一种高精度内圆磨削电主轴制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高精度内圆磨削电主轴；其包括主轴壳体、主轴体、轴承组部件、转子、定子、冷却系统和润滑系统。主轴中间套有转子，转子外设有相应的定子，定子安装在壳体内侧，定子与壳体之间的空腔内设置有冷却水套，壳体后端面安装有尾盖。主轴体前后两端分别由前、后轴承组部件支撑。本实用新型专利技术有益效果在于：电主轴设有冷却系统，冷却液为水，在电主轴内形成冷却循环回路，有效减少转子和定子构成的同步电机发热；电主轴采用油气润滑，有效减小轴承摩擦发热，降低主轴的热变形，减小主轴磨损；电主轴设有弹簧预紧组件，采用定压预紧方式，预紧力和轴承滚道参数相匹配，实现电主轴的高精度性能。轴的高精度性能。轴的高精度性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度内圆磨削电主轴


[0001]本技术涉及电主轴
，具体的说，涉及一种高精度内圆磨削电主轴。

技术介绍

[0002]高速精密内圆磨削电主轴是实现高速磨削加工的核心部件，融合了多种技术单元，随着高速磨削技术的发展，现代社会对工件磨削品质的要求越来越高，电主轴的精度直接关系到磨削的精度，影响数控机床的加工精度、加工效率以及加工稳定性。因此，设计出具有高加工精度的电主轴结构十分重要。
[0003]轴承是电主轴系统的核心支承部件，高速电主轴的刚度与精度与选用轴承的类型、尺寸大小和精度等级、装配的技艺水平、配置方式以及预加载荷的大小等密切相关。角接触球轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷，在较高的转速下可满足速度极限、承载能力、刚度、精度等要求，但普通的全钢滚珠的角接触器轴承会因离心力和陀螺力矩的增大导致轴承摩擦发热加剧、寿命降低，选择合适的轴承材料对电主轴性能十分重要。
[0004]轴承的预紧方式主要有恒位置预紧和恒力预紧，轴承的预紧可以提高轴承的刚度，抑制振动，对电主轴的回转精度等有很大影响。但是定位预紧方式下，随着转速升高，轴承摩擦发热增加，滚动体的离心力对轴承外圈沟道的压力增大，轴承的动态刚度会不断提高，影响轴承寿命。
[0005]高速电主轴随着转速升高，轴承摩擦发热增加，产生的热量会向主轴传导，导致主轴在轴向和径向产生一定的热变形，且前、后轴承的发热量不同造成的温度差会导致主轴产生热变形，影响机床的加工精度。
[0006]轴承滚道参数和轴向预紧力是影响主轴旋转精度的重要因素，轴承预紧力的大小和轴承沟道参数选择会对主轴旋转精度产生耦合影响，匹配合理的预紧力和轴承沟道参数可有效提高主轴精度；
[0007]现有的电主轴在设计中很少综合考虑这些因素对电主轴性能的影响，导致主轴在加工精度、生产效率和设备性能上都受到限制，调整优化主轴结构和选择合适的参数对提高电主轴精度和生产效率十分必要。

技术实现思路

[0008]本技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高精度内圆磨削电主轴；该电主轴设有冷却系统，冷却液为水，在电主轴内形成冷却循环回路，能有效减少转子和定子构成的同步电机发热；该电主轴采用油气润滑，能有效减小轴承摩擦发热，降低主轴的热变形，减小主轴磨损；该
·
电主轴设有弹簧预紧组件，采用定压预紧方式，预紧力和轴承滚道参数相匹配，实现电主轴的高精度性能。
[0009]本技术的技术方案具体介绍如下。
[0010]一种高精度内圆磨削电主轴，其包括壳体、主轴体、转子、定子、前轴承组部件、后轴承组部件、弹簧预紧组件、冷却系统和润滑系统；其中：
[0011]主轴体中间套有转子，转子外设有定子，定子安装在壳体内侧，主轴体前后两端分别由前轴承组部件、后轴承组部件支撑，前轴承组部件、后轴承组部件分别包括轴承组、法兰和隔垫，每个轴承组由两个轴承组成，两个轴承之间设置有隔垫，轴承外套装有法兰，主轴体前后两端的轴承组分别由压在轴承前、后端的轴承锁紧螺母定位锁紧，主轴体后端的法兰的外侧套有密珠轴承，弹簧预紧组件设置在密珠轴承后端；
[0012]冷却系统包括冷却水套、水槽、冷却液进口和冷却液出口，冷却水套设置在定子和壳体之间的空腔内，水槽设置在冷却水套内，冷却液进口和冷却液出口设置在壳体后端面设置的尾盖上，水槽与冷却液进口和冷却液出口相连；
[0013]润滑系统包括输油管、油气润滑进口、气密封进气口、气密封骨架和进油孔，输油管设置在壳体内，油气润滑进口设置在尾盖上，进油孔设置在前轴承组件和后轴承组件的隔垫上，输油管连接油气润滑进口、进油孔和气密封骨架，气密封骨架套设在主轴体前端的轴承锁紧螺母上。
[0014]本技术中，轴承组中的两个轴承采用串联DT方式配置，轴承为角接触球轴承。
[0015]本技术中，隔垫包括内隔垫和外隔垫，内隔垫设置在两个轴承的内侧，外隔垫设置在两个轴承的外侧。
[0016]本技术中，进油孔包括轴向进油孔和径向进油孔，进油孔设置在外隔垫上。
[0017]本技术中，弹簧预紧组件包括垫圈和预紧弹簧，垫圈设置在密珠轴承后端，预紧弹簧顶压在垫圈端面上。
[0018]本技术中，主轴体前端的法兰的前端设有前轴承压盖，前轴承压盖前端装有气密封压盖，主轴体后端的法兰后端装有尾部挡板。
[0019]和现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0020]1、高精度内圆磨削电主轴采用角接触球轴承，轴承的轴承滚珠采用陶瓷材料，耐高温，摩擦系数小，使电主轴具有高速、高刚度、长寿命等优点。电主轴前后端角接触球轴承组均采用串联DT配置，可以承受较大的轴向荷载，提高主轴的轴向刚度。
[0021]2、高精度内圆磨削电主轴预紧方式为定压预紧，通过预紧弹簧对轴承施加恒定压力，该种预紧方式下轴承预紧力恒定，不容易收到温度、速度等的影响。可通过施加适当的预紧力匹配轴承滚道可以使主轴达到高精度要求。
[0022]3、高精度内圆磨削电主轴使用油气润滑，有效减小轴承的磨损和摩擦所生热量，降低主轴的热变形，从而提高主轴加工精度。
[0023]4、高精度内圆磨削电主轴的冷却系统使用水冷方式，在主轴内部形成循环冷却回路，可有效带走电机产生的热量，减少了电机发热对主轴单元的影响。
附图说明
[0024]图1为本技术高精度内圆磨削电主轴结构示意图。
[0025]图2为高精度内圆磨削电主轴的尾盖图。
[0026]图3为本技术高精度内圆磨削电主轴结构剖面示意图。
[0027]图4为本技术高精度内圆磨削电主轴结构剖面A
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A图。
[0028]图5为本技术高精度内圆磨削电主轴结构剖面B
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B图。
[0029]图6为本技术高精度内圆磨削电主轴结构剖面C
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C图。
[0030]图7为本技术高精度内圆磨削电主轴结构剖面D
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D图。
[0031]附图标注说明：
[0032]1‑
壳体；2
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主轴体；3
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转子；4
‑
定子；5
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冷却水套；6
‑
尾盖；7
‑
油气润滑进口；8
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冷却液进口；9
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冷却液出口；10
‑
气密封进气口；11
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回油孔；12
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水槽；13
‑
输油管；14
‑
进油孔；15
‑
轴承；16
‑
前轴承法兰；17
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后轴承法兰；18
‑
前轴承锁紧螺母；19
‑
后轴承锁紧螺母；20
‑
密珠轴承；21
‑
内隔垫；22
‑
外隔垫；23
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度内圆磨削电主轴，其特征在于：其包括壳体、主轴体、转子、定子、前轴承组部件、后轴承组部件、弹簧预紧组件、冷却系统和润滑系统；其中：主轴体中间套有转子，转子外设有定子，定子安装在壳体内侧，主轴体前后两端分别由前轴承组部件、后轴承组部件支撑，前轴承组部件、后轴承组部件分别包括轴承组、法兰和隔垫，每个轴承组由两个轴承组成，两个轴承之间设置有隔垫，轴承外套装有法兰，主轴体前后两端的轴承组分别由压在轴承前、后端的轴承锁紧螺母定位锁紧，主轴体后端的法兰的外侧套有密珠轴承，弹簧预紧组件设置在密珠轴承后端；冷却系统包括冷却水套、水槽、冷却液进口和冷却液出口，冷却水套设置在定子和壳体之间的空腔内，水槽设置在冷却水套内，冷却液进口和冷却液出口设置在壳体后端面设置的尾盖上，水槽与冷却液进口和冷却液出口相连；润滑系统包括输油管、油气润滑进口、气密封进气口、气密封骨架和进油孔，输油管设置在壳体内，油气润滑进口设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔立，梁艳平，李首龙，王东辉，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：新型
国别省市：