一种气浮电主轴制造技术

本发明专利技术公开了一种气浮电主轴，包括机体、轴芯组件、动力组件、铝水套、气缸、上轴承组件、下轴承组件、推力轴承组件和盖板组件；机体为空腔结构；轴芯组件包括转轴段和夹头段；夹头段上设有轴肩；转轴段设于机体内，其下部套设于夹头段上；轴肩从机体底部伸出；动力组件包括铜转子和定子组件，铜转子套设于转轴段上；定子组件设于机体内并与铜转子相对；上轴承组件设于转轴段上部；下轴承组件设于转轴段下部，推力轴承组件设于夹头段上；盖板组件设于推力轴承组件底部；铝水套设于上轴承组件顶部；气缸设置于铝水套顶部，其配设的活塞杆穿过铝水套并伸入转轴段内。该气浮电主轴加工容易，结构简单，运行平稳，散热效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及加工设备
，尤其涉及一种气浮电主轴。
技术介绍
电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。随着经济发展和技术腾飞的需求，越来越多的新技术不断涌现，机械加工行业也在异军突起，尤其是占据领先地位的电主轴行业技术创新非常明显。由于油泵、油嘴磨削，有色金属的成型加工以及高光行业的精度越来越高，迫使电主轴向着高转速和高功率方向发展。传统的滚珠轴承电主轴受制于轴承的限制，其转速很难进一步提高。因此，电主轴行业的高转速必须在气浮主轴上进行研发。现有气浮高速电主轴的功率(﹤1.5Kw)往往不如滚珠轴承，这主要是因为受到气浮轴芯的结构限制。如图1-2所示，为了节省空间，现有气浮轴芯多采用嵌铜鼠笼结构，其转子部件以嵌铜方式固定在轴芯上。也就是说，在轴向方向上，铜鼠笼转子不会向外凸出轴芯，与轴芯的外壁是平齐的。虽然，节省了一部分空间，然而，嵌铜工艺复杂，使得轴芯的加工周期偏长，良品率低，且嵌铜工艺往往需要使用硬磁材料，材料选择范围小；并且，需要以轴芯为导磁材料，导致电主轴电机磁损较大，发热严重，极大地影响了电主轴的加工成本与使用性能；同时，轴芯材料既要满足耐腐蚀性，又必须具备良好的导磁性，要求较苛刻。并且，现有的气浮高速电主轴存在运行平稳度欠佳，散热效果不好的现象。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种气浮电主轴，该气浮电主轴简化了轴芯的加工工艺，加工容易，结构简单、紧凑，既节约了生产成本，也延长了主轴的使用寿命，且运行平稳，散热效果好。本专利技术的目的采用以下技术方案实现：一种气浮电主轴，包括机体、轴芯组件、动力组件、铝水套、气缸、上轴承组件、下轴承组件、推力轴承组件和盖板组件；所述机体为空腔结构，在所述机体的壁面内沿轴向方向分别设置有进气主通道和回气通道；所述轴芯组件包括转轴段和夹头段；所述转轴段和所述夹头段均为中空结构，所述夹头段上设置有轴肩；所述转轴段设置于所述机体内，其下部匹配套设并固定于所述夹头段上，且与所述轴肩承接；所述轴肩从所述机体的底部横向伸出；所述动力组件包括铜转子和定子组件，所述铜转子匹配套设并固定于所述转轴段上；所述定子组件设置于所述机体的内壁上，并与所述铜转子相对应；所述上轴承组件设置于所述转轴段的上部，并与所述转轴段之间形成有第一间隙；所述下轴承组件设置于所述转轴段的下部，并位于所述轴肩上方，所述下轴承组件与所述转轴段之间形成第二间隙，与所述轴肩之间形成有第三间隙；所述推力轴承组件设置于所述夹头段上，并位于所述轴肩下方，所述推力轴承组件与所述轴肩之间形成有第四间隙；所述盖板组件设置于所述推力轴承组件的底部；所述铝水套设置于所述上轴承组件的顶部；所述气缸设置于所述铝水套的顶部，其配设的活塞杆穿过所述铝水套并伸入所述转轴段内；所述铝水套内设置有进气口、出气口和第一气路；所述上轴承组件内设置有与所述第一间隙相通的第二气路；所述下轴承组件内设置有与所述第二间隙、第三间隙均相通的第三气路；所述推力轴承组件内设置有与所述第四间隙相通的第四气路；所述铝水套的进气口与所述第一气路的进气口连接，所述第一气路的出气口与所述进气主通道的进气口连接；所述第二气路、第三气路、第四气路的进气口均与所述进气主通道连通，它们的出气口均与所述回气通道连通，所述回气通道与所述铝水套出气口连通。需要说明的是：定子组件是电动机静止不动的部分。定子组件由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。定子的主要作用是产生旋转磁场，而转子的主要作用是在旋转磁场中被磁力线切割进而产生(输出)电流。铜转子是由转子冲片叠在一起压制而成的，可单独取出，加工简单。转子冲片能够减少涡流损耗，且用良好的电工钢冲压而成，其导磁性优于转轴段材料。优选的，所述第一气路包括第一进气道和第一出气道；所述进气口、第一进气道和进气主通道依次连通；所述第一出气道的出气端与所述出气口连通；所述第二气路包括设置于所述上轴承组件上的若干第一横向通气孔和第二出气道；所述第一横向通气孔的进气端与所述进气主通道连通，其出气端与所述第一间隙连通；所述第二出气道的进气端与所述第一间隙连通，其出气端与所述第一出气道的进气端连通；所述第三气路包括设置于所述下轴承组件上的若干第二横向通气孔、第一竖向通气孔和第三出气道；所述第二横向通气孔的出气端与所述第二间隙连通，其进气端与所述进气主通道连通；所述第一竖向通气孔的进气端与所述第二横向通气孔连通，其出气端与所述第三间隙连通；所述第三出气道的进气端与所述第二间隙、第三间隙均连通，其出气端与所述回气通道连通；所述第四气路包括设置于所述推力轴承组件上的第二进气道、第二竖向通气孔和第三出气道；所述第二进气道的进气端与所述进气主通道连通，其出气端与所述第二竖向通气孔的进气端连通，所述第二竖向通气孔的出气端与所述第四间隙连通；所述第三出气道的进气端与所述第四间隙连通，其出气端与所述回气通道连通。优选的，在所述机体内分别设置有第一机体水道、第二机体水道、第三机体水道、第一回水道和第二回水道；所述铝水套上设置有进水口、出水口、第一进水道和第一出水道；所述上轴承组件内设置有第一水道和第二水道；所述定子组件外套设有铜套；所述铜套上内设置有第三水道；所述下轴承组件内设置有第四水道；所述推力轴承组件内设有第五水道；所述盖板组件内设置有第六水道；所述第一进水道的进水端与所述进水口连接，其出水端与所述第二水道、第一机体水道、第三水道、第二机体水道、第四水道、第三机体水道、第五水道和第六水道依次连通，所述第六水道的出水端与所述第一回水通道的进水端连接，所述第一回水通道的出水端与所述第一水道的进水端连接，所述第一进水道的出水端与所述第二回水道的进水端连接，所述第二回水道的出水端与所述第一出水道的进水端连接，所述第一出水道的出水端与所述出水口连接。优选的，所述第一水道、第三水道、第四水道、第五水道和第六水道均为环形水道；所述铜套内设置有环形分隔件；所述环形分隔件设置于所述第三水道内，把所述第三水道分隔成连通的上部水道和下部水道；所述上轴承组件包括第一外套和第一内套；所述第一外套匹配套设于第一内套外；所述第一外套内设置有第一环形水道A，所述第一内套内设置有第一环形水道B；所述第一环形水道A和所述第二环形水道B组成所述第一水道；所述下轴承组件包括第二外套和第二内套；所述第二外套匹配套设于第二内套外；所述第二外套内设置有第四环形水道A，所述第二内套内设置有第四环形水道B；所述第四环形水道A和所述第四环形水道B组成所述第四水道。优选的，所述轴芯组件还包括钢套；所述钢套固定于所述转轴段的上部，并与所述上轴承组件相对；所述上轴承组件与所述钢套之间形成所述第一间隙。优选的，还包括夹头组件，所述夹头组件包括轴霸、碟簧和夹头；所述夹头包括柱形段和锥形段，所述锥形段上向内凹陷设置有环形储油槽；所述轴霸设置于所述转轴段内，并位于所述活塞杆的下方；所述碟簧套设于所轴霸上，其下端与所述夹头段的顶面连接；所述夹头段的下部形成有锥形安装孔；所述夹头设置于所述夹头段内，所述夹头的柱形段套设在所述轴霸上，其锥形段设置于所述锥形安装孔内。优选的，还包括若干阻尼塞；所述阻尼塞内设置有通孔，所述通孔包括进气端和出气端，所述进气端的内径大于所述出气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气浮电主轴，其特征在于，包括机体、轴芯组件、动力组件、铝水套、气缸、上轴承组件、下轴承组件、推力轴承组件和盖板组件；所述机体为空腔结构，在所述机体的壁面内沿轴向方向分别设置有进气主通道和回气通道；所述轴芯组件包括转轴段和夹头段；所述转轴段和所述夹头段均为中空结构，所述夹头段上设置有轴肩；所述转轴段设置于所述机体内，其下部匹配套设并固定于所述夹头段上，且与所述轴肩承接；所述轴肩从所述机体的底部横向伸出；所述动力组件包括铜转子和定子组件，所述铜转子匹配套设并固定于所述转轴段上；所述定子组件设置于所述机体的内壁上，并与所述铜转子相对应；所述上轴承组件设置于所述转轴段的上部，并与所述转轴段之间形成有第一间隙；所述下轴承组件设置于所述转轴段的下部，并位于所述轴肩上方，所述下轴承组件与所述转轴段之间形成第二间隙，与所述轴肩之间形成有第三间隙；所述推力轴承组件设置于所述夹头段上，并位于所述轴肩下方，所述推力轴承组件与所述轴肩之间形成有第四间隙；所述盖板组件设置于所述推力轴承组件的底部；所述铝水套设置于所述上轴承组件的顶部；所述气缸设置于所述铝水套的顶部，其配设的活塞杆穿过所述铝水套并伸入所述转轴段内；所述铝水套内设置有进气口、出气口和第一气路；所述上轴承组件内设置有与所述第一间隙相通的第二气路；所述下轴承组件内设置有与所述第二间隙、第三间隙均相通的第三气路；所述推力轴承组件内设置有与所述第四间隙相通的第四气路；所述铝水套的进气口与所述第一气路的进气口连接，所述第一气路的出气口与所述进气主通道的进气口连接；所述第二气路、第三气路、第四气路的进气口均与所述进气主通道连通，它们的出气口均与所述回气通道连通，所述回气通道与所述铝水套的出气口连通。...

【技术特征摘要】
1.一种气浮电主轴，其特征在于，包括机体、轴芯组件、动力组件、铝水套、气缸、上轴承组件、下轴承组件、推力轴承组件和盖板组件；所述机体为空腔结构，在所述机体的壁面内沿轴向方向分别设置有进气主通道和回气通道；所述轴芯组件包括转轴段和夹头段；所述转轴段和所述夹头段均为中空结构，所述夹头段上设置有轴肩；所述转轴段设置于所述机体内，其下部匹配套设并固定于所述夹头段上，且与所述轴肩承接；所述轴肩从所述机体的底部横向伸出；所述动力组件包括铜转子和定子组件，所述铜转子匹配套设并固定于所述转轴段上；所述定子组件设置于所述机体的内壁上，并与所述铜转子相对应；所述上轴承组件设置于所述转轴段的上部，并与所述转轴段之间形成有第一间隙；所述下轴承组件设置于所述转轴段的下部，并位于所述轴肩上方，所述下轴承组件与所述转轴段之间形成第二间隙，与所述轴肩之间形成有第三间隙；所述推力轴承组件设置于所述夹头段上，并位于所述轴肩下方，所述推力轴承组件与所述轴肩之间形成有第四间隙；所述盖板组件设置于所述推力轴承组件的底部；所述铝水套设置于所述上轴承组件的顶部；所述气缸设置于所述铝水套的顶部，其配设的活塞杆穿过所述铝水套并伸入所述转轴段内；所述铝水套内设置有进气口、出气口和第一气路；所述上轴承组件内设置有与所述第一间隙相通的第二气路；所述下轴承组件内设置有与所述第二间隙、第三间隙均相通的第三气路；所述推力轴承组件内设置有与所述第四间隙相通的第四气路；所述铝水套的进气口与所述第一气路的进气口连接，所述第一气路的出气口与所述进气主通道的进气口连接；所述第二气路、第三气路、第四气路的进气口均与所述进气主通道连通，它们的出气口均与所述回气通道连通，所述回气通道与所述铝水套的出气口连通。2.根据权利要求1所述的气浮电主轴，其特征在于，所述第一气路包括第一进气道和第一出气道；所述进气口、第一进气道和进气主通道依次连通；所述第一出气道的出气端与所述出气口连通；所述第二气路包括设置于所述上轴承组件上的若干第一横向通气孔和第二出气道；所述第一横向通气孔的进气端与所述进气主通道连通，其出气端与所述第一间隙连通；所述第二出气道的进气端与所述第一间隙连通，其出气端与所述第一出气道的进气端连通；所述第三气路包括设置于所述下轴承组件上的若干第二横向通气孔、第一竖向通气孔和第三出气道；所述第二横向通气孔的出气端与所述第二间隙连通，其进气端与所述进气主通道连通；所述第一竖向通气孔的进气端与所述第二横向通气孔连通，其出气端与所述第三间隙连通；所述第三出气道的进气端与所述第二间隙、第三间隙均连通，其出气端与所述回气通道连通；所述第四气路包括设置于所述推力轴承组件上的第二进气道、第二竖向通气孔和第三出气道；所述第二进气道的进气端与所述进气主通道连通，其出气端与所述第二竖向通气孔的进气端连通，所述第二竖向通气孔的出气端与所述第四间隙连通；所述第三出气道的进气端与所述第四间隙连通，其出气端与所述回气通道连通。3.根据权利要求1所述的气浮电主轴，其特征在于，在所述机体内分别设置有第一机体水道、第二机体水道、第三机体水道、第一回水道和第二回水道；所述铝水套上设置有进水口...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴魁，雷群，汤秀清，
申请(专利权)人：广州市昊志机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44