一种电主轴结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电主轴结构，旨在提供一种制造工艺简单，生产成本低、生产效率高的基于分数槽电机的电主轴，有效减少主轴电机的齿槽转矩和转矩波动，提高电主轴的稳定性，同时减小主轴发热，提高加工精度和使用寿命。包括芯轴、电机、前轴承组、后轴承组、前轴承座、后轴承座和主轴外壳，芯轴通过前轴承组和后轴承组支承，并且在所述电机作用下旋转；前轴承组和后轴承组分别安装于前轴承座和后轴承座内；前轴承座和后轴承座分别固定于主轴外壳的前后两端；其中所述电机为分数槽电机结构，即所述电机的每极每相槽数为分数。述电机的每极每相槽数为分数。述电机的每极每相槽数为分数。

【技术实现步骤摘要】
一种电主轴结构


[0001]本技术属于机械装备领域，特别涉及一种电主轴结构。

技术介绍

[0002]数控机床一般用来对工件进行铣、镗、钻、攻等加工工序，其中的电主轴是整个机床的核心之一，在加工时，电主轴的轴芯带动刀具的刀头在工件的加工面上高速转动，电主轴的精度往往决定了工件的加工精度，电主轴运行的平稳性和可靠性对整个机床加工过程和加工结果有着很大的影响作用。
[0003]现有的电主轴大多采用整数槽电机驱动结构，这种结构由于电动势高次谐波含量大，齿数多，槽满率低，容易导致电主轴具有过高的齿槽转矩和转矩波动，主轴稳定性差，发热量大，降低电主轴加工精度和寿命；并且由于整数槽电机的极数较少，导致定子和转子轭部尺寸较大，材料消耗多，成本大，而且在电机制造过程中，电机制造工艺困难，导致电主轴整体成本提高，同时也降低了电主轴整机的生产效率。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种制造工艺简单，生产成本低、生产效率高的基于分数槽电机的电主轴，有效减少主轴电机的齿槽转矩和转矩波动，提高电主轴的稳定性，同时减小主轴发热，提高加工精度和使用寿命。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：一种电主轴结构，包括芯轴、电机、前轴承组、后轴承组、前轴承座、后轴承座和主轴外壳，芯轴通过前轴承组和后轴承组支承，并且在所述电机作用下旋转；前轴承组和后轴承组分别安装于前轴承座和后轴承座内；前轴承座和后轴承座分别固定于主轴外壳的前后两端；其中所述电机为分数槽电机结构，即所述电机的每极每相槽数为分数。
[0006]上述一种电主轴结构，所述电机包括同轴心设置的电机定子和电机转子，电机定子设置于主轴外壳的内孔中，电机转子固定在芯轴上；
[0007]所述电机的每极每相槽数为
[0008][0009]其中，Z为电机定子槽数，P为电机极对数，m为电机相数，A为正整数，为真分数。
[0010]上述一种电主轴结构，所述电机定子包括定子铁芯、绝缘支架和三相对称绕组，定子铁芯为一体式结构或者为以单齿为单元的分块拼装式结构，定子铁芯上沿圆周方向均匀分布有定子齿；绝缘支架安装于定子齿上，三相对称绕组缠绕在绝缘支架上。
[0011]上述一种电主轴结构，所述电机转子包括转子铁芯和磁钢，转子铁芯上设置有若干个相同形状或不同形状的磁钢安装槽，所述磁钢分别根据对应形状一一分布于磁钢安装槽内。
[0012]上述一种电主轴结构，所述主轴外壳的内壁上固定有冷却套，电机定子压装于冷
却套内；所述冷却套的外圆周上设置有螺旋形冷却水道，主轴外壳上设置有与螺旋形冷却水道相通的进液口和出液口，进液口和出液口分别位于螺旋形冷却水道的两端。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术采用分数槽集中绕组永磁同步电动机作为动力源，用少量的大定子槽代替多量的小定子槽，定子采用分块拼装式结构，有利于减少材料用量，减小电机体积，简化电机制造工艺，从而降低电主轴制造成本，提高生产效率；使电机槽绝缘占比减小，槽满率增加，有利于降低齿槽转矩和转矩波动，对高速电主轴的振动和噪声起到很好的抑制作用，使电主轴高速运转和加工工件时，运行更平稳，加工精度更高；使其阻抗小、电流大，降低电机功耗，减小发热量，在恒功率调速时，调速范围更宽，主轴运转寿命增加。
附图说明
[0014]图1是本技术电主轴结构示意图。
[0015]图2是本技术电机定转子结构示意图。
[0016]图3是本技术电机定子单齿结构示意图。
[0017]图中：1、芯轴；2、前锁紧螺母；3、前端盖；4、前轴承组；5、前轴承座；6、冷却套；7、进液口；8、电机转子；9、电机定子；10、冷却水道；11、出液口；12、主轴外壳；13、后轴承座；14、后轴承组；15、后锁紧螺母；801、转子铁芯；802、磁钢；803、隔磁桥；901、定子铁芯块；902、绝缘支架；903、绕组；904、插针。
具体实施方式
[0018]下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述。
[0019]如图1所示，本技术的一种电主轴结构，包括芯轴1、前轴承组4、前轴承座5、电机转子8、电机定子9、冷却套6、主轴外壳12、后轴承座13以及后轴承组14。
[0020]前轴承座5和后轴承座13分别固定于主轴外壳12的前后两端，芯轴1通过前轴承组4和后轴承组14支承于主轴外壳12内。前轴承组4通过过盈配合方式安装于芯轴1的前端，前轴承组4的外圈通过前轴承座5的内孔端面限位，并通过前端盖3压紧；前轴承组4的内圈通过芯轴1的前轴承挡肩限位，并通过前锁紧螺母2锁紧。其中，前端盖3固定于前轴承座5的前端，前锁紧螺母2联接于芯轴1上。后轴承组14通过过盈配合方式安装在芯轴1的后端，后轴承组14的外圈由后轴承座13包裹在内，内圈通过芯轴1的前轴承挡肩限位，并通过后锁紧螺母15锁紧。其中，后锁紧螺母15联接于芯轴1上。
[0021]主轴外壳12的内壁上固定有冷却套6，电机定子9压装于冷却套6内，电机转子8固定在芯轴1上，芯轴1可在电机定子9和电机转子8的相互作用下进行高速旋转运动。冷却套6的外圆周上设置有螺旋形冷却水道10，主轴外壳12上设置有与螺旋形冷却水道10相通的进液口7和出液口11，进液口7和出液口11分别位于螺旋形冷却水道10的两端。通过进液口7向螺旋形冷却水道10内通入水或者其它冷却液，经螺旋形冷却水道10循环后从出液口11排出电主轴外，从而起到降温冷却作用。
[0022]如图2所示，电机转子8包括转子铁芯801、磁钢802和隔磁桥803。其中，转子铁芯801是内外轮廓均为圆形的圆环结构，由硅钢片叠压而成。转子铁芯801上按圆周方向均匀排列十二个个转子磁钢槽，每个磁钢槽内置一对V型磁钢802，每一对磁钢为两块矩形永磁
体，永磁体分别放在转子铁芯V型槽的两侧，V型磁钢顶端和底端分别设有隔磁桥803。转子忒新801的端部安装有挡环，用来定位和约束磁钢位置。
[0023]电机定子9在工艺上采用的是以单齿为单元的分块拼装式结构，如图2所示，本实施例共由十八个缠有绕组的定子齿以同轴心的方式侧面贴合拼接而成。如图3所示，上述单齿结构包括定子铁芯块901，绝缘支架902，定子绕组903，插针904。其中，每一个定子铁芯块901由硅钢片叠压而成，十八个定子铁芯块以同轴心的方式拼接装配为定子铁芯，两定子铁芯块装配后中间形成的槽为定子槽，即存在十八个定子槽。绝缘支架902粘于定子铁芯块901两端，漆包铜线绕制在粘有绝缘支架的定子铁芯块上，形成定子绕组903，定子绕组903输入输出端分别固定在两插针904上，方便端接；插针904固定在绝缘支架902上，绝缘支架902起到支撑和绝缘作用。
[0024]上述分块绕线式结构，大大减弱了传统嵌线工艺的难度，可以采用一般电机绕线机来绕线，增大了电机槽满率，同时减小了端部长度。同时，由于设计转子槽为半闭口式槽型，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电主轴结构，包括芯轴、电机、前轴承组、后轴承组、前轴承座、后轴承座和主轴外壳，芯轴通过前轴承组和后轴承组支承，并且在所述电机作用下旋转；前轴承组和后轴承组分别安装于前轴承座和后轴承座内；前轴承座和后轴承座分别固定于主轴外壳的前后两端；其特征在于，所述电机为分数槽电机结构，即所述电机的每极每相槽数为分数。2.根据权利要求1所述的一种电主轴结构，其特征在于，所述电机包括同轴心设置的电机定子和电机转子，电机定子设置于主轴外壳的内孔中，电机转子固定在芯轴上；所述电机的每极每相槽数为：其中，Z为电机定子槽数，P为电机极对数，m为电机相数，A为正整数，为真分数。3.根据权利要求2所述的一种电主轴结构，其特征在于，所述电机定子包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴爱军，崔立英，王世杰，付江寒，
申请(专利权)人：北京精雕精密机械制造有限公司，
类型：新型
国别省市：