一种气浮高速电主轴的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种气浮高速电主轴，它是利用高速底切削原理对镁铝合金进行精密加工的电主轴，该电主轴上设置有水循环冷却的主轴主体，设置有水循环冷却的空气轴承及止推轴承，设置有能自动卸掉刀具的转子芯，设置有能自动卸掉刀具装置的气缸，在主轴主体中装有整体式的空气轴承，在空气轴承及定子间有转子芯，气缸中的推刀机构设置在转子芯中，不会随转子芯旋转时一起旋转，减少了主轴的旋转时的偏重，确保主轴寿命，降低了主轴加工难度，便于生产。
【专利说明】
一种气浮高速电主轴
技术领域
[0001]本发明涉及机械加工的设备，具体地说是涉及一种用于镁铝合金精密加工的气浮高速电主轴。【背景技术】
[0002]在现有技术中，气浮电主轴用主轴组件采用的是铝水套，结构复杂，不利于散热， 在使用过程中，产品易变形，主轴使用不稳定。空气轴承采用分体结构，这样降低了轴承加工精度，轴承外圆没有开设环形冷却水道、易发热、内部温度高、容易造成主轴卡死。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题在于提供了一种气浮高速电主轴。
[0004]为解决上述技术问题，本发明通过以下方案来实现:一种气浮高速电主轴，该电主轴包括主轴主体组件、气缸组件、空气轴承、转子组件，转子组件包括转子轴芯，空气轴承法兰面上设有定距环，定距环上设有推力轴承，所述空气轴承后端设有电机线圈，在所述空气轴承中装有转子轴芯，所述转子轴芯前端装有夹头，所述主轴主体组件上固定有换刀用的气缸组件，在空气轴承、推力轴承、主轴主体组件中设有冷却水道。
[0005]进一步的，所述空气轴承的轴承顶部设置有法兰，法兰下部设置有轴体，所述轴体设有径向空气供给通道，所述轴体内设有与径向空气供给通道的空气排气通道，所述轴体上下设有冷却水道;所述轴体上的径向空气供给通道、冷却水道及空气排气通道均设有环形密封圈；所述法兰上设置有按一定距离均匀分布十个平行于轴向的空气供给通道;轴体靠近法兰底部的供气环形通道与法兰面上的空气通道相通;在轴承的外圆设有八排进气通道，在径向进气通道内设有节流塞。
[0006]进一步的，所述主轴主体组件设置有内胆，该内胆外圆设有螺旋冷却水道，螺旋冷却水道经过空气轴承时与空气轴承外圆的冷却水道相通，主轴主体组件的内胆上的冷却水道通过主轴主体上的外套密封，在主轴主体组件上的冷却水道与空气轴承冷却水道、止推轴承上的冷却水道形成回路;在主轴主体组件的内胆上设有进气孔，进气孔与空气轴承外圆的进气孔相通。
[0007]进一步的，所述转子轴芯内装有包柄主体、蝶形弹簧、固定块、夹头，在包柄主体外圆设有润滑油槽。
[0008]进一步的，所述气缸组件包括气缸盖、上气缸分隔片、下气缸分隔片、气缸盖，所述气缸盖和上气缸分隔片形成腔室，所述上气缸分隔片与下气缸分隔片形成腔室，在两个腔室内分别设置有一个活塞，分别是上活塞、下活塞，在上气缸分隔片、下气缸分隔片中端面设有排气槽，上活塞与上气缸分隔片之间设有密封圈，下活塞与下气缸分隔片之间设有密封圈，气缸盖与上活塞之间设有密封圈，在下活塞的中心处下端装设置有推杆，上活塞上设置有圆孔，螺杆穿过该圆孔与推杆连接，推杆中心开有小孔，气缸盖外圆设有螺纹，气缸盖通过螺纹与背盖连接，在气缸盖的上端面中心处，设置有第二进气孔，该第二进气孔连通上活塞与气缸盖形成的空腔，所述背盖与下气缸分隔片之间设置有第一密封圈。
[0009]进一步的，所述推杆上套有回位弹簧，所述回位弹簧一端顶在推杆的直角凸台上， 另一端顶在背盖内端面上，所述背盖上设有第一进气孔，第一进气孔与主轴主体组件上的内胆进气孔连接，所述背盖侧面开有冷却水进水孔及冷却水出水孔，冷却水进水孔及冷却水出水孔与主轴主体组件的内胆上的进水孔、出水孔相通，在背盖侧面设有第一排气孔及电源接头，排气孔及电源接头均与主轴主体组件相对应的位置连接，在背盖中间与推杆接触位置装有无油轴承。
[0010]相对于现有技术，本发明的有益效果是:1.为减小高速下空气摩擦对空气轴承精度的影响，对轴承进行直接冷却；2.工作时接通冷却液，对止推轴承、空气轴承及整个主轴进行冷却，强行带走电机及空气摩擦产生的热量，降低了主轴使用过程中整体的发热，保证了主轴使用过程中的稳定性；3.保证主轴加工时足够的承载力和刚性，空气轴承采用整体式结构，并且空气轴承采用八排支撑设计，每个环形面上设有10个节流孔设计；4.在空气轴承端面上设有的节流孔，与靠近轴承法兰端的径向节流孔形成夹角，减少了端面节流孔与径向节流孔产生气体紊流，避免了转子芯在高速旋转过程中不稳定性；5.转子芯中的包柄组件采用一体式，确保主轴频繁换刀过程中的稳定性；6.该主轴在高频变频器控制下，转速可达到125000RPM，在现有的主轴中能满足高速切削加工。
[0011]本发明涉及一种气浮高速电主轴，它是利用高速底切削原理对镁铝合金进行精密加工的电主轴，它公开了有水循环冷却的主轴主体，有水循环冷却的空气轴承及止推轴承， 有能自动卸掉刀具的转子芯，有能自动卸掉刀具装置的气缸，在主轴主体中装有整体式的空气轴承，在空气轴承及定子间有转子芯，气缸中的推刀机构设置在转子芯中，不会随转子芯旋转时一起旋转，减少了主轴的旋转时的偏重，确保主轴寿命，降低了主轴加工难度，便于生产。【附图说明】[〇〇12]图1为本发明气浮高速电主轴剖视图。
[0013]图2为本发明气浮高速电主轴进气通道示意图。
[0014]图3为本发明气浮高速电主轴进气通道示意图。
[0015]图4为本发明内胆示意图。
[0016]图5为本发明气缸组件结构示意图。[〇〇17]图6为本发明背盖结构示意图。[〇〇18]附图中标记:主轴主体组件1、内胆2、空气轴承3、防尘盖4、定距环5、动力板6、转子轴芯7、电机转子8、电机定子9、轴承节流孔10、进气通道12、第一排气孔13、转子组件14、空气供给通道15、空气排气通道16、螺旋冷却水道17、气缸组件18、第二进气孔181、气缸盖 182、上气缸分隔片183、下气缸分隔片184、推杆185、无油轴承186、回位弹簧187、下活塞 189、第一密封圈188、上活塞190、螺杆191、第一进气孔192、冷却水进水孔193、冷却水出水孔194、第一排气孔195、电源接头196。【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0020]请参照附图1?3，本发明的一种气浮高速电主轴，该电主轴包括主轴主体组件1、气缸组件18、空气轴承3、转子组件14,所述转子组件14包括转子轴芯7,空气轴承3法兰面上设有定距环5,定距环5上设有推力轴承，所述空气轴承3后端设有电机线圈，在所述空气轴承3 中装有转子轴芯7,所述转子轴芯7前端装有夹头，所述主轴主体组件上固定有换刀用的气缸组件18,在空气轴承、推力轴承、主轴主体组件中设有冷却水道。所述空气轴承3的轴承顶部设置有法兰，法兰下部设置有轴体，所述轴体设有径向空气供给通道，所述轴体内设有与径向空气供给通道的空气排气通道16,所述轴体上下设有冷却水道;所述轴体上的径向空气供给通道、冷却水道及空气排气通道均设有环形密封圈；所述法兰上设置有按一定距离均匀分布十个平行于轴向的空气供给通道15;轴体靠近法兰底部的供气环形通道与法兰面上的空气通道相通;在轴承的外圆设有八排进气通道12,在径向进气通道内设有节流塞。所述内胆2下端盖有防尘盖4,防尘盖4内侧面设置有一块动力板6,所述动力板6设置在转子轴芯7的下端面;所述转子轴芯7上端侧壁上套有电机转子8,电机转子8外侧壁上套有电机定子9;所述空气轴承3上设置有轴承节流孔10、第一排气孔13,所述转子轴芯7如图4所示，所述主轴主体组件设置有内胆2,该内胆2外圆设有螺旋冷却水道17,螺旋冷却水道17经过空气轴承时与空气轴承外圆的冷却水道相通，主轴主体组件的内胆上的冷却水道通过主轴主体上的外套密封，在主轴主体组件上的冷却水道与空气轴承冷却水道、 止推轴承上的冷却水道形成回路;在主轴主体组件的内胆2上设有进气孔，进气孔与空气轴承外圆的进气孔相通。所述转子轴芯7内装有包柄主体、蝶形弹簧、固定块、夹头，在包柄主体外圆设有润滑油槽。
[0021]如图5?6所示，所述气缸组件18包括气缸盖、上气缸分隔片183、下气缸分隔片184、 气缸盖182,所述气缸盖182和上气缸分隔片183形成腔室，所述上气缸分隔片183与下气缸分隔片184形成腔室，在两个腔室内分别设置有一个活塞，分别是上活塞190、下活塞189,在上气缸分隔片183、下气缸分隔片184中端面设有排气槽，上活塞与上气缸分隔片之间设有密封圈，下活塞与下气缸分隔片之间设有密封圈，气缸盖182与上活塞190之间设有密封圈， 在下活塞的中心处下端装设置有推杆185,上活塞上设置有圆孔，螺杆191穿过该圆孔与推杆185连接，推杆185中心开有小孔，气缸盖182外圆设有螺纹，气缸盖通过螺纹与背盖19连接，在气缸盖的上端面中心处，设置有第二进气孔181，该第二进气孔181连通上活塞190与气缸盖182形成的空腔。所述背盖19与下气缸分隔片184之间设置有第一密封圈188,所述推杆185上套有回位弹簧187,所述回位弹簧187—端顶在推杆185的直角凸台上，另一端顶在背盖19内端面上。所述背盖19上设有第一进气孔192,第一进气孔192与主轴主体组件上的内胆2进气孔连接，所述背盖19侧面开有冷却水进水孔193及冷却水出水孔194,冷却水进水孔193及冷却水出水孔194与主轴主体组件的内胆2上的进水孔、出水孔相通，在背盖19侧面设有第一排气孔195及电源接头196,排气孔及电源接头均与主轴主体组件相对应的位置连接，在背盖19中间与推杆接触位置装有无油轴承186。
[0022]本发明气浮高速电主轴，它是利用高速底切削原理对镁铝合金进行精密加工的电主轴，它公开了有水循环冷却的主轴主体，有水循环冷却的空气轴承及止推轴承，有能自动卸掉刀具的转子芯，有能自动卸掉刀具装置的气缸，在主轴主体中装有整体式的空气轴承， 在空气轴承及定子间有转子芯，气缸中的推刀机构设置在转子芯中，不会随转子芯旋转时一起旋转，减少了主轴的旋转时的偏重，确保主轴寿命，降低了主轴加工难度，便于生产。
[0023]以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种气浮高速电主轴，其特征在于:该电主轴包括主轴主体组件、气缸组件、空气轴 承、转子组件，转子组件包括转子轴芯，空气轴承设置有法兰面，在该法兰面上设有定距环， 定距环上设有推力轴承，所述空气轴承后端设有电机线圈，在所述空气轴承中装有转子轴 芯，所述转子轴芯前端装有夹头，所述主轴主体组件上固定有换刀用的气缸组件，在空气轴 承、推力轴承、主轴主体组件中设有冷却水道。2.根据权利要求1所述的一种气浮电主轴，其特征在于:所述空气轴承的轴承顶部设置 有法兰，法兰下部设置有轴体，所述轴体设有径向空气供给通道，所述轴体内设有与径向空 气供给通道的空气排气通道，所述轴体上下设有冷却水道;所述轴体上的径向空气供给通 道、冷却水道及空气排气通道均设有环形密封圈；所述法兰上设置有按一定距离均匀分布 十个平行于轴向的空气供给通道;轴体靠近法兰底部的供气环形通道与法兰面上的空气通 道相通;在轴承的外圆设有八排进气通道，在径向进气通道内设有节流塞。3.根据权利要求1所述的一种气浮电主轴，其特征在于:所述主轴主体组件设置有内 胆，该内胆外圆设有螺旋冷却水道，螺旋冷却水道经过空气轴承时与空气轴承外圆的冷却 水道相通，主轴主体组件的内胆上的冷却水道通过主轴主体上的外套密封，在主轴主体组 件上的冷却水道与空气轴承冷却水道、止推轴承上的冷却水道形成回路;在主轴主体组件 的内胆上设有进气孔，进气孔与空气轴承外圆的进气孔相通。4.根据权利要求1所述的一种气浮电主轴，其特征在于:所述转子轴芯内装有包柄主 体、蝶形弹簧、固定块、夹头，在包柄主体外圆设有润滑油槽。5.根据权利要求1所述的一种气浮电主轴，其特征在于:所述气缸组件包括气缸盖、上 气缸分隔片、下气缸分隔片、气缸盖，所述气缸盖和上气缸分隔片形成腔室，所述上气缸分 隔片与下气缸分隔片形成腔室，在两个腔室内分别设置有一个活塞，分别是上活塞、下活 塞，在上气缸分隔片、下气缸分隔片中端面设有排气槽，上活塞与上气缸分隔片之间设有密 封圈，下活塞与下气缸分隔片之间设有密封圈，气缸盖与上活塞之间设有密封圈，在下活塞 的中心处下端装设置有推杆，上活塞上设置有圆孔，螺杆穿过该圆孔与推杆连接，推杆中心 开有小孔，气缸盖外圆设有螺纹，气缸盖通过螺纹与背盖连接，在气缸盖的上端面中心处， 设置有第二进气孔，该第二进气孔连通上活塞与气缸盖形成的空腔，所述背盖与下气缸分 隔片之间设置有第一密封圈。6.根据权利要求5所述的一种气浮电主轴，其特征在于:所述推杆上套有回位弹簧，所 述回位弹簧一端顶在推杆的直角凸台上，另一端顶在背盖内端面上，所述背盖上设有第一 进气孔，第一进气孔与主轴主体组件上的内胆进气孔连接，所述背盖侧面开有冷却水进水 孔及冷却水出水孔，冷却水进水孔及冷却水出水孔与主轴主体组件的内胆上的进水孔、出 水孔相通，在背盖侧面设有第一排气孔及电源接头，排气孔及电源接头均与主轴主体组件 相对应的位置连接，在背盖中间与推杆接触位置装有无油轴承。
【文档编号】B23B19/02GK105945308SQ201610428534
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】唐良伟, 杨丹群, 农乃昌, 李存杰
【申请人】深圳市爱贝科精密机械有限公司