高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，至少包括了定子機構(gòu)、繞設(shè)于所述定子機構(gòu)外側(cè)的轉(zhuǎn)子機構(gòu)，加工工具安裝于所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)上，所述定子機構(gòu)和轉(zhuǎn)子機構(gòu)上匹配設(shè)有電磁軸承，且通過所述電磁軸承產(chǎn)生的磁力實現(xiàn)所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)繞所述定子機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，所述定子機構(gòu)和轉(zhuǎn)子機構(gòu)之間間隔設(shè)置。本發(fā)明引入一種高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其為現(xiàn)有技術(shù)中未有過的加工裝置，避免了主軸的旋轉(zhuǎn)，使得傳動能耗更小、精度更高，其還可用以解決超長度大直徑內(nèi)孔的珩磨加工的問題；另一方面，本發(fā)明通過電磁軸承的引入，同時將定子機構(gòu)和轉(zhuǎn)子機構(gòu)間隔設(shè)置，通過磁懸浮技術(shù)的引入，讓上萬轉(zhuǎn)的高速加工成為可能，還無需擔(dān)心滑動摩擦等問題。
【專利說明】高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種可用于機床的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]機床(英文名稱:Machine Tool)是指制造機器的機器,亦稱工作母機或工具機,習(xí)慣上簡稱機床。一般分為車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銑床、刨插床、拉床、特種加工機床、鋸床等?，F(xiàn)代機械制造中加工機械零件的方法很多:除切削加工夕卜，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓等，但凡屬精度要求較高和表面粗糙度要求較細(xì)的零件，一般都需在機床上用切、削、磨等方法進(jìn)行最終加工。
[0003]在現(xiàn)有的機床中，無論是車床、磨床還是其他種類的機床，其在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時均通過驅(qū)動裝置驅(qū)動主軸實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，其為接觸式機構(gòu)傳動，不僅常需更換軸承等配件，更無法達(dá)到上萬轉(zhuǎn)的高速加工，傳動能耗大而精度低，各類機床作業(yè)功能單一，占地面積大，現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)加工技術(shù)還存在諸多局限，例如無法解決超長度大直徑內(nèi)孔的珩磨加工，一次性多工位組合加工和精密大直徑薄壁管內(nèi)孔加工變形的問題等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能實現(xiàn)高速加工，且傳動能耗較小、精度較高的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)。
[0005]本發(fā)明提供了一種高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:至少包括了定子機構(gòu)、繞設(shè)于所述定子機構(gòu)外側(cè)的轉(zhuǎn)子機構(gòu)，加工工具安裝于所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)上，所述定子機構(gòu)和轉(zhuǎn)子機構(gòu)上匹配設(shè)有電磁軸承，且通過所述電磁軸承產(chǎn)生的磁力實現(xiàn)所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)繞所述定子機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，所述定子機構(gòu)和轉(zhuǎn)子機構(gòu)之間間隔設(shè)置。
[0006]所述加工工具通過工具接頭機構(gòu)安裝于所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)上，所述工具接頭機構(gòu)至少包括了接頭塊和固定設(shè)在所述接頭塊上的永磁塊，所述加工工具安裝于所述接頭塊上，所述永磁塊用以通過其與加工對象之間的磁吸力實現(xiàn)所述加工工具與加工對象之間的貼合。
[0007]所述接頭塊的相對所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)的一側(cè)表面設(shè)有斜坡結(jié)構(gòu)，所述加工工具設(shè)于所述接頭塊的與所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)相背的一側(cè)。
[0008]一塊所述接頭塊上的所述斜坡結(jié)構(gòu)的數(shù)量為兩個，兩個所述斜坡結(jié)構(gòu)互相對稱，且兩個所述斜坡結(jié)構(gòu)的坡頂互相連接，兩個所述斜坡結(jié)構(gòu)的寬度方向平行于所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸心。
[0009]所述工具接頭機構(gòu)通過柔性機構(gòu)與所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)連接，所述柔性機構(gòu)包括接頭端固定塊、轉(zhuǎn)子端固定塊、拉簧與滑桿，所述接頭端固定塊與所述工具接頭機構(gòu)固定連接，所述轉(zhuǎn)子端固定塊與所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)固定連接，所述接頭端固定塊和轉(zhuǎn)子端固定塊之間通過所述拉簧連接，所述接頭端固定塊和轉(zhuǎn)子端固定塊上分別設(shè)有滑槽，所述滑桿同時與所述接頭端固定塊和轉(zhuǎn)子端固定塊上的滑槽滑動連接，且沿著所述滑槽移動，所述滑桿的移動方向垂直于所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向。[0010]所述滑槽為燕尾槽結(jié)構(gòu)，所述滑桿的形狀與所述滑槽相匹配。
[0011]本發(fā)明提供的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)用于機床上，所述定子機構(gòu)與機床的主軸連接，且所述定子機構(gòu)沿所述主軸的軸向移動。
[0012]所述定子機構(gòu)和主軸上匹配設(shè)有絲杠組件，所述定子機構(gòu)通過所述絲杠組件沿所述主軸的軸向移動，所述絲杠組件包括了渦輪、絲杠結(jié)構(gòu)和馬達(dá)，所述渦輪設(shè)于所述定子機構(gòu)上，且由所述馬達(dá)驅(qū)動，所述絲杠結(jié)構(gòu)設(shè)在所述主軸上，通過所述渦輪沿所述絲杠結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)所述定子機構(gòu)沿所述主軸的軸向移動。
[0013]所述定子機構(gòu)和主軸上匹配設(shè)有齒輪組件，所述定子機構(gòu)通過所述齒輪組件沿所述主軸的軸向移動，所述齒輪組件包括了齒輪結(jié)構(gòu)、齒條軸和馬達(dá)，所述齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)于所述定子機構(gòu)上，且由所述馬達(dá)驅(qū)動，所述齒條軸設(shè)在所述主軸上，通過所述齒輪結(jié)構(gòu)沿所述齒條軸的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)所述定子機構(gòu)沿所述主軸的軸向移動。
[0014]所述主軸上設(shè)有用以檢測所述定子機構(gòu)相對于所述主軸移動的測量儀器。
[0015]所述主軸為方軸，可選的，所述定子機構(gòu)和主軸之間通過萬向套進(jìn)行連接。
[0016]所述萬向套包括了內(nèi)方管、中方管、外方管、第一連接軸和第二連接軸，所述內(nèi)方管套設(shè)于所述主軸外側(cè)，所述內(nèi)方管與中方管之間通過所述第一連接軸連接，且使得所述內(nèi)方管與中方管之間繞所述第一連接軸做相對旋轉(zhuǎn)，所述中方管與外方管之間通過所述第二連接軸連接，且使得所述中方管與外方管之間繞所述第二連接軸做相對旋轉(zhuǎn)，所述第一連接軸垂直于所述第二連接軸，所述外方管與所述定子機構(gòu)連接。
[0017]可選的，所述定子機構(gòu)通過一個連接機構(gòu)與所述主軸連接，所述連接機構(gòu)包括了剛性連接部分和柔性連接部分，所述定子機構(gòu)通過安裝于所述柔性連接部分實現(xiàn)與所述主軸的柔性連接。
[0018]所述定子機構(gòu)通過安裝于所述剛性連接部分或柔性連接部分實現(xiàn)與所述主軸的剛性連接或柔性連接的工位切換。
[0019]所述定子機構(gòu)、轉(zhuǎn)子機構(gòu)以及加工工具的數(shù)量為至少兩套，其中至少一套中的定子機構(gòu)安裝于所述剛性連接部分，其中至少一套中的定子機構(gòu)安裝于所述柔性連接部分。
[0020]所述主軸為方軸，所述剛性連接部分包括內(nèi)方套，所述柔性連接部分包括中方套與外方套，所述外方套包括了外套部以及與所述外套部固定連接的內(nèi)套部；
[0021]所述內(nèi)方套與中方套之間通過所述第一轉(zhuǎn)軸連接，且使得所述內(nèi)方套與中方套之間繞所述第一轉(zhuǎn)軸做相對旋轉(zhuǎn)，所述中方套與外方套的外套部之間通過所述第二轉(zhuǎn)軸連接，且使得所述中方套與外套部之間繞所述第二轉(zhuǎn)軸做相對旋轉(zhuǎn)，所述第一轉(zhuǎn)軸垂直于所述第二轉(zhuǎn)軸；
[0022]所述內(nèi)套部的內(nèi)壁的形狀、尺寸以及所述內(nèi)方套的內(nèi)壁的形狀、尺寸均與所述方軸相匹配，所述內(nèi)套部的外壁的形狀、尺寸以及所述內(nèi)方套的外壁的形狀、尺寸均與所述定子機構(gòu)相匹配。本發(fā)明引入一種高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其為現(xiàn)有技術(shù)中未有過的加工裝置，在現(xiàn)有技術(shù)中，無論是機床領(lǐng)域，還是半導(dǎo)體、醫(yī)藥設(shè)備等領(lǐng)域中，均采用將轉(zhuǎn)子設(shè)于內(nèi)側(cè)，定子設(shè)于外側(cè)的結(jié)構(gòu)，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子以及與轉(zhuǎn)子固定連接的主軸旋轉(zhuǎn)，最終通過固定設(shè)于主軸上的加工工具實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)加工，本發(fā)明通過引入該加工機構(gòu)，避免了主軸的旋轉(zhuǎn)，使得傳動能耗更小、精度更高，其還可用以解決超長度大直徑內(nèi)孔的珩磨加工的問題；另一方面，本發(fā)明通過電磁軸承的引入，同時將定子機構(gòu)和轉(zhuǎn)子機構(gòu)間隔設(shè)置，通過磁懸浮技術(shù)的引入，讓上萬轉(zhuǎn)的高速加工成為可能，還無需擔(dān)心滑動摩擦等問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明實施例1中高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明實施例1中工具接頭機構(gòu)和柔性機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本發(fā)明實施例1中萬向套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是本發(fā)明實施例1中齒輪組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5是本發(fā)明實施例3中連接機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖中，1-定子機構(gòu)；2_轉(zhuǎn)子機構(gòu)；3_鋼管內(nèi)壁；4_電磁軸承；
[0029]5-齒輪組件；51_馬達(dá)；52_齒輪結(jié)構(gòu)；53_齒條軸；
[0030]6-主軸；7-加工工具；71_磨石；
[0031]8-工具接頭機構(gòu)；81_接頭塊；82_永磁塊；83_斜坡結(jié)構(gòu)；
[0032]9-柔性機構(gòu)；91_接頭端固定塊；92、96_滑槽；93_滑桿；94_拉簧；95_轉(zhuǎn)子端固定塊；
[0033]10-萬向套;101_外方管；102-中方管;103_內(nèi)方管;104_軸孔；
[0034]11-連接機構(gòu)；111-內(nèi)套部；112-外套部；113_中方套；114_內(nèi)方套。
【具體實施方式】
[0035]以下將結(jié)合圖1至圖5通過三個實施例對本發(fā)明提供的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的描述，其為本發(fā)明一可選的實施例，可以認(rèn)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不改變本發(fā)明精神和內(nèi)容的范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改和潤色。
[0036]實施例1
[0037]請參考圖1，本實施例提供了一種高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，至少包括了定子機構(gòu)1、繞設(shè)于所述定子機構(gòu)I外側(cè)的轉(zhuǎn)子機構(gòu)2，加工工具7安裝于所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)2上，所述定子機構(gòu)I和轉(zhuǎn)子機構(gòu)2上匹配設(shè)有電磁軸承4，且通過所述電磁軸承4產(chǎn)生的磁力實現(xiàn)所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)2繞所述定子機構(gòu)I的旋轉(zhuǎn)，所述定子機構(gòu)I和轉(zhuǎn)子機構(gòu)2之間間隔設(shè)置。本實施例提供的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)用于機床上，所述定子機構(gòu)I與機床的主軸6連接，且所述定子機構(gòu)沿所述主軸的軸向移動。本實施例中，所述定子機構(gòu)I為圓柱體結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)2為繞設(shè)于該圓柱體結(jié)構(gòu)外側(cè)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0038]本實施例中，所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)2和定子機構(gòu)I之間由5軸電磁軸承4連接。轉(zhuǎn)子機構(gòu)2在轉(zhuǎn)動時同定子機構(gòu)I間沒有機械接觸，轉(zhuǎn)子機構(gòu)2由定子機構(gòu)I上的驅(qū)動作高速回轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子機構(gòu)2和定子機構(gòu)I間的間隙約為I至2毫米，采用能動控制理論控制電磁軸承4的間隙。電磁軸承4還可以與其他驅(qū)動機構(gòu)組合使用，其所用的電磁鐵也可部分采用永久磁鐵代替。所述加工工具7可以為各種加工需要的工具，例如加工管材內(nèi)徑及端面等部位的工具，本實施例中，尤其以加工管材內(nèi)徑或加工鋼管內(nèi)壁的裝置為例進(jìn)行闡述，故而在本實施例中，加工工具7為磨石71，加工對象為鋼管內(nèi)壁3。有關(guān)電磁軸承4的具體布置與結(jié)構(gòu)本實施例不再做進(jìn)一步的列舉，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)其加工目的、轉(zhuǎn)速要求等可以得到若干技術(shù)方案，其中任意之一的技術(shù)方案均應(yīng)視為本發(fā)明力求保護(hù)的技術(shù)方案。
[0039]本實施例引入一種高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其為現(xiàn)有技術(shù)中未有過的加工裝置，在現(xiàn)有技術(shù)中，無論是機床領(lǐng)域，還是半導(dǎo)體、醫(yī)藥設(shè)備等領(lǐng)域中，均采用將轉(zhuǎn)子設(shè)于內(nèi)側(cè)，定子設(shè)于外側(cè)的結(jié)構(gòu)，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子以及與轉(zhuǎn)子固定連接的主軸旋轉(zhuǎn)，最終通過固定設(shè)于主軸上的加工工具實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)加工，本發(fā)明通過引入該加工機構(gòu)，避免了主軸的旋轉(zhuǎn)，使得傳動能耗更小、精度更高，其還可用以解決超長度大直徑內(nèi)孔的珩磨加工的問題；另一方面，本發(fā)明通過電磁軸承4的引入，同時將定子機構(gòu)I和轉(zhuǎn)子機構(gòu)2間隔設(shè)置，通過磁懸浮技術(shù)的引入，讓上萬轉(zhuǎn)的高速加工成為可能，還無需擔(dān)心滑動摩擦等問題。
[0040]此外，本發(fā)明中的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)可沿主軸6移動，所以無需主軸做長距離的移動，一方面保證了加工的精度，另一方面也避免了主軸6長距離移動對空間的浪費，更不會因為需要長距離移動整個主軸6，而消耗更多能耗。
[0041]請參考圖2，所述加工工具7通過工具接頭機構(gòu)8安裝于所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)2上，所述工具接頭機構(gòu)8至少包括了接頭塊81和固定設(shè)在所述接頭塊81上的永磁塊82，所述加工工具7安裝于所述接頭塊81上，所述永磁塊82用以通過其與加工對象之間的磁吸力實現(xiàn)所述加工工具7與加工對象之間的貼合。在本實施例中，則是指所述永磁塊82用以通過其與鋼管內(nèi)壁3之間的磁吸力實現(xiàn)磨石7與鋼管內(nèi)壁3之間的貼合，從而保證了加工的精度。
[0042]為了進(jìn)一步地提高這一貼合的程度，保證加工的精度，所述接頭塊81的相對所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)2的一側(cè)表面設(shè)有斜坡結(jié)構(gòu)83，所述加工工具7 (本實施例中即磨石71)設(shè)于所述接頭塊的與所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)2相背的一側(cè)。
[0043]更重要的是，由于斜坡結(jié)構(gòu)83以及永磁塊82的使用，使得高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)可以加工包括曲面變化的表面，而不受限于規(guī)則的鋼管內(nèi)壁3形狀。
[0044]—塊所述接頭塊81上的所述斜坡結(jié)構(gòu)83的數(shù)量為兩個，兩個所述斜坡結(jié)構(gòu)83互相對稱，且兩個所述斜坡結(jié)構(gòu)83的坡頂互相連接，兩個所述斜坡結(jié)構(gòu)83的寬度方向平行于所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸心。在所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)2與接頭塊81 —同旋轉(zhuǎn)時，氣流在斜坡結(jié)構(gòu)83上，對接頭塊81施加一個離心方向上的力，使得加工工具更好地與加工對象貼合。所述接頭塊81的數(shù)量可以為多個，本實施例中，其數(shù)量為2個。此外，斜坡結(jié)構(gòu)83不僅能增強加工工具對加工對象的緊貼，還有其他有益之處，例如針對不銹鋼鋼管，陶瓷管等無法用磁力吸住的管材，通過斜坡結(jié)構(gòu)83也能實現(xiàn)貼合，進(jìn)一步的，將斜坡結(jié)構(gòu)83的個數(shù)、尺寸或斜坡角度大小等進(jìn)行變化，能夠?qū)崿F(xiàn)在高速轉(zhuǎn)動時，調(diào)節(jié)自重產(chǎn)生的離心力的大小及疊加氣流推動的作用方式，進(jìn)一步起到貼緊加工對象表面的作用。
[0045]為了能夠更好地配合工具接頭機構(gòu)8實現(xiàn)以上諸多功能，請參考圖2，所述工具接頭機構(gòu)8通過柔性機構(gòu)9與所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)2連接，所述柔性機構(gòu)9包括接頭端固定塊91、轉(zhuǎn)子端固定塊95、拉簧94與滑桿93，所述接頭端固定塊91與所述工具接頭機構(gòu)8固定連接，具體來說，是與接頭塊81固定連接，所述轉(zhuǎn)子端固定塊95與所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)2固定連接，所述接頭端固定塊91和轉(zhuǎn)子端固定塊95之間通過所述拉簧94連接，所述接頭端固定塊91和轉(zhuǎn)子端固定塊95上分別設(shè)有滑槽92，所述滑桿93同時與所述接頭端固定塊91和轉(zhuǎn)子端固定塊95上的滑槽92和96滑動連接，且沿著所述滑槽92和96移動，所述滑桿93的移動方向垂直于所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)2的旋轉(zhuǎn)方向，即沿著旋轉(zhuǎn)半徑的徑向移動。所述滑槽92和96為燕尾槽結(jié)構(gòu)，所述滑桿93的形狀與所述滑槽92和96相匹配。至于其中部件的固定方式，可通過螺紋結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。
[0046]本發(fā)明并不對所述接頭端固定塊91、轉(zhuǎn)子端固定塊95的形狀進(jìn)行進(jìn)一步限定，無論其是單純的塊狀，還是環(huán)繞所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)2形成環(huán)狀，只要滿足以上的基本特征，就應(yīng)認(rèn)為其為脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0047]在本實施例中，請參考圖4，并結(jié)合圖1，所述定子機構(gòu)I和主軸6上匹配設(shè)有齒輪組件5，所述定子機構(gòu)I通過所述齒輪組件5沿所述主軸6的軸向移動，所述齒輪組件5包括了齒輪結(jié)構(gòu)52、齒條軸53和馬達(dá)51，所述齒輪結(jié)構(gòu)52設(shè)于所述定子機構(gòu)I上，且由所述馬達(dá)51驅(qū)動，所述齒條軸53設(shè)在所述主軸6上，通過所述齒輪結(jié)構(gòu)52沿所述齒條軸53的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)所述定子機構(gòu)I沿所述主軸6的軸向移動。
[0048]所述主軸6上設(shè)有用以檢測所述定子機構(gòu)I相對于所述主軸6移動的測量儀器(圖未示)。所述測量儀器可以如光電傳感器，電渦流測厚儀等，以達(dá)到在加工的同時即時量測管徑，粗糙度，管壁厚度和其他尺寸，并將利用獲得的信息反饋到加工機構(gòu)，對加工量進(jìn)行實時調(diào)整。
[0049]在本實施例中，所述主軸6為方軸，所述定子機構(gòu)I和主軸6之間通過萬向套10進(jìn)行連接。請參考圖3,所述萬向套10包括了內(nèi)方管103、中方管102、外方管101、第一連接軸(圖未示)和第二連接軸(圖未示)，所述內(nèi)方管103套設(shè)于所述主軸6外側(cè)，所述內(nèi)方管103與中方管102之間通過所述第一連接軸連接，且使得所述內(nèi)方管103與中方管102之間繞所述第一連接軸做相對旋轉(zhuǎn)，所述中方管102與外方管101之間通過所述第二連接軸連接，且使得所述中方管102與外方管101之間繞所述第二連接軸做相對旋轉(zhuǎn)，所述第一連接軸垂直于所述第二連接軸，分別穿過如圖3所示的兩個軸孔104，所述外方管101與所述定子機構(gòu)I連接。所述中方管102設(shè)于內(nèi)方管103外側(cè)，所述外方管101設(shè)于中方管102外偵牝但在主軸的軸向上三者可以為錯開的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明其他可選的實施例中，也可去除兩個連接軸，改成繞兩個連接軸軸心轉(zhuǎn)動的圓柱面接觸傳動。
[0050]實施例2
[0051]本實施例與實施例1的區(qū)別在于:本實施例用絲杠組件代替了齒輪組件，但也用于實現(xiàn)定子機構(gòu)I沿主軸6移動的效果。本實施例中，請類比參考圖4，所述定子機構(gòu)和主軸上匹配設(shè)有絲杠組件，所述定子機構(gòu)通過所述絲杠組件沿所述主軸的軸向移動，所述絲杠組件包括了渦輪、絲杠結(jié)構(gòu)和馬達(dá)，所述渦輪設(shè)于所述定子機構(gòu)上，且由所述馬達(dá)驅(qū)動，所述絲杠結(jié)構(gòu)設(shè)在所述主軸上，通過所述渦輪沿所述絲杠結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)所述定子機構(gòu)沿所述主軸的軸向移動。
[0052]其實，驅(qū)動定子機構(gòu)I沿主軸6移動的方式并不僅限于實施例1和實施例2所列舉的兩種，應(yīng)認(rèn)為，只要滿足了這一移動效果，并采用了本發(fā)明的其他必要技術(shù)特征，其就是本發(fā)明所欲保護(hù)的技術(shù)方案。
[0053]此外，對于定子機構(gòu)I的移動，也可通過設(shè)置限位結(jié)構(gòu)或者固定結(jié)構(gòu)實現(xiàn)固定范圍內(nèi)的移動，或者固定位置的加工。有關(guān)移動的整個過程，可以通過自動化控制技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控和操作。
[0054]實施例3
[0055]本實施例與實施例1的區(qū)別在于:有關(guān)定子機構(gòu)I與主軸6的連接，其不再是簡單的通過萬向套10實現(xiàn)柔性的連接或單純的剛性連接，而是為定子機構(gòu)I與主軸6的連接提供一種可切換的連接機構(gòu)，為此，本實施例提供了一種連接機構(gòu)，所述定子機構(gòu)I通過一個連接機構(gòu)11與所述主軸6連接，所述連接機構(gòu)11包括了剛性連接部分和柔性連接部分，所述定子機構(gòu)I通過安裝于所述柔性連接部分實現(xiàn)與所述主軸6的柔性連接，所述定子機構(gòu)I通過安裝于所述剛性連接部分或柔性連接部分實現(xiàn)與所述主軸6的剛性連接或柔性連接的工位切換。
[0056]在本實施例中，列舉了一種連接機構(gòu)11，其可以視為萬向套10的一種變化改進(jìn)，請參考圖5，所述主軸6為方軸，所述剛性連接部分包括內(nèi)方套114，所述柔性連接部分包括中方套113與外方套，所述外方套包括了外套部112以及與所述外套部112固定連接的內(nèi)套部111 ;
[0057]所述中方套113設(shè)于內(nèi)方套114外側(cè)，所述外套部112設(shè)于中方套113外側(cè)，但在主軸的軸向上三者可以為錯開的結(jié)構(gòu)。所述內(nèi)方套114與中方套113之間通過所述第一轉(zhuǎn)軸(圖未示)連接，且使得所述內(nèi)方套114與中方套113之間繞所述第一轉(zhuǎn)軸做相對旋轉(zhuǎn)，所述中方套113與外方套的外套部112之間通過所述第二轉(zhuǎn)軸(圖未示)連接，且使得所述中方套113與外套部112之間繞所述第二轉(zhuǎn)軸做相對旋轉(zhuǎn)，所述第一轉(zhuǎn)軸垂直于所述第二轉(zhuǎn)軸；由于該結(jié)構(gòu)類似于萬向套10，第一轉(zhuǎn)軸、第二轉(zhuǎn)軸即萬向套10中的第一連接軸和第二連接軸；由于內(nèi)套部111與外套部112之間是固定連接的，所以外套部112相對于中方套113以及內(nèi)方套114的旋轉(zhuǎn)，即為內(nèi)套部111相對于中方套113以及內(nèi)方套114的旋轉(zhuǎn)；
[0058]所述內(nèi)套部111的內(nèi)壁的形狀、尺寸以及所述內(nèi)方套114的內(nèi)壁的形狀、尺寸均與所述方軸6相匹配，所述內(nèi)套部111的外壁的形狀、尺寸以及所述內(nèi)方套114的外壁的形狀、尺寸均與所述定子機構(gòu)I相匹配，此處所說的形狀與尺寸是指方軸6與定子機構(gòu)I橫截面方向的。所以，由于定子機構(gòu)I和方軸6的尺寸為確定的，只需將定子機構(gòu)I安裝于內(nèi)套部111上就能實現(xiàn)與方軸6的柔性連接，將定子機構(gòu)I安裝于內(nèi)方套114上就能實現(xiàn)與方軸6的剛性連接，使用了一個裝置就能實現(xiàn)兩種連接方式的切換。
[0059]與此同時，若在使用本發(fā)明提供的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)時，將定子機構(gòu)1、動子機構(gòu)2以及加工工具的數(shù)量可以選擇為兩個或更多同時工作，也可以認(rèn)為其是本發(fā)明的保護(hù)范圍中的技術(shù)方案之一，此可以視為本實施例提供的連接機構(gòu)的另一種使用方法，具體來說所述定子機構(gòu)1、轉(zhuǎn)子機構(gòu)2以及加工工具的數(shù)量為至少兩套，其中至少一套中的定子機構(gòu)I安裝于所述剛性連接部分，其中至少一套中的定子機構(gòu)I安裝于所述柔性連接部分。。
[0060]以上雖然通過三個實施例列舉了實施本發(fā)明的技術(shù)方案的諸多手段，但不應(yīng)認(rèn)為其僅限于此，在以上描述的基礎(chǔ)上所作出的可預(yù)期的常規(guī)改進(jìn)，或任何已知現(xiàn)有技術(shù)的簡單替換，均應(yīng)認(rèn)為未脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:至少包括了定子機構(gòu)、繞設(shè)于所述定子機構(gòu)外側(cè)的轉(zhuǎn)子機構(gòu)，加工工具安裝于所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)上，所述定子機構(gòu)和轉(zhuǎn)子機構(gòu)上匹配設(shè)有電磁軸承，且通過所述電磁軸承產(chǎn)生的磁力實現(xiàn)所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)繞所述定子機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，所述定子機構(gòu)和轉(zhuǎn)子機構(gòu)之間間隔設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:所述加工工具通過工具接頭機構(gòu)安裝于所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)上，所述工具接頭機構(gòu)至少包括了接頭塊和固定設(shè)在所述接頭塊上的永磁塊，所述加工工具安裝于所述接頭塊上，所述永磁塊用以通過其與加工對象之間的磁吸力實現(xiàn)所述加工工具與加工對象之間的貼合。
3.如權(quán)利要求2所述的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:所述接頭塊的相對所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)的一側(cè)表面設(shè)有斜坡結(jié)構(gòu)，所述加工工具設(shè)于所述接頭塊的與所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)相背的一側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:一塊所述接頭塊上的所述斜坡結(jié)構(gòu)的數(shù)量為兩個，兩個所述斜坡結(jié)構(gòu)互相對稱，且兩個所述斜坡結(jié)構(gòu)的坡頂互相連接，兩個所述斜坡結(jié)構(gòu)的寬度方向平行于所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸心。
5.如權(quán)利要求2所述 的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:所述工具接頭機構(gòu)通過柔性機構(gòu)與所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)連接，所述柔性機構(gòu)包括接頭端固定塊、轉(zhuǎn)子端固定塊、拉簧與滑桿，所述接頭端固定塊與所述工具接頭機構(gòu)固定連接，所述轉(zhuǎn)子端固定塊與所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)固定連接，所述接頭端固定塊和轉(zhuǎn)子端固定塊之間通過所述拉簧連接，所述接頭端固定塊和轉(zhuǎn)子端固定塊上分別設(shè)有滑槽，所述滑桿同時與所述接頭端固定塊和轉(zhuǎn)子端固定塊上的滑槽滑動連接，且沿著所述滑槽移動，所述滑桿的移動方向垂直于所述轉(zhuǎn)子機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向。
6.如權(quán)利要求5所述的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:所述滑槽為燕尾槽結(jié)構(gòu)，所述滑桿的形狀與所述滑槽相匹配。
7.如權(quán)利要求1所述的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:用于機床上，所述定子機構(gòu)與機床的主軸連接，且所述定子機構(gòu)沿所述主軸的軸向移動。
8.如權(quán)利要求7所述的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:所述定子機構(gòu)和主軸上匹配設(shè)有絲杠組件，所述定子機構(gòu)通過所述絲杠組件沿所述主軸的軸向移動，所述絲杠組件包括了渦輪、絲杠結(jié)構(gòu)和馬達(dá)，所述渦輪設(shè)于所述定子機構(gòu)上，且由所述馬達(dá)驅(qū)動，所述絲杠結(jié)構(gòu)設(shè)在所述主軸上，通過所述渦輪沿所述絲杠結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)所述定子機構(gòu)沿所述主軸的軸向移動。
9.如權(quán)利要求7所述的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:所述定子機構(gòu)和主軸上匹配設(shè)有齒輪組件，所述定子機構(gòu)通過所述齒輪組件沿所述主軸的軸向移動，所述齒輪組件包括了齒輪結(jié)構(gòu)、齒條軸和馬達(dá)，所述齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)于所述定子機構(gòu)上，且由所述馬達(dá)驅(qū)動，所述齒條軸設(shè)在所述主軸上，通過所述齒輪結(jié)構(gòu)沿所述齒條軸的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)所述定子機構(gòu)沿所述主軸的軸向移動。
10.如權(quán)利要求8或9所述的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:所述主軸上設(shè)有用以檢測所述定子機構(gòu)相對于所述主軸移動的測量儀器。
11.如權(quán)利要求7所述的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:所述主軸為方軸，所述定子機構(gòu)和主軸之間通過萬向套進(jìn)行連接。
12.如權(quán)利要求11所述的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:所述萬向套包括了內(nèi)方管、中方管、外方管、第一連接軸和第二連接軸，所述內(nèi)方管套設(shè)于所述主軸外側(cè)，所述內(nèi)方管與中方管之間通過所述第一連接軸連接，且使得所述內(nèi)方管與中方管之間繞所述第一連接軸做相對旋轉(zhuǎn)，所述中方管與外方管之間通過所述第二連接軸連接，且使得所述中方管與外方管之間繞所述第二連接軸做相對旋轉(zhuǎn)，所述第一連接軸垂直于所述第二連接軸，所述外方管與所述定子機構(gòu)連接。
13.如權(quán)利要求7所述的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu),其特征在于:所述定子機構(gòu)通過一個連接機構(gòu)與所述主軸連接，所述連接機構(gòu)包括了剛性連接部分和柔性連接部分，所述定子機構(gòu)通過安裝于所述柔性連接部分實現(xiàn)與所述主軸的柔性連接。
14.如權(quán)利要求13所述的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:所述定子機構(gòu)通過安裝于所述剛性連接部分或柔性連接部分實現(xiàn)與所述主軸的剛性連接或柔性連接的工位切換。
15.如權(quán)利要求13所述的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:所述定子機構(gòu)、轉(zhuǎn)子機構(gòu)以及加工工具的數(shù)量為至少兩套，其中至少一套中的定子機構(gòu)安裝于所述剛性連接部分，其中至少一套中的定子機構(gòu)安裝于所述柔性連接部分。
16.如權(quán)利要求13所述的高速旋轉(zhuǎn)加工機構(gòu)，其特征在于:所述主軸為方軸，所述剛性連接部分包括內(nèi)方套，所述柔性連接部分包括中方套與外方套，所述外方套包括了外套部以及與所述外套部固定連接的內(nèi)套部； 所述內(nèi)方套與中方套之間通過所述第一轉(zhuǎn)軸連接，且使得所述內(nèi)方套與中方套之間繞所述第一轉(zhuǎn)軸做相對旋轉(zhuǎn)，所述中方套與外方套的外套部之間通過所述第二轉(zhuǎn)軸連接，且使得所述中方套與外套部之間繞所述第二轉(zhuǎn)軸做相對旋轉(zhuǎn)，所述第一轉(zhuǎn)軸垂直于所述第二轉(zhuǎn)軸； 所述內(nèi)套部的內(nèi)壁的形狀、尺寸以及所述內(nèi)方套的內(nèi)壁的形狀、尺寸均與所述方軸相匹配，所述內(nèi)套部的外壁的形狀、尺寸以及所述內(nèi)方套的外壁的形狀、尺寸均與所述定子機構(gòu)相匹配。
【文檔編號】B23Q5/00GK103769932SQ201310752441
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】馮建國, 山佳衛(wèi) 申請人:馮建國, 山佳衛(wèi)