CN218693927U - 一种用于超精密锥体零件加工机床的空气静压主轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于超精密锥体零件加工机床的空气静压主轴，包括壳体、无齿槽电机、空气静压轴承和主轴体，空气静压轴承间隙安装在主轴体上，空气静压轴承左侧面固接有左止推板，空气静压轴承右侧面设有右止推板，空气静压轴承内开设有倒“Y”形的气道，高压气体从所述气道分别通入空气静压轴承与左止推板、空气静压轴承与右止推板之间的相交界面处，所述空气静压轴承内圈面、左止推板内侧面和右止推板内侧面均设有截面为三角形的节流槽。本实用新型通过空气静压轴承内倒“Y”形的气道，同时给左、右止推板充入气体，空气静压轴承采用三角形截面节流槽，提高了轴承的承载能力，无齿槽电机同轴直驱，使得空气静压主轴转动更加平稳。

Description

一种用于超精密锥体零件加工机床的空气静压主轴

技术领域

本实用新型涉及精密机床技术领域，尤其是一种用于超精密锥体零件加工机床的空气静压主轴。

背景技术

目前，机床的主轴支撑主要有角接触球轴承电主轴、液体静压电主轴和气体静压电主轴等类型。其中角接触球轴承电主轴采用角接触球轴承为支撑，其摩擦阻力小、功耗低、极限转速高，适用于高速化机床；液体静压电主轴采用液态油膜为支撑，其刚度高、磨损小，回转精度高，并且在运转时振动较小，适用于精密机床；气体静压电主轴以气膜为支撑，其热稳定好、回转精度和极限转速高于角接触球轴承电主轴和液体静压电主轴，是超精密机床的核心零部件。

角接触球轴承电主轴机械结构复杂，运转过程中由于轴承的安装误差会产生轴向振动，影响加工表面的粗糙度；液体静压电主轴在高速运转时主轴的温度和热变形难以控制并且仍存在摩擦；气体静压电主轴的承载能力较低，气道的设置和气膜需要极微小的间隙使得其加工工艺高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本实用新型提供一种具有较高的回转精度和稳定性的超精密锥体零件加工机床所用空气静压主轴。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于超精密锥体零件加工机床的空气静压主轴，包括壳体、设在壳体内的无齿槽电机、空气静压轴承和主轴体，无齿槽电机的转子安装在主轴体左端，所述的空气静压轴承间隙安装在主轴体上，空气静压轴承左侧面固接有左止推板，空气静压轴承右侧面设有右止推板，所述空气静压轴承内开设有倒“Y”形的气道，高压气体从所述气道分别通入空气静压轴承与左止推板、空气静压轴承与右止推板之间的相交界面处，所述空气静压轴承内圈面、左止推板内侧面和右止推板内侧面均设有截面为三角形的节流槽。

为方便调整空气静压轴承与左止推板、右止推板之间的间隙，所述的左止推板和右止推板的外周端面均设有间隙调整环，壳体右侧的法兰通过螺钉穿过间隙调整环与空气静压轴承左侧面固接，右止推板外侧面设有右端盖，右端盖通过螺钉穿过间隙调整环与空气静压轴承右侧面固接。

具体说，所述的空气静压轴承外周面开设有通入高压气体的进气孔，所述进气孔与气道连通，与进气孔对应的空气静压轴承外周面设有排气孔，以实现高压气体的进出流动。

进一步地，所述的壳体左侧面固定有左端盖，左端盖侧的主轴体左端连接有压紧在转子侧面的锁紧螺母。

所述左止推板内侧面与空气静压轴承左侧端面之间形成左空气静压止推轴承，空气静压轴承内圈面和主轴外周面之间形成空气静压径向轴承，右止推板内侧面与空气静压轴承右端侧面之间形成右空气静压止推轴承。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在结构上设计合理，在空气静压轴承内开设有倒“Y”形进气道，可以同时给左、右止推板充入高压气体，通过中间的空气静压轴承就可以实现对主轴体两端的轴向止推功能和径向静压支承功能；截面为三角形的节流槽，可以提高所形成气膜的压力，进而提高轴承的承载能力，采用无齿槽电机与主轴体直连，使得空气静压主轴转动更加平稳，提高主轴的回转精度。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的剖视结构示意图。

图2是本实用新型的三维结构示意图。

图3是本实用新型所述空气静压轴承的内部结构示意图。

图4是本实用新型所述无齿槽电机的端面结构示意图。

图中：1.主轴体，2.后端盖，3.锁紧螺母，4.无齿槽电机，401.转子，402.定子，5.壳体，6.间隙调整环，7.左止推板，8.空气静压轴承，9.进气孔，10.右止推板，11.前端盖，12排气孔，13.环形槽。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1～图4所示的一种用于超精密锥体零件加工机床的空气静压主轴，包括壳体5、无齿槽电机4、空气静压轴承8和主轴体1，所述主轴体1上从左到右依次设有锁紧螺母3、电机转子401、左止推板7、空气静压轴承8和右止推板10。所述主轴体1左端与无齿槽电机4的转子401直连，所述无齿槽电机4的定子402与壳体5内壁固定，定子402材料采用带状硅钢片，转子401由磁体组成，锁紧螺母3与主轴体1螺纹连接而压紧在转子401侧面。

所述壳体5左端面通过螺钉安装有后端盖2，所述壳体5右端的法兰通过螺钉穿过间隙调整环6与空气静压轴承8左侧面相连接，所述左止推板7内环端面通过螺钉与主轴体1台阶面相连接，所述空气静压轴承8内开设有气道，所述主轴体1的径向最大轴段右侧端设为右止推板10，所述左止推板7、空气静压轴承8和右止推板10设有节流槽，所述主轴体1右端设有右端盖11，右端盖11通过螺钉穿过间隙调整环6和空气静压轴承8右侧面连接。

所述空气静压轴承8的外周面开设有两个通气孔、内端面开设有环形槽13；通气孔包括进气孔9和排气孔12，进气孔9的外端开口位于空气静压轴承8的外环面，进气孔9内端通过倒“Y”形的气道分流到左、右止推板与主轴体1结合处，排气孔12内端与外环槽13连接，排气孔12外端开口于空气静压轴承8的外环面。空气静压轴承8的内环面设有两列截面呈三角形的节流槽，空气静压轴承8内环面与主轴体1组合成空气静压径向轴承。

空气静压轴承8的左端面与左止推板7的右端面组合成左空气静压止推轴承，空气静压轴承8的右端面与右止推板10的左端面组合成右空气静压止推轴承。左止推板7的右端面沿周向设置有截面为三角形的节流槽，右止推板10的左端面沿周向设置有截面为三角形的节流槽，节流槽截面形状为等腰三角形。

工作时，由空气压缩机提供高压气体，高压气体由进气孔9流入空气静压轴承8内的倒“Y”形的气道，经过气道的分流分别流入左止推板7、右止推板10与主轴体1的结合处，然后经过空气静压轴承8的节流槽，进入主轴体1与空气静压轴承8之间的微小间隙，形成压力气膜，使得主轴体1浮起，从而起到对主轴体1的径向支撑作用；同时气体经过左止推板7的右端面和右止推板10的左端面上的节流槽，流入左止推板7的右端面和右止推板10的左端面与空气静压轴承8左右两端面之间的微小间隙，在左止推板7的右端面和右止推板10的左端面形成封闭式的止推油膜，可以承受轴向载荷，从而起到对主轴体1的轴向止推作用。此外，该空气静压主轴的动力由无齿槽电机4提供，无齿槽电机4的转子401与主轴体1直连，使得主轴体1稳定转动。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种用于超精密锥体零件加工机床的空气静压主轴，包括壳体、设在壳体内的无齿槽电机、空气静压轴承和主轴体，无齿槽电机的转子安装在主轴体左端，其特征是：所述的空气静压轴承间隙安装在主轴体上，空气静压轴承左侧面固接有左止推板，空气静压轴承右侧面设有右止推板，所述空气静压轴承内开设有倒“Y”形的气道，高压气体从所述气道分别通入空气静压轴承与左止推板、空气静压轴承与右止推板之间的相交界面处，所述空气静压轴承内圈面、左止推板内侧面和右止推板内侧面均设有截面为三角形的节流槽。

2.如权利要求1所述的用于超精密锥体零件加工机床的空气静压主轴，其特征是：所述的左止推板和右止推板的外周端面均设有间隙调整环，壳体右侧的法兰通过螺钉穿过间隙调整环与空气静压轴承左侧面固接，右止推板外侧面设有右端盖，右端盖通过螺钉穿过间隙调整环与空气静压轴承右侧面固接。

3.如权利要求1所述的用于超精密锥体零件加工机床的空气静压主轴，其特征是：所述的空气静压轴承外周面开设有通入高压气体的进气孔，所述进气孔与气道连通，与进气孔对应的空气静压轴承外周面设有排气孔。

4.如权利要求1所述的用于超精密锥体零件加工机床的空气静压主轴，其特征是：所述的壳体左侧面固定有左端盖，左端盖侧的主轴体左端连接有压紧在转子侧面的锁紧螺母。

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