[发明专利]一种磨头机构的全静压背锥式高速主轴及其装配工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种平面磨床的磨头机构，尤其涉及一种磨头机构的全静压背锥式高速主轴及其装配工艺。

背景技术

磨削加工应用较为广泛，是机器零件精密加工的主要方法之一。

十八世纪30年代，为了适应钟表、自行车、缝纫机和枪械等零件淬硬后的加工，英国、德国和美国分别研制出使用天然磨料砂轮的磨床。这些磨床是在当时现成的机床如车床、刨床等上面加装磨头改制而成的，它们结构简单，刚度低，磨削时易产生振动，要求操作工人要有很高的技艺才能磨出精密的工件。随着近代工业的发展，各种不同类型的磨床相继问世。例如行星内圆磨床、曲轴磨床、凸轮轴磨床、带电磁吸盘的活塞环磨床、高精度外圆磨床、高速磨床和大切深、缓进给磨削平面磨床等。

超高速磨削技术是21世纪最新的高效磨削技术，它既能大幅度提高磨削效率，又能显著地改善磨削加工质量，超高速磨削技术是面向21世纪的先进制造技术，它的广泛应用将会对机械加工方法产生变革性的影响。

砂轮磨头是磨床中的重要部件，而对于磨头机构中，磨头主轴结构设计的合理性是直接影响其功能的主要因素之一，高速、超高速磨床主轴轴承技术是超高速磨削的关键技术。

现有平面磨床的磨头机构主要有轴承结构和动静压结构两种，轴承结构主轴回转精度低，工作可靠性较差，在工作中容易出现轴承烧结和轴承精度变差现象；对于动静压结构主轴，磨头前后均采用直筒式静压轴承结构，此主轴结构在控制径向精度上有良好的精度，但是在控制轴向精度上不稳定。且动静压结构主轴在产生磨损时维修困难，需要对铜轴承整体进行更换。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种磨头机构的全静压背锥式高速主轴，其进一步提高了主轴的回转精度和主轴转速，降低了磨头体的噪音，减少了磨头的振动，且液压的冷却作用可以保持油温在最佳状态，极大地降低了维修和制造成本，延长了主轴的使用寿命。

本发明所采用的技术方案是：

一种磨头机构的全静压背锥式高速主轴，包括主轴体、磨头体、砂轮装置和电机装置，砂轮装置装设在主轴体的前端，与主轴体配合连接，电机装置装设在主轴体的后端，与主轴体配合连接，所述磨头体套设在主轴体中部，且分别与电机装置和砂轮装置固定连接，主轴体的前端靠近砂轮装置处套设有锥轴套，锥轴套与主轴体的轴段过盈配合，与锥轴套配合设置的有前铜轴承腔，靠近电机装置处的主轴体上的锥形轴段配合设置有后铜轴承腔，锥轴套和锥形轴段为背锥式，锥度相同，主轴体的外部还套设一套筒，所述铜轴承腔位于套筒的两端，所述套筒位于磨头体和主轴体中间，且与主轴体形成一空隙，空隙内可充满润滑油。

所述铜轴承腔的内部开有四个等分的扇形油槽，油腔内开0.8mm毛细节流孔，用于压入润滑油时均匀进油，所述铜轴承腔与锥套筒和锥形轴段之间形成一油膜腔，所述套筒上开设有油槽和通油孔，所述通油孔设置在油槽的两端，且分别与前后铜轴承腔上的节流孔相通，所述磨头体上设置有与套筒的油槽相通的进油口，所述进油口上装设有管接头，所述铜轴承腔上还开设有环形回油槽，通过套筒上开设的径向孔与磨头体上开设的回油口相通，当打入1.8MPA油压润滑将主轴锥轴套部分在油膜中浮动，同时前后两端锥度部分因向前和向后有压力，可以保持锥轴保持前后不会串动，电机转动时，整根主轴在油膜的润滑下高速旋转，达到无接触、无摩擦、无损耗的效果，所述铜轴承腔与主轴体锥度之间设有修磨垫圈，可用于磨损维修时通过调节其厚度，调整前后窜动间隙；所述套筒与磨头体之间设有O型密封圈。所述套筒的两端装设有压盖，所述压盖与铜轴承腔之间设有压紧垫圈，压盖与套筒通过螺钉固定连接，所述锥套筒与压盖之间装设有螺母，所述螺母用于紧固锥套筒，所述锥轴段上的套筒边缘套装有盖圈，盖圈与磨头体通过螺钉固定连接，所述压盖与主轴体的接触处还设有密封结构。

所述砂轮装置包括砂轮压板、砂轮定位卡盘、砂轮罩壳和砂轮，所述砂轮定位卡盘套装在主轴体上，一侧面靠近内部有螺母的压盖，另一侧面的阶梯面装有砂轮，端面与套装在主轴体上的砂轮压板通过螺钉固定连接，砂轮压板的外端还设有一螺母，加强固定，所述砂轮、砂轮定位卡盘和砂轮压板外部套设有砂轮罩壳，所述砂轮罩壳一侧面贴合在磨头体和套筒的侧面上，且通过螺钉固定到套筒端面上，另一侧面上焊接有罩壳盖。