一种气浮电主轴结构的制作方法

本实用新型涉及电主轴，尤其涉及一种气浮电主轴结构。

背景技术：

现有技术中，精密加工对高速切削、磨削应用中的轴承要求较高，在3C行业中，对高速磨削加工提出更高的要求和期望。其中，电主轴是一种带有滑动轴承机构的设备，其具有更高的精度、高速、低振动以及洁净等优势，越来越广泛地应用在现代机床加工场合。传统的电主轴，所用的拉刀机构结构复杂，不方便操作，这种复杂的拉刀方式影响了刀具的寿命，同时拉爪机构加工难度较大，难以满足应用需求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种利用中心吹气的方式实现拉刀，从而方便更换刀具、降低操作难度，同时提高主轴稳定性、加工精度和刀具使用寿命的气浮电主轴结构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案。

一种气浮电主轴结构，其包括有钢筒，所述钢筒内设有前气浮轴承、后气浮轴承、定子绕组和轴芯，所述前气浮轴承固定于所述钢筒的前端，所述后气浮轴承固定于所述钢筒的后端，所述定子绕组设于所述前气浮轴承和后气浮轴承之间，所述轴芯依次穿过所述前气浮轴承、定子绕组和后气浮轴承，所述轴芯呈中空状，且所述轴芯内设有拉杆，所述轴芯的前端开口处设有刀柄，所述拉杆的前端连接于所述刀柄，所述钢筒的后端固定有背盖，所述背盖的后端固定有气缸，所述气缸的侧壁、背盖的侧壁和钢筒的侧壁开设有依次连通的气道，所述前气浮轴承的第一气压通道和后气浮轴承的第二气压通道均连通于所述气道，所述拉杆的后端延伸至所述背盖内，所述背盖内设有推杆，所述气缸包括有活塞杆和活塞，所述背盖的顶部开设有用于穿过所述推杆和活塞杆的背盖孔，所述活塞杆、推杆和拉杆同轴设置且三者依次抵接，所述活塞杆、推杆、拉杆和刀柄的中心处形成有依次连通的卸刀导气孔，所述气缸的背侧设有卸刀气嘴，所述卸刀气嘴用于向所述活塞后侧的空间内注入压缩空气，藉由该压缩空气驱使所述活塞、活塞杆、推杆和拉杆前移，以驱使刀柄与刀具松开，同时压缩空气通过卸刀导气孔吹向刀柄内的刀具，以驱使刀具脱落。

优选地，所述拉杆的后端固定有包柄，所述包柄与所述轴芯的内壁滑动连接，所述卸刀导气孔贯穿于所述包柄的前后两端。

优选地，所述包柄的直径大于所述拉杆的直径。

优选地，所述拉杆上套设有蝶形弹簧组件，所述蝶形弹簧组件的前端抵接于所述轴芯的内壁，所述蝶形弹簧组件的后端抵接于所述包柄。

优选地，所述包柄上套设有2个密封圈，2个密封圈分别靠近所述包柄的前后两端，所述包柄位于2个密封圈之间的部分覆盖有润滑油脂。

优选地，所述轴芯包括有前部、中间部和后部，所述前部、中间部和后部的直径依次减小，以令所述轴芯的外表面呈阶梯状。

优选地，所述中间部上套设有转子鼠笼，所述转子鼠笼与所述定子绕组对齐。

优选地，所述气缸的背侧设有复位气嘴，所述气缸的侧壁开设有复位气道，所述复位气道的一端连通于所述复位气嘴，所述复位气道的另一端连通于所述活塞的前侧。

优选地，所述前气浮轴承包括有第一进气孔和第一排气孔，所述前气浮轴承的内侧壁开设有多个第一节流孔，所述第一进气孔连通于所述气道，所述第一进气孔、多个第一节流孔和第一排气孔相互连通。

优选地，所述后气浮轴承包括有第二进气孔和第二排气孔，所述后气浮轴承的内侧壁开设有多个第二节流孔，所述第二进气孔连通于所述气道，所述第二进气孔、多个第二节流孔和第二排气孔相互连通。

本实用新型公开的气浮电主轴结构中，将活塞杆、推杆和拉杆设置为同轴结构，有助于气缸施加的推力传导至刀柄，同时在所述活塞杆、推杆、拉杆和刀柄的中心处设置卸刀导气孔，从而形成中心导气的结构，当用户需要卸刀时，只需向所述卸刀气嘴注入压缩空气，在压缩空气的驱使作用下，令所述活塞、活塞杆、推杆和拉杆前移，使得拉杆的前端推动所述刀柄，以驱使刀柄与刀具松开，同时压缩空气还通过卸刀导气孔吹向刀柄内的刀具，使得刀具在气流作用下脱落，基于上述结构，大大方便了用户的卸刀、换刀操作，有效降低了操作难度，并能避免损伤刀具，进而提高刀具的使用寿命，同时，气缸的卸刀动作和中心吹气采用同一气路，较好地满足了同步要求，此外，本实用新型采用气浮轴承作为轴芯的轴承机构，因气浮轴承与轴芯之间以空气实现润滑，从而大大降低了二者之间的摩擦力，大大提高了主轴的稳定性、加工精度和加工效率，较好地满足了应用需求。

附图说明

图1为本实用新型气浮电主轴的剖视图一；

图2为本实用新型气浮电主轴的剖视图二；

图3为轴芯的剖视图；

图4为轴芯和拉杆的分解图；

图5为前气浮轴承的立体图一；

图6为前气浮轴承的立体图二；

图7为后气浮轴承的立体图；

图8为后气浮轴承的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作更加详细的描述。

本实用新型公开了一种气浮电主轴结构，结合图1至图8所示，其包括有钢筒1，所述钢筒1内设有前气浮轴承2、后气浮轴承3、定子绕组4和轴芯5，所述前气浮轴承2固定于所述钢筒1的前端，所述后气浮轴承3固定于所述钢筒1的后端，所述定子绕组4设于所述前气浮轴承2和后气浮轴承3之间，所述轴芯5依次穿过所述前气浮轴承2、定子绕组4和后气浮轴承3，所述轴芯5呈中空状，且所述轴芯5内设有拉杆6，所述轴芯5的前端开口处设有刀柄7，所述拉杆6的前端连接于所述刀柄7，所述钢筒1的后端固定有背盖8，所述背盖8的后端固定有气缸9，所述气缸9的侧壁、背盖8的侧壁和钢筒1的侧壁开设有依次连通的气道10，所述前气浮轴承2的第一气压通道25和后气浮轴承3的第二气压通道35均连通于所述气道10，所述拉杆6的后端延伸至所述背盖8内，所述背盖8内设有推杆80，所述气缸9包括有活塞杆90和活塞91，所述背盖8的顶部开设有用于穿过所述推杆80和活塞杆90的背盖孔81，所述活塞杆90、推杆80和拉杆6同轴设置且三者依次抵接，所述活塞杆90、推杆80、拉杆6和刀柄7的中心处形成有依次连通的卸刀导气孔60，所述气缸9的背侧设有卸刀气嘴92，所述卸刀气嘴92用于向所述活塞91后侧的空间内注入压缩空气，藉由该压缩空气驱使所述活塞91、活塞杆90、推杆80和拉杆6前移，以驱使刀柄7与刀具松开，同时压缩空气通过卸刀导气孔60吹向刀柄7内的刀具，以驱使刀具脱落。

上述气浮电主轴结构中，将活塞杆90、推杆80和拉杆6设置为同轴结构，有助于气缸施加的推力传导至刀柄7，同时在所述活塞杆90、推杆80、拉杆6和刀柄7的中心处设置卸刀导气孔60，从而形成中心导气的结构，当用户需要卸刀时，只需向所述卸刀气嘴92注入压缩空气，在压缩空气的驱使作用下，令所述活塞91、活塞杆90、推杆80和拉杆6前移，使得拉杆6的前端推动所述刀柄7，以驱使刀柄7与刀具松开，同时压缩空气还通过卸刀导气孔60吹向刀柄7内的刀具，使得刀具在气流作用下脱落，基于上述结构，大大方便了用户的卸刀、换刀操作，有效降低了操作难度，并能避免损伤刀具，进而提高刀具的使用寿命，同时，气缸9的卸刀动作和中心吹气采用同一气路，较好地满足了同步要求，此外，本实用新型采用气浮轴承作为轴芯的轴承机构，因气浮轴承与轴芯之间以空气实现润滑，从而大大降低了二者之间的摩擦力，大大提高了主轴的稳定性、加工精度和加工效率，较好地满足了应用需求。

本实施例中，结合图1、图3和图4所示，所述拉杆6的后端固定有包柄61，所述包柄61与所述轴芯5的内壁滑动连接，所述卸刀导气孔60贯穿于所述包柄61的前后两端。

作为一种优选方式，所述包柄61的直径大于所述拉杆6的直径。进一步地，所述拉杆6上套设有蝶形弹簧组件62，所述蝶形弹簧组件62的前端抵接于所述轴芯5的内壁，所述蝶形弹簧组件62的后端抵接于所述包柄61。在气缸9复位后，利用蝶形弹簧组件62的弹性作用，可驱使拉杆6向后拉动刀柄7，从而实现自动复位、自动上刀操作，本实施例在所述包柄61的作用下，可以更好地与蝶形弹簧组件62的后端相抵接，以便于蝶形弹簧组件62施加弹力。

作为一种优选方式，所述包柄61上套设有2个密封圈610，2个密封圈610分别靠近所述包柄61的前后两端，所述包柄61位于2个密封圈610之间的部分覆盖有润滑油脂。在2个密封圈610的作用下，保证了包柄与轴芯之间的紧密接触，有效防止了电主轴运转过程中发生拉杆抖动的情况，从而保证电主轴平稳运转，并有效降低了发热量，减轻了主轴振动，有效减少了部件之间的磨损，此外，在润滑油脂的作用下，可使得包柄61与轴芯的连接处更加顺滑。

本实施例中，所述轴芯5包括有前部50、中间部51和后部52，所述前部50、中间部51和后部52的直径依次减小，以令所述轴芯5的外表面呈阶梯状。本实施例将所述轴芯5设计为前端较粗、后端较细的结构，由于前部50的直径大于中间部51和后部52的直径，使得前部50的重量大于后部的重量，在电主轴高速运转过程中，大大提高了前部的承载力，进而提高了磨削加工性能，同时由于前部50相比后部较粗，所以缩短了前部50与钢筒1之间的距离，有效提高了钢筒1与前部50的热传递效率，有助于对电主轴前端进行散热，保障了电主轴稳定、可靠地进行磨削加工。

本实施例中，所述中间部51上套设有转子鼠笼53，所述转子鼠笼53与所述定子绕组4对齐。

本实施例中，请参照图2，所述气缸9的背侧设有复位气嘴93，所述气缸9的侧壁开设有复位气道94，所述复位气道94的一端连通于所述复位气嘴93，所述复位气道94的另一端连通于所述活塞91的前侧。

关于气浮轴承的设计，本实施例中，结合图5和图6所示，所述前气浮轴承2包括有第一进气孔20和第一排气孔21，所述前气浮轴承2的内侧壁开设有多个第一节流孔22，所述第一进气孔20连通于所述气道10，所述第一进气孔20、多个第一节流孔22和第一排气孔21相互连通。

本实施例中，结合图7和图8所示，所述后气浮轴承3包括有第二进气孔30和第二排气孔31，所述后气浮轴承3的内侧壁开设有多个第二节流孔32，所述第二进气孔30连通于所述气道10，所述第二进气孔30、多个第二节流孔32和第二排气孔31相互连通。

以上所述只是本实用新型较佳的实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本实用新型所保护的范围内。