高精度气浮电主轴制造技术

本发明专利技术涉及一种高精度气浮电主轴，该气浮主轴将转子轴安装在气浮轴承的一端，电机转子与转子轴连接，定子通过水套固定在电机外套上，气浮轴承的一端固定在电机外套上，另一端固定在轴承压板上，将轴承压板固定在主轴箱体上。转子轴与气浮轴承连接。采用直驱电机驱动、旋转编码器反馈和计算机数字控制的实现方式。本发明专利技术可以使主轴一端固定，令主轴热伸长朝向远离工件的方向伸长，且本发明专利技术结构紧凑，降低了各零件的加工和装配调整难度，安装方便。气浮主轴设计精度为：定位精度:2.5角秒，重复定位精度：1角秒，回转误差≤0.3μm。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超精密机床应用的电主轴，具体涉及一种高精度气浮电主轴。
技术介绍
工件主轴在加工过程中直接影响工件的运动，所以工件主轴的回转精度直接影响到工件的加工精度，其精度和特性可以评价机床本身的精度，传动滚动支承与气浮轴承相比误差环节多、精度不高，另外滚动支撑的发热量远远大于气浮轴承。当加工对象为精密自由曲面光学元件时，很难满足对加工件的面形精度和表面光洁度的要求。气浮轴承引起机床主轴回转系统的热变形小，具有良好的回转精度，轴承中支撑回转轴的压力膜可以起均化作用，另外空气轴承主轴还具有动特性良好，精度寿命长，不产生振动等优点，所以空气静压轴承的刚度虽低，但是对于微量切削的超精密机床却很适用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够减少主轴热伸长，提高主轴的回转精度，降低各零件的加工和装配调整难度，同时具有结构紧凑、动态性能好的高精度气浮电主轴。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是包括主轴箱体以及通过轴承压板固定于主轴箱体内的气浮轴承，在气浮轴承的一端固定有转子轴和电机外套，气浮轴承另一端固定有位于主轴箱体外的夹具或吸盘，在电机外套内固定有水套，电机压板将电机定子固定在水套内，在电机定子内安装有电机转子，转子轴固定于电机转子内，电机外套上还安装有用于封装水套、电机定子和电机转子的过渡盘，在过渡盘外侧还设置有套装在转子轴上的转接件，角度编码器固定在转接件上。所述的过渡盘上还安装有电机腔盖板。所述的主轴箱体上还安装有防尘盖。所述的水套通过螺钉固定在电机外套内部的凸台上。所述的转子轴为中空结构与气浮轴承的空腔联通。所述的转子轴通过涨紧套与电机转子连接。本专利技术采用气浮轴承支撑，直驱电机驱动，将电机转子直接安装在转子轴上，有效的降低主要零件的加工和装配调整难度，还配合采用旋转编码器反馈和计算机数字控制的实现方式，保证了回转工作台的精度；该气浮主轴通过将转子轴和电机外套联接在气浮轴承一端，另一端与轴承压板联接，轴承压板固定在主轴箱体上，使主轴的前端固定，后端自由，减少主轴热伸长，电机外部设置水套进行冷却，减少了热源。该气浮主轴具有结构紧凑，动特性好，热稳定性好的特点。所述的气浮主轴设计精度为定位精度2. 5角秒，重复定位精度1角秒，回转误差彡O. 3 μ m。附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图中，主轴箱体I，过渡盘2，水套3，电机外套4，气浮轴承5，轴承压板6，转子轴7，转接件8，角度编码器9，电机腔盖板10，防尘盖11，电机压板12，电机定子13，涨紧套14，电机转子15，夹具或吸盘16。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作进一步详细说明。参见图1，本专利技术的气浮主轴通过将转子轴7和电机外套4联接在气浮轴承5 —端，另一端通过轴承压板6固定在主轴箱体I上，且在该端固定有位于主轴箱体I外的夹具或吸盘16。在电机外套4内部的凸台上固定有水套3，电机压板12将电机定子13固定在水套3内，在电机定子13内安装有电机转子15，转子轴7通 过涨紧套14与电机转子15连接，电机外套4上还安装有用于封装水套3、电机定子13和电机转子15的过渡盘2，在过渡盘2外侧还设置有套装在转子轴7上的转接件8，角度编码器9固定在转接件8上，电机腔盖板10固定在过渡盘2上，防尘盖11固定在主轴箱体I上。本专利技术所述的转子轴7为中空结构，与气浮轴承5的空腔联通，吸盘可实现真空夹紧。本专利技术可应用于四轴或五轴联动高精度数控机床，尤其可应用于所述四轴或五轴联动高精度数控机床的工件主轴。采用气浮轴承支撑，直驱电机驱动，将电机转子直接安装转子轴上，有效的降低主要零件的加工和装配调整难度，还配合采用旋转编码器反馈和计算机数字控制的实现方式，保证了回转工作台的精度；该气浮主轴通过将转子轴和电机外套联接在气浮轴承一端，另一端与轴承压板联接，轴承压板固定在主轴箱体上，使主轴的前端固定，后端自由，减少主轴热伸长，电机外部设置水套进行冷却，减少了热源。该气浮主轴还可以实现真空装夹，具有结构紧凑，动特性好，热稳定性好的特点。所述的气浮主轴设计精度为定位精度2. 5角秒，重复定位精度1角秒，回转误差< O. 3 μ m。本专利技术以气浮轴承5为装配基础件，将转子轴7用螺钉固定在气浮轴承5的端面上。将水套3推入电机外套4中，水套3通过电机外套4内部的凸台进行轴向定位，两者使用螺钉联接，电机定子13的外圆与水套3的内圆配合，电机定子13通过水套3内部的凸台进行轴向定位,用电机压板12压紧。将涨套14推入电机转子15。将电机外套4与气浮轴承5 (已经装好转子轴)的端面连接，将轴承压板6与气浮轴承5的另一端面连接，将已经装好的这部分装配体推入主轴箱体I中，用螺钉联接轴承压板6和主轴箱体I。调整转子轴7和电机同轴后，用涨套14将转子轴7和电机转子15紧固。将过渡盘2安装在电机外套4上，将转接件8安装在转子轴7上，角度编码器9安装在转接件8上，调整同轴后，用螺钉紧固，将电机腔盖板10安装在过渡盘2上，采用螺钉紧固。将防尘盖11安装在主轴箱体I上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度气浮电主轴，其特征在于：包括主轴箱体（1）以及通过轴承压板（6）固定于主轴箱体（1）内的气浮轴承（5），在气浮轴承（5）的一端固定有转子轴（7）和电机外套（4），气浮轴承（5）另一端固定有位于主轴箱体（1）外的夹具或吸盘（16），在电机外套（4）内固定有水套（3），电机压板（12）将电机定子（13）固定在水套（3）内，在电机定子（13）内安装有电机转子（15），转子轴（7）固定于电机转子（15）内，电机外套（4）上还安装有用于封装水套（3）、电机定子（13）和电机转子（15）的过渡盘（2），在过渡盘（2）外侧还设置有套装在转子轴（7）上的转接件（8），角度编码器（9）固定在转接件（8）上。

【技术特征摘要】
1.一种高精度气浮电主轴，其特征在于包括主轴箱体(I)以及通过轴承压板(6)固定于主轴箱体(I)内的气浮轴承(5)，在气浮轴承(5)的一端固定有转子轴(7)和电机外套(4)，气浮轴承(5)另一端固定有位于主轴箱体(I)外的夹具或吸盘(16)，在电机外套(4)内固定有水套(3)，电机压板(12)将电机定子(13)固定在水套(3)内，在电机定子(13)内安装有电机转子(15 )，转子轴(7 )固定于电机转子(15 )内，电机外套(4)上还安装有用于封装水套(3 )、电机定子(13 )和电机转子(15 )的过渡盘(2 )，在过渡盘(2 )外侧还设置有套装在转子轴(7 )上的转接件...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀龙，柳小婷，张从学，
申请(专利权)人：西安瑞特快速制造工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：