CN216542698U - 一种中空出水磨削高速气静压电主轴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种中空出水磨削高速气静压电主轴，涉及电主轴领域，包括壳体、转动设置在壳体内的转轴以及用于驱动转轴转动的动力机构，壳体和转轴之间设置有气浮轴承，转轴内部轴向设置有内喷水通道，壳体后端的端盖上设置有向内喷水通道供水的供水组件，端盖与转轴后端之间形成供经过气浮轴承的高压余气进入的容置腔室；供水组件包括供水部、支撑部和贯穿于供水组件的供水通道，供水部前端插设在开设于转轴后端的供水孔中并与供水孔间隙配合，供水部外壁与供水孔内壁之间形成的间隙与容置腔室相连并形成气膜密封环。本实用新型不但能够在磨削过程中对磨削区域进行降温，还能够将磨削过程中产生的碎屑及时排出。
Description
技术领域
本实用新型涉及电主轴领域，具体的说是一种中空出水磨削高速气静压电主轴。
背景技术
电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。空气静压电主轴(即气静压电主轴)为在电主轴上设置气浮轴承作为支撑，其凭借其高精度、高速度及低摩擦等特点，在超精密加工机床领域得到了广泛的应用，具有结构紧凑、重量轻、惯性小、噪声低、响应快等优点，而且转速高、功率大，简化机床设计，易于实现主轴定位，是高速主轴单元中的一种理想结构。
气静压电主轴一般用于通过连接磨杆接头进而与磨削砂轮连接，砂轮在对工件进行磨削的过程中会产生热量，现有技术中通常采用喷水的方式对磨削部位进行降温，但是在磨削加工盲孔时，则难以通过喷水的方式对盲孔处及时冷却。随着磨削过程中砂轮及工件的持续升温，容易造成磨削处的工件变形，影响加工的精度，同时盲孔加工中还存在着排屑困难的问题。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种中空出水磨削高速气静压电主轴，以实现磨削过程中对磨削区域进行降温的目的，并能够将磨削过程中产生的碎屑及时排出。
为了解决以上技术问题，本实用新型采用的具体方案为：一种中空出水磨削高速气静压电主轴，包括壳体、转动设置在壳体内的转轴以及用于驱动转轴转动的动力机构，壳体和转轴之间设置有气浮轴承，转轴内部轴向设置有内喷水通道，壳体后端的端盖上设置有向内喷水通道供水的供水组件，端盖与转轴后端之间形成供经过气浮轴承的高压余气进入的容置腔室；供水组件包括供水部、支撑部和贯穿于供水组件的供水通道，支撑部设置在端盖上，供水部位于转轴与端盖之间，供水部前端插设在开设于转轴后端的供水孔中并与供水孔间隙配合，供水通道的出水口与内喷水通道的进水口对应设置，供水部外壁与供水孔内壁之间形成的间隙与容置腔室相连并形成气膜密封环。
作为上述技术方案的进一步优化，供水组件的纵截面为T形，供水部位于供水组件的小径段，支撑部位于供水组件的大径段，端盖上开设有用于安装供水组件的台阶孔。
作为上述技术方案的进一步优化，端盖和支撑部之间设置有紧固组件，紧固组件包括设置在端盖上的第一连接孔、设置在支撑部上的第二连接孔和紧固螺栓，紧固螺栓用于依次穿过第二连接孔和第一连接孔以对支撑部进行紧固。
作为上述技术方案的进一步优化，转轴前端设置有用于连接磨杆接头的磨杆连接内锥孔，磨杆连接内锥孔与转轴同轴分布且磨杆连接内锥孔的内部中空，磨杆连接内锥孔包括连接段和卡接段，连接段的后端与内喷水通道的出水口连通，连接段的前端与卡接段后端相连接，连接段的内壁上设置有内螺纹，卡接段的直径从后端向前端呈逐渐增大状态。
作为上述技术方案的进一步优化，供水通道的进水口为内喷水入口，内喷水入口位于支撑部上并用于连接外部水源。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：1、本实用新型通过在电主轴的转轴中设置内喷水通道，冷水由供水组件进入内喷水通道并在工作过程中随磨削砂轮流出，不但可以对磨削部位进行降温，还能够使磨削过程中产生的碎屑随着水流及时排出。同时，内喷水通道内的水还可以对电主轴进行降温，维持电主轴的正常工作。
2、转轴后端与壳体端盖之间形成供经过气浮轴承内的高压余气进入的容置腔室，容置腔室与供水部外壁和供水孔内壁之间形成的间隙连通并形成气膜密封环，通过调整供水组件的供水水压，使供水通道内的水直接喷射入内喷水通道，并由于气膜密封环的作用避免了水由供水部外壁和供水孔内壁之间形成的间隙流出。本结构设计巧妙、合理，既利用了气浮轴承内的高压余气减少了资源浪费，又避免了水由供水部外壁和供水孔内壁之间形成的间隙流出而对电主轴造成损坏。
附图说明
图1为本实用新型的剖视图；
图2为图中A处的放大图；
图3为用于与本实用新型配合使用的磨杆接头及砂轮的剖视图；
附图标记，1、转轴，2、气浮轴承，3、内喷水通道，4、壳体，5、端盖，6、供水组件，601、内喷水入口，602、支撑部，603、供水部，604、供水通道，7、动力机构，701、电机定子，702、电机转子，8、磨杆接头，801、接入段，802、卡入段，803、连接头，9、磨杆连接内锥孔，901、连接段，902、卡接段，10、容置腔室，11、供水孔，12、紧固组件，1201、第一连接孔，1202、第二连接孔，1203、紧固螺栓，13、台阶孔，14、砂轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例，对本实用新型的具体结构设置以及带来的技术效果进行更加详细的说明。在以下描述中，涉及到的方位词语，诸如“前”、“后”等均是以转轴上设置磨杆连接内锥孔的一端为前端作为参照的。
如图1、图2所示，本实用新型为一种中空出水磨削高速气静压电主轴，包括壳体4、转动设置在壳体4内的转轴1以及用于驱动转轴1转动的动力机构7。动力机构7为电机，电机包括电机转子702和电机定子701，电机定子701装配在壳体4内部，电机转子702设置在转轴1外部，转轴1的变速范围由电机控制。
壳体4和转轴1之间设置有气浮轴承2，气浮轴承2分别位于动力机构7的两侧。壳体4上设置有向气浮轴承2通入气体的气道，气浮轴承2的内径与转轴1之间形成有工作气隙，气道内的气体由气浮轴承2上开设的微孔进入工作气隙，在工作气隙内形成一层具有一定承载和刚度的润滑气膜，依靠该气膜的润滑支承作用将转轴1浮起在气浮轴承2中。壳体4的后端设置有端盖5，转轴1后端和端盖5间隔分布，转轴1后端和端盖5之间形成供经过气浮轴承2的高压余气进入的容置腔室10。
转轴1内部轴向设置有内喷水通道3，端盖5上设置有向内喷水通道3供水的供水组件6。供水组件6包括供水部603、支撑部602和贯穿于供水组件6的供水通道604，供水部603和支撑部602均为柱体，且供水部603的直径小于支撑部602的直径，供水部603垂直固定在支撑部602的中部并与支撑部602一体成型的设置，使得供水组件6的纵截面呈T形，供水部603位于供水组件6的小径段，支撑部602位于供水组件6的大径段，供水通道604在支撑部602内形成大直径的内喷水入口601，内喷水入口601用于连接外部水源。使用时，所连接的外部水源为冷水。
支撑部602设置在端盖5上，供水部603位于转轴1与端盖5之间。转轴1后端开设有供水孔11，供水部603前端插设在供水孔11中，供水部603前端与供水孔11间隙配合以避免供水部603对转轴1的转动造成干涉。供水通道604的出水口与内喷水通道3的进水口对应设置，供水通道604的出水口等于或略小于内喷水通道3的进水口，供水部603外壁与供水孔11内壁之间形成的间隙与容置腔室10相连并形成气膜密封环。通过调整供水组件6的供水水压，使供水通道604内的水直接喷射入内喷水通道3，并由于气膜密封环的作用避免了水由供水部603外壁和供水孔11内壁之间形成的间隙流出，既合理利用了气浮轴承2内的高压余气，又减少了水由供水部603外壁和供水孔11内壁之间形成的间隙流出而产生的安全隐患。
端盖5上开设有用于安装供水组件6的台阶孔13，支撑部602以及与支撑部602连接的供水部603的后端部位于台阶孔13内。端盖5和支撑部602之间设置有紧固组件12，紧固组件12包括第一连接孔1201、第二连接孔1202和紧固螺栓1203，第一连接孔1201位于台阶孔13的台阶面上，第二连接孔1202贯穿支撑部602设置，并与第一连接孔1201对应，紧固螺栓1203依次穿过第二连接孔1202和第一连接孔1201对支撑部602进行紧固。
如图1、图3所示，转轴1前端设置有用于供磨杆接头8插入的磨杆连接内锥孔9，磨杆连接内锥孔9与转轴1同轴分布，磨杆连接内锥孔9包括连接段901和卡接段902，连接段901的后端与内喷水通道3的出水口连通，连接段901的前端与卡接段902后端相连接，连接段901的内壁上设置有内螺纹，卡接段902的直径从后端向前端呈逐渐增大状态。磨杆接头8的内部为中空设置，磨杆接头8包括接入段801、卡入段802和连接头803，接入段801上设置有与连接段901的内螺纹配合使用的外螺纹，卡入段802的直径从后端向前端呈逐渐增大状态以便与卡接段902进行卡接，以使磨杆接头8和磨杆连接内锥孔9的连接更加稳固。磨杆接头8的前端连接有砂轮14，砂轮14上设置有微小孔。使用过程中，内喷水通道3内的水最终由砂轮14上的微小孔流出以对磨削部位进行降温，同时，也能够使磨削产生的碎屑随着水流及时排出。
Claims (5)
1.一种中空出水磨削高速气静压电主轴，包括壳体(4)、转动设置在壳体(4)内的转轴(1)以及用于驱动转轴(1)转动的动力机构(7)，壳体(4)和转轴(1)之间设置有气浮轴承(2)，其特征在于，转轴(1)内部轴向设置有内喷水通道(3)，壳体(4)后端的端盖(5)上设置有向内喷水通道(3)供水的供水组件(6)，端盖(5)与转轴(1)后端之间形成供经过气浮轴承(2)的高压余气进入的容置腔室(10)；
供水组件(6)包括供水部(603)、支撑部(602)和贯穿于供水组件(6)的供水通道(604)，支撑部(602)设置在端盖(5)上，供水部(603)位于转轴(1)与端盖(5)之间，供水部(603)前端插设在开设于转轴(1)后端的供水孔(11)中并与供水孔(11)间隙配合，供水通道(604)的出水口与内喷水通道(3)的进水口对应设置，供水部(603)外壁与供水孔(11)内壁之间形成的间隙与容置腔室(10)相连并形成气膜密封环。
2.根据权利要求1所述的一种中空出水磨削高速气静压电主轴，其特征在于，供水组件(6)的纵截面为T形，供水部(603)位于供水组件(6)的小径段，支撑部(602)位于供水组件(6)的大径段，端盖(5)上开设有用于安装供水组件(6)的台阶孔(13)。
3.根据权利要求2所述的一种中空出水磨削高速气静压电主轴，其特征在于，端盖(5)和支撑部(602)之间设置有紧固组件(12)，紧固组件(12)包括设置在端盖(5)上的第一连接孔(1201)、设置在支撑部(602)上的第二连接孔(1202)和紧固螺栓(1203)，紧固螺栓(1203)用于依次穿过第二连接孔(1202)和第一连接孔(1201)以对支撑部(602)进行紧固。
4.根据权利要求1所述的一种中空出水磨削高速气静压电主轴，其特征在于，转轴(1)前端设置有用于连接磨杆接头的磨杆连接内锥孔(9)，磨杆连接内锥孔(9)与转轴(1)同轴分布且磨杆连接内锥孔(9)的内部中空，磨杆连接内锥孔(9)包括连接段(901)和卡接段(902)，连接段(901)的后端与内喷水通道(3)的出水口连通，连接段(901)的前端与卡接段(902)后端相连接，连接段(901)的内壁上设置有内螺纹，卡接段(902)的直径从后端向前端呈逐渐增大状态。
5.根据权利要求1所述的一种中空出水磨削高速气静压电主轴，其特征在于，供水通道(604)的进水口为内喷水入口(601)，内喷水入口(601)位于支撑部(602)上并用于连接外部水源。
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