一种磨头机构的全静压背锥式高速主轴及其装配工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种平面磨床的磨头机构，尤其涉及一种磨头机构的全静压背锥式高速主轴及其装配工艺。其包括主轴体、磨头体、砂轮装置和电机装置，所述砂轮装置装设在主轴体的前端，所述电机装置装设在主轴体的后端，所述磨头体套设在主轴体中部，所述主轴体的前端靠近砂轮装置处套设有锥轴套，与锥轴套配合设置的有前铜轴承腔，靠近电机装置处的主轴体上的锥形轴段配合设置有后铜轴承腔，主轴体的外部还套设一套筒。本发明专利技术进一步提高了主轴的回转精度和主轴转速，降低了磨头体的噪音，减少了磨头的振动，且液压的冷却作用可以保持油温在最佳状态，极大地降低了维修和制造成本，延长了主轴的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种磨头机构的全静压背锥式高速主轴及其装配工艺
本专利技术涉及一种平面磨床的磨头机构，尤其涉及一种磨头机构的全静压背锥式高速主轴及其装配工艺。
技术介绍
磨削加工应用较为广泛，是机器零件精密加工的主要方法之一。十八世纪30年代，为了适应钟表、自行车、缝纫机和枪械等零件淬硬后的加工，英国、德国和美国分别研制出使用天然磨料砂轮的磨床。这些磨床是在当时现成的机床如车床、刨床等上面加装磨头改制而成的，它们结构简单，刚度低，磨削时易产生振动，要求操作工人要有很高的技艺才能磨出精密的工件。随着近代工业的发展，各种不同类型的磨床相继问世。例如行星内圆磨床、曲轴磨床、凸轮轴磨床、带电磁吸盘的活塞环磨床、高精度外圆磨床、高速磨床和大切深、缓进给磨削平面磨床等。超高速磨削技术是21世纪最新的高效磨削技术，它既能大幅度提高磨削效率，又能显著地改善磨削加工质量，超高速磨削技术是面向21世纪的先进制造技术，它的广泛应用将会对机械加工方法产生变革性的影响。砂轮磨头是磨床中的重要部件，而对于磨头机构中，磨头主轴结构设计的合理性是直接影响其功能的主要因素之一，高速、超高速磨床主轴轴承技术是超高速磨削的关键技术。现有平面磨床的磨头机构主要有轴承结构和动静压结构两种，轴承结构主轴回转精度低，工作可靠性较差，在工作中容易出现轴承烧结和轴承精度变差现象；对于动静压结构主轴，磨头前后均采用直筒式静压轴承结构，此主轴结构在控制径向精度上有良好的精度，但是在控制轴向精度上不稳定。且动静压结构主轴在产生磨损时维修困难，需要对铜轴承整体进行更换。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出了一种磨头机构的全静压背锥式高速主轴，其进一步提高了主轴的回转精度和主轴转速，降低了磨头体的噪音，减少了磨头的振动，且液压的冷却作用可以保持油温在最佳状态，极大地降低了维修和制造成本，延长了主轴的使用寿命。本专利技术所采用的技术方案是：一种磨头机构的全静压背锥式高速主轴，包括主轴体、磨头体、砂轮装置和电机装置，砂轮装置装设在主轴体的前端，与主轴体配合连接，电机装置装设在主轴体的后端，与主轴体配合连接，所述磨头体套设在主轴体中部，且分别与电机装置和砂轮装置固定连接，主轴体的前端靠近砂轮装置处套设有锥轴套，锥轴套与主轴体的轴段过盈配合，与锥轴套配合设置的有铜轴承腔，靠近电机装置处的主轴体上的锥形轴段配合设置有铜轴承腔，锥轴套和锥形轴段为背锥式，锥度相同，主轴体的外部还套设一套筒，所述铜轴承腔位于套筒的两端，所述套筒位于磨头体和主轴体中间，且与主轴体形成一空隙，空隙内可充满润滑油。所述铜轴承腔的内部开有四个等分的扇形油槽，扇形油槽内开0.8mm毛细节流孔，用于压入润滑油时均匀进油，所述铜轴承腔与锥轴套和锥形轴段之间形成一油膜腔，所述套筒上开设有油槽和通油孔，所述通油孔设置在油槽的两端，且分别与铜轴承腔上的节流孔相通，所述磨头体上设置有与套筒的油槽相通的进油口，所述进油口上装设有管接头，所述铜轴承腔上还开设有环形回油槽，通过套筒上开设的径向孔与磨头体上开设的回油口相通，当打入1.8MPA油压润滑将主轴锥轴套部分在油膜中浮动，同时前后两端锥度部分因向前和向后有压力，可以保持锥轴保持前后不会串动，电机转动时，整根主轴在油膜的润滑下高速旋转，达到无接触、无摩擦、无损耗的效果，所述铜轴承腔与主轴体锥度之间设有修磨垫圈，可用于磨损维修时通过调节其厚度，调整前后窜动间隙；所述套筒与磨头体之间设有O型密封圈。所述套筒的两端装设有压盖，所述压盖与铜轴承腔之间设有压紧垫圈，压盖与套筒通过螺钉固定连接，所述锥轴套与压盖之间装设有螺母，所述螺母用于紧固锥轴套，所述锥形轴段上的套筒边缘套装有盖圈，盖圈与磨头体通过螺钉固定连接，所述压盖与主轴体的接触处还设有密封结构。所述砂轮装置包括砂轮压板、砂轮定位卡盘、砂轮罩壳和砂轮，所述砂轮定位卡盘套装在主轴体上，一侧面靠近内部有螺母的压盖，另一侧面的阶梯面装有砂轮，端面与套装在主轴体上的砂轮压板通过螺钉固定连接，砂轮压板的外端还设有一螺母，加强固定，所述砂轮、砂轮定位卡盘和砂轮压板外部套设有砂轮罩壳，所述砂轮罩壳一侧面贴合在磨头体和套筒的侧面上，且通过螺钉固定到套筒端面上，另一侧面上焊接有罩壳盖。电机装置包括电机转子、电机定子和电机罩，所述磨头体与电机装置通过卡装在盖圈上的连接盘连接在一起，所述连接盘上面与磨头体固定连接，下面与电机罩固定连接，所述电机定子卡装在电机罩中间设置的卡槽内，并与主轴体过盈配合，所述电机转子装设在电机定子的内部，电机转子靠近磨头体一端的主轴体上套装有转子前垫套，另一端套装有固定螺母，靠近固定螺母的主轴体的轴段上装设有调心球轴承，与轴肩的连接处设有挡圈，所述轴承上套设有轴承座，所述轴承座与电机罩通过螺钉固定连接，轴承座上设置有油杯，油杯的进油口直接与轴承座与轴承之间的间隙相通，轴承座的外端面的主轴体上套设有轴承压盖，轴承压盖与轴承座固定连接，所述电机装置的尾座上设置有与主轴体固定连接的挡圈，挡圈上的主轴体轴段套装有散热风扇，形成一个完整的电主轴体。所述磨头体上端还设置有连接丝母座，所述连接丝母座与磨头体通过螺钉固定连接，所述连接丝母座设置有与磨床连接的通孔。本专利技术还提供了一种磨头机构的全静压背锥式高速主轴的装配工艺，其步骤为：S1.清洗所有零部件；S2.将电机转子、锥轴套安装至主轴上对主轴进行动平衡测试，不平衡量不得大于1g.cmS3.将套筒放置于热烘箱以100摄氏度烘烤2小时；S4.将铜轴承腔放置于冷冻箱以零下5摄氏度冷冻2小时；S5.将套筒和铜轴承腔取出，将铜轴承腔压入套筒；S6.使用铲刮工装，将主轴体套入套筒上的铜轴承腔内，将锥轴套装入主轴体，拧紧尾部螺母，前后同时旋转主轴体，对铜轴承腔和主轴锥轴配合部分进行铲刮处理，直到贴合面积达90％以上；S7.将套筒安装至磨头体内，将进油孔和回油孔对准磨头体上部孔位，安装时不得压坏套筒外部的O型密封圈；S8.将主轴体和铜轴承腔内部清洗干净，将主轴体装入铜轴承腔内，并安装尾部锥轴套，安装锥轴套时先测量主轴前后间隙，利用测量间隙对修磨垫圈进行磨削加工，尺寸一致后将修磨垫圈装入锥轴套前端，保证主轴前后间隙为0.03mm；S9.将液压油接入磨头体的管接头上；S10.将千分表放置在主轴前端和主轴尾端，打开液压站开关打入液压油，使得主轴在液压支撑中可以用手轻松旋转，同时检查千分表测出主轴旋转跳动，如果跳动不合格，取出修磨垫圈进行微量修磨，旋转跳动在0.002mm之内为合格；S11.安装前后油封压盖，并拧紧螺母和柱头螺钉；S12.将定子安装至磨头体尾部，调整定子与转子间隙为0.3mm；S13.安装定子尾部端盖和散热风扇；S14.将千分表放置在主轴前端，通液压油，电机通电测试，测试主轴前端跳动在0.002mm之内为合格，1小时后测试温升保持在40-45摄氏度为合格。S15.完成主轴在磨头机构上的装配。所述S5，压入时保持铜轴承腔的进油孔和回油孔位置与套筒上通油孔保持一致。刮研处理后的铜轴承腔锥度和主轴锥度的贴合面积在95％以上。本专利技术与现有技术相比具有如下优点和积极效果：本专利技术提出了一种磨头机构的全静压背锥式高速主轴及其装配工艺，此设计跟现有的轴承结构磨头体和动静压结构磨头体相比有以下优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磨头机构的全静压背锥式高速主轴，包括主轴体、磨头体、砂轮装置和电机装置，所述砂轮装置装设在主轴体的前端，与主轴体配合连接，所述电机装置装设在主轴体的后端，与主轴体配合连接，所述磨头体套设在主轴体中部，且分别与电机装置和砂轮装置固定连接，其特征在于：所述主轴体的前端靠近砂轮装置处套设有锥轴套，与锥轴套配合设置的有前铜轴承腔，靠近电机装置处的主轴体上的锥形轴段配合设置有后铜轴承腔，主轴体的外部还套设一套筒，所述铜轴承腔位于套筒的两端，所述套筒位于磨头体和主轴体中间，且与主轴体形成一空隙。

【技术特征摘要】
1.一种磨头机构的全静压背锥式高速主轴，包括主轴体、磨头体、砂轮装置和电机装置，所述砂轮装置装设在主轴体的前端，与主轴体配合连接，所述电机装置装设在主轴体的后端，与主轴体配合连接，所述磨头体套设在主轴体中部，且分别与电机装置和砂轮装置固定连接，其特征在于：所述主轴体的前端靠近砂轮装置处套设有锥轴套，与锥轴套配合设置的有铜轴承腔，靠近电机装置处的主轴体上的锥形轴段配合设置有铜轴承腔，主轴体的外部还套设一套筒，所述铜轴承腔位于套筒的两端，所述套筒位于磨头体和主轴体中间，且与主轴体形成一空隙；所述铜轴承腔的内部开有四个等分的扇形油槽，扇形油槽内开0.8mm毛细节流孔，所述铜轴承腔与锥轴套和锥形轴段之间形成一油膜腔，所述套筒上开设有油槽和通油孔，所述通油孔设置在油槽的两端，且分别与铜轴承腔上的节流孔相通，所述磨头体上设置有与套筒的油槽相通的进油口，所述进油口上装设有管接头，所述铜轴承腔上还开设有环形回油槽，通过套筒上开设的径向孔与磨头体上开设的回油口相通。2.根据权利要求1所述的磨头机构的全静压背锥式高速主轴，其特征在于：所述铜轴承腔与主轴体锥度之间设有修磨垫圈，所述套筒与磨头体之间设有O型密封圈。3.根据权利要求1或2所述的磨头机构的全静压背锥式高速主轴，其特征在于：所述套筒的两端装设有压盖，所述压盖与铜轴承腔之间设有压紧垫圈，压盖与套筒通过螺钉固定连接，所述锥轴套与压盖之间装设有螺母，所述螺母用于紧固锥轴套，所述锥形轴段上的套筒边缘套装有盖圈，盖圈与磨头体通过螺钉固定连接，所述压盖与主轴体的接触处还设有密封结构。4.根据权利要求1或2所述的磨头机构的全静压背锥式高速主轴，其特征在于：所述砂轮装置包括砂轮压板、砂轮定位卡盘、砂轮罩壳和砂轮，所述砂轮定位卡盘套装在主轴体上，一侧面靠近内部有螺母的压盖，另一侧面的阶梯面装有砂轮，端面与套装在主轴体上的砂轮压板通过螺钉固定连接，砂轮压板的外端还设有一螺母，加强固定，所述砂轮、砂轮定位卡盘和砂轮压板外部套设有砂轮罩壳，所述砂轮罩壳一侧面贴合在磨头体和套筒的侧面上，且通过螺钉固定到套筒端面上，另一侧面上焊接有罩壳盖。5.根据权利要求1或2所述的磨头机构的全静压背锥式高速主轴，其特征在于：电机装置包括电机转子、电机定子和电机罩，所述磨头体与电机装置通过卡装在盖圈上的连接盘连接在一起，所述连接盘上面与磨头体固定连接，下面与电机罩固定连接，所述电机定子卡装在电机罩中间设置的卡槽内，并与主轴体过盈配合，所述电机转子装设在电机定子的内部，电机转子靠近磨头体一端的主轴体上套装有转子前垫套，另一端套装有固定螺母，靠近固定螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾青龙，杨敏明，方顺来，方恒，
申请(专利权)人：浙江勤龙机械科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33