[实用新型]一种采用非接触式旋转接头的高速自动换刀电主轴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电主轴，具体涉及一种采用非接触式旋转接头的高速自动换刀电主轴，属于机电工程领域。

背景技术

高速电主轴是将主轴电机内装，从而实现高转速、高精度及高效率等功能的机电一体化的动力部件，主要应用于高速加工机床，实现对不同材料的高转速加工，提高加工效率。

目前市面上具有中心出水功能的自动换刀的高速电主轴比较少见，主要原因在于：传统的用于中心出水的旋转接头，一般都是接触式密封，转速低寿命短，价格昂贵且可靠性不足并且体积大不利于主轴多功能的集成。要想实现高转速、长寿命就必须设计一种非接触式的、密封结构可靠、性价比高并且结构紧凑的旋转接头结构用在高速电主轴上，才能实现高速电主轴高转速下中心出水的可靠性，并且容易实现电主轴的多功能集成。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种非接触式的中心出水、高速转动的、能够实现自动换刀的电主轴。 

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种采用非接触式旋转接头的高速自动换刀电主轴，包括：机体，所述机体内部设有定子、转子轴、弹簧预紧机构以及分设于转子轴两端的前轴承和后轴承，还包括：固定于机体一端的连接座、固定在连接座上带有旋转接头的油缸组件、设置于油缸组件端部的后端盖、通过前锁紧螺母连接于机体另一端的前端盖，所述转子轴前端设有一具有中心出水孔的刀具组，所述转子轴内部设有一拉刀机构，所述拉刀机构包括：夹住刀具组的卡爪、形成于远离卡爪的一端的拉杆帽，所述油缸组件内设有驱动拉刀机构运动以实现自动换刀的活塞，所述拉杆帽的端部容纳于活塞内；

所述连接座上形成有：前端气封入口、旋转接头气封入口，所述油缸组件上形成有用于排水和排气的溢流口，所述后端盖上形成有中心出水进水接口；

所述连接座、机体及前端盖内形成有与前端气封入口连通的第一压缩空气流道，所述前端盖内第一压缩空气流道的末端形成有均压槽，压缩空气经均压槽进行均压后进入前端盖与前锁紧螺母之间的缝隙形成气膜；

所述后端盖向拉刀机构方向延伸形成一进水头，进水头的端部容纳于拉杆帽内，进水头及拉刀机构内形成有与中心出水进水接口相连通的中心出水流道，所述中心出水流道与刀具组的中心出水孔对接，冷却刀具组的冷却水一部分经中心出水流道从刀具组的中心出水孔排出，另一部分经进水头与拉杆帽之间的缝隙流入油缸组件内的溢流腔最后从溢流口排出；

所述连接座及油缸组件内形成有与旋转接头气封入口连通的第二压缩空气流道，所述油缸组件内第二压缩空气流道的末端形成有均压腔和若干圆周均布的均压孔，压缩空气由第二压缩空气流道经均压腔进入均压孔，最后进入拉杆帽和活塞之间的缝隙形成气膜以防止冷却水进入机体内部。

进一步地，前述前端盖与前轴承之间还设有内隔套和外隔套形成的隔套组，内隔套和外隔套之间留有迷宫式缝隙，迷宫式缝隙与前端盖、前锁紧螺母之间的缝隙相连通，极大地保证了密封的可靠性。

进一步地，前述连接座上还形成有：冷却液出口、冷却液入口，所述连接座及机体内形成有与冷却液出口、冷却液入口连通的冷却液流道；冷却液经冷却液入口进入冷却液流道，对定子、前轴承进行冷却，最后从冷却液出口排出。

优选的冷却液为水或者低粘度的油。

更进一步地，前述后端盖上还形成有一前端锥孔除尘进气接口，所述前端锥孔除尘进气接口与中心出水流道相连通。

再进一步地，前述后端盖上形成有卸刀进油接口和活塞复位进气接口，所述卸刀进油接口贯通至活塞的后端部，所述活塞复位进气接口连通至活塞的前端部；当向卸刀进油接口中注入液压油时，活塞受压向靠近刀具组的方向运动，压下拉刀机构使卡爪张开释放刀具组；当向活塞复位进气接口中通入压缩空气时，压缩空气进入油缸下腔推动活塞向远离刀具组的方向运动，拉刀机构复位使卡爪夹紧刀具组。

更进一步地，还包括：用于使拉刀机构自动复位的碟簧组。

更进一步地，还包括：用于检测刀具位置的接近开关，接近开关引线从连接座引出与外部控制系统相连接。

更进一步地，还包括：一增量式编码器，编码器引线从连接座引出与外部控制系统相连接。