一种内外支撑气浮结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电主轴，具体涉及用于电主轴的一种内外支撑气浮结构。
【背景技术】
[0002]电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的主轴，一般包括机体及安装于机体内的定子、转子，以及安装于机体一端的伸出的刀头。机体内通过气浮轴承安装有轴芯，轴芯内还穿接有推杆，主要用于自动换刀，形成气浮主轴。气浮主轴采用气浮轴承为支撑，但实际设计过程中，定子、转子的尺寸、轴芯质量等一系列因素限制了气浮轴承的尺寸，因而气浮轴承的刚度存在一定的局限性，轴芯无法得以足够稳定的支撑，无法满足使主轴达到更高转速的要求。
【实用新型内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种内外支撑气浮结构，能对轴芯形成内外气浮支撑，提高轴芯的稳定性，以使主轴达到更高的转速。
[0004]本实用新型的目的采用如下技术方案实现:
[0005]一种内外支撑气浮结构，包括机体、轴芯、推杆、气浮轴承组件和内气浮轴承，机体呈圆管状，气浮轴承组件安装于机体内；轴芯穿接于气浮轴承组件内，与气浮轴承组件间形成第一气浮间隙，并由机体的一端伸出；轴芯内具有第一内孔，该第一内孔沿该轴芯的轴向贯穿该轴芯；内气浮轴承一端与机体固接，内气浮轴承的另一端插入第一内孔，并与第一内孔间形成第二气浮间隙，该内气浮轴承开有贯穿该内气浮轴承的第二内孔；推杆穿接于第二内孔，并与第二内孔间形成空气间隙，该推杆内设有与该空气间隙连通的第一通气结构，内气浮轴承内还设有用于导通空气间隙和第二气浮间隙的第二通气结构。
[0006]优选地，所述气浮轴承组件包括两个外气浮轴承，两外气浮轴承分设于机体的上下两端。
[0007]优选地，所述内气浮轴承的上端径向伸出有第一圆环，所述轴芯上端径向伸出有第二圆环，第二圆环倒扣于位于机体上端的外气浮轴承，该第二圆环与第一圆环之间形成间隔，该间隔内安装有一推力轴承，该推力轴承的外圈分别固定第一圆环和机体。
[0008]优选地，所述第一通气结构包括轴向孔和径向孔，轴向孔由推杆的顶部沿推杆的轴向向下延伸至推杆中部，径向孔横穿轴向孔的下端，该径向孔的两端分别连通空气间隙。
[0009]优选地，所述内气浮轴承包括所述第一圆环及由第一圆环的下端向下延伸的圆管件，所述第二通气结构包括沿圆管件的径向延伸的多个阻尼孔，阻尼孔的一端与空气间隙连通，阻尼孔的另一端与第二气浮间隙连通，各阻尼孔等间隔分布于圆管件的侧壁。
[0010]相比现有技术，本实用新型的有益效果在于:
[0011]本实用新型可通过压缩空气通过推杆的第一通气结构导入至推杆，并进入空气间隙，再经第二通气结构，进入内气浮轴承与轴芯之间的第二气浮间隙，形成一层均匀的高压气膜，达到在轴芯内部支撑轴芯，而通过气浮轴承组件，可在轴芯的外部支撑轴芯，从而实现轴芯的内外稳定支撑；该增加内气浮轴承的内部气浮支撑结构后，相比于普通的气浮轴承支撑结构(仅气浮轴承支撑轴芯外圆的结构)，整个主轴的支撑系统对轴芯的支撑刚度、支撑力都会增加，因而轴芯可以承受更大的径向承载，而且刚度的增加，保证了主轴在切削过程中刀具的平稳性，良好的稳定性保证更好的加工效果，也提高轴芯的稳定性，允许主轴达到更高的转速，进而使主轴可以承受更大的切削力，满足加工过程中大切削量开粗等工况，扩大气浮主轴的使用范围。
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型内外支撑气浮结构的剖视示意图。
[0014]图中:1、机体；2、轴芯；21、第一内孔；22、第二圆环；3、推杆；31、第一通气结构；311、轴向孔；312、径向孔；4、气浮轴承组件；41、外气浮轴承；5、内气浮轴承；51、第二内孔；52、第二通气结构；53、第一圆环；54、圆管件；541、阻尼孔；6、推力轴承；100、第一气浮间隙；200、第二气浮间隙；300、空气间隙。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示的一种内外支撑气浮结构，包括机体1、轴芯2、推杆3、气浮轴承组件4和内气浮轴承5，机体I呈圆管状，气浮轴承组件4安装于机体I内；轴芯2穿接于气浮轴承组件4内，与气浮轴承组件4间形成第一气浮间隙100，并由机体I的一端伸出；轴芯2内具有第一内孔21，该第一内孔21沿该轴芯2的轴向贯穿该轴芯2 ;内气浮轴承5 —端与机体I固接，内气浮轴承5的另一端插入第一内孔21，并与第一内孔21间形成第二气浮间隙200，该内气浮轴承5开有贯穿该内气浮轴承5的第二内孔51 ;推杆3穿接于第二内孔51，并与第二内孔51间形成空气间隙300，该推杆3内设有与该空气间隙300连通的第一通气结构31，内气浮轴承5内还设有用于导通空气间隙300和第二气浮间隙200的第二通气结构52。
[0016]可通过压缩空气通过推杆3的第一通气结构31导入至推杆3内，并进入空气间隙300，再经第二通气结构52，进入内气浮轴承5与轴芯2之间的第二气浮间隙200，形成一层均匀的高压气膜，达到在轴芯2内部支撑轴芯2，而通过气浮轴承组件4，可在轴芯2的外部支撑轴芯2，从而实现轴芯2的内外稳定支撑。其中，轴芯2的下端外围的机体I内安装有定子，以与轴芯2上的转子磁配合驱使轴芯2转动。内气浮轴承5的上端还连接有铝水套。
[0017]具体地，本例的气浮轴承组件4包括两个外气浮轴承41，两外气浮轴承41分设于机体I的上下两端，以提升平衡性能。其中，可在外气浮轴承41上设置气道，以从外部压缩空气通入第一气浮间隙100，实现轴芯2外的支撑。
[0018]所述内气浮轴承5的上端径向伸出有第一圆环53，所述轴芯2上端径向伸出有第二圆环22，第二圆环22倒扣于位于机体I上端的外气浮轴承41，该第二圆环22与第一圆环53之间形成间隔，该间隔内安装有一推力轴承6，该推力轴承6的外圈分别固定第一圆环53和机体1，该推力轴承6的内圈与第二圆环22之间、以及第二圆环22与外气浮轴承41的推力面之间均为高压气膜，轴芯2的第二圆环22由高压气膜支撑，悬浮在空气中。推力轴承6为轴芯2提供了更大的轴向承载能力。
[0019]作为第一通气结构31的优选实施方式，本例的第一通气结构31包括轴向孔311和径向孔312，轴向孔311由推杆3的顶部沿推杆3的轴向向下延伸至推杆3中部，径向孔312横穿轴向孔311的下端，该径向孔312的两端分别连通空气间隙300。外部高压气源将先通入轴向孔311，再进入径向孔312后，最后进入空气间隙300。
[0020]作为第二通气结构52的优选实施方式，所述内气浮轴承5包括所述第一圆环53及由第一圆环53的下端向下延伸的圆管件54，所述第二通气结构52包括沿圆管件54的径向延伸的多个阻尼孔541，阻尼孔541的一端与空气间隙300连通，阻尼孔541的另一端与第二气浮间隙200连通，各阻尼孔541等间隔分布于圆管件54的侧壁。在空气间隙300内的高压气体，将在阻尼孔541的节流作用下进入第二气浮间隙200，以在第二气浮间隙200内形成更均匀的高压气膜。
[0021]上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
【主权项】
1.一种内外支撑气浮结构，其特征在于:包括机体、轴芯、推杆、气浮轴承组件和内气浮轴承，机体呈圆管状，气浮轴承组件安装于机体内；轴芯穿接于气浮轴承组件内，与气浮轴承组件间形成第一气浮间隙，并由机体的一端伸出；轴芯内具有第一内孔，该第一内孔沿该轴芯的轴向贯穿该轴芯；内气浮轴承一端与机体固接，内气浮轴承的另一端插入第一内孔，并与第一内孔间形成第二气浮间隙，该内气浮轴承开有贯穿该内气浮轴承的第二内孔；推杆穿接于第二内孔，并与第二内孔间形成空气间隙，该推杆内设有与该空气间隙连通的第一通气结构，内气浮轴承内还设有用于导通空气间隙和第二气浮间隙的第二通气结构。
2.根据权利要求1所述的内外支撑气浮结构，其特征在于:所述气浮轴承组件包括两个外气浮轴承，两外气浮轴承分设于机体的上下两端。
3.根据权利要求2所述的内外支撑气浮结构，其特征在于:所述内气浮轴承的上端径向伸出有第一圆环，所述轴芯上端径向伸出有第二圆环，第二圆环倒扣于位于机体上端的外气浮轴承，该第二圆环与第一圆环之间形成间隔，该间隔内安装有一推力轴承，该推力轴承的外圈分别固定第一圆环和机体。
4.根据权利要求1?3任一项所述的内外支撑气浮结构，其特征在于:所述第一通气结构包括轴向孔和径向孔，轴向孔由推杆的顶部沿推杆的轴向向下延伸至推杆中部，径向孔横穿轴向孔的下端，该径向孔的两端分别连通空气间隙。
5.根据权利要求3所述的内外支撑气浮结构，其特征在于:所述内气浮轴承包括所述第一圆环及由第一圆环的下端向下延伸的圆管件，所述第二通气结构包括沿圆管件的径向延伸的多个阻尼孔，阻尼孔的一端与空气间隙连通，阻尼孔的另一端与第二气浮间隙连通，各阻尼孔等间隔分布于圆管件的侧壁。
【专利摘要】本实用新型公开了一种内外支撑气浮结构，包括机体、轴芯、推杆、气浮轴承组件和内气浮轴承，机体呈圆管状，气浮轴承组件安装于机体内；轴芯穿接于气浮轴承组件内，与气浮轴承组件间形成第一气浮间隙，并由机体的一端伸出；轴芯内具有第一内孔；内气浮轴承一端与机体固接，内气浮轴承的另一端插入第一内孔，并与第一内孔间形成第二气浮间隙，该内气浮轴承开有贯穿该内气浮轴承的第二内孔；推杆穿接于第二内孔，并与第二内孔间形成空气间隙，该推杆内设有与该空气间隙连通的第一通气结构，内气浮轴承内还设有用于导通空气间隙和第二气浮间隙的第二通气结构。本实用新型能对轴芯形成内外气浮支撑，提高轴芯的稳定性，以使主轴达到更高的转速。
【IPC分类】B23Q1-38, B23B19-02
【公开号】CN204603316
【申请号】CN201420852370
【发明人】汤秀清, 单杰
【申请人】广州市昊志机电股份有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年12月26日