[发明专利]一种气浮高速电主轴

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工的设备，具体地说是涉及一种用于镁铝合金精密加工的气浮高速电主轴。

背景技术

在现有技术中，气浮电主轴用主轴组件采用的是铝水套，结构复杂，不利于散热，在使用过程中，产品易变形，主轴使用不稳定。空气轴承采用分体结构，这样降低了轴承加工精度，轴承外圆没有开设环形冷却水道、易发热、内部温度高、容易造成主轴卡死。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题在于提供了一种气浮高速电主轴。

为解决上述技术问题，本发明通过以下方案来实现：一种气浮高速电主轴，该电主轴包括主轴主体组件、气缸组件、空气轴承、转子组件，转子组件包括转子轴芯，空气轴承法兰面上设有定距环，定距环上设有推力轴承，所述空气轴承后端设有电机线圈，在所述空气轴承中装有转子轴芯，所述转子轴芯前端装有夹头，所述主轴主体组件上固定有换刀用的气缸组件，在空气轴承、推力轴承、主轴主体组件中设有冷却水道。

进一步的，所述空气轴承的轴承顶部设置有法兰，法兰下部设置有轴体，所述轴体设有径向空气供给通道，所述轴体内设有与径向空气供给通道的空气排气通道，所述轴体上下设有冷却水道；所述轴体上的径向空气供给通道、冷却水道及空气排气通道均设有环形密封圈；所述法兰上设置有按一定距离均匀分布十个平行于轴向的空气供给通道；轴体靠近法兰底部的供气环形通道与法兰面上的空气通道相通；在轴承的外圆设有八排进气通道，在径向进气通道内设有节流塞。

进一步的，所述主轴主体组件设置有内胆，该内胆外圆设有螺旋冷却水道，螺旋冷却水道经过空气轴承时与空气轴承外圆的冷却水道相通，主轴主体组件的内胆上的冷却水道通过主轴主体上的外套密封，在主轴主体组件上的冷却水道与空气轴承冷却水道、止推轴承上的冷却水道形成回路；在主轴主体组件的内胆上设有进气孔，进气孔与空气轴承外圆的进气孔相通。

进一步的，所述转子轴芯内装有包柄主体、蝶形弹簧、固定块、夹头，在包柄主体外圆设有润滑油槽。

进一步的，所述气缸组件包括气缸盖、上气缸分隔片、下气缸分隔片、气缸盖，所述气缸盖和上气缸分隔片形成腔室，所述上气缸分隔片与下气缸分隔片形成腔室，在两个腔室内分别设置有一个活塞，分别是上活塞、下活塞，在上气缸分隔片、下气缸分隔片中端面设有排气槽，上活塞与上气缸分隔片之间设有密封圈，下活塞与下气缸分隔片之间设有密封圈，气缸盖与上活塞之间设有密封圈，在下活塞的中心处下端装设置有推杆，上活塞上设置有圆孔，螺杆穿过该圆孔与推杆连接，推杆中心开有小孔，气缸盖外圆设有螺纹，气缸盖通过螺纹与背盖连接，在气缸盖的上端面中心处，设置有第二进气孔，该第二进气孔连通上活塞与气缸盖形成的空腔，所述背盖与下气缸分隔片之间设置有第一密封圈。

进一步的，所述推杆上套有回位弹簧，所述回位弹簧一端顶在推杆的直角凸台上，另一端顶在背盖内端面上，所述背盖上设有第一进气孔，第一进气孔与主轴主体组件上的内胆进气孔连接，所述背盖侧面开有冷却水进水孔及冷却水出水孔，冷却水进水孔及冷却水出水孔与主轴主体组件的内胆上的进水孔、出水孔相通，在背盖侧面设有第一排气孔及电源接头，排气孔及电源接头均与主轴主体组件相对应的位置连接，在背盖中间与推杆接触位置装有无油轴承。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

1.为减小高速下空气摩擦对空气轴承精度的影响，对轴承进行直接冷却；

2.工作时接通冷却液，对止推轴承、空气轴承及整个主轴进行冷却，强行带走电机及空气摩擦产生的热量，降低了主轴使用过程中整体的发热，保证了主轴使用过程中的稳定性；

3.保证主轴加工时足够的承载力和刚性，空气轴承采用整体式结构，并且空气轴承采用八排支撑设计，每个环形面上设有10个节流孔设计；

4.在空气轴承端面上设有的节流孔，与靠近轴承法兰端的径向节流孔形成夹角，减少了端面节流孔与径向节流孔产生气体紊流，避免了转子芯在高速旋转过程中不稳定性；

5.转子芯中的包柄组件采用一体式，确保主轴频繁换刀过程中的稳定性；

6.该主轴在高频变频器控制下，转速可达到125000RPM，在现有的主轴中能满足高速切削加工。