[发明专利]一种真空芯轴旋转式超低温介质内喷式电主轴

权利要求书

1.一种真空芯轴旋转式超低温介质内喷式电主轴，其特征在于，该真空芯轴旋转式超低温介质内喷式电主轴包括主轴主体结构、超低温介质供给及隔热输送结构；主轴主体结构主要由中空主轴(1.1)、中空刀柄(1.3)、主轴外壳体(1.4)、空心轴电机转子磁极(1.8)、空心轴电机定子铁芯及绕组(1.9)、中空环形液压缸(1.12)组成；超低温介质供给及隔热输送结构包括真空绝热芯轴(1.2)与超低温旋转接头(1.6)；

所述中空主轴(1.1)，为主轴旋转的主体结构，在内部加工出的中空通道为真空绝热芯轴(1.2)提供安装空间；中空主轴前部外端面(2.1)及中空主轴尾部外端面(2.2)为中空主轴(1.1)的定位面；前部轴承组(1.14)与后部轴承组(1.15)起到支撑中空主轴(1.1)及其内部零部件旋转的作用；中空刀柄(1.3)的外锥面与中空主轴前端内锥面(2.3)相贴合，起到定位及夹紧的作用；

所述真空绝热芯轴(1.2)，是超低温介质的输送通道，用于遏止超低温介质与主轴材料及内部零部件的热量交换；真空绝热芯轴(1.2)同时承受碟簧(1.7)拉力与液压缸(1.12)推力，实现自动换刀时真空绝热芯轴(1.2)的轴向移动；真空绝热芯轴前端外壁面(2.5)与真空绝热芯轴后部外壁面(2.8)为真空绝热芯轴(1.2)的定位面，真空绝热芯轴中部外端面(2.6)表面加工出键槽，实现与碟簧(1.7)的固定；

所述中空刀柄(1.3)，在内部加工出中空通道，使真空绝热芯轴(1.2)通过其内部并直通至刀柄最前端，避免超低温介质在中空刀柄(1.3)内部的泄漏，在中空刀柄(1.3)内部加工出的中空刀柄内弧面(2.4)为拉爪(1.10)张开后的限位面；

所述真空芯轴旋转式超低温介质内喷式电主轴在装配时，将拉爪(1.10)及拉刀顶杆机构(1.11)以过盈方式顺真空绝热芯轴(1.2)前端装入；将碟簧(1.7)从中空主轴(1.1)尾部开口处垂直装入；将真空绝热芯轴(1.2)从中空主轴(1.1)尾部开口处装入，直至真空绝热芯轴前端外壁面(2.5)与拉刀顶杆机构(1.11)紧密贴合；将端盖(1.5)顺真空绝热芯轴(1.2)尾部装入，直至与中空主轴尾部外壁面(2.7)相贴合，并用力矩扳手向中空主轴及端盖螺纹孔(1.a)中拧入螺栓并紧固；将空心轴电机转子磁极(1.8)从真空主轴(1.1)尾部套入中空主轴中部外端面(2.9)并完全贴合；将空心轴电机定子铁芯及绕组(1.9)套入中空主轴(1.1)中并保证两者同心；将中空环形液压缸(1.12)顺真空绝热芯轴(1.2)尾部套入，直至其与端盖(1.5)相贴合；将尾盖(1.13)顺真空绝热芯轴(1.2)尾部套入，直至与中空环形液压缸(1.12)右端面相贴合，并用力矩扳手向外壳体及尾盖螺纹孔(1.c)拧入螺栓紧固；将前部轴承组(1.14)顺中空主轴前部外端面(2.1)装入并用力贴紧；将后部轴承组(1.15)顺中空主轴后部外端面(2.2)装入并用力贴紧；将装配好轴承组及内部结构的中空主轴(1.1)从主轴外壳体(1.4)前端装入，并在外壳体前部螺纹孔(1.b)中拧入螺栓；最后，将超低温旋转接头(1.6)与真空绝热芯轴(1.2)尾部接头相连接；

所述真空芯轴旋转式超低温介质内喷式电主轴工作时，将中空刀柄(1.3)从主轴前端装入真空主轴(1.1)，保证刀柄外锥面与中空主轴前端内锥面(2.3)相贴合；打开外部的主轴调控装置使主轴开始旋转，保持转速在5000rpm，再将外部超低温供给系统开启，此时超低温介质从外部强制输入至超低温旋转接头(1.6)，并由真空绝热芯轴(1.2)输送到中空刀柄(1.3)最前端；保持主轴旋转及超低温介质喷射10-12min，完成整体调试及预冷。