一种具有半球轴承的气动主轴装置的制造方法

文档序号:10733606
一种具有半球轴承的气动主轴装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种具有半球轴承的气动主轴装置,包括箱体、主轴、左托轴组件和右托轴组件,左托轴组件和右托轴组件均包括半球衬托件、半球气浮轴承、轴座,主轴穿设在左托轴组件和右托轴组件的半球衬托件、半球气浮轴承、轴座、的中心孔内。轴座具有半球形凹腔及中心通孔,在轴座的半球形凹腔中设有半球衬托件,在轴座与半球衬托件之间设置有半球气浮轴承与两者配合,半球气浮轴承为缺一球冠的半球状,具有半球形凹腔形似无底托的碗状且具有中心通孔,半球形结构使部件可自动调心找正,通过左托轴组件和右托轴组件的半球气浮轴承与半球衬托件之间形成气膜,支撑主轴无摩擦旋转,保证主轴旋转的平稳性,无需润滑,且加工、组装容易。
【专利说明】
一种具有半球轴承的气动主轴装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及自动化机床装置技术领域,尤其涉及一种具有半球轴承的气动主轴装置。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展,各种机床设备的需求量越来越多,对机床设备精度要求越来越高。靠传统的手工或半自动的操作方法无法满足当今科学技术发展的需求,对于车、铣、磨等机床设备在零部件的精密加工过程中,主轴旋转的平稳性,主轴磨损程度决定零部件加工精度。普通机床设备的主轴主要靠轴承机械支撑,机械摩擦磨损相当严重,随着加工时间增长,主轴旋转的平稳性变差,零部件的精密加工精度很难达到要求,此类主轴加工、组装复杂,轴承需润滑,无法应用在食品、医疗等行业。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型实施例提供了一种具有半球轴承的气动主轴装置,以解决主轴加工、组装复杂、旋转平稳性差、需要不断润滑的问题。
[0004]为了解决上述问题,本实用新型实施例公开了一种具有半球轴承的气动主轴装置,包括箱体、主轴、左托轴组件和右托轴组件。
[0005]左托轴组件和右托轴组件均包括半球衬托件、半球气浮轴承、轴座。
[0006]轴座具有半球形凹腔及中心通孔,左托轴组件和右托轴组件中的轴座分别与箱体左右两端固定连接且两个轴座相背设置;在轴座的半球形凹腔中设有半球衬托件,半球衬托件为缺一球冠的半球状,且具有中心通孔;在轴座与半球衬托件之间设置有半球气浮轴承与两者配合,半球气浮轴承为缺一球冠的半球状,具有半球形凹腔且具有中心通孔,在半球气浮轴承的外壁表面具有储气的环形槽,在轴座上设有供气孔与半球气浮轴承的环形槽连通;主轴穿设在左托轴组件和右托轴组件的半球衬托件、半球气浮轴承、轴座、的中心孔内,主轴为阶梯轴,主轴的台阶面与右托轴组件的半球衬托件的右端面相配合并通过螺钉固定,主轴的左端设有弹性盘,弹性盘通过中心孔套设在主轴上且通过螺钉固定连接在左托轴组件的半球衬托件的左端面,弹性盘左侧设有锁紧螺母与主轴连接将主轴与左托轴组件和右托轴组件锁紧。
[0007]可选的,还包括导气环形体,导气环形体固定安装在箱体内且设置于两轴座之间,导气环形体通过挡圈、第一导环、第二导环、第三导环、隔环的中心通孔套设在主轴上。导气环形体包括挡圈、导环体、第一导环、第二导环、第三导环、隔环,导环体为筒状,两个具有中心通孔的挡圈分别与导环体的两端固定连接围合呈一个腔体,在此腔体内设置有叠放排列的环状的第一导环、第二导环、第三导环,第一导环、第二导环、第三导环之间设置有环状的隔环隔离,在导环体上设置有多个气道分别连通第一导环与气源、第二导环与气源、第三导环与气源,第一导环、第二导环、第三导环均由可透气材料制成,与第一导环连通的气道供气时,使主轴在导气环形体内无摩擦旋转。
[0008]可选的,主轴的右端伸出于右托轴组件的半球衬托件外,在此端中心设置有活塞腔,活塞腔内安装有可沿主轴轴向活动的活塞,活塞与设置在主轴此端的气动卡爪连接。在主轴内设置第一气道和第二气道,第一气道的一端与第二导环连通,另一端与活塞腔连通,在第一气道内供气时使活塞朝远离右托轴组件的方向活动进而使气道卡爪松开;第二气道的一端与第三导环连通,另一端与活塞腔连通,在第二气道内供气时使活塞朝趋近右托轴组件的方向活动进而使气动卡爪抓紧。
[0009]可选的,第一导环有3个,第一导环、第二导环、第三导环按照第一导环-第二导环-第一导环-第三导环-第一导环的顺序排列设置。
[0010]可选的,导气环形体靠定位螺钉与箱体固定,定位螺钉分别连接导环体和箱体。[0011 ] 可选的,在主轴左端配装角度编码器,角度编码器与主轴通过同步带传动。
[0012]可选的,半球气浮轴承为石墨半球气浮轴承。
[0013]本实用新型具有如下有益效果:
[0014]本实用新型一种具有半球轴承的气动主轴装置,且在左托轴组件和右托轴组件均包括半球衬托件、半球气浮轴承、轴座,轴座具有半球形凹腔及中心通孔,在轴座的半球形凹腔中设有半球衬托件,在轴座与半球衬托件之间设置有半球气浮轴承与两者配合,半球气浮轴承为缺一球冠的半球状,具有半球形凹腔形似无底托的碗状且具有中心通孔,半球形结构使部件可自动调心找正,可避免主轴装配后不同心,使得主轴旋转平稳性好。在半球气浮轴承的外壁表面具有储气的环形槽,在轴座上设有供气孔与半球气浮轴承的环形槽连通;通过左托轴组件和右托轴组件的半球气浮轴承与半球衬托件之间形成气膜,支撑主轴无摩擦旋转,保证主轴旋转的平稳性,无需润滑,且加工、组装容易。
【附图说明】
[0015]通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0016]图1为一种具有半球轴承的气动主轴装置的装配结构示意图。
[0017]1、锁紧螺母;2、弹性盘;3、半球衬托件;4、半球气浮轴承;5、轴座;6、主轴;7、挡圈;
8、第一导环;9、导环体;10、第二导环;11、隔环;12、定位螺钉;13、第三导环;14、活塞;15、气动卡爪;16、箱体;17、角度编码器;18、同步带轮
【具体实施方式】
[0018]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0019]如图1所示,一种具有半球轴承的气动主轴装置,包括箱体、主轴、左托轴组件和右托轴组件。
[0020]左托轴组件和右托轴组件均包括半球衬托件、半球气浮轴承、轴座。轴座具有半球形凹腔及中心通孔,左托轴组件和右托轴组件中的轴座分别与箱体左右两端固定连接且两个轴座相背设置;在轴座的半球形凹腔中设有半球衬托件,半球衬托件为缺一球冠的半球状,且具有中心通孔。在轴座与半球衬托件之间设置有半球气浮轴承与两者配合,半球气浮轴承为缺一球冠的半球状,具有半球形凹腔且具有中心通孔,在半球气浮轴承的外壁表面具有储气的环形槽,在轴座上设有供气孔与半球气浮轴承的环形槽连通。
[0021 ]主轴穿设在左托轴组件和右托轴组件的半球衬托件、半球气浮轴承、轴座、的中心孔内。
[0022]主轴为阶梯轴,主轴的台阶面与右托轴组件的半球衬托件的右端面相配合并通过螺钉固定,主轴的左端设有弹性盘,弹性盘通过中心孔套设在主轴上且通过螺钉固定连接在左托轴组件的半球衬托件的左端面,弹性盘左侧设有锁紧螺母与主轴连接将主轴与左托轴组件和右托轴组件锁紧。
[0023]—种具有半球轴承的气动主轴装置,还包括导气环形体,导气环形体固定安装在箱体内且设置于两轴座之间,导气环形体靠定位螺钉与箱体固定,定位螺钉分别连接导环体和箱体。导气环形体通过挡圈、第一导环、第二导环、第三导环、隔环的中心通孔套设在主轴上。
[0024]导气环形体包括挡圈、导环体、第一导环、第二导环、第三导环、隔环,导环体为筒状,两个具有中心通孔的挡圈分别与导环体的两端固定连接围合呈一个腔体,在此腔体内设置有叠放排列的环状的第一导环、第二导环、第三导环,第一导环、第二导环、第三导环之间设置有环状的隔环隔离,在导环体上设置有多个气道分别连通第一导环与气源、第二导环与气源、第三导环与气源,第一导环、第二导环、第三导环均由可透气材料制成,与第一导环连通的气道供气时,使主轴在导气环形体内无摩擦旋转。
[0025]主轴的右端伸出于右托轴组件的半球衬托件外,在此端中心设置有活塞腔,活塞腔内安装有可沿主轴轴向活动的活塞,活塞与设置在主轴此端的气动卡爪连接。
[0026]在主轴内设置第一气道和第二气道,第一气道的一端与第二导环连通,另一端与活塞腔连通,在第一气道内供气时使活塞朝远离右托轴组件的方向活动进而使气道卡爪松开;第二气道的一端与第三导环连通,另一端与活塞腔连通,在第二气道内供气时使活塞朝趋近右托轴组件的方向活动进而使气动卡爪抓紧。
[0027]第一导环有3个,第一导环、第二导环、第三导环按照第一导环-第二导环-第一导环-第三导环-第一导环的顺序排列设置。
[0028]在主轴左端配装角度编码器,角度编码器与主轴通过同步带传动。本实施例提供了一种具有半球轴承的气动主轴装置,用半球气浮轴承替代普通轴承支撑主轴,半球气浮轴承4的外壁表面的环形槽使半球气浮轴承4供气更加均匀。半球气浮轴承4是石墨材质,透气性很好,通过半球气浮轴承4将空气渗透到半球气浮轴承4与半球衬托件3之间形成气膜。通过半球气浮轴承与半球衬托件之间形成气膜,依靠洁净空气将主轴浮起,使主轴无摩擦旋转,保证了主轴旋转的平稳性,避免了普通轴承对主轴的磨损。
[0029]主轴两端设计为两个半球形的半球衬托件与主轴连接,可自动调心找正,避免主轴装配后不同心,影响加工精度。将半球气浮轴承也设计为半球型,与主轴上的两个半球衬托件配研,使气膜均匀,保证主轴浮起受气浮力均匀。
[0030]该半球气浮轴承采用石墨材料加工成半球形,选石墨作材料具有以下优点:优良的自润滑性,良好的抗化学腐蚀性,较高的导热率和热稳定性,极小的热膨胀系数,足够的机械强度和抗冲击性能,易于机械加工,可加工成各种几何形状。
[0031]主轴前端即右端装有活塞连接气动卡爪,通过给主轴通气控制活塞伸缩,从而控制气动卡爪松开、夹紧。夹具和主轴连接为一体,保证了工件的回转精度,回转精度可达0.1
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[0032]巧妙的将主轴浮起供气、活塞供气结构设计在主轴箱箱体内部,使主轴装置结构更加紧凑。在主轴上设计安装一个导气环形体为活塞供气,方便主轴在旋转状态下供气。导气环形体设计为气浮结构,将导气环形体与主轴箱箱体固定,防止旋转。当给导气环形体供气时,即可为主轴供气又不影响主轴旋转。
[0033]主轴后端即左端可配装角度编码器,通过同步带传动,控制主轴旋转角度。
[0034]本实用新型一种具有半球轴承的气动主轴装置,且在左托轴组件和右托轴组件均包括半球衬托件、半球气浮轴承、轴座,轴座具有半球形凹腔及中心通孔,在轴座的半球形凹腔中设有半球衬托件,在轴座与半球衬托件之间设置有半球气浮轴承与两者配合,半球气浮轴承为缺一球冠的半球状,具有半球形凹腔形似无底托的碗状且具有中心通孔,半球形结构使部件可自动调心找正,可避免主轴装配后不同心,使得主轴旋转平稳性好。在半球气浮轴承的外壁表面具有储气的环形槽,在轴座上设有供气孔与半球气浮轴承的环形槽连通;通过左托轴组件和右托轴组件的半球气浮轴承与半球衬托件之间形成气膜,支撑主轴无摩擦旋转,保证主轴旋转的平稳性,无需润滑,且加工、组装容易。
[0035]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种具有半球轴承的气动主轴装置,其特征在于,包括箱体、主轴、左托轴组件和右托轴组件, 左托轴组件和右托轴组件均包括半球衬托件、半球气浮轴承、轴座, 轴座具有半球形凹腔及中心通孔,左托轴组件和右托轴组件中的轴座分别与箱体左右两端固定连接且两个轴座相背设置; 在轴座的半球形凹腔中设有半球衬托件,半球衬托件为缺一球冠的半球状,且具有中心通孔; 在轴座与半球衬托件之间设置有半球气浮轴承与两者配合,半球气浮轴承为缺一球冠的半球状,具有半球形凹腔且具有中心通孔,在半球气浮轴承的外壁表面具有储气的环形槽,在轴座上设有供气孔与半球气浮轴承的环形槽连通; 主轴穿设在左托轴组件和右托轴组件的半球衬托件、半球气浮轴承、轴座、的中心孔内, 主轴为阶梯轴,主轴的台阶面与右托轴组件的半球衬托件的右端面相配合并通过螺钉固定,主轴的左端设有弹性盘,弹性盘通过中心孔套设在主轴上且通过螺钉固定连接在左托轴组件的半球衬托件的左端面,弹性盘左侧设有锁紧螺母与主轴连接将主轴与左托轴组件和右托轴组件锁紧。2.根据权利要求1所述的一种具有半球轴承的气动主轴装置,其特征在于,还包括导气环形体,导气环形体固定安装在箱体内且设置于两轴座之间,导气环形体通过挡圈、第一导环、第二导环、第三导环、隔环的中心通孔套设在主轴上, 导气环形体包括挡圈、导环体、第一导环、第二导环、第三导环、隔环,导环体为筒状,两个具有中心通孔的挡圈分别与导环体的两端固定连接围合呈一个腔体,在此腔体内设置有叠放排列的环状的第一导环、第二导环、第三导环,第一导环、第二导环、第三导环之间设置有环状的隔环隔离,在导环体上设置有多个气道分别连通第一导环与气源、第二导环与气源、第三导环与气源,第一导环、第二导环、第三导环均由可透气材料制成,与第一导环连通的气道供气时,使主轴在导气环形体内无摩擦旋转。3.根据权利要求1或2所述的一种具有半球轴承的气动主轴装置,其特征在于, 主轴的右端伸出于右托轴组件的半球衬托件外,在此端中心设置有活塞腔,活塞腔内安装有可沿主轴轴向活动的活塞,活塞与设置在主轴此端的气动卡爪连接, 在主轴内设置第一气道和第二气道,第一气道的一端与第二导环连通,另一端与活塞腔连通,在第一气道内供气时使活塞朝远离右托轴组件的方向活动进而使气道卡爪松开;第二气道的一端与第三导环连通,另一端与活塞腔连通,在第二气道内供气时使活塞朝趋近右托轴组件的方向活动进而使气动卡爪抓紧。4.根据权利要求2所述的一种具有半球轴承的气动主轴装置,其特征在于,第一导环有3个,第一导环、第二导环、第三导环按照第一导环-第二导环-第一导环-第三导环-第一导环的顺序排列设置。5.根据权利要求2所述的一种具有半球轴承的气动主轴装置,其特征在于,导气环形体靠定位螺钉与箱体固定,定位螺钉分别连接导环体和箱体。6.根据权利要求2所述的一种具有半球轴承的气动主轴装置,其特征在于,在主轴左端配装角度编码器,角度编码器与主轴通过同步带传动。7.根据权利要求1所述的一种具有半球轴承的气动主轴装置,其特征在于,半球气浮轴承为石墨半球气浮轴承。
【文档编号】B23B19/02GK205414428SQ201620032457
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年1月13日
【发明人】李金明, 谷晓欣, 王雪松
【申请人】北京海普瑞森科技发展有限公司
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