高速氣浮電主軸的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機械加工技術領域，具體涉及一種高速氣浮電主軸。
【背景技術】
[0002]電主軸是一種常用的機械加工設備，其用于帶動刀具高速旋轉對工件表面進行切肖IJ、磨削、鉆孔等加工，為了增加電主軸的軸芯轉速、以及降低能耗，利用氣浮軸承替代傳統的機械軸承，其具體是，在氣浮軸承上設置阻尼塞，阻尼塞上開設進氣口，接通外界高壓氣體后，利用阻尼塞將高壓氣體導入到軸芯側面，由此，在軸芯的側面形成氣膜，對軸芯形成徑向支承；然而，現有的氣浮電主軸實際使用過程中，尤其是在軸芯高速轉動的工作狀態下，軸芯的偏擺幅度較大，阻尼塞不具備糾正軸芯的能力，因此，導致電主軸的加工精度較低，尤其是在軸芯高轉速情況下，加工精度不能滿足工件加工的高精度要求。
【實用新型內容】
[0003]針對現有技術的不足，本實用新型的目的旨在于提供一種高速氣浮電主軸，其能夠有效的防止軸芯偏擺，提高電主軸在高轉速工作狀態的加工精度。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0005]高速氣浮電主軸，包括，
[0006]機體，該機體上設置有一進氣通道，進氣通道的一端形成與外界高壓氣源連通的進氣口 ；
[0007]固定在機體上的氣浮軸承，該氣浮軸承上均勻分布有多個沿其徑向延伸的安裝孔，該安裝孔的外側端與進氣通道的另一端導通、內側端延伸至該氣浮軸承的中心孔；
[0008]穿接于中心孔內且與氣浮軸承樞轉配合的軸芯；
[0009]多個與安裝孔一一對應的阻尼塞，該阻尼塞安裝于安裝孔的內側端，阻尼塞上由外向內依次設置有與安裝孔連通的進氣孔、連通于進氣孔內側端的第一節流孔、連通于第一節流孔內側端的穩壓腔、連通于穩壓腔內側端的第二節流孔，該第二節流孔的內側端連通于軸芯和氣浮軸承之間的間隙；
[0010]以及用于帶動軸芯相對于氣浮軸承轉動的驅動機構。
[0011]阻尼塞的內側端面開設有一與第二節流孔連通的穩壓室，該穩壓室呈由外向內直徑逐漸增大的錐狀。
[0012]進氣孔與第一節流孔銜接處、穩壓腔與第二節流孔銜接處均形成一個呈錐狀且直徑由外向內逐漸減小的導流部。
[0013]驅動機構包括固定在機體內的定子、以及固定在軸芯內部與定子匹配的轉子。
[0014]軸芯的表面開設有人字槽。
[0015]本實用新型的有益效果在于:
[0016]相比于現有技術，本實用新型的高速氣浮電主軸能夠在工作時，對軸芯的偏擺進行及時的糾正，從而有效的防止了軸芯的偏擺，提高了電主軸在高速工作狀態下的加工精度。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0018]圖2為圖1中上氣浮軸承的結構示意圖；
[0019]圖3為圖2中A處的放大視圖；
[0020]圖4為圖1中軸芯的結構示意圖；
[0021]其中:10、機體；11、進氣通道；20、軸芯；30、上氣浮軸承；31、安裝孔；32、阻尼塞；321、進氣孔；322、第一節流孔；323、穩壓腔；324、第二節流孔；325、穩壓室；40、下氣浮軸承;50、定子;60、轉子。
【具體實施方式】
[0022]下面，結合附圖以及【具體實施方式】，對本實用新型做進一步描述:
[0023]如圖1、2、3、4所示，為本實用新型的一種高速氣浮電主軸，其包括機體10、軸芯20、上氣浮軸承30、下氣浮軸承40、多個阻尼塞32以及驅動機構，機體10上設置有一進氣通道11，該進氣通道11的一端延伸至機體10外部形成與外界高壓氣源連通的進氣口，上氣浮軸承30和下氣浮軸承40的結構相同，其二者均固定在機體10上并在機體10的軸向相互錯開一定距離，由此，使上氣浮軸承30和下氣浮軸承40分別與軸芯20的上、下端部配合，上氣浮軸承30和下氣浮軸承40上均設置有軸向的中心孔，軸芯20上、下端部分別穿接在上氣浮軸承30和下氣浮軸承40的中心孔內，使軸芯20上、下端部分別與上氣浮軸承30和下氣浮軸承40樞轉配合；以上氣浮軸承30為例，在上氣浮軸承30上均勻分布有多個沿其徑向延伸的安裝孔31，該安裝孔31的外側端延伸至上氣浮軸承30的外表面并與進氣通道11連通、內側端則延伸至上氣浮軸承30的中心孔的側壁上；多個阻尼塞32分別與上氣浮軸承30和下氣浮軸承40上的安裝孔31——對應，并且阻尼塞32安裝于安裝孔31的內側端部，阻尼塞32上由外向內依次設置有與安裝孔31連通的進氣孔321、連通于進氣孔321內側端的第一節流孔322、連通于第一節流孔322內側端的穩壓腔323、連通于穩壓腔323內側端的第二節流孔324，該第二節流孔324的內側端連通于軸芯20和上氣浮軸承30之間的間隙；阻尼塞32與下氣浮軸承40的配合與上述相同，在這里不做重復說明。與現有技術相同的，本實用新型中，阻尼塞32的內側端面與上氣浮軸承30和下氣浮軸承40中心孔的側壁平齊，當然，在考慮工件加工誤差的前提下，也可以讓阻尼塞32的內側端面位于中心孔側壁的外側，只要確保其二者之間的距離足夠小以滿足使用要求即可。上述的驅動機構用于帶動軸芯20繞自身中心軸線轉動，即帶動軸芯20相對于上氣浮軸承30和下氣浮軸承40轉動。
[0024]本實用的高速氣浮電主軸在使用時，驅動機構帶動軸芯20高速轉動，以上氣浮軸承30與軸芯20配合處為例，外界高壓氣源經過進氣孔321進入到阻尼塞32中，由第一節流孔322節流增壓后依次經過穩壓腔323、第二節流孔324之后在軸芯20與上氣浮軸承30之間形成高壓氣膜，均勻分布的多個徑向阻尼塞32在軸芯20外周緣形成均勻、穩定的氣膜，對軸芯20形成徑向支承。如軸芯20發生偏擺時，該軸芯20必然向著其中一個阻尼塞32靠攏，在軸芯20向著該其中一個阻尼塞32靠攏的過程中，軸芯20與該阻尼塞32之間的間隙變小，此時，由于第二節流孔324的節流作用，氣體不會馬上從第二節流孔324中逆流泄壓，由于不能及時泄壓，其仍然對軸芯20施加與軸芯20偏擺方向相反的壓力，同時，在上述過程中，在上氣浮軸承30的圓周方向上與上述其中一個阻尼塞32正對的另一個阻尼塞32與軸芯20之間的間距逐漸增大，此時，由于在第一節流孔322與第二節流孔324之間設置一個穩壓腔323，在軸芯20與該另一個阻尼塞32間距增大的過程中，由于設置兩個節流孔，并且在第一節流孔322和第二節流孔324之間設置穩壓腔323，使進氣孔321內的氣流不會迅速的向軸芯20與該另一個阻尼塞32的間隙中補充，并且在穩壓腔323內部以及軸芯20與該另一個阻尼塞32之間形成一個瞬間的負壓，從而，通過上述的兩個相對設置的阻尼塞32，對軸芯20施加一個向著其偏擺方向相反的壓力，從而及時的糾正軸芯20的偏擺，尤其是在軸芯20高速轉動的情況下，能夠對軸芯20起到較為明顯的糾偏效果。
[0025]為了增加軸芯20的穩定性，尤其是增加軸芯20在高速轉動情況下的穩定性，在阻尼塞32的內側端面開設有一穩壓室325，該穩壓室325與第二節流孔324連通，并且穩壓室325呈由外向內直徑逐漸增大的錐狀。
[0026]上述的進氣孔321與第一節流孔322銜接處、穩壓腔323與第二節流孔324銜接處均形成一個呈錐狀且直徑由外向內逐漸減小的導流部，呈內錐狀的導流部能夠為氣流在節流時提供導向，減小氣流在流動時的阻力。
[0027]本實用新型中，驅動機構包括固定在機體10內的定子50、以及固定在軸芯20內部與定子50匹配的轉子60，由于將轉子60置于軸芯20內部，利用軸芯20包裹轉子60，無需在轉子60外部設置保護套，減小了軸芯20的整體外徑以及轉動慣量，提高了軸系的臨界轉速。
[0028]為了進一步提高軸芯20在高轉速工作狀態下的穩定性，還可以在軸芯20的表面開設人字槽。
[0029]在以上的技術方案中，設置上氣浮軸承30和下氣浮軸承40，用以在軸芯20的兩端為軸芯20提供支承，本實用新型還可以是依據軸芯20的長度，設置相應數量的氣浮軸承，當然，設置一個氣浮軸承，也可以實現本實用新型防止軸芯20偏擺、提高氣浮電主軸加工精度的目的。
[0030]對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本實用新型權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.高速氣浮電主軸，其特征在于，包括， 機體，該機體上設置有一進氣通道，進氣通道的一端形成與外界高壓氣源連通的進氣P ； 固定在機體上的氣浮軸承，該氣浮軸承上均勻分布有多個沿其徑向延伸的安裝孔，該安裝孔的外側端與進氣通道的另一端導通、內側端延伸至該氣浮軸承的中心孔； 穿接于中心孔內且與氣浮軸承樞轉配合的軸芯； 多個與安裝孔一一對應的阻尼塞，該阻尼塞安裝于安裝孔的內側端，阻尼塞上由外向內依次設置有與安裝孔連通的進氣孔、連通于進氣孔內側端的第一節流孔、連通于第一節流孔內側端的穩壓腔、連通于穩壓腔內側端的第二節流孔，該第二節流孔的內側端連通于軸芯和氣浮軸承之間的間隙； 以及用于帶動軸芯相對于氣浮軸承轉動的驅動機構。
2.如權利要求1所述的高速氣浮電主軸，其特征在于，阻尼塞的內側端面開設有一與第二節流孔連通的穩壓室，該穩壓室呈由外向內直徑逐漸增大的錐狀。
3.如權利要求1所述的高速氣浮電主軸，其特征在于，進氣孔與第一節流孔銜接處、穩壓腔與第二節流孔銜接處均形成一個呈錐狀且直徑由外向內逐漸減小的導流部。
4.如權利要求1所述的高速氣浮電主軸，其特征在于，驅動機構包括固定在機體內的定子、以及固定在軸芯內部與定子匹配的轉子。
5.如權利要求1所述的高速氣浮電主軸，其特征在于，軸芯的表面開設有人字槽。
【專利摘要】高速氣浮電主軸，包括機體，其上設置有一進氣通道；氣浮軸承，其上均勻分布有多個徑向延伸的安裝孔，該安裝孔的外側端與進氣通道的另一端導通、內側端延伸至該氣浮軸承的中心孔；穿接于中心孔內且與氣浮軸承樞轉配合的軸芯；阻尼塞，該阻尼塞安裝于安裝孔的內側端，阻尼塞上由外向內依次設置有與安裝孔連通的進氣孔、連通于進氣孔內側端的第一節流孔、連通于第一節流孔內側端的穩壓腔、連通于穩壓腔內側端的第二節流孔，該第二節流孔的內側端連通于軸芯和氣浮軸承之間的間隙；驅動機構。本實用新型的高速氣浮電主軸能夠在工作時，對軸芯的偏擺進行及時的糾正，從而有效的防止了軸芯的偏擺，提高了電主軸在高速工作狀態下的加工精度。
【IPC分類】B23B19-02
【公開號】CN204381426
【申請號】CN201420867948
【發明人】湯秀清, 張翰乾, 朱勝利, 賴燕根
【申請人】廣州市昊志機電股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年12月26日