[发明专利]一种刀柄式气浮高速电主轴

说明书

本发明公开了一种刀柄式气浮高速电主轴包括机体组件、气浮轴承组件、后座、气缸组件、转子组件及拉刀机构，所述机体组件为空腔结构，所述机体组件上、下部的贯通孔内设有气浮轴承组件，所述机体组件中部贯通孔内设置有定子，所述转子组件轴向穿设于所述定子内腔并通过所述气浮轴承组件承托。本发明采用气浮轴承作为轴芯的支承机构，轴芯在工作时处于悬浮状态，此时仅存在相比机械摩擦小得多的空气阻力，其阻尼大大减小，提高了主轴的稳定性、加工精度和加工效率，实现了高精度、高转速的应用需求。

技术领域

本发明涉及气浮电主轴技术领域，具体是指一种径向承载能力强且智能化高的刀柄式气浮高速电主轴。

背景技术

在3C行业中，随着电子元器件微型化及各类电子产品材料的多样化，产品个性化设计种类越来越多，加工环境越来越复杂，对电主轴的性能，如稳定性、使用寿命及使用条件等都提出了更高的要求和期望。目前，滚珠类电主轴转速不能满足高速类加工需求。

在现有技术中，气浮主轴在气浮轴承和推力轴承的高压气体作用下无接触悬浮式高速旋转，相较于滚珠轴能达到更高的转速，但受机体规格的限制，其轴向、径向承载力、主轴刚度及主轴抓刀方式均有一定的局限性，此外，传统的气浮主轴其高速刀具采用夹头式，夹头通过螺纹连接方式与转子轴霸连接固定在主轴中，这种装夹方式的缺点是刀具的径向约束和径向刚性较小，在进行钻大孔及锣边加工时，径向加工精度和加工效率难以同时保证。此外，目前大多数高速数控机床除了装有回转刀架、排式刀架外，更多的依赖于带有刀库的自动换刀装置，这是因为排刀式刀架和回转刀架所安装的刀具都数量有限，即使是装备两个刀架，对刀具的数目也有一定限制。当因加工需求需要数量较多的刀具时，应采用带刀库的自动换刀装置。

而市场现有气浮电主轴所具备的自动换刀性能仅限于同一规格刀具的交替更换，其应用方式仅停留在更换磨损刀具，而不能实现不同工种的刀具之间的自由互换，此种换刀性能的局限性大大遏制了高速数控机床的加工效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种电主轴，具体是指一种径向承载能力强且智能化高的刀柄式气浮高速电主轴。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种刀柄式气浮高速电主轴，其包括机体组件、气浮轴承组件、后座、气缸组件、转子组件及拉刀机构，所述机体组件为空腔结构，所述机体组件上、下部的贯通孔内设有气浮轴承组件，所述机体组件中部贯通孔内设置有定子，所述转子组件轴向穿设于所述定子内腔并通过所述气浮轴承组件承托；

所述机体组件包括有壳体及内胆，所述内胆前后端面沿轴向分别设置有进气主通道，所述内胆内壁径向设置有贯通轴向主通道的进气孔与出气孔；

所述气浮轴承组件包括分置于轴芯上下两侧的前气浮轴承、后气浮轴承及推力轴承；所述气浮轴承组件外圆设置有至少两排进气通道，每排进气通道都周向分布有若干个排气孔，所述进气通道外侧端延伸至轴承的外侧面并设置有连通排气孔的环形气槽，所述环形气槽通过设置在机体内胆内壁的径向进气孔与所述进气主通道连通；所述排气孔内径向设有阻尼塞，所述阻尼塞上由进口向着出口依序的设置有与安装孔连通的进气孔、连通于进气孔内侧端的节流孔以及连通于节流孔内侧端的稳定室；稳定室开设于阻尼塞靠近轴芯外壁的一面，且稳定室呈由外向内直径逐渐增大的锥形喇叭状，所述稳定室内侧端连通于轴芯和气浮轴承之间的气浮间隙；所述前气浮轴承上设置有将进气孔连通的汇流孔，所述汇流孔延伸至前气浮轴承的法兰端面，所述法兰端面设置有若干个按一定距离均匀分布并平行于轴向的空气供给通道，所述空气供给通道内轴向设置有阻尼塞；

所述后座设置在所述机体组件后端并与顶端的气缸组件相互连接，所述后座外壁设有主气接头，主气接头与机体内胆进气主通道连接；所述后座后端内凹形成一空腔，在该空腔底面形成一安装凸部，所述凸部外壁套设有回位弹簧，所述回位弹簧一端抵在后座的内端面上，另一端顶触在气缸组件下方；