CN104174876A - 用于机床的主轴、机床及用于机床的防止磨损方法 - Google Patents

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李金明
焦尚才
刘红兵
张燕
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Abstract

本发明公开了一种用于机床的主轴、机床及用于机床的防止磨损方法，其中，用于机床的主轴的径向气浮轴承支撑在主轴箱体内，径向气浮轴承的一端与前端面气浮轴的端面连接，径向气浮轴承的另外一端和后端面气浮轴的端面连接；活塞与气浮主轴连接；气浮主轴活塞与导向夹头连接；侧浮盘和气浮主轴连接；气浮主轴活塞、锥套及导向夹头连接在气浮主轴上；以及主轴内含有气体。利用本发明的用于机床的主轴，可以解决现有技术中的机床设备的主轴主要靠轴承机械支撑和机械磨损严重的问题，可以有效地防止随着加工时间增长，主轴旋转的平稳性变差情况的发生，使产品的精密加工精度和合格率得到提高，从而进一步显著地提高了生产效率及降低了生成成本。

Description

用于机床的主轴、机床及用于机床的防止磨损方法
技术领域
本发明涉及机械技术领域，具体而言，涉及用于机床的主轴、机床及用于机床的防止磨损方法。
背景技术
随着科学技术的发展，各种机床设备的需求量越来越多，对机床设备精度要求越来越高。靠传统的手工或半自动的操作方法无法满足当今科学技术的发展的需求，对于车、铣、磨等机床设备在零部件的精密加工过程中，主轴旋转的平稳性及主轴磨损程度决定零部件的精密加工精度。现有技术中的机床设备的主轴主要靠轴承机械支撑，存在着机械摩擦磨损严重，随着加工时间增长，主轴旋转的平稳性变差，零部件的精密加工精度难以达到要求，产品合格率会随之下降，生成成本也会进一步增加等问题。
因此，目前用于机床的主轴仍有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种用于机床的主轴、机床及用于机床的防止磨损方法。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种用于机床的主轴。根据本发明实施例，径向气浮轴承支撑在主轴箱体内，所述径向气浮轴承的一端与前端面气浮轴的端面连接，所述径向气浮轴承的另外一端和后端面气浮轴的端面连接；活塞与气浮主轴连接；气浮主轴活塞与导向夹头连接；侧浮盘和所述气浮主轴连接；气浮主轴活塞、锥套及导向夹头连接在所述气浮主轴上；以及所述主轴内含有气体。利用根据本发明实施例的用于机床的主轴，可以解决现有技术中的机床设备的主轴主要靠轴承机械支撑和机械磨损严重的问题，可以有效地防止随着加工时间增长，主轴旋转的平稳性变差情况的发生，使产品的加工精度和合格率得到提高，从而进一步显著地提高了生产效率及降低了生成成本。
根据本发明的一些实施例，上述用于机床的主轴还可以具有下列附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述气体为空气。由此，使径向浮动轴承与前、后端面水浮轴承同时作用，既可以支撑主轴旋转，又可以对主轴的轴向约束，保证主轴旋转的平稳性。另外所用气体非常容易获得，成本极低甚至无成本，从而使本发明的技术方案更加容易实施和推广。
根据本发明的一个实施例，所述后端面气浮轴承与所述气浮主轴构成一体。由此，加工、装配及更换均非常方便。
根据本发明的一个实施例，进一步包括：多楔带轮通过所述侧浮盘连接在所述气浮主轴上。由此，所述侧浮盘可以根据负载及温度变化自动调整的后端面气浮轴承的间隙，既可以有效驱动主轴，又可以保证主轴旋转的平稳性，有利于提高加工精确度，零部件(例如实心铝棒)的加工精度圆度≤0.002mm，内径偏差0.01mm，表面粗糙度Ra可以达到0.8，从而进一步可以高效率地用于加工产品。
根据本发明的一个实施例，侧浮盘和所述气浮主轴为分体。由此，安装和拆卸非常方便。
根据本发明的一个实施例，所述气浮主轴活塞与所述导向夹头螺纹连接。由此，连接牢固，并且可拆卸，安装和拆卸均非常方便。
根据本发明的一个实施例，所述主轴材料为38CrMoAlA。由此，该材料稳定性好，不易变形，强度高，价格也较为便宜。
在本发明的另外一个方面，本发明提出了一种机床。根据本发明的实施例，该机床包括以上所述的用于机床的主轴。由此，可以改变机床设备的主轴主要靠轴承机械支撑而导致机械摩擦磨损严重的问题，可以有效地防止随着加工时间增长，主轴旋转的平稳性变差情况的发生，使零部件的精密加工精度能够达到要求，产品合格率得到提高，从而进一步显著地提高了生产效率及降低了生成成本。
在本发明的又一个方面，本发明提出了一种用于机床的防止磨损方法。根据本发明的实施例，所述机床设置有主轴，所述主轴为以上所述的用于机床的主轴。由此，可以有效防止机械摩擦磨，延长主轴使用寿命，使零部件的加工精度能够达到要求，产品合格率得到提高，从而进一步显著地提高了生产效率及降低了生成成本。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的用于机床的主轴的横切面结构示意图。
附图标记：
1多楔带轮；2侧浮盘；3气浮主轴活塞；4径向气浮轴承；5气浮主轴；6密封环；7主轴箱体；8夹爪中套；9锥套；10活塞；11导向夹头；12前端面气浮轴；13后端面气浮轴；14弹簧。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“卸载”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，在本发明的一个方面，本发明提出了一种用于机床的主轴，该主轴内含有气体，径向气浮轴承4支撑在主轴箱体7内，径向气浮轴承4的一端与前端面气浮轴12的端面连接，径向气浮轴承4的另外一端和后端面气浮轴13的端面连接；活塞10与气浮主轴5连接；气浮主轴活塞3与导向夹头11连接；侧浮盘2和气浮主轴5连接；气浮主轴活塞3、锥套9及导向夹头11连接在气浮主轴5上。在使用时，先给主轴内通入气体，在浮力作用下促使径向气浮轴承4、前端面气浮轴12和后端面气浮轴13三个气浮面同时作用，可以有效地支撑主轴，并形成对主轴的轴向约束，从而保证主轴旋转的平稳性，进一步可以保证机床在生产加工零部件的精密度。当给气浮主轴活塞3左、右端供气，气浮主轴活塞3推动导向夹头11向左移动，导向夹头11伸出，装入零件后切断气浮主轴活塞3左、右端气源，弹簧14自动压缩气浮主轴活塞3使导向夹头11向右移动而恢复原位，此时导向夹头11夹紧零件，从而进一步可以进行精密切削。
根据本发明实施例的用于机床的主轴，与现有技术的用于机床的主轴相比，主轴不用靠轴承机械支撑，机械磨损更小，可以有效地防止随着加工时间增长，主轴旋转的平稳性变差情况的发生，使零部件的精密加工精度能够达到要求，产品合格率得到提高，从而进一步显著地提高了生产效率及降低了生成成本。
根据本发明的实施例，所使用的气体种类不受特别限制。例如根据本发明的一些实施例，优选的气体为空气。由此，所用气体非常容易获得，成本极低甚至无成本，从而使本发明的技术方案更加容易实施和推广。
如图1所示，根据本发明的一些实施例，后端面气浮轴承13与气浮主轴5构成一体。由此，加工、装配及更换均非常方便。
如图1所示，根据本发明的实施例，进一步包括：多楔带轮1通过侧浮盘2连接在气浮主轴5上。在工作时，多楔带轮1带动连接在气浮主轴5上的气浮主轴活塞3、锥套9、导向夹头11进行旋转，侧浮盘2可以根据轴向负载及环境温度温度变化自动调整径向气浮轴承4和后端面气浮轴13之间的间隙。由此，既可以有效驱动主轴加工零件，又可以保证主轴旋转的平稳性，有利于提高加工精确度，进一步可以高效率地用于加工产品。
如图1所示，根据本发明的实施例，侧浮盘2和气浮主轴5为分体。由此，安装和拆卸方便均非常方便。
如图1所示，根据本发明的实施例，气浮主轴活塞3与导向夹头11的连接方式不受特别限制，优选连接方式为螺纹连接。由此，连接牢固，并且可拆卸，安装和拆卸均非常方便。
根据本发明的实施例，主轴材料不受特别限制，比如可以为38CrMoAlA。由此，此材料稳定性好不易变形，强度高，成本也较低。
在本发明的另外一个方面，本发明提出了一种机床。根据本发明的实施例，该机床包括以上实施例所述的用于机床的主轴。前面针对用于机床的主轴所描述的特征和优点，也当然地适用该机床，不再赘述。
由此，可以解决机床设备的主轴主要靠轴承机械支撑而导致机械磨损严重的问题，可以有效地防止随着加工时间增长，主轴旋转的平稳性变差情况的发生，使零部件的精密加工精度能够达到要求，产品合格率得到提高，从而进一步显著地提高了生产效率及降低了生成成本。
在本发明的又一个方面，本发明提出了一种用于机床的防止磨损方法。根据本发明的实施例，该机床设置有主轴，主轴为以上实施例所述的用于机床的主轴。前面针对用于机床的主轴和机床所描述的特征和优点，也当然地适用该机床，不再赘述。
由此，可以有效防止机械磨损，延长主轴使用寿命，使零部件的加工精度能够达到要求，产品合格率得到提高，从而进一步显著地提高了生产效率及降低了生成成本。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于机床的主轴，其特征在于，径向气浮轴承支撑在主轴箱体内，所述径向气浮轴承的一端与前端面气浮轴的端面连接，所述径向气浮轴承的另外一端和后端面气浮轴的端面连接；活塞与气浮主轴连接；气浮主轴活塞与导向夹头连接；侧浮盘和所述气浮主轴连接；气浮主轴活塞、锥套及导向夹头连接在所述气浮主轴上；以及
所述主轴内含有气体。
2.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，所述气体为空气。
3.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，所述后端面气浮轴承与所述气浮主轴构成一体。
4.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，进一步包括：多楔带轮通过所述侧浮盘连接在所述气浮主轴上。
5.根据权利要求4所述的主轴，其特征在于，所述侧浮盘和所述气浮主轴为分体。
6.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，所述气浮主轴活塞与所述导向夹头螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，所述主轴材料为38CrMoAlA。
8.一种机床，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的用于机床的主轴。
9.一种用于机床的防止磨损方法，其特征在于，所述机床设置有主轴，所述主轴为权利要求1～7任一项所述的用于机床的主轴。
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