；104、轴体后端轴向通水道；105、轴体前端径向通水道；106、轴体前端轴向通水道。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图介绍本发明的【具体实施方式】。
[0024]在具体介绍之前，对本申请技术方案和实施方式中所提到的前及后作一下说明，以转子安装夹头的一端为前端，远离转子安装夹头的一端为后端，前后以此为参照。
[0025]如图3所示，一种用于高速铣削及钻削的内藏式电主轴，包括轴体10、前轴承组件
6、后轴承组件3、定子5、转子4、水气路组件2、气缸组件1、防尘盖7及前盖8，轴体10呈筒状，在轴体10内从前往后依次安装前轴承组件6、定子5及后轴承组件3，转子4穿设于前轴承组件6、定子5及后轴承组件3 ;水气路组件2配装于轴体10的后端，气缸组件I配装于水气路组件2的后端；防尘盖7盖设于轴体10的前端，前盖8与防尘盖7贴设。水气路组件2为招质件。
[0026]如图8所示，转子4包括呈筒状的转子主体41，在转子主体41的前端内插装夹持刀柄的夹头49，夹头49与转子主体4的前端呈筒状锥面配合，并通过在转子主体41的前端旋接的前端螺母48锁紧。
[0027]如图13所示，轴体10内靠后端配置作为开闭刀行程传感器的近接开关、测速传感器(传感器91)及方位编码盘9，通过近接开关及测速传感器实现相应的反馈保护，方位编码盘9在PLC控制下能实现转子实时位置反馈和瞬间准停功能。
[0028]如图10-12所示，防尘盖及前盖配装冷却水管路，以冷却刀具。
[0029]如图8所示，转子主体41后端内插装轴芯42，轴芯42的后端制有一端头帽421，端头帽421呈帽盖状成型于所述轴芯42的后端并伸于转子主体41外；转子主体41后端外壁具有一颈部，在该颈部套设盘形弹簧43及感速环44，感速环44的后端及前端分别与盘形弹簧43及轴芯42的端头帽421接触；转子主体41后端靠近所述颈部的部位配装后螺母45及拆刀垫环46。
[0030]如图8所示，转子主体41中段配装磁力件47，磁力件47的位置与定子5