一种高精度数控磨床用双头电主轴的制作方法

本实用新型涉及电主轴，特别涉及数控磨床用双头电主轴，属于装备技术领域。

背景技术：

高精度数控磨床是精密制造的重要基础装备，该磨床上的电主轴要求体积扭矩大、发热量小、精度高、密封性好，采用双头永磁主轴可以实现扭矩大、发热量小，双头电主轴两端结构相同，均安装有砂轮杆，这种电主轴精度要求360度任意夹装下砂轮杆150mm处的跳动小于0.002mm，这必须通过锥面和端面同时定位才能实现，砂轮杆安装在主轴上，砂轮安装在砂轮杆上，这就对主轴和砂轮杆的制造精度要求非常高，目前的目前的主轴与砂轮杆的安装结合结构为在主轴3外端面向内开设锥形孔4，锥形孔4的锥面即锥面定位面，主轴3的外端面即端面定位面，锥形孔的底部中心开设螺纹孔5，砂轮杆具有一个与锥形孔相适应的锥面21和端面22，锥面后一体连接螺杆23，锥面和锥形孔之间留有很小的间隙，安装时，通过螺杆旋入螺纹孔后结合在一起，这种安装结构下由于螺杆的存在，在连接时会产生干涉，很难保证锥面和端面同时定位，锥面和端面同时定位的含义是锥面和端面同时定位贴合在上述两个定位面上，所以即使各个部件加工精度满足设计要求，在安装后检测试验时其跳动量也不符合要求，需要反复多次调整，甚至还需要对某些部位重新加工，还有这种装配结构下，即使出厂时能够满足跳动要求，在使用的过程中随着某些部件的松动其跳动也会超差，不能满足使用要求，而在使用中超差的跳动是很难调整的；其密封性能也是目前很难解决的问题，因为其工作环境非常恶劣，所以对密封的要求尤其高，使用中出现的问题发现很多都与密封有关，目前这种双头电主轴的上常见的气封结构为在壳体上设置气体通道，气体经气体通道从大盖的轴向的气体通路和径向气体通路导入气封环，在气封环上开设径向的气体通孔吹向主轴，主轴从气封环中穿过，气封环和主轴之间具有很小的间隙，这种形式的气封在主轴周向上某个部位径向上出气，依靠主轴的旋转将气体布开，会导致在主轴周向上布气极不均匀，造成密封不好，水或者杂质很容易进入主轴内，还会发生虹吸效应，导致主轴寿命缩短、精度降低，严重影响磨床的正常使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服目前的磨床上的双头电主轴存在的上述问题，提供一种种高精度数控磨床用双头电主轴。

为实现本实用新型的目的，采用了下述的技术方案：一种高精度数控磨床用双头电主轴，包括壳体，在壳体中安装有定子，缠绕有绕线的主轴作为转轴通过轴承支撑穿设在壳体内，在主轴的两个外端面均开设有用于装配砂轮杆的锥形孔，锥形孔的底面中心开设有螺纹孔，所述的砂轮杆具有一锥面和一个与锥面一体的端面，锥面的尾部设置有用于与螺纹孔连接的螺钉，在双头电主轴的两个头部上均设置有气封结构，所述的气封结构包括大盖，在大盖上开设有径向气体通路，径向气体通路上连通有轴向气体通路，所述的气封结构还包括气封盖，气封盖固定连接在大盖上，所述的气封盖由外环片和与外环片固定在一起的内环片组成，在内环片上开设有相通的轴向的气孔和径向的气孔，内环片上的轴向的气孔和大盖上轴向的气体通路相连通，在内环片外周面或者外环内周面开设有环形凹槽，环形凹槽与径向的气孔相通，径向的气孔径向向内为盲孔，在内环片圆周面上开设有多个径向的布气盲孔，布气盲孔的的底部开设有轴向的通至内环片外表面的小孔，所述的小孔的直径为1-1.5mm；内环片靠近中心的表面处开设有多个迷宫密封环形槽，小孔位于密封环形槽处，在主轴上通过螺纹固定连接有密封盖，密封盖位于内环片中，密封盖内表面上具有与多个迷宫密封环形槽相互补的迷宫密封环，密封环与内环片之间具有间隙，从小孔中吹出的气体从间隙中吹出；

所述的砂轮杆具轴向贯通的通孔，通孔的尾端加工有螺纹，尾端指锥面方向的端部，定位套的外周也具有螺纹，定位套旋接在通孔内，螺钉穿设在定位套中，螺栓的头部轴向限位在定位套端面上，螺钉头部位于通孔中；螺钉与定位套内壁之间具有间隙。

进一步的；所述的布气盲孔数量为6个。

进一步的；所述的密封盖径向最小部与内环片的径向最大部之间的间隙为0.3-0.4mm。

进一步的；在锥面上开设有顶丝通孔，顶丝通孔中旋接有顶丝，顶丝顶在定位套上。

进一步的；所述的通孔为变径孔，位于锥面的端部通孔大，另外一端小。

本实用新型的积极有益技术效果在于：本主轴实现了以下两方面的效果：一是能够保证砂轮杆在360度任意夹装下砂轮杆150mm处的跳动小于0.002mm，二是极大改善了主轴的密封性能，能够满足数控磨床在恶劣条件下的密封要求。

附图说明

图1是没安装砂轮杆的电主轴示意图。

图2是大盖的截面示意图。

图3是气封盖的截面示意图。

图4是气封盖轴向前后方向的示意图。

图5是密封盖的示意图。

图6是砂轮杆的示意图。

图7是原砂轮杆的示意图。

具体实施方式

为了更充分的解释本实用新型的实施，提供本实用新型的实施实例。这些实施实例仅仅是对本实用新型的阐述，不限制本实用新型的范围。

结合附图对本实用新型进一步详细的解释，双头电主轴两端的气封结构及砂轮杆安装结构相同。附图中各标记为：1：壳体；2：定子；3：主轴；4：锥形孔；5：螺纹孔；6：外端面；7：大盖；8：气封盖；9：密封盖；10：外环片；11：内环片；12：环形凹槽；121：环形凹槽的顶线；13:轴向气体通路；14：径向气体通路；15：轴向的气孔；16：径向的气孔；17：迷宫密封环形槽；18：布气盲孔；19：小孔；20：迷宫密封环；21：锥面；22：端面；23：螺杆；24：通孔；25：螺钉；26：定位套；27：顶丝。

如附图所示，一种高精度数控磨床用双头电主轴，包括壳体1，在壳体中安装有定子2，缠绕有绕线的主轴3作为转轴通过轴承支撑穿设在壳体内，在主轴的两个外端面均开设有用于装配砂轮杆的锥形孔4，锥形孔的底面中心开设有螺纹孔5，所述的砂轮杆具有一锥面21和一个与锥面一体的端面22，锥面的尾部设置有用于与螺纹孔连接的螺钉25，在双头电主轴的两个头部上均设置有气封结构，气封结构，包括大盖6，在大盖上开设有径向气体通路14，径向气体通路上连通有轴向气体通路13，大盖上的径向气体通路与壳体上的供气通路连通，轴向的气体通路也开始在大盖上，所述的气封结构还包括气封盖8，气封盖固定连接在大盖7上，所述的气封盖由外环片10和与外环片固定在一起的内环片11组成，外环片和内环片可采用热压紧密结合在一起，采用外环片和内环片组合的目的在于能够加工下述的环形凹槽，在内环片上开设有相通的轴向的气孔15和径向的气孔16，内环上的轴向的气孔15和大盖上轴向的气体通路13相连通，在内环外周面或者外环内周面开设有环形凹槽12，环形凹槽与径向的气孔16相通，径向的气孔径向向内为盲孔，在内环片圆周面上开设有多个径向的布气盲孔，18所示为布气盲孔，本实施例中，所述的布气盲孔数量为6个，如图4所示，6个布气盲孔均匀分布，布气盲孔的的底部开设有轴向的通至内环片外表面的小孔19，所述的小孔的直径为1-1.5mm，内环片靠近中心的表面处开设有多个迷宫密封环形槽，如17所示，多个迷宫密封环形槽是在内环表面加工的多个高度不同的环面，小孔位于密封环形槽处，在主轴上通过螺纹固定连接有密封盖9，密封盖位于内环片11中，所述的密封盖径向最小部与内环片的径向最大部之间的间隙为0.3-0.4mm；密封盖内表面上具有与多个迷宫密封环形槽相互补的迷宫密封环，如20所示，迷宫密封环与密封盖为一体，迷宫密封环也是在内环表面加工的多个高度不同的环面，密封环与内环片之间具有间隙，从小孔中吹出的气体从间隙中吹出。

所述的砂轮杆包括锥面21以及与锥面一体的端面22，所述的砂轮杆具有先后贯通的通孔24，所述的通孔为变径孔，内端大，外端小，通孔的后端加工有螺纹，定位套26的外周也具有螺纹，定位套旋接在通孔内，螺钉25的穿设在定位套中，螺栓的头部轴向限位在定位套端面上，螺钉头部位于通孔中，螺钉与定位套内壁之间具有间隙，在锥面上开设有顶丝通孔，顶丝通孔中旋接有顶丝27，顶丝顶在定位套上。本砂轮杆结构中，由于螺钉在定位套中有一定的自由度，所以在定位时不会对锥面、端面同时定位产生刚性干涉，可以很好的保证定位精度，本结构完全可以满足砂轮杆端部跳动要求，

本主轴的气封机构中，高压气体径前盖经内环片轴向的气孔进入径向的气孔中，由于径向的气孔向内为盲端，所以气体向环形凹槽方向流动，环形凹槽实际形成气室，在环形凹槽中进入6个布气盲孔中，最终从小孔中吹出至迷宫密封处，由于密封盖直径大且迷宫密封环处形状具有凸凹，对气体具有较好的携带效果，使密封气体造周向上分布均匀，从密封环和密封盖之间的间隙中流出，实现良好的密封效果。申请人在研制中，曾经试验过不采用密封盖，将布气盲孔径向打通，使气体径向吹向主轴，多点布气依靠主轴的旋转进行密封，效果虽然比单处进气好，但整体密封性还是差，在采用密封盖的最初，本结构上并没有轴向的小孔，而是布气盲孔打通直接吹向密封盖，即径向吹气，这种情况较上述又改善了密封性能。目前形成的布气盲孔加轴向出气的小孔的方案（即本申请的方案）发现密封性能最好，完全能够满足摩擦在恶劣工作条件下的使用要求，甚至优于某些国外品牌同类产品的密封性能（但价格较国外的便宜的多）。

在详细说明本实用新型的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围，且本实用新型亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。