基于非晶软磁材料的高速电主轴制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于非晶软磁材料的高速电主轴，包括换刀组件、主轴组件；所述主轴组件包括电机外壳、非晶定子和转子轴，所述非晶定子设置在电机外壳内，转子轴设置在非晶定子内部，转子轴两端通过高速轴承安装在电机外壳内，所述转子轴内部中空，所述换刀组件包括换刀气缸、拉杆和换刀夹头；换刀气缸固定在电机外壳的一端，换刀夹头固定在电机外壳的另一端；所述换刀夹头包括拉爪瓣爪；所述换刀气缸包括活塞，所述拉杆的一端固定在活塞上，拉杆滑动穿设于转子轴内部，拉杆另一端抵接或远离拉爪瓣爪。本实用新型专利技术采用非晶合金作为定子铁芯，大大降低电主轴的发热量，可以对电机进行轻量化设计。轻量化设计。轻量化设计。

【技术实现步骤摘要】
基于非晶软磁材料的高速电主轴


[0001]本技术属于电主轴
，涉及一种基于非晶软磁材料的高速电主轴。

技术介绍

[0002]电主轴是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，它与电机技术、高速刀具技术一起，把高速加工技术推向了一个新时代。
[0003]然而现有的电主轴发热因为发热量大，必须使用水冷才能使电机正常工作，这对电主轴的设计以及维护都带来了不便，另外，现有的电主轴的换刀结构复杂，使用器件较多，增加成本的同时，其可靠性较低。

技术实现思路

[0004]为解决上述
技术介绍
中存在的问题，本技术提出一种基于非晶软磁材料的高速电主轴，其采用非晶合金作为定子铁芯，大大降低电主轴的发热量，可以对电机进行轻量化设计。
[0005]本技术解决上述问题的技术方案是：一种基于非晶软磁材料的高速电主轴，其特殊之处在于：
[0006]包括换刀组件、主轴组件；
[0007]所述主轴组件包括电机外壳、非晶定子和转子轴，所述非晶定子设置在电机外壳内，转子轴设置在非晶定子内部，转子轴两端通过高速轴承安装在电机外壳内，所述转子轴内部中空，
[0008]所述换刀组件包括换刀气缸、拉杆和换刀夹头；换刀气缸固定在电机外壳的一端，换刀夹头固定在电机外壳的另一端；所述换刀夹头包括拉爪瓣爪；
[0009]所述换刀气缸包括活塞，所述拉杆的一端固定在活塞上，拉杆滑动穿设于转子轴内部，拉杆另一端抵接或远离拉爪瓣爪。
[0010]进一步地，上述高速轴承为空气悬浮轴承。r/>[0011]进一步地，上述换刀气缸包括缸体和端盖，缸体和端盖组成密封腔，活塞设置密封腔内。
[0012]进一步地，上述缸体上设有水冷通道，用于对换刀气缸进行冷却。
[0013]进一步地，上述端盖上设有通气孔。
[0014]进一步地，上述密封腔内部设有三个独立的密封腔，三个密封腔分别为第一密封腔、第二密封腔和第三密封腔，各密封腔均设有活塞。
[0015]进一步地，上述拉杆下行时，所有活塞都产生推力，拉杆在返回时，只有第三密封腔的活塞产生拉力。
[0016]本技术的优点：
[0017]1)本技术的非晶合金电主轴相比于传统硅钢片电主轴具有优异的电磁性能，可显著的降低电机的铁损，可提升电主轴至少3％的效率，做到更加节能的效果；
[0018]2)非晶合金电主轴的低铁损带来了电主轴的低升温，传统的电主轴因为发热量大，几乎必须使用水冷才能使电机正常工作，这对电机的设计以及维护都带来了不便，而采用非晶合金作为定子铁芯，可以对电机进行轻量化设计，采用风冷或是简化水冷系统；
[0019]3)非晶合金电主轴的低铁损带来了电主轴的低升温，避免了电主轴的绝缘材料受到高温的影响加速老化并损坏，低升温则会带来更高性能的同时还会延长电主轴的寿命；
[0020]4)本技术的换刀组件采用倍力气缸带动拉杆滑动，其结构紧凑，多活塞同时受力，成倍增加气缸的输出力，具有动作速度快捷、出力平稳的优点，出力大、无油污染的优点；拉杆下行时，所有活塞都产生推力，推力较大，快速完成换刀，节约换刀时间，拉杆在返回时，只有第三密封腔的活塞产生拉力，返回时节省动力。
附图说明
[0021]图1是本技术实施例基于非晶软磁材料的高速电主轴结构图。
[0022]其中：1、电机外壳，2、非晶定子，3、转子轴，4、高速轴承，5、拉杆，6、拉爪瓣爪，7、缸体，8、端盖，9、活塞，10、通气孔，11、第一密封腔，12、第二密封腔，13、第三密封腔，14，刀柄。
具体实施方式
[0023]为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施方式。
[0024]一种基于非晶软磁材料的高速电主轴，包括换刀组件、主轴组件。所述主轴组件包括电机外壳1、非晶定子2和转子轴3，所述非晶定子2设置在电机外壳1内，转子轴3设置在非晶定子2内部，转子轴3两端通过高速轴承4安装在电机外壳1内，所述转子轴3内部中空，所述换刀组件包括换刀气缸、拉杆5和换刀夹头；换刀气缸固定在电机外壳1的一端，换刀夹头固定在电机外壳1的另一端；所述换刀夹头包括拉爪瓣爪6；所述换刀气缸包括活塞9，所述拉杆5的一端固定在活塞9上，拉杆5滑动穿设于转子轴3内部，拉杆5另一端抵接或远离拉爪瓣爪6。
[0025]作为本技术的一个优选方案，所述高速轴承4采用空气悬浮轴承，其以高压气体将轴颈悬浮在轴承圈当中，用空气作为润滑剂的滑动轴承，完全消除了固体之间的摩擦及由此引起的发热。采用空气悬浮轴承，可以实现高精度、转速高、发热低、振动低、延长刀具寿命的目的。
[0026]作为本技术的一个优选方案，所述换刀气缸包括缸体7和端盖8，缸体7和端盖8组成密封腔，活塞9设置密封腔内。所述密封腔内部设有三个独立的密封腔，三个密封腔分别为第一密封腔11、第二密封腔12和第三密封腔13，各密封腔均设有活塞9。端盖8上设置的通气孔10，
[0027]拉杆5下行时，所有活塞9都产生推力，拉杆在返回时，只有第三密封腔的活塞产生
拉力。
[0028]本技术的换刀组件采用倍力气缸带动拉杆5滑动，倍力气缸其结构紧凑，多活塞同时受力，成倍增加气缸的输出力，具有动作速度快捷、出力平稳的优点，出力大、无油污染的优点。
[0029]所述缸体7还上设有水冷通道，用于对换刀气缸进行冷却。
[0030]本技术的工作原理为：
[0031]非晶定子2通电后，转子轴3带动拉爪瓣爪6高速旋转，刀具的刀柄14安装在拉爪瓣爪6内，从而实现刀具的高速旋转。
[0032]在换刀时，第一密封腔11、第二密封腔12和第三密封腔13内的活塞9都产生推力，推动拉杆5迅速向下，拉杆5末端推动拉爪瓣爪6使其张开，使拉爪瓣爪6失去对刀柄14的抱紧功能，取下刀具后，换另一种刀具，第三密封腔13内的活塞9都产生拉力，拉动拉杆5向上动作，拉爪瓣爪6恢复对刀柄14的抱紧功能，换刀完成。
[0033]以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，本领域的技术人员其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行调节，或者对其中部分技术特征进行等同替换。所以，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非晶软磁材料的高速电主轴，其特征在于：包括换刀组件、主轴组件；所述主轴组件包括电机外壳(1)、非晶定子(2)和转子轴(3)，所述非晶定子(2)设置在电机外壳(1)内，转子轴(3)设置在非晶定子(2)内部，转子轴(3)两端通过高速轴承(4)安装在电机外壳(1)内，所述转子轴(3)内部中空，所述换刀组件包括换刀气缸、拉杆(5)和换刀夹头；换刀气缸固定在电机外壳(1)的一端，换刀夹头固定在电机外壳(1)的另一端；所述换刀夹头包括拉爪瓣爪(6)；所述换刀气缸包括活塞(9)，所述拉杆(5)的一端固定在活塞(9)上，拉杆(5)滑动穿设于转子轴(3)内部，拉杆(5)另一端抵接或远离拉爪瓣爪(6)。2.根据权利要求1所述的一种基于非晶软磁材料的高速电主轴，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈军，谢顺德，余得贵，魏宇，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：