本發(fā)明屬于數(shù)控機(jī)床加工用的第四軸領(lǐng)域，具體是涉及一種高速直驅(qū)機(jī)床第四軸。

背景技術(shù)：

一般工件在空間未定位時(shí)，有六個(gè)自由度，X\Y\Z三個(gè)線性位移自由度和與其對(duì)應(yīng)的A\B\C三個(gè)旋轉(zhuǎn)位移自由度。六個(gè)自由度通常用笛卡爾直角坐標(biāo)系的X\Y\Z來表達(dá)三個(gè)線性軸，用與其對(duì)應(yīng)的A\B\C來表達(dá)三個(gè)回轉(zhuǎn)軸。諸如多軸數(shù)控機(jī)床，也就是加工中心在設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)加工對(duì)象規(guī)劃設(shè)置軸數(shù)。市面比較常見的是三軸數(shù)控加工中心，其具有X\Y\Z三個(gè)線性位移軸。所謂四軸加工中心一般是加了一個(gè)回轉(zhuǎn)軸，通常稱為第四軸。

而目前普通的第四軸，轉(zhuǎn)速一般為幾百轉(zhuǎn)/每分鐘，加工效率較低。在當(dāng)前追求加工效率的大趨勢下顯得有些不足。通常提高加工效率都是單純?cè)黾与娭鬏S的轉(zhuǎn)速，本發(fā)明是提高第四軸的轉(zhuǎn)速來配合電主軸加工。而且，高速旋轉(zhuǎn)還涉及到的防水密封的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高速直驅(qū)機(jī)床第四軸；此結(jié)構(gòu)不但解決了高速旋轉(zhuǎn)對(duì)切削液的防水難題，而且還能減少功率損耗，提高加工效率。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種高速直驅(qū)機(jī)床第四軸，主要包括：

機(jī)體，所述機(jī)體內(nèi)由外而內(nèi)依次裝設(shè)有電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、軸承座、安裝在軸承座上的軸承、回轉(zhuǎn)軸，所述回轉(zhuǎn)軸裝入于軸承中，電機(jī)轉(zhuǎn)子與回轉(zhuǎn)軸連接；

后氣浮板，所述后氣浮板安裝在軸承座上；

前氣浮板，所述前氣浮板安裝在后氣浮板上，所述前氣浮板、后氣浮板分別與回轉(zhuǎn)軸的盤面非接觸，并且前氣浮板與回轉(zhuǎn)軸也存有徑向間隙；

回轉(zhuǎn)盤，所述回轉(zhuǎn)盤通過螺釘裝設(shè)于回轉(zhuǎn)軸上；

編碼器，所述編碼器裝設(shè)于機(jī)體內(nèi)；

進(jìn)氣接頭，所述前氣浮板、后氣浮板分別與回轉(zhuǎn)軸形成的間隙通過進(jìn)氣孔連通于進(jìn)氣接頭；

導(dǎo)流孔，所述導(dǎo)流孔設(shè)于軸承座上，該導(dǎo)流孔與進(jìn)氣孔連通。

優(yōu)選地，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子連接座與回轉(zhuǎn)軸連接在一起。

優(yōu)選地，所述軸承內(nèi)裝設(shè)有軸承隔套，所述軸承和軸承隔套裝于軸承座內(nèi)。

優(yōu)選地，所述編碼器通過編碼器座裝設(shè)于機(jī)體內(nèi)的轉(zhuǎn)子連接座上。

優(yōu)選地，所述回轉(zhuǎn)軸下端通過鎖緊螺母鎖緊于軸承的內(nèi)圈。

優(yōu)選地，所述機(jī)體上還裝設(shè)有一后蓋。

優(yōu)選地，所述前氣浮板、后氣浮板分別與回轉(zhuǎn)軸的盤面間隙在0.01mm～0.02mm之間。

優(yōu)選地，所述前氣浮板與回轉(zhuǎn)軸的徑向間隙在0.01mm～0.02mm之間。

軸承座、軸承、軸承隔套、回轉(zhuǎn)軸一起統(tǒng)稱為軸承座組件，電機(jī)轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子連接座一起統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)子組件；所述回轉(zhuǎn)軸裝入于軸承中，而轉(zhuǎn)子組件則與回轉(zhuǎn)軸連接。

工作時(shí)，電機(jī)定子通電使電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子連接座帶動(dòng)回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)回轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。被加工工件安裝在回轉(zhuǎn)盤上，隨回轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，配合機(jī)床電主軸上的刀具對(duì)工件進(jìn)行切削加工。加工過程中為了潤滑和冷卻刀具及工件，需要向加工位置噴淋大量切削液。低速第四軸可以用旋轉(zhuǎn)密封圈實(shí)現(xiàn)對(duì)回轉(zhuǎn)軸的密封，防止切削液進(jìn)入機(jī)體內(nèi)部，損壞軸承或造成連電，燒毀電機(jī)。但高速第四軸的轉(zhuǎn)速超出了旋轉(zhuǎn)密封圈承受的轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致無法使用接觸式密封。

本發(fā)明中，高壓氣體從進(jìn)氣接頭通過進(jìn)氣孔進(jìn)入到前氣浮板和后氣浮板的內(nèi)部氣孔中，再通過后氣浮板的環(huán)氣槽進(jìn)入到所有徑向氣孔中，再由小細(xì)孔排到前氣浮板、后氣浮板分別與回轉(zhuǎn)軸的盤面形成的間隙中，使狹縫中充滿高壓氣體，又由于狹縫間隙很小，阻止了切削液的進(jìn)入，實(shí)現(xiàn)防水密封。如果仍然有少量水進(jìn)入到狹縫中，還有第二道防護(hù)：切削液在重力作用和高壓氣體壓力的共同作用下從軸承座下面的導(dǎo)流孔排出。

此結(jié)構(gòu)應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床上，作為機(jī)床的第四軸使用，不但提高了加工效率，而且解決了高速旋轉(zhuǎn)對(duì)切削液的防水密封難題。本發(fā)明采用非接觸式密封，無摩擦，減少了功率損耗，同時(shí)消除了回轉(zhuǎn)軸的摩擦生熱。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1為回轉(zhuǎn)盤，2為螺釘，3為回轉(zhuǎn)軸，4為前氣浮板，5為后氣浮板，6為軸承座，7為軸承，8為電機(jī)轉(zhuǎn)子，9為電機(jī)定子，10為轉(zhuǎn)子連接座，11為編碼器，12為編碼器座，13為軸承隔套，14為鎖緊螺母，15為后蓋，16為機(jī)體，17為進(jìn)氣接頭，18為進(jìn)氣孔，19為導(dǎo)流孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)例，一種高速直驅(qū)機(jī)床第四軸，主要包括：

機(jī)體16，所述機(jī)體16內(nèi)由外而內(nèi)依次裝設(shè)有電機(jī)定子9、電機(jī)轉(zhuǎn)子8、軸承座6、安裝在軸承座6上的軸承7、回轉(zhuǎn)軸3，所述回轉(zhuǎn)軸3裝入于軸承7中，回轉(zhuǎn)軸3下端通過鎖緊螺母14鎖緊于軸承7的內(nèi)圈，而電機(jī)轉(zhuǎn)子8通過轉(zhuǎn)子連接座10與回轉(zhuǎn)軸3連接在一起；

后氣浮板5，所述后氣浮板5安裝在軸承座6上；

前氣浮板4，所述前氣浮板4安裝在后氣浮板5上，所述前氣浮板4、后氣浮板5分別與回轉(zhuǎn)軸3的盤面非接觸，并且前氣浮板4與回轉(zhuǎn)軸3也存有徑向間隙，該徑向間隙在0.01mm～0.02mm之間；

回轉(zhuǎn)盤1，所述回轉(zhuǎn)盤1通過螺釘2裝設(shè)于回轉(zhuǎn)軸3上；

編碼器11，所述編碼器11通過編碼器座12裝設(shè)于機(jī)體16內(nèi)的轉(zhuǎn)子連接座10上；

進(jìn)氣接頭17，所述前氣浮板4、后氣浮板5分別與回轉(zhuǎn)軸3形成的間隙通過進(jìn)氣孔18連通于進(jìn)氣接頭17；

導(dǎo)流孔19，所述導(dǎo)流孔19設(shè)于軸承座6上，該導(dǎo)流孔19與進(jìn)氣孔18連通。

所述軸承7內(nèi)裝設(shè)有軸承隔套13，所述軸承7和軸承隔套13裝設(shè)于軸承座6上。所述機(jī)體16上還裝設(shè)有一后蓋15。所述前氣浮板4、后氣浮板5分別與回轉(zhuǎn)軸3的盤面間隙在0.01mm～0.02mm之間。

工作時(shí)，電機(jī)定子通電使電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子連接座帶動(dòng)回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)回轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。被加工工件安裝在回轉(zhuǎn)盤上，隨回轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，配合機(jī)床電主軸上的刀具對(duì)工件進(jìn)行切削加工。普通第四軸轉(zhuǎn)速一般只有每分鐘幾百轉(zhuǎn)，本實(shí)施例目的是為了提高加工效率，設(shè)計(jì)一款高速轉(zhuǎn)臺(tái)，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)6000r/min。

加工時(shí)，為防止切削液侵入機(jī)體內(nèi)部，普通第四軸的回轉(zhuǎn)軸密封，采用的旋轉(zhuǎn)密封圈形式的接觸式密封，旋轉(zhuǎn)密封圈能承受的最高線速度25m/s，額定長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)一般取最高轉(zhuǎn)速的70％，為17.5m/s。當(dāng)轉(zhuǎn)速長時(shí)間超過17.5m/s時(shí)，旋轉(zhuǎn)密封圈和回轉(zhuǎn)軸之間由于摩擦生熱溫度過高使密封圈融化而無法再密封，即這種接觸式密封不適合高轉(zhuǎn)速。

本實(shí)施例中，高壓氣體從進(jìn)氣接頭17通過進(jìn)氣孔18進(jìn)入到前氣浮板4和后氣浮板5的內(nèi)部氣孔中，再通過后氣浮板5的環(huán)氣槽進(jìn)入到所有徑向氣孔中，再由小細(xì)孔排到前氣浮板4、后氣浮板5分別與回轉(zhuǎn)軸3的盤面形成的間隙中，使狹縫中充滿高壓氣體，又由于狹縫間隙很小，阻止了切削液的進(jìn)入，實(shí)現(xiàn)防水密封。如果仍然有少量水進(jìn)入到狹縫中，還有第二道防護(hù)：切削液在重力作用和高壓氣體壓力的共同作用下從軸承座6下面的導(dǎo)流孔19排出。

此結(jié)構(gòu)應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床上，作為機(jī)床的第四軸使用，不但提高了加工效率，而且解決了高速旋轉(zhuǎn)對(duì)切削液的防水密封難題。本發(fā)明采用非接觸式密封，無摩擦，減少了功率損耗，同時(shí)消除了回轉(zhuǎn)軸的摩擦生熱(熱量傳遞給軸承的內(nèi)圈使內(nèi)圈膨脹而導(dǎo)致軸承發(fā)緊，使其運(yùn)轉(zhuǎn)不暢)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。