一種氣浮高速高銑削高光二合一電主軸的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電主軸的技術領域，尤指一種結構緊湊合理，使用壽命長，散熱效果好，安裝方便的一種氣浮高速高銑削高光二合一電主軸。
【背景技術】
[0002]隨著電氣傳動技術(變頻調速技術、電動機矢量控制技術等)的迅速發展和日趨完善，高速數控機床主傳動系統的機械結構已得到極大的簡化，基本上取消了帶輪傳動和齒輪傳動。機床主軸由內裝式電動機直接驅動，從而把機床主傳動鏈的長度縮短為零，實現了機床的“零傳動”。這種主軸電動機與機床主軸“合二為一”的傳動結構形式，使主軸部件從機床的傳動系統和整體結構中相對獨立出來，因此可做成“主軸單元”，俗稱“電主軸”(ElectricSpindle ,Motor Spindle)。由于當前電主軸主要采用的是交流高頻電動機，故也稱為“高頻主軸” (High FrequencySpindle)。由于沒有中間傳動環節，有時又稱它為“直接傳動主軸”(Direct Drive Spindle) ο
[0003]電主軸是一套組件，它包括電主軸本身及其附件:主軸單元、高頻變頻裝置、油霧潤滑器、冷卻裝置、內置編碼器、換刀裝置等。電動機的轉子直接作為機床的主軸，主軸單元的殼體就是電動機機座，并且配合其他零部件，實現電動機與機床主軸的一體化，主軸則由前后軸承支承;主軸的變速由主軸驅動模塊控制，而主軸單元內的溫升由冷卻裝置限制。在主軸的后端裝有測速、測角位移傳感器，前端的內錐孔和端面用于安裝刀具。
[0004]隨著市場上手機、MP4、PAD等電子產品，對外殼倒角/修邊的表面光潔度和清晰的輪廓要求越來越高，并且對產品的加工效率也提出了較高的要求，而決定上述要求的至關重要幾個主要因素分別是:一、電主軸的轉速和振動性能；二、電主軸的功率;三、電主軸的側向負載(即側向銑削能力)和穩定性。
[0005]目前，行業內的高光機電主軸，均能滿足上述因素一之要求，但在上述因素二、三的性能上表現平平，因此，根據當前市場趨勢的要求，極需要升高光電主軸的功率和側向負載。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的在于克服現有技術中的不足之處而提供一種氣浮高速高銑削高光二合一電主軸，該電主軸結構緊湊合理，提高了電主軸的側面銑削能力，可實現銑削、高光等多重加工性能，保證了主軸在長時間工作性能的穩定性，使用壽命長，散熱效果好，安裝方便。
[0007]為實現上述目的，本實用新型采用如下的技術方案:
[0008]—種氣浮高速高銑削高光二合一電主軸，包括同軸設置的頂桿、轉子組件、定子組件、主體、后止推軸承、前止推軸承、水/氣路組件、氣缸組件、間隙環、推力軸承和防護罩，所述水/氣路組件通過一循環氣路經后止推軸承、主體的側壁、前止推軸承、間隙環、推力軸承和防護罩，與主體內部相連通，形成一氣懸浮空間，該氣懸浮空間用以使轉子組件處于懸浮狀態，所述水/氣路組件通過一冷卻循環水路經后止推軸承、主體的側壁、前止推軸承間隙環、推力軸承和防護罩，形成一循環水冷結構，該循環水冷結構用以降低電主軸的工作溫度，在該循環氣路和冷卻循環水路中的各部件之間的連接處均分別設有密封圈。
[0009]所述轉子組件包括設于頂桿一端的軸霸、通過一連接件與軸霸相連接的鑲桿、通過一夾頭與鑲桿相連接的轉子基體以及設于轉子基體和連接件之間的彈片，該轉子基體表面內凹形成一槽體，該槽體中設有磁力件，該轉子基體一端向外環形延伸形成飛盤，該轉子基體與后止推軸承之間設有轉子固定套，所述前止推軸承和推力軸承分別設于該飛盤兩端。
[0010]所述定子組件由套設在轉子組件上的定子基體以及分別通過一絕緣板設于定子基體兩端的繞線部組成。
[0011 ]所述主體套設在定子組件上，該主體側壁上設有若干主體氣路和主體水路，各該主體氣路于主體上徑向設有延伸孔，各延伸孔與主體內部相連通，所述后止推軸承和前止推軸承分別設于主體和轉子組件之間的兩端，該后止推軸承和前止推軸承對應主體側壁的其中一主體氣路或主體水路的設置位置設有氣連通孔和水連通孔，所述推力軸承通過間隙環與前止推軸承相連接，該間隙環上對應氣連通孔和水連通孔分別設有氣連接孔和水連接孔，該推力軸承上設有環形氣路和環形水路，該環形氣路和環形水路分別通過防護罩形成一僅對應連通各主體氣路或各主體水路的半閉合結構，該環形氣路上設有若干推力氣嘴，各該推力氣嘴與主體內部相連通，所述水/氣路組件經頂桿套設在后止推軸承上，該水/氣路組件上分別設有進氣口、排氣口、進液口和出液口，該進氣口與氣連通孔、各主體氣路、延伸孔、氣連接孔、環形氣路以及排氣口，共同構成循氣水路，該進液口與水連通孔、各主體水路、水連接孔、環形水路以及出液口，共同構成冷卻循環水路。
[0012]所述后止推軸承截面呈T字形，該后止推軸承外表面通過一后徑向氣路扁位形成至少二后環形連通槽，該后止推軸承內壁對應各后環形連通槽周向設有后環槽，各該后環形連通槽通過若干后止推氣嘴分別與對應的后環槽相連通。
[0013]所述前止推軸承截面呈T字形，該前止推軸承外表面通過一前徑向氣路扁位形成至少二前環形連通槽，該前止推軸承內壁對應各前環形連通槽周向設有前環槽，各該前環形連通槽通過若干前止推氣嘴分別與對應的前環槽相連通，在靠近前止推軸承與間隙環相連接一端的各前止推氣嘴上還分別軸向設有軸向氣嘴，各該軸向氣嘴與主體內部相連通。
[0014]所述水/氣路組件中心通過一鑲件與頂桿相連接，該水/氣路組件一端設有氣室，該氣室通過一導通通道與氣缸組件相連通，在氣室底面中部開制有型槽，該型槽中設有回位彈簧，該回位彈簧一端頂觸與氣缸組件底面，該水/氣路組件另一端設有安裝型腔，該安裝型腔用以設置后止推軸承，該安裝型腔與進氣口相連通。
[0015]所述氣缸組件套設于頂桿上并于水/氣路組件相連接，該頂桿上設有限位部，該氣缸組件包括順序疊加的至少隔層板、設于頂端隔層板上的后蓋、分別設于后蓋和隔層板底面的動力板以及設于分別隔層板和上方對應動力板之間的墊環，各該隔層板底面分別設有溝槽，各該隔層板側壁上分別軸向設有板氣孔，各板氣孔相連通，各該板氣孔分別徑向傾斜設有徑向孔，各該徑向孔與對應的溝槽相連通，該氣缸組件底面的動力板與限位、水/氣路組件相連接，各動力板與墊環之間、各動力板與隔層板之間以及底面動力板與限位部、水/氣路組件的連接處分別設有密封圈。
[0016]本實用新型的有益效果如下:
[0017]1、本實用新型成功運用了 1.5KW的定轉子驅動馬達，相比業內同等規格尺寸的主軸提高了 2倍的功率，可以實現銑削、高光等多重加工性能，解決了在同等加工條件下，高光電主軸不能進進行較大的進給銑削的缺點；
[0018]2、本實用新型的空氣靜壓軸承，通過水/氣路組件的進氣口與后止推軸承和前止推軸承的氣連通孔、主體之各主體氣路、延伸孔、間隙環的氣連接孔、推力軸承的環形氣路以及水/氣路組件的排氣口相連通，共同構成循環氣路，并通過各延伸孔，與主體內部相連通，形成氣懸浮空間，不僅增加了側面負載環形氣槽，還加大了軸承剛性靜壓表面積，所增加的剛性靜壓表面積，是同等規格尺寸主軸的1.6倍，經實際測試，徑向負載可達到15kgf以上，大幅的提高了電主軸的側面銑削能力；
[0019]3、本實用新型水/氣路組件的進液口與后止推軸承和前止推軸承的水連通孔、主體之各主體水路、間隙環的水連接孔、推力軸承的環形水路以及水/氣路組件的出液口相連通，共同構成冷卻循環水路，從而保證了主軸在長時間工作性能的穩定性；
[0020]4、本實用新型結構緊湊合理，使用壽命長，散熱效果好，安裝方便，便于推廣和應用。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的全剖視圖。
[0022]圖2是本實用新型之前止推軸承的的剖面結構示意圖。
[0023]圖3是本實用新型之水/氣路組件