一种电动式静动压轴磨具单元制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电动式静动压轴磨具单元，包括：变频电动主轴磨具单元主体、主轴、电机、轴向静动压浅腔体和径向静动压浅腔体；所述主轴与所述电机容置在所述变频电动主轴磨具单元主体的内部；所述轴向静动压浅腔体和径向静动压浅腔体安装在所述主轴上。该电动式静动压轴磨具单元是集机电融为一体的产品，可以实现平稳高精度传递的轴系，可广泛应用于机械制造、信息产业、数控机床制造和机床数控改造等不同接口的主轴系列。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及精密机械制造领域，特别涉及一种电动式静动压轴磨具 单元。
技术介绍
在不断专利技术和创造中提高加工质量并使质量日漆完善，这是机床制造业 的努力方向，那些对于产品质量起重要影响的机床，例如磨床、车床等，这 种问题就更为突出。变频电动主轴磨具单元是机床中的重要部分，其内部含有高精度轴承， 传统的设计是采用滚动轴承实现，其优点是结构简单、使用方便，但也暴露 了不少缺点，最主要的缺点是滚动轴承使用寿命低、维修费高，其原因除了 滚动轴承结构上的缺陷外，还由于使用中出现的动态现象十分复杂，这种动态现象具体与下述因素有关1、 旋转零件(钢球、滚子)作用于滚道的离心力；2、 因运转物质不平衡而产生的离心力；3、 因温度变化而产生的轴承游隙变化；4、 滚动轴承的防振性能差；5、 滚动轴承使用的寿命周期短；6、 加工精度受滚动轴承精度的限制。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种电动式静动压轴磨具单元，使用寿命长 且维修费用低。，本技术的技术方案是这样实现的一种电动式静动压轴磨具单元，.包括变频电动主轴磨具单元主体、主轴和电机；所述主轴与所述电机容置在所述变频电动主轴磨具单元主体的内部； 关键在于，该电动式静动压轴磨具单元还包括径向静动压浅腔体和轴向静动 压浅力空体；所述轴向静动压浅腔体和径向静动压浅腔体安装在所述主轴上。 由以上技术方案可见，本技术在变频电动主轴单元主体内的主轴上 安装了径向静动压浅腔体和轴向静动压浅腔体，形成电动式静动压轴磨具单 元。首先，由于静动压轴承自身结构上的优点，其防振性能良好、热变形小、 基于一定精度能使用较长时间，因此使用静动压轴承可以避免诸如因温度变 化而产生的轴承游隙变化、防振性能差、使用的寿命周期短和加工精度受限 制等不利影响；其次，由于在径向和轴向都安装了静动压轴承，可以减小旋 转零件(钢球、滚子)作用于滚道的离心力及运转物质不平衡而产生的离心 力的影响。上述两方面因素使得本技术提出的电动式静动压轴磨具单元 使用寿命长且维修费用低。附图说明图1为本技术中电动式静动压轴磨具单元的局部剖面图； 图2为图1所示磨具单元的在A-A方向的旋转示意图； 图3为本技术中的航空插头示意图。具体实施方式为使本技术的目的和优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本实 用新型作进 一 步的详细说明。对轴承的一般设计要求如下1、 在较大的转速和负荷范围具有良好的刚性；2、 在较长的时间内维持其应有的精度；3、 为防止热变形，要求能量消耗低；4、 防振性能良好，以提高旋转零件的动稳定性；5、 使用简单而可靠。上述设计要求在一定程度上对动压滑动轴承或滚动轴承也有相当针对性，但主要还是就静动压轴承而言的，尤其是前4点，因此静动压轴承在结构上具备上述前4点所述的优点。本技术〗又介绍有效地采用静动压轴7 义和变频电动主轴磨具单元的i殳计和应用。本技术是为变频电动主轴磨具单元i殳计两套在径向和轴向均可传 递负荷的静动压轴承，使变频电动主轴磨具单元与静动压轴承完美融合，形 成电动式静动压轴磨具单元。图1为本技术中电动式静动压轴磨具单元的局部剖面图，该电动式 静动压轴磨具单元包括变频电动主轴磨具单元主体、主轴、电才几、径向静 动压浅腔体和轴向静动压浅腔体。其中轴向静动压浅腔体包括第一轴向静 动压浅腔体3和第二轴向静动压浅腔体9;径向静动压浅腔体包括第一径 向静动压浅腔体1和第二径向静动压浅腔体2;变频电动主轴磨具单元主体 包括轴的冷却室6和7、进油嘴14、回油嘴12和13、前主体11、壳体8、 前端盖18、后端盖19、泄压装置16和17;电机包括定子4和转子5;主 轴由高精度主轴10实现。从另一个角度，如果将本技术的电动式静动压轴磨具单元分为变频 电动^L和静动压轴系两部分，则变频电动冲几包括定子4、转子5、轴的冷 却室6和7、壳体8和高精度主轴10;静动压轴系包括第一径向静动压浅 腔体1、第二径向静动压浅腔体2、第一轴向静动压浅腔体3、第二轴向静 动压浅腔体9、前主体11、回油嘴12和13和进油嘴14。本技术的电 动式静动压轴磨具单元实现了平稳高精度传递的轴系。前主体11的一端与壳体8的一端对接，前主体11的另一端安装有前端 盖18，壳体8的另一端安装有后端盖19。轴冷却室6和7是在壳体8中所 开的空腔，其内部可注入冷却水以降低工作时的温度。定子4和转子5相互配合并位于壳体8的容置空间中。高精度主轴10与转子5配合并贯穿前主体11和壳体8的容置空间，其 中穿出前端盖18的一端为高精度主轴10的头部，安装有砂轮；穿出壳体8 且与后端盖19配合的一端为高精度主轴IO的尾部，安装有第二径向静动压 浅腔体2。高精度主轴IO位于前主体11容置空间的一段上具有轴向矩形20， 该轴向矩形20沿径向的相对两个侧面分别对应安装有第一轴向静动压浅腔 体3和第二轴向静动压浅腔体9;第一径向静动压浅腔体1安装在主轴10 上，并与所述轴向矩形20相邻、且位于靠近壳体8的一侧。进油嘴14和回油嘴13位于后端盖19上，回油嘴12位于前主体11上。 泄压装置16和17位于壳体8上。由于本技术中的电动式静动压轴磨具 单元密封设计较为完善，因此设置了该泄压装置16和17。图1所示电动式静动压轴磨具单元的工作过程如下1 )液压站供给的高压力油经节流后由进油嘴14分别进入第 一径向静动 压浅腔体l、第二径向静动压浅腔体2、前主体ll、第一轴向静动压浅腔体 3和第二静动压轴承9;2) 高精度主轴IO浮起形成母线油膜；3) 高压油向外溢流通过内部回油系统、经回油嘴12和13回流液压站， 系统液体进入闭环工作，使之处于液体支承状态。本技术中的电动式静动压轴磨具单元可以由计算机控制，即可以数 控系统和普通系统兼用，具体控制流程简述如下1) 计算机发出控制信号；2) 计算机发出的控制信号经过数字模拟D/A转换器转换后，通过航空 插头15控制电机旋转以带动高精度主轴10进行磁力切割，旋转方向如图2 所示，图2中的实线箭头表示旋转方向，转子5传递负荷、带动高精度主轴 10旋转时，节流端和特设的浅腔经旋转产生动压效应，从而实现运转高稳 定、高精度、高效率传递轴系。图3为本技术中的航空插头示意图，其 功能及与电机的连接关系与现有技术中的完全相同，这里不再赘述。本技术中的电动式静动压轴磨具单元是由机构精度旋转部分组成的集机电融为一体的典型高科技产品，具备以下优点① 起动性能好，效率高，低速力矩大；② 转速可调，噪音低，振动小，运动平稳；③ 回转精度高，这是因为高精度主轴IO与各个静动压轴承间有一层油膜，不但能吸振，而且可以均化高精度主轴IO与各个静动压轴承的制造误差，其回转精度可达0.01微米，该回转精度指高精度主轴10 旋转时其空间轴线的偏摆量，与通常所测主轴径向跳动有本质区别，需要专用仪器进行测量； 刚度好，当高精度主轴10高速旋转时，附加很高的动压效应，实际上是一种静动压混合轴承，从而使轴系具有很高的刚度，用于粗、细、精磨效果4艮好； ⑤效率高，这是因为高精度主轴10高速旋转时，油膜具有极强的均化作用，还具有极强的油膜刚度，可提高磨削工效2至3倍，如配合采用适当的砂轮能磨削硬质合金；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动式静动压轴磨具单元，包括：变频电动主轴磨具单元主体、主轴和电机；所述主轴与所述电机容置在所述变频电动主轴磨具单元主体的内部；其特征在于，该电动式静动压轴磨具单元还包括：径向静动压浅腔体和轴向静动压浅腔体；　　　　所述轴向静动压浅腔体和径向静动压浅腔体安装在所述主轴上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈平，
申请(专利权)人：陈平，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]