[发明专利]一种电主轴

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种电主轴。

背景技术

目前的电主轴大多被用于针对金属工件进行磨削、镗削、钻孔等加工，在加工时，电主轴的轴芯带动刀具的刀头高速的在工件的加工面上转动，现有的电主轴带动刀具的刀头仅是做平面旋转运动，在去除工件加工面的余量时，旋转的刀头受到工件加工面余量的阻碍，就必须付出较大切削力以克服工件加工面的阻力；同时，现有的电主轴在加工工件时通常会在工件的加工表面形成烧伤、变形以及残余应力等缺陷，由于存在上述缺陷，导致现有电主轴很难适用于硬脆性材料的加工，如蓝宝石玻璃、陶瓷、半导体、石英等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种电主轴，其在加工工件时，不仅能够带动刀头高速转动，同时还能够刀头轴向振动，从而降低切削力，有效克服烧伤、变形、残余应力等缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电主轴，包括，

机身组件；

穿接在机身组件内并与机身组件枢转配合的轴芯；

安装在机身组件内用于带动轴芯转动的电机；

穿接在轴芯内部并可沿轴芯的轴向活动的拉杆，该拉杆的下端部与刀具连接；

安装在轴芯和拉杆之间用于将拉杆向上顶压的弹性部件；

固定在轴芯下端部的超声波振子，该超声波振子内设置一在拉杆具有拉动刀具向上运动的趋势时将刀具夹紧的夹持部；

以及用于为超声波振子提供电能的供电组件。

机身组件上端部设置有一缸体，缸体内设置有一在液压或气压的驱动下将拉杆向下顶压的活塞，供电组件安装在缸体上。

供电组件包括固定于缸体上的安装座、位于安装座内并可沿轴向相对于安装座运动的调节板、位于调节板下方并分别接通外部电源的正、负极的两个碳刷、分别安装在两碳刷和调节板之间的两弹性元件、螺接在安装座上并在旋转时顶压调节板的调节螺丝、以及两个固定在拉杆上端部的滑环，两滑环分别与两碳刷的下端面接触并电性导通，超声波振子的正、负极接线端分别与两滑环电性连接。

机身组件包括机体、固定在机体上端部的上气浮轴承、固定在机体下端部的下气浮轴承、以及固定在机体下端部的气浮推力轴承，轴芯的侧面上端部和下端部分别枢接在上气浮轴承和下气浮轴承内，轴芯的下端面与气浮推力轴承的上表面配合，轴芯的下端部设置有一轴芯飞盘，轴芯的侧面与上气浮轴承和下气浮轴承之间、轴芯飞盘的下端面与气浮推力轴承的上表面之间、轴芯飞盘的上端面与下气浮轴承的下端面之间均形成高压气膜腔，缸体上设置有一气体通道，该气体通道的一端延伸至缸体的表面形成出气口，碳刷与缸体之间形成的间隙将高压气膜腔和气体通道的另一端连通。

拉杆内部设置有一轴向的通孔，通孔内设置两条导线，该两条导线分别将两滑环和超声波振子的正、负极接线端连接。

靠近轴芯转动轴线的滑环和碳刷电性连接于超声波振子的正极接线端，另一个滑环和碳刷则电性连接于超声波振子的负极接线端。

夹持部为设置在超声波振子内的锥孔，该锥孔的直径由下至上逐渐减小。

本发明的有益效果在于：

相比于现有技术，本发明电主轴的轴芯可以在高速转动的同时轴向的高频振动，利用高频振动的能量以及高频振动产生的空化效应，对工件的加工面进行超声波加工，在高频振动的情况下，迫使磨粒冲击工件的加工面，降低了切削力，使工件加工面的材料更容易的被去除，降低了工件加工面的粗糙度，有效克服烧伤、变形、残余应力等缺陷。此外，由于大幅降低了切削力，使刀具的磨损更小，刀具不会出现沾黏残屑、烧伤、挤压损伤等现象，提高了刀具的使用寿命；在刀具振动的情况下，可以利用本发明的电主轴加工蓝宝石玻璃、陶瓷、半导体、石英等硬脆性材料。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A处的放大视图；

其中：10、机体；11、上气浮轴承；12、下气浮轴承；13、气浮推力轴承；20、轴芯；30、电机；40、拉杆；50、超声波振子；60、供电组件；61、安装座；62、调节板；63、调节螺丝；64、碳刷；65、弹簧；66、滑环；70、碟簧；80、气缸；81、气体通道；82、出气口。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：