專利名稱：一種箱體式后置電機液體動靜壓軸承電主軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種箱體式后置電機液體動靜壓軸承電主軸，屬于機械加工制造 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
機械工業(yè)一直是工業(yè)發(fā)達(dá)國家競相發(fā)展的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。是國民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)，是 科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ)，是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的載體，是國防建設(shè)的基礎(chǔ)工業(yè)，也是為提高人民 生活質(zhì)量提供消費類機電產(chǎn)品的行業(yè)。機械工業(yè)具有產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高，需求彈性大，對經(jīng)濟(jì)增 長帶動促進(jìn)作用強，對國家積累和社會就業(yè)貢獻(xiàn)大等特點。各工業(yè)化國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷程 表明，沒有強大的裝備制造業(yè)，就不可能實現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)的工業(yè)化、現(xiàn)代化和信息化。進(jìn)入上 一世紀(jì)90年代，高速加工技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展十分迅猛。高速加工技術(shù)大幅度節(jié)省切削工時 并實現(xiàn)高效精密生產(chǎn)，是國際上公認(rèn)的四大先進(jìn)制造的技術(shù)之一。高速精密加工技術(shù)越來 越多應(yīng)用于各類機械加工設(shè)備中，它不僅提高了生產(chǎn)效率，更重要的是提高了零件的表加 工質(zhì)量。電主軸是高速精密加工機床的三大核心部件之一，它的性能的好壞、水平的高低直 接決定了高速精密加工機床的水平。電主軸是一種融合了多學(xué)科、多技術(shù)的交叉學(xué)科產(chǎn)物， 高精度制造和精密裝配是電主軸的核心。電主軸的特點是將主軸與電機直接聯(lián)接而去除了 電機動力傳動環(huán)節(jié)，進(jìn)而消除了動力傳動過程中固有的振動、能量損失的問題，它具有運傳 平穩(wěn)、振動小、結(jié)構(gòu)緊湊、速度變化范圍寬、控制精度高和加工效率高的優(yōu)點，必定會廣泛應(yīng) 用于高速、高效、高精度的精密加工設(shè)備中。液體動靜壓軸承具有動壓和靜壓軸承的優(yōu)點，具有良好的靜動剛度、吸振性和阻 尼特性，對外部傳入的振動可以有效的減少，運動穩(wěn)定性好，能保證高回轉(zhuǎn)精度；無磨損啟 動與停止，能較長時間的保持高回轉(zhuǎn)精度。電機與主軸直聯(lián)，完全削除了動力傳動過程中無 法避免的振動問題。振動是影響加工質(zhì)量的最主要因素之一，也是最難削除的因素。同時 主軸直接與變頻電機聯(lián)接，可是很方便的實現(xiàn)主軸的高速運轉(zhuǎn)，合理選擇軸承參數(shù)，避免液 體動靜壓軸承內(nèi)部紊流的產(chǎn)生，可以使主軸達(dá)到很好的動態(tài)特性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決以往電主軸對設(shè)計精度、加工精度要求高，制造工 藝性復(fù)雜，不易裝配、維修的缺點，解決了以往電主軸安裝接口尺寸由外套所決定，適用性 窄、不易更改的問題。提供一種簡便分解制造精度和裝配精度的電主軸，增強了電主軸作為 主軸功能部件在機床上的適用性，充分發(fā)揮了其在精密加工機床領(lǐng)域的作用。一種箱體式后置電機液體動靜壓軸承電主軸，包括主軸、前軸承、主軸套、主軸箱 體、后軸承、電機定子和電機轉(zhuǎn)子，前軸承、后軸承置于主軸的一側(cè)，電機定子、電機轉(zhuǎn)子置 于主軸的另一側(cè)，主軸位于主軸套內(nèi)，主軸套與電機定子各自相對獨立的連接在主軸箱體 上，通過外接壓縮空氣源，實現(xiàn)主軸內(nèi)部液體密封和電機定子、電機轉(zhuǎn)子的冷卻本實用新型克服了以往電機內(nèi)裝式電主軸，裝配工藝復(fù)雜、前后兩軸承同軸度不易保證的缺點，改善了高回轉(zhuǎn)精度電主軸制造時費用高、拆卸不便、維修性不好、影響實際 應(yīng)用的問題。該箱體式后置電機電主軸做為一種小功率高速的精密加工機床動力頭可應(yīng)用 于工具磨床、內(nèi)圓磨床及車床上外加動力頭，它具有設(shè)計精巧、適應(yīng)性強、易于安裝的優(yōu)點， 同時電機后置的電主軸形式具有裝配工藝性好、便于維修、制造成本低的特點，更由于軸承 系統(tǒng)采用了液體動靜壓軸承的支承，具有回轉(zhuǎn)精度高、精度保持性好的優(yōu)點

[0007]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0008]圖中各標(biāo)號表示[0009]01、主軸02、前端蓋03、前軸承[0010]04、主軸套041、主軸箱體042、箱體蓋[0011]05、后軸承021、電機連接盤06、電機冷卻套[0012]07、后端蓋081、電機殼體082、電機定子[0013]083、電機轉(zhuǎn)子084、電機后端蓋09、鎖緊螺母
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本實用新型是一種箱體式后置電機液體動靜壓軸承電主軸，采取外接氣源的新設(shè) 計方法，如圖1所示，電主軸結(jié)構(gòu)包括主軸01、前端蓋02、前軸承03、主軸套04、主軸箱體 041、后軸承05、后端蓋07、電機連接盤021、電機殼體081、電機定子082、電機轉(zhuǎn)子083、電 機后蓋084，電機冷卻套06、鎖緊螺母09。主軸01裝在主軸套04內(nèi)，前軸承03與后軸承05對主軸01起到支承作用，形成 動靜壓軸承支承方式的動靜壓軸承主軸，由于前軸承03與后軸承05采用液體動靜壓軸承， 所以主軸01有良好的靜動剛度和很高的回轉(zhuǎn)精度。前軸承03和后軸承05的外側(cè)兩端分 別設(shè)有前端蓋02和后端蓋07。主軸01穿過主軸箱體041，動靜壓軸承主軸位于主軸箱體041箱體內(nèi)，主軸01的 后軸承05方向的另一端連接電機轉(zhuǎn)子083，電機轉(zhuǎn)子083與主軸01通過內(nèi)孔配合，能夠保 證兩者在安裝時有很高的同心度要求，并且通過鎖緊螺母09固定，使得電機轉(zhuǎn)子083安裝 拆卸非常方便。電機殼體081、電機定子082、電機轉(zhuǎn)子083、電機后蓋084，電機冷卻套06構(gòu)成電機。主軸箱體041的前端設(shè)有箱體蓋042，后端連接電機連接盤021，電機定子082通 過電機連接盤012與主軸箱體041連接，而電機與主軸01的安裝精度就由主軸箱體041內(nèi) 孔與主軸箱體041上的電機聯(lián)接止孔來保證。電機定子082的外圍設(shè)有電機冷卻套06，電機 定子082和電機轉(zhuǎn)子083設(shè)置在電機殼體081內(nèi)部，電機殼體081后端設(shè)有電機后蓋084。液體軸承(前軸承03與后軸承05)自身由外設(shè)供油系統(tǒng)供油，油液通過主軸箱體 041內(nèi)腔匯集后通過回油孔回流到供油系統(tǒng)。電機連接盤021外側(cè)留有兩路進(jìn)氣孔，外接壓縮空氣，一路壓縮氣體進(jìn)入主軸套 04內(nèi)部，并通過前端蓋02、后端蓋07內(nèi)部的環(huán)形槽向外噴出，即可以防止主軸套04內(nèi)部潤換油液向外泄露，也可以防止外界灰塵雜質(zhì)進(jìn)入主軸套04內(nèi)部，后端蓋07向外噴出的氣體 同時還可以對電機定子082、電機轉(zhuǎn)子083進(jìn)行冷卻，氣體通過電機后端蓋084的縫隙排出。 另一路壓縮氣體通過電機冷卻套06，對電機定子082進(jìn)行冷卻，氣體通過電機殼體081下部 的排氣孔排出。本實用新型中主軸01采用了動靜壓軸承支承方式，主軸套04內(nèi)設(shè)有前軸承03和 后軸承05，主軸01部分完全是獨立的結(jié)構(gòu)，與電機通過主軸箱體041連接，動靜壓軸承主軸 在測試和試運轉(zhuǎn)過程可與電機相互獨立，便于安裝、調(diào)試、維修，拆裝方便易行。而動靜壓軸 承具有良好的靜動剛度、吸振性和阻尼特性，對外部傳入的振動可以有效的減少，運動穩(wěn)定 性好，產(chǎn)生高回轉(zhuǎn)精度；無磨損啟動與停止，能較長時間的保持高回轉(zhuǎn)精度。本實用新型具 有高回轉(zhuǎn)精度和精度保持性，更適于精密機械加工使用。主軸箱體041是聯(lián)接套筒式動靜壓軸承主軸與電機的核心部件，動靜壓軸承主軸 完全獨立，將動靜壓軸承主軸安裝至主軸箱體041內(nèi)，電機通過電機轉(zhuǎn)接盤021固定在主軸 箱體041上，電機轉(zhuǎn)接盤021與主軸箱體041聯(lián)接時，主軸箱體041上有定位止口，主軸箱 體041加工時只要保證箱體孔和定位止口的同軸度就能保證電機轉(zhuǎn)子083直聯(lián)于主軸01 后，電機定子082和電機轉(zhuǎn)子083的同軸度。主軸箱體041可以根據(jù)不同的要求變換接口 尺寸，可以以下底面做為聯(lián)接面，也可以以側(cè)面做為聯(lián)接面，這樣加大了適用范圍。本實用 新型采用了主軸與電機前后分置的結(jié)構(gòu)布置，便于電機轉(zhuǎn)子083與電機定子082的安裝與 拆卸，便于安裝與維修。外接氣源設(shè)計在電機連接盤021上，一路氣直接進(jìn)入電機內(nèi)腔中，一路氣通過電 機殼體081進(jìn)入電機冷卻套06的環(huán)形槽內(nèi)。這種設(shè)計方法有三個作用其一進(jìn)入電機冷卻 套06可使電機散熱。其二是氣體進(jìn)入電機內(nèi)腔后，產(chǎn)生微弱的壓力，而此壓力恰好對液體 支承的軸承起到密封作用。其三氣體進(jìn)入電機內(nèi)腔起到了電機可以對電機進(jìn)行冷卻。同時 還可以具有防塵效果。特別是精密數(shù)控機床封密空間中的霧化切削液，易進(jìn)入電機內(nèi)腔中 導(dǎo)致電機漏電。帶壓氣體進(jìn)入電機內(nèi)腔后可以有效地防止外界環(huán)境中的切削液滲入電機。
權(quán)利要求1.一種箱體式后置電機液體動靜壓軸承電主軸，其特征在于，包括主軸、前軸承、主軸 套、主軸箱體、后軸承、電機定子和電機轉(zhuǎn)子，前軸承、后軸承置于主軸的一側(cè)，電機定子、電 機轉(zhuǎn)子置于主軸的另一側(cè)，主軸位于主軸套內(nèi)，主軸套與電機定子各自相對獨立的連接在 主軸箱體上，通過外接壓縮空氣源，實現(xiàn)主軸內(nèi)部液體密封和電機定子、電機轉(zhuǎn)子的冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種箱體式后置電機液體動靜壓軸承電主軸，其特征在于， 所述的電主軸還包括前端蓋、后端蓋、電機連接盤、電機殼體、電機后蓋和電機冷卻套，前軸承與后軸承固定連接在主軸套內(nèi)，對主軸起到支承作用，前軸承和后軸承的外側(cè) 兩端分別設(shè)有前端蓋和后端蓋，主軸套位于主軸箱體內(nèi)，固定連接，主軸后軸承方向的另一 端連接電機轉(zhuǎn)子，電機轉(zhuǎn)子與主軸通過內(nèi)孔配合，通過鎖緊螺母固定，主軸箱體固定連接電 機連接盤，電機定子通過電機連接盤與主軸箱體連接，電機定子的外圍設(shè)有電機冷卻套，電 機定子和電機轉(zhuǎn)子設(shè)置在電機殼體內(nèi)部，電機殼體后端設(shè)有電機后蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種箱體式后置電機液體動靜壓軸承電主軸，其特征在于， 所述的電機連接盤外側(cè)留有兩路進(jìn)氣孔，外接壓縮空氣，一路壓縮氣體進(jìn)入主軸套內(nèi)部，并 通過前端蓋、后端蓋內(nèi)部的環(huán)形槽向外噴出，后端蓋向外噴出的氣體同時對電機定子、電機 轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻，氣體通過電機后端蓋的縫隙排出；另一路壓縮氣體通過電機冷卻套，對電機 定子進(jìn)行冷卻，氣體通過電機外殼下部的排氣孔排出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種箱體式后置電機液體動靜壓軸承電主軸，其特征在于， 所述的主軸箱體的前端設(shè)有箱體蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種箱體式后置電機液體動靜壓軸承電主軸，其特征在于， 所述的前軸承和后軸承為液體動靜壓軸承。
專利摘要本實用新型公開了一種箱體式后置電機液體動靜壓軸承電主軸，屬于機械加工制造領(lǐng)域。本電主軸包括主軸箱體、主軸、主軸套、前軸承、后軸承、前端蓋、后端蓋、電機轉(zhuǎn)子、電機殼體、電機定子、電機連接盤、電機后蓋、電機冷卻套、鎖緊螺母。動靜壓軸承主軸安裝至箱體內(nèi)，電機通過電機轉(zhuǎn)接盤固定在箱體上。主軸采用了液體動靜壓軸承支承方式，具有高回轉(zhuǎn)精度和精度保持性。外接氣源設(shè)計使電主軸獲得了冷卻和密封的效果。該箱體式后置電機電主軸具有設(shè)計精巧、適應(yīng)性強、易于安裝的優(yōu)點，同時電機后置的電主軸形式具有裝配工藝性好、便于維修、制造成本低的特點。
文檔編號B23B19/02GK201880926SQ20102064058
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者張寶泰, 章勇, 鄭勇勛 申請人:北京北航精密機電有限公司