[实用新型]一种超声波气静压电主轴

说明书

本实用新型涉及机床切削辅助装置，具体的说是一种超声波气静压电主轴。包括由外向内依次套装的空气轴承壳、空气轴承体以及旋转轴芯，空气轴承体固定在空气轴承壳中，旋转轴芯可转动设置在空气轴承体内，且旋转轴芯可沿空气轴承体的轴向移动；在旋转轴芯上固定设有止推板，空气轴承体包括用于与旋转轴芯的外周配合的径向轴承体、用于与止推板的一侧配合的轴向后止推轴承体以及用于与止推板的另一侧配合的轴向前止推轴承体，径向轴承体、轴向后止推轴承体以及轴向前止推轴承体均采用具有均匀开口气孔的纳米碳纤维材料制作，且开口气孔的密度不同；本实用新型结构简洁，控制方式简单，可对接万能刀具夹具，有具大的经济效益和推广应用前景。

技术领域

本实用新型涉及机床切削辅助装置，具体的说是一种超声波气静压电主轴。

背景技术

目前传统的超声波在机床设备上的常用形式为超声波刀柄装置，包括：超声电源、换能器、变幅杆和刀柄等子系统组成。通过换能器和变幅杆将电能转换为刀柄沿轴向振动的机械能，进而使刀柄上的刀具对工件进行高频次的振动式往复进给磨（车）削，达到特殊的磨（车）削效果。

但是现有技术中的超声波刀柄装置存在部件多、结构复杂的问题，而且其刀柄必须专用，从而导致刀具可选范围窄。在应用过程中，超声波振动会大大降低主轴轴承寿命和主轴精度，造成维护量大，使用成本高等等缺点，极大的制约了超声波在加工领域里的推广和应用。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种超声波气静压电主轴，以克服传统超声波刀柄存在的缺点和不足。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种超声波气静压电主轴，包括由外向内依次套装的空气轴承壳、空气轴承体以及旋转轴芯，其中的空气轴承体固定在空气轴承壳中，旋转轴芯可转动设置在空气轴承体内，且旋转轴芯可沿空气轴承体的轴向移动；

在旋转轴芯上固定设有止推板，空气轴承体包括用于与旋转轴芯的外周配合的径向轴承体、用于与止推板的一侧配合的轴向后止推轴承体以及用于与止推板的另一侧配合的轴向前止推轴承体，径向轴承体、轴向后止推轴承体以及轴向前止推轴承体均采用具有均匀开口气孔的纳米碳纤维材料制作，且轴向后止推轴承体以及轴向前止推轴承体所具有的开口气孔的密度不同；

径向轴承体和空气轴承壳之间具有第一气道，且第一气道与开设在空气轴承壳上的进气孔相连，以使由进气孔中通入的高压空气可通过径向轴承体上的开口气孔后充入径向轴承体和旋转轴芯之间并形成用于支撑旋转轴芯转动的第一气膜；轴向后止推轴承体和空气轴承壳之间具有第二气道，轴向前止推轴承体和空气轴承壳之间具有第三气道，第二气道和第三气道均与进气孔相连，以使由进气孔中通入的高压空气可通过轴向后止推轴承体上的开口气孔后充入轴向后止推轴承体与止推板之间并形成第二气膜，通过轴向前止推轴承体上的开口气孔后充入轴向前止推轴承体与止推板之间并形成第三气膜，并因轴向后止推轴承体和轴向前止推轴承体中所具有的开口气孔的密度不同而使第二气膜和第三气膜对止推板的两侧产生不同的推力，从而引发止推板带动旋转轴芯沿空气轴承壳的轴向方向上的超声波振动。

优选的，第一气道的数量为多个，多个第一气道均为环形并沿周向开设在空气轴承壳的内周位置，在空气轴承壳中还沿空气轴承壳的轴向方向开设有用于连通所有第一气道的第一气槽；第二气道和第三气道均为环形并分别对应止推板侧板面的周向分布，第二气道与第一气槽相连，第三气道通过开设在空气轴承壳中的第二气槽与第一气槽相连。

优选的，第一气道的数量为三个。

优选的，进气孔开设在与旋转轴芯中部相对应的位置。

优选的，空气轴承壳包括用于容纳轴向后止推轴承体的后壳体和用于容纳轴向前止推轴承体的前壳体，后壳体和前壳体通过螺栓连接。

有益效果