一种气浮电主轴的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种气浮电主轴，包括外壳(1)、设置在外壳(1)内部的定子(5)、轴体(2)、固定在轴体(2)上且与定子(5)配合的转子(4)，外壳(1)上设有进气通道(11)和能够将进入到外壳(1)内部的气体排出的出气通道，轴体(2)外部包裹有石墨轴套(3)，进气通道(11)与石墨轴套(3)位置相对。本实用新型提供的气浮电主轴，通过在外壳上设置进气通道，并在轴体上包裹固定石墨轴套，使气体通过进气通道进入到外壳内部后，能够将石墨轴套推起悬浮，使轴体在转动时不与周边设备发生摩擦，从而有效地提高了轴体的转动速度，大大减小能量的耗损，提高了数控机床的加工效率。
【专利说明】
一种气浮电主轴
技术领域
[0001]本实用新型涉及数控机床领域，尤其涉及一种气浮电主轴。
【背景技术】
[0002]目前，超精密加工已成为现代化生产发展的趋势，也是我国高新技术领域的一个重要的组成部分。精密加工的高指标，形成了对精密加工设备的高要求，推动了它的进步，反过来精密机械的进步又是精密加工能够实现的必要条件。现有技术中，由于轴体与轴套之间摩擦接触，造成摩擦系数大，转动速度慢。另外，摩擦会产生较大的噪音，还会造成轴体过大幅度的振动，影响实际加工效果，使加工精度下降。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型目的是提供一种气浮电主轴，用以改善上述弊端。
[0004]本实用新型解决技术问题采用如下技术方案:本实用新型提供一种气浮电主轴，包括外壳、设置在所述外壳内部的定子、轴体、固定在轴体上且与所述定子配合的转子，所述外壳上设有进气通道和能够将进入到所述外壳内部的气体排出的出气通道，所述轴体外部包裹有石墨轴套，所述进气通道与所述石墨轴套位置相对。
[0005]可选的，所述进气通道为多个，且沿所述外壳的轴向方向等间距均匀分布于所述外壳上。
[0006]可选的，所述出气通道外部设有消音器。
[0007]可选的，所述定子位于所述外壳内部轴向方向的一端。
[0008]可选的，所述外壳内部设有环绕所述轴体端部且能够限制所述轴体振动的平衡环。
[0009]可选的，所述石墨轴套的外部形成有能够辅助气体推动所述石墨轴套的气动槽。
[0010]可选的，所述进气通道的通道口处设有过滤网。
[0011]可选的，所述外壳的内部形成有与所述外壳外部连通的水冷通道。
[0012]可选的，所述水冷通道位于所述定子外侧的所述外壳内。
[0013]可选的，所述定子的外部包裹有电机冷却套。
[0014]本实用新型具有如下有益效果:
[0015]本实用新型提供的气浮电主轴，通过在外壳上设置进气通道，并在轴体上包裹固定石墨轴套，使气体通过进气通道进入到外壳内部后，能够将石墨轴套推起悬浮，使轴体在转动时不与周边设备发生摩擦，从而有效地提高了轴体的转动速度，大大减小能量的耗损，提高了数控机床的加工效率。另外，通过设置平衡环对轴体振动的限制，使得数控机床的加工精度进一步得到提高。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施方式提供的气浮电主轴的内部结构示意图；
[0017]图2为本实用新型实施方式提供的气浮电主轴的水冷通道的结构示意图。
[0018]图中标记示意为:1-外壳；11-进气通道；12-水冷通道;2-轴体;3-石墨轴套;31-气动槽;4-转子;5-定子;6-平衡环;7-电机冷却套。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。
[0020]现有技术中，数控机床中使用的加工主轴通常是通过轴承与外壳连接，而轴承的工作原理是通过滚珠来实现摩擦力的降低。实体接触虽然可以降低摩擦力，但摩擦力仍然较大，对轴体的转动速度还是会造成一定的影响。
[0021]本实用新型提出了一种气浮电主轴，包括外壳1、设置在所述外壳I内部的定子5、轴体2、固定在轴体2上且与所述定子5配合的转子4，所述外壳I上设有进气通道11和能够将进入到所述外壳I内部的气体排出的出气通道，所述轴体2外部包裹有石墨轴套3，所述进气通道11与所述石墨轴套3位置相对。
[0022]在外壳I上设置进气通道11，直接对准轴体2外部包裹的石墨轴套3，由于石墨轴套3的径向大于轴体2，质地轻，当气体进入外壳I内部时，直接对着石墨轴套3的外壁。石墨轴套3会被进入的气体推起，带动石墨轴套3内部的轴体2—起悬浮。轴体2悬浮可以避免与周围其它部件的摩擦，在轴体2转动时，悬浮状态的轴体2以及石墨轴套3与周围的部件之间几乎不存在摩擦力，这样就能够使轴体2的转速大大提高，有效实现数控机床工作效率的提升。
[0023]进一步，所述进气通道11为多个，且沿所述外壳I的轴向方向等间距均匀分布于所述外壳I上。
[0024]设置多个进气通道11可以从不同部位对石墨轴套3实现气体推动，使石墨轴套3会议及轴体2的悬浮效果更好。另外，由于进气通道11在外壳I上均匀分布，使得石墨轴套3在受力时能够更好地保持平衡，从而使轴体2在运转过程中更平稳，减小振动幅度，能够进一步提高轴体2的转速。
[0025]本实用新型的一个实施方式中示出，所述出气通道外部设有消音器。
[0026]在出气通达外部设置消音器，可以使充入外壳I内部的气体在排放时实现降噪，气体排出时流量较大，出口处必然会产生较大的噪音，安装消音器可以有效地在气体排放时改变气体的流速，从而降低流量产生的噪声，使数控机床在工作状态下更静音。
[0027]本实用新型的一个实施方式中示出，所述定子5位于所述外壳I内部轴向方向的一端。
[0028]气浮电主轴把动力部分放置在轴体2的后端位置，可以有效的节省空间。另外，夕卜壳I还可以设置为分体结构，后端动力部分的外壳I与前端主轴部分的外壳I分为两部分，并且这两部分通过螺钉相连，这样不仅方便组装人员安装，而且也方便维修，体现了人性化的设计理念与需要。使主轴从外部来看，结构更加简单漂亮，后端动力部分的外壳I与前端主轴部分的外壳I可以通过四个快插头插接结合，结构十分鲜明。在实现功能和技术指标的前提下，做到了产品的美观化。
[0029]本实用新型的一个实施方式中示出，所述外壳I内部设有环绕所述轴体2端部且能够限制所述轴体2振动的平衡环6。
[0030]设置平衡环6的目的是稳定轴体2，即实现轴体2的动平衡。由于轴体2末端的动力部分轴端直径较小，在外壳I内部加装一个平衡环6，以便该轴体2能够在转动过程中实现动平衡。任何转子4在围绕其轴线旋转时，由于转子4相对于轴线的质量分布不均匀而产生离心力，这种不平衡离心力作用在轴体2上会引起振动，会产生噪声，并且会加速轴体2的轴端磨损，严重影响产品的性能和寿命。通过爱装平衡环6做动平衡处理后，可以很大程度上提高轴体2的性能。
[0031]本实用新型的一个实施方式中示出，所述石墨轴套3的外部形成有能够辅助气体推动所述石墨轴套3的气动槽31。
[0032]在石墨轴套3上设置气动槽31，可以使气体在与石墨轴套3接触时增大对石墨轴套3的推动力，气动槽31可以实现汇聚气体的功能，使得石墨轴套3在受到较小流量的气体推动下就可以实现悬浮，减小了气栗输出气体的功率，有效降低了能源的损耗。
[0033]进一步，所述进气通道11的通道口处设有过滤网，通过过滤网可以过滤掉气体中的部分杂质，从而延长外壳I内部与石墨轴套3之间空间的清洁时间，有效地降低了更换次数，提高了工作效率。
[0034]本实用新型的一个实施方式中示出，所述外壳I的内部形成有与所述外壳I外部连通的水冷通道12。
[0035]设置水冷通道12可以使气浮电主轴采用循环水冷的方式来实现内部设备的冷却。水溶液由外接的水冷机通过外壳I上的水冷通道12入口进入，通过外壳I内的水冷通道12靠近外壳I内部升温设备所在的相应的部位，实现对内置电机的冷却。然后水溶液通过水冷通道12的出口流回水冷机，实现循环制冷的效果。当然，水冷通道12可以只设置在靠近定子5的位置附近，只对电机部分进行降温。
[0036]具体地，水冷通道12位于定子外侧的外壳I内。这样设置水冷通道12可以使设置在外壳I内部的定子在周向上全方位实现降温，加快了降温速度，避免了死角，不会出现局部温度过高而电机烧毁的现象。
[0037]本实用新型的一个实施方式中示出，所述定子5的外部包裹有电机冷却套7。电机冷却套7是单独实现对定子5降温的冷却设备，电机冷却套7也可以采用具备水冷功能的电机冷却套7，这样使定子5有独立的降温设备，避免定子5在工作过程中温度过高而烧毁。
[0038]本实用新型的气浮电主轴，不仅能够有效提高产品的加工精度，同时也减少了污染和噪声。有着体积小，转速高，稳定性高的技术优势，能够广泛应用机械行业的各个领域。该主轴可以用于高精密数控机床上，不仅可以提高产品的品质，而且还能延长刀具的寿命，保障机床稳定高效率的工作。
[0039]以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
[0040]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】
1.一种气浮电主轴，包括外壳(I)、设置在所述外壳(I)内部的定子(5)、轴体(2)、固定在轴体(2)上且与所述定子(5)配合的转子(4)，其特征在于，所述外壳(I)上设有进气通道(11)和能够将进入到所述外壳(I)内部的气体排出的出气通道，所述轴体(2)外部包裹有石墨轴套(3)，所述进气通道(11)与所述石墨轴套(3)位置相对。2.根据权利要求1所述的气浮电主轴，其特征在于，所述进气通道(11)为多个，且沿所述外壳(I)的轴向方向等间距均匀分布于所述外壳(I)上。3.根据权利要求2所述的气浮电主轴，其特征在于，所述出气通道外部设有消音器。4.根据权利要求3所述的气浮电主轴，其特征在于，所述定子(5)位于所述外壳(I)内部轴向方向的一端。5.根据权利要求4所述的气浮电主轴，其特征在于，所述外壳(I)内部设有环绕所述轴体(2)端部且能够限制所述轴体(2)振动的平衡环(6)。6.根据权利要求5所述的气浮电主轴，其特征在于，所述石墨轴套(3)的外部形成有能够辅助气体推动所述石墨轴套(3)的气动槽(31)。7.根据权利要求6所述的气浮电主轴，其特征在于，所述进气通道(11)的通道口处设有过滤网。8.根据权利要求7所述的气浮电主轴，其特征在于，所述外壳(I)的内部形成有与所述外壳(I)外部连通的水冷通道(12)。9.根据权利要求8所述的气浮电主轴，其特征在于，所述水冷通道(12)位于所述定子外侧的所述外壳(I)内。10.根据权利要求9所述的气浮电主轴，其特征在于，所述定子(5)的外部包裹有电机冷却套(7)。
【文档编号】B23B19/02GK205478912SQ201620071825
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月25日
【发明人】张燕, 王帅, 赵利
【申请人】北京海普瑞森科技发展有限公司