一種具有半球軸承的氣動主軸裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種具有半球軸承的氣動主軸裝置，包括箱體、主軸、左托軸組件和右托軸組件，左托軸組件和右托軸組件均包括半球襯托件、半球氣浮軸承、軸座，主軸穿設在左托軸組件和右托軸組件的半球襯托件、半球氣浮軸承、軸座、的中心孔內。軸座具有半球形凹腔及中心通孔，在軸座的半球形凹腔中設有半球襯托件，在軸座與半球襯托件之間設置有半球氣浮軸承與兩者配合，半球氣浮軸承為缺一球冠的半球狀，具有半球形凹腔形似無底托的碗狀且具有中心通孔，半球形結構使部件可自動調心找正，通過左托軸組件和右托軸組件的半球氣浮軸承與半球襯托件之間形成氣膜，支撐主軸無摩擦旋轉，保證主軸旋轉的平穩性，無需潤滑，且加工、組裝容易。
【專利說明】
一種具有半球軸承的氣動主軸裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及自動化機床裝置技術領域，尤其涉及一種具有半球軸承的氣動主軸裝置。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發展，各種機床設備的需求量越來越多，對機床設備精度要求越來越高。靠傳統的手工或半自動的操作方法無法滿足當今科學技術發展的需求，對于車、銑、磨等機床設備在零部件的精密加工過程中，主軸旋轉的平穩性，主軸磨損程度決定零部件加工精度。普通機床設備的主軸主要靠軸承機械支撐，機械摩擦磨損相當嚴重，隨著加工時間增長，主軸旋轉的平穩性變差，零部件的精密加工精度很難達到要求，此類主軸加工、組裝復雜，軸承需潤滑，無法應用在食品、醫療等行業。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型實施例提供了一種具有半球軸承的氣動主軸裝置，以解決主軸加工、組裝復雜、旋轉平穩性差、需要不斷潤滑的問題。
[0004]為了解決上述問題，本實用新型實施例公開了一種具有半球軸承的氣動主軸裝置，包括箱體、主軸、左托軸組件和右托軸組件。
[0005]左托軸組件和右托軸組件均包括半球襯托件、半球氣浮軸承、軸座。
[0006]軸座具有半球形凹腔及中心通孔，左托軸組件和右托軸組件中的軸座分別與箱體左右兩端固定連接且兩個軸座相背設置;在軸座的半球形凹腔中設有半球襯托件，半球襯托件為缺一球冠的半球狀，且具有中心通孔;在軸座與半球襯托件之間設置有半球氣浮軸承與兩者配合，半球氣浮軸承為缺一球冠的半球狀，具有半球形凹腔且具有中心通孔，在半球氣浮軸承的外壁表面具有儲氣的環形槽，在軸座上設有供氣孔與半球氣浮軸承的環形槽連通;主軸穿設在左托軸組件和右托軸組件的半球襯托件、半球氣浮軸承、軸座、的中心孔內，主軸為階梯軸，主軸的臺階面與右托軸組件的半球襯托件的右端面相配合并通過螺釘固定，主軸的左端設有彈性盤，彈性盤通過中心孔套設在主軸上且通過螺釘固定連接在左托軸組件的半球襯托件的左端面，彈性盤左側設有鎖緊螺母與主軸連接將主軸與左托軸組件和右托軸組件鎖緊。
[0007]可選的，還包括導氣環形體，導氣環形體固定安裝在箱體內且設置于兩軸座之間，導氣環形體通過擋圈、第一導環、第二導環、第三導環、隔環的中心通孔套設在主軸上。導氣環形體包括擋圈、導環體、第一導環、第二導環、第三導環、隔環，導環體為筒狀，兩個具有中心通孔的擋圈分別與導環體的兩端固定連接圍合呈一個腔體，在此腔體內設置有疊放排列的環狀的第一導環、第二導環、第三導環，第一導環、第二導環、第三導環之間設置有環狀的隔環隔離，在導環體上設置有多個氣道分別連通第一導環與氣源、第二導環與氣源、第三導環與氣源，第一導環、第二導環、第三導環均由可透氣材料制成，與第一導環連通的氣道供氣時，使主軸在導氣環形體內無摩擦旋轉。
[0008]可選的，主軸的右端伸出于右托軸組件的半球襯托件外，在此端中心設置有活塞腔，活塞腔內安裝有可沿主軸軸向活動的活塞，活塞與設置在主軸此端的氣動卡爪連接。在主軸內設置第一氣道和第二氣道，第一氣道的一端與第二導環連通，另一端與活塞腔連通，在第一氣道內供氣時使活塞朝遠離右托軸組件的方向活動進而使氣道卡爪松開;第二氣道的一端與第三導環連通，另一端與活塞腔連通，在第二氣道內供氣時使活塞朝趨近右托軸組件的方向活動進而使氣動卡爪抓緊。
[0009]可選的，第一導環有3個，第一導環、第二導環、第三導環按照第一導環-第二導環-第一導環-第三導環-第一導環的順序排列設置。
[0010]可選的，導氣環形體靠定位螺釘與箱體固定，定位螺釘分別連接導環體和箱體。[0011 ] 可選的，在主軸左端配裝角度編碼器，角度編碼器與主軸通過同步帶傳動。
[0012]可選的，半球氣浮軸承為石墨半球氣浮軸承。
[0013]本實用新型具有如下有益效果:
[0014]本實用新型一種具有半球軸承的氣動主軸裝置，且在左托軸組件和右托軸組件均包括半球襯托件、半球氣浮軸承、軸座，軸座具有半球形凹腔及中心通孔，在軸座的半球形凹腔中設有半球襯托件，在軸座與半球襯托件之間設置有半球氣浮軸承與兩者配合，半球氣浮軸承為缺一球冠的半球狀，具有半球形凹腔形似無底托的碗狀且具有中心通孔，半球形結構使部件可自動調心找正，可避免主軸裝配后不同心，使得主軸旋轉平穩性好。在半球氣浮軸承的外壁表面具有儲氣的環形槽，在軸座上設有供氣孔與半球氣浮軸承的環形槽連通;通過左托軸組件和右托軸組件的半球氣浮軸承與半球襯托件之間形成氣膜，支撐主軸無摩擦旋轉，保證主軸旋轉的平穩性，無需潤滑，且加工、組裝容易。
【附圖說明】
[0015]通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本實用新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
[0016]圖1為一種具有半球軸承的氣動主軸裝置的裝配結構示意圖。
[0017]1、鎖緊螺母;2、彈性盤;3、半球襯托件;4、半球氣浮軸承;5、軸座;6、主軸;7、擋圈；
8、第一導環;9、導環體；10、第二導環；11、隔環；12、定位螺釘；13、第三導環；14、活塞；15、氣動卡爪;16、箱體;17、角度編碼器;18、同步帶輪
【具體實施方式】
[0018]下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0019]如圖1所示，一種具有半球軸承的氣動主軸裝置，包括箱體、主軸、左托軸組件和右托軸組件。
[0020]左托軸組件和右托軸組件均包括半球襯托件、半球氣浮軸承、軸座。軸座具有半球形凹腔及中心通孔，左托軸組件和右托軸組件中的軸座分別與箱體左右兩端固定連接且兩個軸座相背設置;在軸座的半球形凹腔中設有半球襯托件，半球襯托件為缺一球冠的半球狀，且具有中心通孔。在軸座與半球襯托件之間設置有半球氣浮軸承與兩者配合，半球氣浮軸承為缺一球冠的半球狀，具有半球形凹腔且具有中心通孔，在半球氣浮軸承的外壁表面具有儲氣的環形槽，在軸座上設有供氣孔與半球氣浮軸承的環形槽連通。
[0021 ]主軸穿設在左托軸組件和右托軸組件的半球襯托件、半球氣浮軸承、軸座、的中心孔內。
[0022]主軸為階梯軸，主軸的臺階面與右托軸組件的半球襯托件的右端面相配合并通過螺釘固定，主軸的左端設有彈性盤，彈性盤通過中心孔套設在主軸上且通過螺釘固定連接在左托軸組件的半球襯托件的左端面，彈性盤左側設有鎖緊螺母與主軸連接將主軸與左托軸組件和右托軸組件鎖緊。
[0023]—種具有半球軸承的氣動主軸裝置，還包括導氣環形體，導氣環形體固定安裝在箱體內且設置于兩軸座之間，導氣環形體靠定位螺釘與箱體固定，定位螺釘分別連接導環體和箱體。導氣環形體通過擋圈、第一導環、第二導環、第三導環、隔環的中心通孔套設在主軸上。
[0024]導氣環形體包括擋圈、導環體、第一導環、第二導環、第三導環、隔環，導環體為筒狀，兩個具有中心通孔的擋圈分別與導環體的兩端固定連接圍合呈一個腔體，在此腔體內設置有疊放排列的環狀的第一導環、第二導環、第三導環，第一導環、第二導環、第三導環之間設置有環狀的隔環隔離，在導環體上設置有多個氣道分別連通第一導環與氣源、第二導環與氣源、第三導環與氣源，第一導環、第二導環、第三導環均由可透氣材料制成，與第一導環連通的氣道供氣時，使主軸在導氣環形體內無摩擦旋轉。
[0025]主軸的右端伸出于右托軸組件的半球襯托件外，在此端中心設置有活塞腔，活塞腔內安裝有可沿主軸軸向活動的活塞，活塞與設置在主軸此端的氣動卡爪連接。
[0026]在主軸內設置第一氣道和第二氣道，第一氣道的一端與第二導環連通，另一端與活塞腔連通，在第一氣道內供氣時使活塞朝遠離右托軸組件的方向活動進而使氣道卡爪松開;第二氣道的一端與第三導環連通，另一端與活塞腔連通，在第二氣道內供氣時使活塞朝趨近右托軸組件的方向活動進而使氣動卡爪抓緊。
[0027]第一導環有3個，第一導環、第二導環、第三導環按照第一導環-第二導環-第一導環-第三導環-第一導環的順序排列設置。
[0028]在主軸左端配裝角度編碼器，角度編碼器與主軸通過同步帶傳動。本實施例提供了一種具有半球軸承的氣動主軸裝置，用半球氣浮軸承替代普通軸承支撐主軸，半球氣浮軸承4的外壁表面的環形槽使半球氣浮軸承4供氣更加均勻。半球氣浮軸承4是石墨材質，透氣性很好，通過半球氣浮軸承4將空氣滲透到半球氣浮軸承4與半球襯托件3之間形成氣膜。通過半球氣浮軸承與半球襯托件之間形成氣膜，依靠潔凈空氣將主軸浮起，使主軸無摩擦旋轉，保證了主軸旋轉的平穩性，避免了普通軸承對主軸的磨損。
[0029]主軸兩端設計為兩個半球形的半球襯托件與主軸連接，可自動調心找正，避免主軸裝配后不同心，影響加工精度。將半球氣浮軸承也設計為半球型，與主軸上的兩個半球襯托件配研，使氣膜均勻，保證主軸浮起受氣浮力均勻。
[0030]該半球氣浮軸承采用石墨材料加工成半球形，選石墨作材料具有以下優點:優良的自潤滑性，良好的抗化學腐蝕性，較高的導熱率和熱穩定性，極小的熱膨脹系數，足夠的機械強度和抗沖擊性能，易于機械加工，可加工成各種幾何形狀。
[0031]主軸前端即右端裝有活塞連接氣動卡爪，通過給主軸通氣控制活塞伸縮，從而控制氣動卡爪松開、夾緊。夾具和主軸連接為一體，保證了工件的回轉精度，回轉精度可達0.1
μ??ο
[0032]巧妙的將主軸浮起供氣、活塞供氣結構設計在主軸箱箱體內部，使主軸裝置結構更加緊湊。在主軸上設計安裝一個導氣環形體為活塞供氣，方便主軸在旋轉狀態下供氣。導氣環形體設計為氣浮結構，將導氣環形體與主軸箱箱體固定，防止旋轉。當給導氣環形體供氣時，即可為主軸供氣又不影響主軸旋轉。
[0033]主軸后端即左端可配裝角度編碼器，通過同步帶傳動，控制主軸旋轉角度。
[0034]本實用新型一種具有半球軸承的氣動主軸裝置，且在左托軸組件和右托軸組件均包括半球襯托件、半球氣浮軸承、軸座，軸座具有半球形凹腔及中心通孔，在軸座的半球形凹腔中設有半球襯托件，在軸座與半球襯托件之間設置有半球氣浮軸承與兩者配合，半球氣浮軸承為缺一球冠的半球狀，具有半球形凹腔形似無底托的碗狀且具有中心通孔，半球形結構使部件可自動調心找正，可避免主軸裝配后不同心，使得主軸旋轉平穩性好。在半球氣浮軸承的外壁表面具有儲氣的環形槽，在軸座上設有供氣孔與半球氣浮軸承的環形槽連通;通過左托軸組件和右托軸組件的半球氣浮軸承與半球襯托件之間形成氣膜，支撐主軸無摩擦旋轉，保證主軸旋轉的平穩性，無需潤滑，且加工、組裝容易。
[0035]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種具有半球軸承的氣動主軸裝置，其特征在于，包括箱體、主軸、左托軸組件和右托軸組件， 左托軸組件和右托軸組件均包括半球襯托件、半球氣浮軸承、軸座， 軸座具有半球形凹腔及中心通孔，左托軸組件和右托軸組件中的軸座分別與箱體左右兩端固定連接且兩個軸座相背設置； 在軸座的半球形凹腔中設有半球襯托件，半球襯托件為缺一球冠的半球狀，且具有中心通孔； 在軸座與半球襯托件之間設置有半球氣浮軸承與兩者配合，半球氣浮軸承為缺一球冠的半球狀，具有半球形凹腔且具有中心通孔，在半球氣浮軸承的外壁表面具有儲氣的環形槽，在軸座上設有供氣孔與半球氣浮軸承的環形槽連通； 主軸穿設在左托軸組件和右托軸組件的半球襯托件、半球氣浮軸承、軸座、的中心孔內， 主軸為階梯軸，主軸的臺階面與右托軸組件的半球襯托件的右端面相配合并通過螺釘固定，主軸的左端設有彈性盤，彈性盤通過中心孔套設在主軸上且通過螺釘固定連接在左托軸組件的半球襯托件的左端面，彈性盤左側設有鎖緊螺母與主軸連接將主軸與左托軸組件和右托軸組件鎖緊。2.根據權利要求1所述的一種具有半球軸承的氣動主軸裝置，其特征在于，還包括導氣環形體，導氣環形體固定安裝在箱體內且設置于兩軸座之間，導氣環形體通過擋圈、第一導環、第二導環、第三導環、隔環的中心通孔套設在主軸上， 導氣環形體包括擋圈、導環體、第一導環、第二導環、第三導環、隔環，導環體為筒狀，兩個具有中心通孔的擋圈分別與導環體的兩端固定連接圍合呈一個腔體，在此腔體內設置有疊放排列的環狀的第一導環、第二導環、第三導環，第一導環、第二導環、第三導環之間設置有環狀的隔環隔離，在導環體上設置有多個氣道分別連通第一導環與氣源、第二導環與氣源、第三導環與氣源，第一導環、第二導環、第三導環均由可透氣材料制成，與第一導環連通的氣道供氣時，使主軸在導氣環形體內無摩擦旋轉。3.根據權利要求1或2所述的一種具有半球軸承的氣動主軸裝置，其特征在于， 主軸的右端伸出于右托軸組件的半球襯托件外，在此端中心設置有活塞腔，活塞腔內安裝有可沿主軸軸向活動的活塞，活塞與設置在主軸此端的氣動卡爪連接， 在主軸內設置第一氣道和第二氣道，第一氣道的一端與第二導環連通，另一端與活塞腔連通，在第一氣道內供氣時使活塞朝遠離右托軸組件的方向活動進而使氣道卡爪松開；第二氣道的一端與第三導環連通，另一端與活塞腔連通，在第二氣道內供氣時使活塞朝趨近右托軸組件的方向活動進而使氣動卡爪抓緊。4.根據權利要求2所述的一種具有半球軸承的氣動主軸裝置，其特征在于，第一導環有3個，第一導環、第二導環、第三導環按照第一導環-第二導環-第一導環-第三導環-第一導環的順序排列設置。5.根據權利要求2所述的一種具有半球軸承的氣動主軸裝置，其特征在于，導氣環形體靠定位螺釘與箱體固定，定位螺釘分別連接導環體和箱體。6.根據權利要求2所述的一種具有半球軸承的氣動主軸裝置，其特征在于，在主軸左端配裝角度編碼器，角度編碼器與主軸通過同步帶傳動。7.根據權利要求1所述的一種具有半球軸承的氣動主軸裝置，其特征在于，半球氣浮軸承為石墨半球氣浮軸承。
【文檔編號】B23B19/02GK205414428SQ201620032457
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年1月13日
【發明人】李金明, 谷曉欣, 王雪松
【申請人】北京海普瑞森科技發展有限公司