[发明专利]基于非晶软磁材料的高速电主轴

说明书

本发明涉及一种基于非晶软磁材料的高速电主轴，包括换刀组件、主轴组件；所述主轴组件包括电机外壳、非晶定子和转子轴，所述非晶定子设置在电机外壳内，转子轴设置在非晶定子内部，转子轴两端通过高速轴承安装在电机外壳内，所述转子轴内部中空，所述换刀组件包括换刀气缸、拉杆和换刀夹头；换刀气缸固定在电机外壳的一端，换刀夹头固定在电机外壳的另一端；所述换刀夹头包括拉爪瓣爪；所述换刀气缸包括活塞，所述拉杆的一端固定在活塞上，拉杆滑动穿设于转子轴内部，拉杆另一端抵接或远离拉爪瓣爪。本发明采用非晶合金作为定子铁芯，大大降低电主轴的发热量，可以对电机进行轻量化设计。

技术领域

本发明属于电主轴技术领域，涉及一种基于非晶软磁材料的高速电主轴。

背景技术

电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它与电机技术、高速刀具技术一起，把高速加工技术推向了一个新时代。

然而现有的电主轴发热因为发热量大，必须使用水冷才能使电机正常工作，这对电主轴的设计以及维护都带来了不便，另外，现有的电主轴的换刀结构复杂，使用器件较多，增加成本的同时，其可靠性较低。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种基于非晶软磁材料的高速电主轴，其采用非晶合金作为定子铁芯，大大降低电主轴的发热量，可以对电机进行轻量化设计。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于非晶软磁材料的高速电主轴，其特殊之处在于：

包括换刀组件、主轴组件；

所述主轴组件包括电机外壳、非晶定子和转子轴，所述非晶定子设置在电机外壳内，转子轴设置在非晶定子内部，转子轴两端通过高速轴承安装在电机外壳内，所述转子轴内部中空，

所述换刀组件包括换刀气缸、拉杆和换刀夹头；换刀气缸固定在电机外壳的一端，换刀夹头固定在电机外壳的另一端；所述换刀夹头包括拉爪瓣爪；

所述换刀气缸包括活塞，所述拉杆的一端固定在活塞上，拉杆滑动穿设于转子轴内部，拉杆另一端抵接或远离拉爪瓣爪。

进一步地，上述高速轴承为空气悬浮轴承。

进一步地，上述换刀气缸包括缸体和端盖，缸体和端盖组成密封腔，活塞设置密封腔内。

进一步地，上述缸体上设有水冷通道，用于对换刀气缸进行冷却。

进一步地，上述端盖上设有通气孔。

进一步地，上述密封腔内部设有三个独立的密封腔，三个密封腔分别为第一密封腔、第二密封腔和第三密封腔，各密封腔均设有活塞。

进一步地，上述拉杆下行时，所有活塞都产生推力，拉杆在返回时，只有第三密封腔的活塞产生拉力。

本发明的优点：

1)本发明的非晶合金电主轴相比于传统硅钢片电主轴具有优异的电磁性能，可显著的降低电机的铁损，可提升电主轴至少3％的效率，做到更加节能的效果；

2)非晶合金电主轴的低铁损带来了电主轴的低升温，传统的电主轴因为发热量大，几乎必须使用水冷才能使电机正常工作，这对电机的设计以及维护都带来了不便，而采用非晶合金作为定子铁芯，可以对电机进行轻量化设计，采用风冷或是简化水冷系统；

3)非晶合金电主轴的低铁损带来了电主轴的低升温，避免了电主轴的绝缘材料受到高温的影响加速老化并损坏，低升温则会带来更高性能的同时还会延长电主轴的寿命；

4)本发明的换刀组件采用倍力气缸带动拉杆滑动，其结构紧凑，多活塞同时受力，成倍增加气缸的输出力，具有动作速度快捷、出力平稳的优点，出力大、无油污染的优点；拉杆下行时，所有活塞都产生推力，推力较大，快速完成换刀，节约换刀时间，拉杆在返回时，只有第三密封腔的活塞产生拉力，返回时节省动力。