【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电主轴设备，具体涉及一种可替换刀具的气浮电主轴及使用方法。
技术介绍
1、随着市场对各类机加工设备的需求越来越大，作为其中直接加工部件的电主轴的需求量也日益增长；同时，增加各类机加工设备整机的工作效率问题也日益瞩目，为了使各类机加工设备能够适应不同的需求，提升整体的生产效率，需要针对专利技术一种可替换刀具的气浮电主轴。
2、气浮主轴是一种高精度的加工设备，通过高速旋转产生气膜支撑力，从而实现高精度定位和稳定性控制；针对某些超精密加工领域，气浮主轴已逐渐代替普通电主轴或油静压主轴，当压力介质为气体时，轴承内不存在机械接触，其黏度仅为润滑油的千分之一，因此气浮主轴摩擦力极小，磨损程度极低，同时精度可以保证持续稳定，加工的误差范围小。气浮主轴在提供极高转速的同时，还能保证振动水平减小、热变形程度减弱与较低的扭矩。但在现有市场上的划片机结构中，仍未实现快速自动换刀功能，因此在生产过程中会在主轴换刀问题上花费大量时间，在上述研究背景下，有必要针对电主轴自动换刀问题重新设计高速电主轴，并提出相应的使用方法。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术采取了如下技术方案：
2、一种可替换刀具的气浮电主轴，包括：
3、轴体壳，所述轴体壳为所述电主轴的中段部分；
4、主轴，所述主轴可转动地设置于所述轴体壳内，所述主轴具有主轴内孔；
5、拉杆，所述拉杆可移动地设置于所述主轴内孔内；
6、轴向驱动机构，所述轴向驱动
7、复位机构，所述复位机构设置于所述拉杆的后端，用于实现拉杆的复位；
8、主轴刀柄胀套机构，所述主轴刀柄胀套机构设置于所述拉杆的第二端，用于夹持主轴刀柄，通过所述轴向驱动机构、所述拉杆、所述复位机构与所述主轴刀柄胀套机构之间的相互配合，以实现所述主轴刀柄的替换。
9、进一步地，还包括：第一前轴承，位于所述轴体壳的前端，并至少部分并位于所述轴体壳与所述主轴之间，所述第一前轴承外端面与所述主轴轴环一侧的轴肩贴合；
10、第二前轴承，设置于所述第一前轴承远离所述轴体壳的一端，且所述第二前轴承与所述主轴轴环另一侧的轴肩另一侧贴合；
11、泄气盖，设置于所述第二前轴承远离所述第一前轴承的一侧；
12、轴端盖，设置于所述泄气盖远离所述第二前轴承的一侧；
13、后轴承，位于所述轴体壳的后端，并设置于所述轴体壳与所述主轴之间；
14、所述主轴的两端分别由所述第一前轴承和所述后轴承径向支承；
15、电机定子，位于所述轴体壳的中间段，并套设于所述主轴的外侧，所述电机定子的外部安装电机定子铜套；
16、电机动子，所述电机动子均布于所述主轴中间段的外表面的槽内；
17、所述主轴上对应所述电机动子的位置设有轴套，所述轴套套于所述主轴的外侧，用于箍紧所述电机动子。
18、进一步地，所述轴体壳的底部与所述后轴承的底部通过止动销固定。
19、进一步地，所述主轴的内孔为阶梯内孔，所述复位机构为蝶形垫片组，所述蝶形垫片组设置于所述拉杆的第一端与所述阶梯内孔第一端的端面之间，所述拉杆的第一端远离所述蝶形垫片组的一侧设置有限位螺母，所述主轴的阶梯内孔的第二端端部为锥孔。
20、进一步地，所述主轴刀柄胀套机构包括：
21、胀套片，所述胀套片的第一端安装于所述阶梯内孔的第二端，所述胀套片的第二端设置有多个瓣环，所述瓣环的内孔呈锥面形；
22、胀套筒，所述胀套筒设置于所述拉杆的第二端的端部，并与所述瓣环配合设置，所述拉杆与所述胀套筒过盈配合。
23、进一步地，所述主轴刀柄的外锥面与所述主轴的锥孔配合设置，所述主轴刀柄内设置有内孔拉刀结构，所述瓣环的外壁与所述内孔拉刀结构配合设置，所述胀套筒的外表面呈锥面形，所述瓣环的内壁与所述胀套筒的外表面配合设置，通过所述胀套筒改变所述瓣环的胀开状态，以实现所述主轴刀柄的松开与紧固。
24、进一步地，所述轴向驱动机构包括：
25、后过渡盖，安装于所述轴体壳的后端；
26、直线电机排线盖，设置于所述后过渡盖内；
27、气缸体壳，设置于后过渡盖远离所述轴体壳的一侧；
28、多个气缸活动片，多个气缸活动片均匀间隔设置于沿所述气缸体壳内，所述气缸活动片的两侧均贴有陶瓷夹片；
29、滚动轴承，设置于所述气缸活动片的内孔；
30、气缸顶轴，所述气缸顶轴的第一端至少部分安装于所述直线电机排线盖内，所述气缸顶轴的第二端配入所述滚动轴承内。
31、一种可替换刀具的气浮电主轴的使用方法，采用上述任一项所述的可替换刀具的气浮电主轴，所述方法包括以下步骤：
32、s10、当需要卸下已装刀具时，首先，启动轴向驱动机构，控制驱动机构顶轴轴向向前冲顶，联动拉杆向相同方向轴向冲顶，同样胀套筒也被带动向前运动，胀套筒改变胀套片的胀开状态，解除所述胀套片与主轴刀柄内腔壁之间的约束关系，使所述主轴刀柄可被抽出主轴；
33、s20、当需要安装刀具时，首先，启动轴向驱动机构，控制驱动机构顶轴轴向冲顶，联动拉杆向相同方向冲顶，同样胀套筒也被带动向前运动，胀套筒改变胀套片的胀开状态，使其缩小，随后通过主轴的内锥孔配合安装主轴刀柄；
34、s21、主轴刀柄安装完毕后，关闭后端轴向驱动机构，由于拉杆后端设有蝶形垫片组，当驱动机构顶轴放松后，蝶形垫片组促使拉杆向后轴向运动，同样胀套筒也被带动轴向向后复位，胀套筒使胀套片胀开，增加胀套片与主轴刀柄内腔壁之间的约束关系，实现主轴刀柄的固定。
35、有益效果：
36、本专利技术通过使用气浮结构和电主轴技术结合，使得电机主轴整体转速提高。
37、本专利技术通过使用刀具替换技术，则可以节省结构内部大量空间，并降低成本。
38、本专利技术通过在主轴后端加装轴向驱动机构，使其与主轴内拉杆联动，在主轴内的拉杆前端增加主轴刀柄胀套机构，通过控制轴向驱动机构的前后运动，使前端主轴刀柄可以快捷地做到卸下和安装状态。
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1.一种可替换刀具的气浮电主轴，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的可替换刀具的气浮电主轴，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的可替换刀具的气浮电主轴，其特征在于，所述轴体壳的底部与所述后轴承的底部通过止动销固定。
4.根据权利要求2所述的可替换刀具的气浮电主轴，其特征在于，所述主轴的内孔为阶梯内孔，所述复位机构为蝶形垫片组，所述蝶形垫片组设置于所述拉杆的第一端与所述阶梯内孔第一端的端面之间，所述拉杆的第一端远离所述蝶形垫片组的一侧设置有限位螺母，所述主轴的阶梯内孔的第二端端部为锥孔。
5.根据权利要求4所述的可替换刀具的气浮电主轴，其特征在于，所述主轴刀柄胀套机构包括：
6.根据权利要求5所述的可替换刀具的气浮电主轴，其特征在于，所述主轴刀柄的外锥面与所述主轴的锥孔配合设置，所述主轴刀柄内设置有内孔拉刀结构，所述瓣环的外壁与所述内孔拉刀结构配合设置，所述胀套筒的外表面呈锥面形，所述瓣环的内壁与所述胀套筒的外表面配合设置，通过所述胀套筒改变所述瓣环的胀开状态，以实现所述主轴刀柄的松开与紧固。
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