专利名称：一种高速气浮电主轴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械加工设备，具体地说是ー种气浮高速主轴。
背景技术：
在现有技术中，气浮高速主轴整体结构复杂且松散，加工难且对称性差，因此工作精度低、转速低，另ー方面现有的主轴不能自动换刀，需要人手操作，这就浪费人力且消耗太多的エ时；一般主轴不具备内外吹尘的功能，设备的使用寿命短且安全性能低。
发明内容
本发明提供ー种高速气浮电主轴，它克服了现有技术的不足 本发明技术解决方案是包括有气缸组件(1)，铝水套组件(2)，机体(3)，推力轴承(4)，轴芯(5)，定子(7)，夹头组件(8)，其特征在于所述机体(3)上部的贯通孔内设有上气浮轴承组件(6)，所述上气浮轴承组件(6)内壁均匀分布有至少ニ个以上外切于轴向贯通孔的上轴承横向气道，各气道末端均与轴向贯通孔相通，各气道近上轴承体(6.1)外壁的一端设有堵头(6. 3)，上气浮轴承组件(6)的上轴承体(6.1)外壁中部设有环状0型密封圈(6. 2)；所述机体(3)下部贯通孔内设有下气浮轴承组件(8)，所述下气浮轴承组件(8)内壁均匀分布有至少ニ个以上外切于轴向贯通孔的下轴承横向气道，各气道末端均与轴向贯通孔相通，各气道近下轴承体(8.1)外壁的一端设有堵头，下气浮轴承组件(8)的下轴承体(8.1)外壁顶部设有环状的顶层0型密封圈(8. 3)，下轴承体(8.1)的法兰顶端面设有环状的法兰0型密封圈(8. 2)。本发明所述的上、下气浮轴承组件分别设有上层横向气道和下层横向气道，每层均有至少八个气道与各轴承轴向贯通孔相通，各轴承的上、下层横向气道间通过轴向气道相连通。当上、下气浮轴承组件的各横向气道供气时，轴芯(5)的外壁与机体(3)内壁间形成0. 03 0. 035mm的气膜。本发明工作原理压缩空气由铝水套组件的进气孔进入，经机体内的气路进入上气浮轴承组件、下气浮轴承组件和推力轴承，再经由上、下气浮轴承组件均匀分布的横向气道，进入轴芯与上、下气浮轴承组件及推力轴承之间的微小隙。由于气膜压カ的存在，轴芯能够被气膜支撑起，处于完全悬浮状态，这就消除了轴芯与轴承之间的摩擦，使轴承高速、高精度旋转。当定子内通入三相交流变频电流时，定子内产生感应磁场，由于电磁感应原理，轴芯导条内产生感应电流和电磁力，驱动处于悬浮状态的轴芯旋转。若气膜刚度够大，轴芯频率即可达到电流频率的最大值。冷却水由铝水套组件的进水孔进入，进入机体内水路中循环，再经由铝水套出水孔排除，持续供给冷水，可保证整个主轴的运行温度、精度及安全性。压缩空气从气缸组件上的接头进入气缸中，由于活塞上下面存在压カ差，推动活塞向下移动，与活塞固连的推杆亦随之向下，推动夹头组件向下移动至锥孔直径相对大的位置，夹头张开，刀具脱落，完成卸刀过程。反之，当刀具放到夹头指定位置后，切断气缸供气，推杆及气缸活塞在气缸复位弹簧的作用下，向上移动，与夹头组件上端面分离，夹头组件在碟簧的作用下，收缩至锥面贴合，夹紧刀具，完成装刀过程。本发明的优点在于
1、轴芯在工作时处于悬浮状态，此时仅存在相比机械摩擦小得多的空气阻力，将阻尼大大减小，满足了实现闻精、闻转速的主要条件；
2、上、下气浮轴承组件均采用了全新的横向气道结构，其中节流孔不采用以往的径向供气，而采用切向供气，轴芯与气浮轴承之间气膜间隙在0. 03、. 035mm之间，此种供气方式可以提高气膜的刚度，在相同结构下，可以实现更高的转速；
3、交流变频电流效率为0— 6667Hz，电主轴最高转速可达40万转，可在采用相同刀具 的情况下，提闻加工效率；
4、采用自动换刀机构，提高工作效率，实现加工过程的高度自动化；
5、电主轴内安装循环冷却系统，并安装有温度传感器测温，保证电主轴整个设备在低温下运行，増加设备的使用寿命和安全性，并降低由于膨胀等因素产生的加工误差。
图1是本发明的剖视构造示意图。图2是本发明的上气浮轴承组件剖视构造示意图。图3是本发明的A — A剖视构造示意图。图4是本发明的下气浮轴承组件剖视构造示意图。
具体实施例方式实施例1
如图1至图4所示，本发明在现有的气缸组件(1)，铝水套组件(2)，机体(3)，推力轴承(4)，轴芯(5)，定子(7)，夹头组件(8)，其特征在于所述机体(3)上部的贯通孔内设有上气浮轴承组件(6)，所述上气浮轴承组件(6)内壁均匀分布有至少ニ个以上外切于轴向贯通孔的上轴承横向气道，各气道末端均与轴向贯通孔相通，各气道近上轴承体(6.1)外壁的一端设有堵头(6. 3)，上气浮轴承组件(6)的上轴承体(6.1)外壁中部设有环状0型密封圈(6. 2)。实施例2
构造与实施例1基本相同，区别在于所述机体(3)下部贯通孔内设有下气浮轴承组件
(8)，所述下气浮轴承组件(8)内壁均匀分布有至少ニ个以上外切于轴向贯通孔的下轴承横向气道，各气道末端均与轴向贯通孔相通，各气道近下轴承体(8.1)外壁的一端设有堵头，下气浮轴承组件(8)的下轴承体(8.1)外壁顶部设有环状的顶层0型密封圈(8. 3)，下轴承体(8.1)的法兰顶端面设有环状的法兰0型密封圈(8. 2)。实施例3
构造与实施例1基本相同，区别在于所述的上、下气浮轴承组件分别设有上层横向气道和下层横向气道，每层均有至少八个气道与各轴承轴向贯通孔相通，各轴承的上、下层横向气道间通过轴向气道相连通。 实施例4 构造与实施例1基本相同，区别在于当上、下气浮轴承组件的各横向气道供气时，轴芯
(5)的外壁与机体(3)内壁间形成0. 03^0. 035mm的气膜。
权利要求
1.一种高速气浮电主轴，包括有气缸组件(1)，铝水套组件(2)，机体(3)，推力轴承(4)，轴芯(5)，定子(7)，夹头组件(8)，其特征在于所述机体(3)上部的贯通孔内设有上气浮轴承组件(6)，所述上气浮轴承组件(6)内壁均匀分布有至少二个以上外切于轴向贯通孔的上轴承横向气道，各气道末端均与轴向贯通孔相通，各气道近上轴承体(6.1)外壁的一端设有堵头(6. 3)，上气浮轴承组件(6)的上轴承体(6.1)外壁中部设有环状O型密封圈 (6. 2)；所述机体(3)下部贯通孔内设有下气浮轴承组件(8)，所述下气浮轴承组件(8)内壁均匀分布有至少二个以上外切于轴向贯通孔的下轴承横向气道，各气道末端均与轴向贯通孔相通，各气道近下轴承体(8.1)外壁的一端设有堵头，下气浮轴承组件(8)的下轴承体 (8.1)外壁顶部设有环状的顶层O型密封圈(8. 3)，下轴承体(8.1)的法兰顶端面设有环状的法兰O型密封圈(8. 2)。
2.根据权利要求1所述的一种高速气浮电主轴，其特征在于所述的上、下气浮轴承组件分别设有上层横向气道和下层横向气道，每层均有至少八个气道与各轴承轴向贯通孔相通，各轴承的上、下层横向气道间通过轴向气道相连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种高速气浮电主轴，其特征在于当上、下气浮轴承组件的各横向气道供气时，轴芯(5)的外壁与机体(3)内壁间形成O. 03、. 035mm的气膜。
全文摘要
本发明涉及一种高速气浮电主轴，具体地说是一种气浮高速主轴它公开了上、下气浮轴承组件均采用了全新的横向气道结构，其中节流孔不采用以往的径向供气，而采用切向供气，轴芯与气浮轴承之间气膜间隙在0.03~0.035mm之间。它整体结构高精密、高旋转轴承，最高转速可达40万rpm，结构简单，使用方便且寿命长，便于推广及应用。
文档编号B23B19/02GK103008695SQ20121058798
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年12月29日
发明者汤秀清 申请人:广州市昊志机电股份有限公司