一种新型高速滚珠轴承电主轴的制作方法

本实用新型涉及一种新型高速滚珠轴承电主轴。

背景技术：

由于手机等技术的发展，人们对生产效率要求越来越高，同时还要提高加工的品质，对手机、消费类电子产品等外壳的外观光洁度要求越来越高，这样就对锣边、抛光的电机有了更高的要求，包括在转速上要求更高、电机的运转平稳性能好、电机在高速运转摆动小等，人们还希望在对工件进行雕铣时，还要对工件进行钻孔攻牙；

目前在行业内此类滚珠轴承电主轴，低速扭矩大的，一般不能上高转速，或者上高转速后振动和偏摆较大；

在市场上由低转速上高转速时间较长，发热量较大影响加工效率；

电机内装于主轴部件后引起的发热问题，一般都处理得不是很好，导致使用寿命和效率降低；

还有市场上报警、停车用的传感器及其控制系统等一系列支持电主轴运转的其它外围装置稳定性欠佳。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型高速滚珠轴承电主轴，能够很好的解决上述技术的不足。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种新型高速滚珠轴承电主轴，包括气缸组件、气缸座组件、后轴承座组件、本体组件、前轴承座组件、转子组件、前轴承座压板组件、编码器以及拉刀机构。

作为优选的技术方案，所述气缸组件主要包括后盖、第二气缸外壳、气缸挡片、第二气缸推片、第一气缸外壳、第一气缸推片组成，后盖有气缸换刀气压接口，在主轴需要换刀时，通过该接口向气缸注入一定气压的气体，通过第一、第二气缸推片将力传递到拉刀机构。第一、第二气缸外壳与第一、第二气缸推片之间以星型圈连接。

作为优选的技术方案，所述气缸座组件主要包括气缸座以及各种接头，气缸座结构复杂，在主轴中起连接气缸与后轴承座组件的作用，气缸座靠气缸端具有气缸复位接口，在主轴工作时，向气缸复位接口通入一定气压气体，将气缸推片推向后盖端，如此主轴在运转时，不会与拉杆存在接触，从而避免了主轴因气缸推片接触拉杆造成主轴卡死的情况，气缸座上有3个位置感应器，分别为拉刀位置感应、换刀位置感应以及无刀位置感应，其通过紧固螺钉锁紧在气缸座上。

作为优选的技术方案，所述后轴承座组件主要包括后轴承座、后轴承座盖片、后轴承座内套、预紧弹簧、后轴承座内套底板、后轴承座盖板以及各种螺钉，后轴承座与后轴承座内套小间隙配合，再通过轴向预紧弹簧对滚珠轴承起轴向动态预紧，后轴承座盖板通过螺钉与后轴承座内套连接在一起。

作为优选的技术方案，所述本体组件主要包括本体以及线圈本体为整个主轴的与外部连接的核心部分，同时也是整个主轴核心配件的装配主体，本体法兰盘通过螺钉与外部连接在一起，线圈通过本体侧面的线圈定位孔进行轴向与径向定位，本体上有两个螺丝孔用于轴芯动态动平衡。

作为优选的技术方案，所述前轴承座组件主要包括前轴承座、挡水块以及前轴承座盖板，其中转子组件主要包括轴芯、鼠笼以及鼠笼压环。

作为优选的技术方案，所述前轴承座压板组件主要包括前轴承座压板以及前轴承座压板内套，前轴承压板与前轴承座压板内套过盈配合组装到一起，两者接触之间存在一圈环槽，前轴承座压板内套侧面存在一圈均布的小孔，在主轴运转时，气压通过小孔将粉屑吹出主轴，编码器主要包括编码器、调整螺母以及测量齿轮。

作为优选的技术方案，所述拉刀机构主要包括HSK刀柄、轴芯、移动胀套、拉刀瓣爪、拉爪弹簧机构、拉杆、拉杆弹簧、拉杆调整环、拉杆压环、拉杆螺母。

本实用新型的有益效果是：1、主轴尾部设有用于自动更换刀具的汽缸，换刀方便、快速，前部采用带锁紧螺母的拉紧机构，能精准定位刀具，整个主轴结构设计有循环水路，能及时将主轴工作时产生的热量带出；

2、主轴采用了一种大扭矩输出线圈，在同类产品中，同样转速的情况下具有更大的转矩；

3、主轴采用二级防水结构，在加工时可以有效的阻止切削液等液体进入主轴内部，延长了主轴的使用寿命；

4、主轴在工作时夹头具有吹气功能，可以有效的阻止切削产生的碎屑进入主轴内部，延长了主轴的使用寿命；

5、前部采用HSK刀柄，能精准定位刀具，气缸座上的位置传感器完成刀具控制动作；整个主轴结构设计有循环水路、前轴承专用冷却水路，能及时将主轴工作时产生的热量带出；

6、在测试调试方面，本主轴采用动平衡可调式设计，装配后亦可调整动平衡，调整方便、快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的主轴前轴承座的结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示，一种新型高速滚珠轴承电主轴，其特征在于：包括气缸组件、气缸座组件、后轴承座组件、本体组件、前轴承座组件、转子组件、前轴承座压板组件、编码器以及拉刀机构。

本实施例中，所述气缸组件主要包括后盖47、第二气缸外壳1、气缸挡片2、第二气缸推片46、第一气缸外壳3、第一气缸推片45组成，后盖47有气缸换刀气压接口，在主轴需要换刀时，通过该接口向气缸注入一定气压的气体，通过第一、第二气缸推片45、46将力传递到拉刀机构。第一、第二气缸外壳3,1与第一、第二气缸推片45、46之间以星型圈连接。

本实施例中，所述气缸座组件主要包括气缸座44以及各种接头，气缸座44结构复杂，在主轴中起连接气缸与后轴承座组件的作用，气缸座44靠气缸端具有气缸复位接口，在主轴工作时，向气缸复位接口通入一定气压气体，将气缸推片推向后盖47端，如此主轴在运转时，不会与拉杆34存在接触，从而避免了主轴因气缸推片接触拉杆34造成主轴卡死的情况，气缸座44上有3个位置感应器，分别为拉刀位置感应、换刀位置感应以及无刀位置感应，其通过紧固螺钉锁紧在气缸座44上。

本实施例中，所述后轴承座组件主要包括后轴承座39、后轴承座盖片36、后轴承座内7、预紧弹簧40、后轴承座内套底板10、后轴承座盖板5以及各种螺钉，后轴承座39与后轴承座内套7小间隙配合，再通过轴向预紧弹簧40对滚珠轴承起轴向动态预紧，后轴承座盖板5通过螺钉与后轴承座内套7连接在一起。

本实施例中，所述本体组件主要包括本体13以及线圈12本体13为整个主轴的与外部连接的核心部分，同时也是整个主轴核心配件的装配主体，本体13法兰盘通过螺钉与外部连接在一起，线圈12通过本体13侧面的线圈定位孔进行轴向与径向定位，本体13上有两个螺丝孔用于轴芯32动态动平衡。

本实施例中，所述前轴承座组件主要包括前轴承座14、挡水块15以及前轴承座盖板29，其中转子组件主要包括轴芯32、鼠笼33以及鼠笼压环35。

本实施例中，所述前轴承座压板组件主要包括前轴承座压板19以及前轴承座压板内套25，前轴承压19与前轴承座压板内套25过盈配合组装到一起，两者接触之间存在一圈环槽，前轴承座压板内套25侧面存在一圈均布的小孔，在主轴运转时，气压通过小孔将粉屑吹出主轴，编码器主要包括编码器、调整螺母4以及测量齿轮41。

本实施例中，所述拉刀机构主要包括HSK刀柄21、轴芯32移动胀套18、拉刀瓣爪17、拉爪弹簧机构30、拉杆34、拉杆弹簧38、拉杆调整环11、拉杆压环31、拉杆螺母43。

主轴本体13、前轴承座14、前轴承座压板26三者间有冷却循环水，确保主轴在运转时处于常温状态。本主轴在运转时，通过气缸座44外接的气流向拉杆34、移动胀套18、HSK刀柄21向主轴前端喷出气流，使粉屑无法进入主轴，让主轴内部处于无尘状态，极大提升了主轴寿命。

本主轴采用HSK拉刀机构，通过轴芯32端面和锥度实现双面定位，在整个转速范围内，动态精度好，相较其他拉刀机构具有更大的动、静径向刚度和良好的切削性能；主轴锥柄部长度短、重量轻，因此换刀时间短。

本主轴采用了编码器，可以实现主轴高度低转矩，低速大转矩。本主轴最高转速可达到4万转每分钟。

主轴采用的陶瓷球轴承摩擦性能非常好，能降低材料与润滑剂的应力。陶瓷的弹性模量较高，可以提高轴承的刚性。前后轴承座采用分离式设计，在降低加工难度的情况下，增加了整体精度。

本主轴前轴承座采用了冷却结构，如图2所示，有效的降低了轴承的温度，提高轴承的使用寿命。轴承两端通过锁紧螺母锁紧，限制了主轴在高速旋转时的轴向跳动，能够长时间在高转速下提供稳定的高精度加工的能力。

本主轴在工作时，通过气缸座外接接头提供的气压，通过拉杆中心通孔，再通过夹头对主轴外部吹气，此功能在很大程度上避免了主轴在加工时产生的切削碎屑进入主轴内部。

本主轴采用HSK拉刀机构，通过轴芯32端面和锥度实现双面定位，在整个转速范围内，动态精度好，相较其他拉刀机构具有更大的动、静径向刚度和良好的切削性能；主轴锥柄部长度短、重量轻，因此换刀时间短。

本主轴采用了编码器，可以实现主轴高度低转矩，低速大转矩。

本主轴采用了一种大扭矩输出线圈12，使得主轴相较同类主轴在相同的转速下，具有更高的转矩。

本主轴采用了分解式气缸，可以在通过增加气缸数量增大气缸推力，并减小气缸外径的大小，这样大大减小了主轴在整个机器中的体积占比。

对在吹尘气路有效的控制粉尘进入主轴，大大降低了主轴在工作时的故障率，本主轴的三支感应器能精准的控制“松刀”、“拉刀”、“无刀”的状态，另外温度感应器能实时监控主轴工作时的实际温度，从而有效保护电主轴正常工作。

本实用新型的有益效果：（1）主轴尾部设有用于自动更换刀具的汽缸，换刀方便、快速，前部采用带锁紧螺母的拉紧机构，能精准定位刀具。（2）整个主轴结构设计有循环水路，能及时将主轴工作时产生的热量带出。（3）主轴采用了一种大扭矩输出线圈，在同类产品中，同样转速的情况下具有更大的转矩。（4）主轴采用二级防水结构，在加工时可以有效的阻止切削液等液体进入主轴内部，延长了主轴的使用寿命。（5）主轴在工作时夹头具有吹气功能，可以有效的阻止切削产生的碎屑进入主轴内部，延长了主轴的使用寿命。（6）前部采用HSK刀柄，能精准定位刀具，气缸座上的位置传感器完成刀具控制动作，（7）整个主轴结构设计有循环水路、前轴承专用冷却水路，能及时将主轴工作时产生的热量带出。（8）在测试调试方面，本主轴采用动平衡可调式设计，装配后亦可调整动平衡，调整方便、快捷。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。