[实用新型]一种数控机床用气浮电主轴

说明书

技术领域

本实用新型涉及气浮电主轴技术领域，特别涉及到数控机床用气浮电主轴结构的改进。 

背景技术

气浮主轴(又称为空气主轴)指的是用气体(通常是空气，但也有可能是其它气体)作为润滑剂的滑动轴承。气浮主轴通过在轴承腔内导入的压力空气等来实现的支撑的，由于轴承腔内泄压的缝隙极小，保证了气浮主轴的悬浮。气浮主轴用线圈把电力转化为磁力，进而带动转子做高速悬浮的转动。 

气浮主轴由于没有机械接触，磨损程度降到了最低，从而确保精度始终保持稳定；而且气浮主轴能够在提供极高转速的同时，将动力损失降到最低，并使产生的热量非常小。转速可以超过300,000转/分钟。 

气浮主轴具有高精度高转速的优点，在旋转机械得到了广泛应用。目前PCB数控机床上用的气浮电主轴都只具备转子转动的功能，这种气浮电主轴在执行钻孔工作时还需要外加线性马达的驱动或是旋转马达加丝杆的传动才能实现主轴上、下运动功能，进而完成刀具切屑过程。现有这种主轴结构，使机床的整体结构复杂、零部件多、重量重、运行速度慢，制造成本高。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种不但转子主轴能高速转动而且转子主轴能上下运动的新型空气静压数控机床用气浮电主轴。 

根据上述需解决的问题本实用新型设计了一种集旋转马达、直线马达和空气静压气浮轴承于一体的气浮电主轴结构装置，具体实现方案如下： 

一种数控机床用气浮电主轴，包括主轴外壳和设于主轴外壳内的主轴转子，主轴外壳的内壁上装有两个支承主轴转子的上气浮轴承和下气浮轴承，主轴外壳的内壁上还装有直线马达定子、旋转马达定子，对应所安装的直线马达定子、旋转马达定子在主轴转子上分别安装有直线马达转子和旋转马达转子，

所述直线马达定子、旋转马达定子还与驱动控制器相连接。所述主轴转子顶部形成有限制转子上下运动位置的转子上下限位环。

为使得主轴结构装配精密、结构合理，把直线马达定子、上气浮轴承、旋转马达定 子、下气浮轴承从上而下依次设置在主轴外壳的内壁上。 

本实用新型相比现有技术具有以下显著效果：本气浮电主轴中的外壳既是旋转马达的定子又是直线马达的定子，气浮主轴中的转子既是旋转马达的转子又是线性马达的动子，工作过程中，主轴外壳是固定不动的，主轴内的转子在控制器的控制做旋转运动和上下运动动作，它可以实现不同的转速、不同的上下运动距离、不同的上下运动速度和频率的要求。本实用新型提出的气浮电主轴将驱动主轴转子上下运动的机构有机结合在主轴上，使得气浮主轴的整体结构简化、零部件减少、重量减轻，从而也减低了机床的制造成本。 

附图说明

图1是是本实用新型气浮主轴的剖视图。 

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例及附图对本实用新型结构原理作进一步详细描叙。 

参见图1，一种数控机床用气浮电主轴，包括主轴外壳6和设于主轴外壳内的主轴转子2，主轴外壳的内壁上装有两个支承主轴转子2的上气浮轴承8和下气浮轴承10，主轴外壳的内壁上还装有直线马达定子7、旋转马达定子9，为结构布局合理将直线马达定子7固定于上气浮轴承8之上，旋转马达定子9设于上气浮轴承8和下气浮轴承10之间。 

在主轴转子2上分别安装有直线马达转子1和旋转马达转子3，直线马达转子1和旋转马达转子3分别对应主轴外壳内壁上所安装的直线马达定子7、旋转马达定子9。 

直线马达定子7、旋转马达定子9还与驱动控制器相连接，由驱动控制器设置好转速，上下运动的速度、距离和频率等，再由定子带动转子做旋转或上下运动。为限制主轴转子上下运动的位置，在主轴转子2顶部形成有转子上下限位环5。 

运动过程中，主轴外壳是固定不动的，主轴上的转子在主轴内同时做旋转和上下运动，主轴的转子上装着夹头4，夹头上夹着刀具11，刀具在转子的旋转和上下运动过程中完成对工件切屑工作。 

上述实施例仅为本实用新型的较佳的实施方式，除此之外，本实用新型还可以有其他实现方式，例如将该气浮主轴应用与除数控机床以外的其他转动设备上，也就是说，在没有脱离本实用新型发明构思的前提下，任何显而易见的替换均应落入本实用新型的保护范围之内。