[实用新型]双支撑气体静压电主轴

说明书

技术领域

本实用新型涉及精密、超精密机床加工的技术领域，具体涉及一种双支撑气体静压电主轴。

背景技术

精密和超精密加工技术已广泛应用于军事行业、航空航天、光学、仪表等多个领域，并直接影响到国防工业和国家尖端技术的发展。主轴是精密、超精密机床的关键部件之一，其回转精度、刚度和稳定性决定机床的加工能力。主轴按工作原理主要分为气体静压主轴、液体静压主轴和轴承主轴。在精密、超精密加工过程中，面对高转速、高精度、高刚度、长寿命的综合要求，气体静压主轴有明显的优势。目前，气体静压主轴的结构主要有T字形结构、工字形结构和球形结构。随着气体静压技术的不断发展，气体静压主轴的结构也在不断完善，气体静压主轴的精度也在不断提高。

图1示出了一种传统T字形结构的气体静压主轴的结构示意图。如图1所示，包括前止推端盖101，平面止推气体静压轴承102 ，止推间隙调整盘103，后止推盘104，轴套105，径向气体静压轴承106，芯轴107，电机套108，电机动子109，电机定子110，主轴后盖111，旋转接头112；工作时，通入一定压力的静压气体，多孔质材料的平面止推气体静压轴承102和径向气体静压轴承106分别对芯轴107提供轴向与径向的支撑。在电机额定功率11.5Kw，额定转速在3000r/min的状态下，主轴回转精度2μm，刚度为300N/μm。

其以上T字形结构的气体静压主轴存在的缺点是：主轴后端悬臂较长，在高转速下易产生振动，难以保证较高的回转精度和刚度。

图2 示出了一种电机后置支撑方式的示意图。图2中所示的标号201为电机。通过图2的后置支撑方式可得到如图3所示的一种双柱面多孔质气体静压电主轴结构。如图3所示，包括主轴301，前轴承套302，前石墨套筒303，止推轴承石墨环304、306，调整垫305，后石墨套筒307，后轴承套308，电机转子309，电机定子310，外套311。其整体采用电机后置式支撑方式，如图2所示。前后径向轴承直径相等，且轴承为柱面形状，两柱面径向轴承之间分布着止推轴承；径向轴承通过研棒来保证前后轴承的同轴度和气体间隙。电机功率为7.7Kw，额定转速为5000rpm，回转精度3μm，刚度为300N/μm。前后双柱面结构的轴承制造工艺比较简单，但是装配工艺比较难保证。

其以上双柱面多孔质气体静压电主轴结构存在的缺点是：体积较大，质量较大，使用受限；加工工艺难度较大；加工精度要求较高。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种双支撑气体静压电主轴，用于保证旋转时的较高精度。

考虑到现有技术的上述问题，根据本实用新型公开的一个方面，为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种双支撑气体静压电主轴，包括芯轴和电机，所述芯轴前端通过径向气体静压轴承支撑，后端通过尾部径向气体静压轴承支撑；所述电机设置在前后两径向气体静压轴承之间，并安装在芯轴上；所述芯轴尾部与旋转接头连接。

为了更好地实现本实用新型，进一步的技术方案是：

在本实用新型的一个实施例中，所述主轴后座上设置有后端盖，所述旋转接头穿过所述后端盖。

在本实用新型的一个实施例中，所述后端盖内的芯轴上设置有编码器。

在本实用新型的一个实施例中，所述芯轴前段的端部设置有前止推端盖。

在本实用新型的一个实施例中，所述前止推端盖与所述前端径向气体静压轴承之间的芯轴上设置有平面止推气体静压轴承。

在本实用新型的一个实施例中，所述前止推端盖与所述主轴座之间设置有止推间隙调整盘。

在本实用新型的一个实施例中，所述电机上设置有电机套。

本实用新型还可以是：

在本实用新型的一个实施例中，所述电机套与所述主轴后座之间设置有调整环。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的双支撑气体静压电主轴，（1）结构设计合理，实现主轴在高转速下的高精度和高刚度；

（2）体积、质量适中，增强适用性；

（3）加工难度小，便于加工及其装配。

附图说明

为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。

图1示出了一种传统T字形结构的气体静压主轴的结构示意图。