本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種具有外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的高速電主軸，電機(jī)主軸作為安裝電機(jī)內(nèi)定子的芯軸，電機(jī)內(nèi)定子安裝在內(nèi)部不動(dòng)的電機(jī)主軸上，形成電機(jī)定子部分，而電機(jī)轉(zhuǎn)子部分包括電機(jī)外轉(zhuǎn)子和外殼，電機(jī)外轉(zhuǎn)子安裝于電機(jī)內(nèi)定子的外圍旋轉(zhuǎn)，電機(jī)外轉(zhuǎn)子緊固在外殼內(nèi)部并帶動(dòng)外殼一起旋轉(zhuǎn)，形成一體轉(zhuǎn)動(dòng)的空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，靠近前端蓋外殼的前端外圓處安裝連接工作組件，電機(jī)主軸的后端從后端蓋的中心孔穿過，懸伸于空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)外部，形成能與外部設(shè)備固定連接的結(jié)合部。本發(fā)明專利技術(shù)克服傳統(tǒng)內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電主軸在用于深孔深腔內(nèi)表面加工條件下剛度不足、加工精度降低和無法提高加工效率的缺陷，實(shí)現(xiàn)在高速旋轉(zhuǎn)條件下提高主軸剛度，使得加工精度和加工效率提高。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種電主軸，特別是可應(yīng)用于深孔和深腔內(nèi)表面加工機(jī)床的一種高速電主軸,可廣泛用于加工中心。
技術(shù)介紹
高速電主軸是一種將刀具主軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)集成在一起，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)和主軸一體化的功能部件。具有深孔、深腔結(jié)構(gòu)的工件，其內(nèi)表面的磨削等切削加工一直是相關(guān)制造工程領(lǐng)域所面臨的難題之一，如果采用普通內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的高速電主軸，是將砂輪等切削工具直接安裝在懸伸式主軸上，由于深孔、深腔尺寸的限制，安裝切削刀具的懸伸主軸剛度較低，會(huì)影響加工精度，也無法提高加工效率。因此需要改善帶動(dòng)砂輪等切削刀具旋轉(zhuǎn)主軸的剛度或者通過采用其它結(jié)構(gòu)的電主軸來避免因使用常規(guī)電主軸前端懸伸過長而降低主軸剛度、影響加工精度和無法提高加工效率等問題。 常規(guī)電主軸的結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部芯軸是旋轉(zhuǎn)體，電主軸的外殼固定不動(dòng)。這種電主軸其轉(zhuǎn)速可以達(dá)到很高并可以保持整體穩(wěn)定性，但是不適用于對(duì)深孔、深腔內(nèi)表面磨削等切削加工要求。對(duì)深孔、深腔內(nèi)表面磨削等切削加工時(shí)，安裝切削刀具的電主軸轉(zhuǎn)軸輸出端做成懸伸主軸的結(jié)構(gòu)形式，然后將懸伸的刀具伸入深孔或深腔內(nèi)部進(jìn)行切削加工。但是由于受到深孔深腔內(nèi)部尺寸、電主軸支承軸承等結(jié)構(gòu)尺寸的限制，電主軸輸出端懸伸的主軸往往直徑較小而致使安裝切削工具部位的剛度很低，使得削加工精度降低，并且無法磨削加工的效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本專利技術(shù)的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種具有外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的高速電主軸，克服傳統(tǒng)內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電主軸在用于深孔深腔內(nèi)表面加工條件下剛度不足、加工精度降低和無法提高加工效率的缺陷，提供一種適用于深孔深腔內(nèi)表面切削加工的具有外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的高速電主軸，實(shí)現(xiàn)在高速旋轉(zhuǎn)條件下提高主軸剛度，使得內(nèi)表面的加工精度和加工效率可以得到提高。為達(dá)到上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)采用下述技術(shù)方案 一種具有外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的高速電主軸，包括電機(jī)主軸，電機(jī)主軸作為安裝電機(jī)內(nèi)定子的芯軸，電機(jī)內(nèi)定子安裝在內(nèi)部不動(dòng)的電機(jī)主軸上，形成電機(jī)定子部分，而電機(jī)轉(zhuǎn)子部分包括電機(jī)外轉(zhuǎn)子和外殼，電機(jī)外轉(zhuǎn)子安裝于電機(jī)內(nèi)定子的外圍旋轉(zhuǎn)，電機(jī)外轉(zhuǎn)子緊固在外殼內(nèi)部并帶動(dòng)外殼一起旋轉(zhuǎn)，在外殼和電機(jī)主軸之間由前后兩組軸承進(jìn)行支承，軸承的外圈與外殼固定連接，面向電機(jī)主軸兩端的軸承內(nèi)圈外端面分別通過軸承套與電機(jī)主軸進(jìn)行緊固安裝連接，使軸承同時(shí)限制外殼沿電機(jī)主軸的軸向運(yùn)動(dòng)，外殼與前端蓋、后端蓋緊密結(jié)合安裝連接，與電機(jī)外轉(zhuǎn)子一起形成一體轉(zhuǎn)動(dòng)的空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，靠近前端蓋外殼的前端外圓處形成空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的傳動(dòng)端，空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的傳動(dòng)端能安裝連接工作組件，電機(jī)主軸的前端被前端蓋密封在空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)部，電機(jī)主軸的前端不接觸前端蓋，電機(jī)主軸的后端從后端蓋的中心孔穿過，懸伸于空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的外部，形成能與外部設(shè)備固定連接的電機(jī)主軸的結(jié)合部。作為本專利技術(shù)的改進(jìn)，在上述電機(jī)主軸與電機(jī)內(nèi)定子之間還設(shè)有冷卻水腔，向冷卻水腔中通入循環(huán)水對(duì)外殼內(nèi)裝的電機(jī)定子部分和電機(jī)轉(zhuǎn)子部分進(jìn)行冷卻。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，在上述空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的外部的電機(jī)主軸的后端設(shè)有安裝法蘭，安裝法蘭以與外部設(shè)備進(jìn)行固定和聯(lián)接。上述電機(jī)主軸優(yōu)選采用空心軸，沿電機(jī)主軸的軸向內(nèi)孔通道將電源線引入電機(jī)內(nèi)定子的線圈繞組。作為本專利技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，安裝靠近電機(jī)主軸前端的軸承外圈的外殼前段形成傳力區(qū)段，安裝電機(jī)外轉(zhuǎn)子的外殼中段形成動(dòng)力生成區(qū)段，而靠近電機(jī)主軸后端的軸承外圈的外殼后段形成空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的擾動(dòng)控制區(qū)段，傳力區(qū)段和動(dòng)力生成區(qū)段的外殼的厚度皆大于擾動(dòng)控制區(qū)段的外殼的厚度，擾動(dòng)控制區(qū)段的外殼內(nèi)部還設(shè)有后軸承座，外殼、 軸承的外圈和后端蓋通過后軸承座緊固安裝連接。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn) I.本專利技術(shù)高速電主軸通過采用內(nèi)裝電機(jī)外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的方式，實(shí)現(xiàn)電主軸外殼旋轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)安裝在外殼前端外圓上的砂輪等切削工具高速旋轉(zhuǎn)。2.本專利技術(shù)高速電主軸通過采用內(nèi)裝電機(jī)外轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，將電主軸內(nèi)部固定不動(dòng)的芯軸一端設(shè)置有安裝法蘭，用于與機(jī)床等聯(lián)接固定，使得電主軸可以整體深入深孔、深腔內(nèi)部進(jìn)行內(nèi)表面磨削等切削加工，避免普通電主軸采用懸伸式轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)造成的剛度低、無法提高加工效率等問題，以提高深孔、深腔工件內(nèi)表面磨削等切削加工的精度和效率。附圖說明圖I是本專利技術(shù)實(shí)施例一具有外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的高速電主軸的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例二具有外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的高速電主軸的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖，對(duì)本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例詳述如下 實(shí)施例一 參見圖1，一種具有外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的高速電主軸，包括電機(jī)主軸5，電機(jī)主軸5作為安裝電機(jī)內(nèi)定子的芯軸，電機(jī)內(nèi)定子7安裝在內(nèi)部不動(dòng)的電機(jī)主軸5上，形成電機(jī)定子部分，而電機(jī)轉(zhuǎn)子部分包括電機(jī)外轉(zhuǎn)子6和外殼3,電機(jī)外轉(zhuǎn)子6安裝于電機(jī)內(nèi)定子7的外圍旋轉(zhuǎn)，電機(jī)外轉(zhuǎn)子6緊固在外殼3內(nèi)部并帶動(dòng)外殼3 —起旋轉(zhuǎn)，在外殼3和電機(jī)主軸5之間由前后兩組軸承4、10進(jìn)行支承，軸承4、10的外圈與外殼3固定連接，面向電機(jī)主軸5兩端的軸承4,10內(nèi)圈外端面分別通過軸承套2、11與電機(jī)主軸5進(jìn)行緊固安裝連接，使軸承4、10同時(shí)限制外殼3沿電機(jī)主軸5的軸向運(yùn)動(dòng)，外殼3與前端蓋I、后端蓋12緊密結(jié)合安裝連接，與電機(jī)外轉(zhuǎn)子6 —起形成一體轉(zhuǎn)動(dòng)的空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，靠近前端蓋I外殼3的前端外圓處形成空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的傳動(dòng)端，空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的傳動(dòng)端能安裝連接工作組件，電機(jī)主軸5的前端被前端蓋I密封在空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)部，電機(jī)主軸5的前端不接觸前端蓋1，電機(jī)主軸5的后端從后端蓋12的中心孔穿過，懸伸于空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的外部，形成能與外部設(shè)備固定連接的電機(jī)主軸5的結(jié)合部。在本實(shí)施例中，空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作為旋轉(zhuǎn)體，其電機(jī)外轉(zhuǎn)子6緊固在外殼3內(nèi)壁并帶動(dòng)外殼3 —起高速轉(zhuǎn)動(dòng)，電主軸外殼3的前端通過安裝連接砂輪等切削工具，與電機(jī)主軸5整體一起可伸入深孔或深腔內(nèi)部進(jìn)行內(nèi)表面磨削等切削加工。本實(shí)施例高速電主軸既能適應(yīng)深孔深腔內(nèi)表面切削加工的工況條件，又能夠在保證高轉(zhuǎn)速的同時(shí)滿足電機(jī)主軸5剛度和加工精度的要求，提高加工效率。本實(shí)施例突破了常規(guī)電主軸內(nèi)部芯軸旋轉(zhuǎn)、外殼固定不動(dòng)的結(jié)構(gòu)模式，結(jié)構(gòu)緊湊、散熱條件良好，砂輪等切削工具安裝在旋轉(zhuǎn)的外殼上，可以與電主軸一起整體深入深孔或深腔的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)內(nèi)表面進(jìn)行磨削等形式的 切削加工，避免了使用常規(guī)電主軸前端懸伸過長而降低主軸剛度、影響加工精度和無法提高加工效率等問題。在本實(shí)施例中，在電機(jī)主軸5與電機(jī)內(nèi)定子7之間還設(shè)有冷卻水腔8，向冷卻水腔8中通入循環(huán)水對(duì)外殼3內(nèi)裝的電機(jī)定子部分和電機(jī)轉(zhuǎn)子部分進(jìn)行冷卻，以便提高內(nèi)裝電機(jī)的輸出功率、降低電機(jī)系統(tǒng)溫升。在本實(shí)施例中，在空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的外部的電機(jī)主軸5的后端設(shè)有安裝法蘭13，安裝法蘭13以與外部設(shè)備進(jìn)行固定和聯(lián)接，使電機(jī)工作時(shí)電機(jī)主軸5固定不動(dòng)，提高磨削加工的精度，保障加工產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。在本實(shí)施例中，電機(jī)主軸5最好為空心軸，沿電機(jī)主軸5的軸向內(nèi)孔通道14將電源線引入電機(jī)內(nèi)定子7的線圈繞組，方便電機(jī)布線，提高設(shè)備組件更加緊湊，保證電源供應(yīng)和信號(hào)反饋。實(shí)施例二 本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處在于 參見圖2，在本實(shí)施例中，安裝靠近電機(jī)主軸5前端的軸承4外圈的外殼3前段形成傳力區(qū)段，安裝電機(jī)外轉(zhuǎn)子6的外殼3中段形成動(dòng)力生成區(qū)段，而靠近電機(jī)主軸5后端的軸本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種具有外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的高速電主軸，包括電機(jī)主軸（5），其特征在于：所述電機(jī)主軸（5）作為安裝電機(jī)內(nèi)定子的芯軸，電機(jī)內(nèi)定子（7）安裝在內(nèi)部不動(dòng)的所述電機(jī)主軸（5）上，形成電機(jī)定子部分，而電機(jī)轉(zhuǎn)子部分包括電機(jī)外轉(zhuǎn)子（6）和外殼（3），所述電機(jī)外轉(zhuǎn)子（6）安裝于所述電機(jī)內(nèi)定子（7）的外圍旋轉(zhuǎn)，所述電機(jī)外轉(zhuǎn)子（6）緊固在所述外殼（3）內(nèi)部并帶動(dòng)所述外殼（3）一起旋轉(zhuǎn)，在所述外殼（3）和所述電機(jī)主軸（5）之間由前后兩組軸承（4、10）進(jìn)行支承，所述軸承（4、10）的外圈與所述外殼（3）固定連接，面向所述電機(jī)主軸（5）兩端的所述軸承（4、10）內(nèi)圈外端面分別通過軸承套（2、11）與所述電機(jī)主軸（5）進(jìn)行緊固安裝連接，使所述軸承（4、10）同時(shí)限制所述外殼（3）沿所述電機(jī)主軸（5）的軸向運(yùn)動(dòng)，所述外殼（3）與前端蓋（1）、后端蓋（12）緊密結(jié)合安裝連接，與所述電機(jī)外轉(zhuǎn)子（6）一起形成一體轉(zhuǎn)動(dòng)的空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，靠近所述前端蓋（1）所述外殼（3）的前端外圓處形成所述空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的傳動(dòng)端，所述空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的傳動(dòng)端能安裝連接工作組件，所述電機(jī)主軸（5）的前端被前端蓋（1）密封在所述空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)部，所述電機(jī)主軸（5）的前端不接觸所述前端蓋（1），所述電機(jī)主軸（5）的后端從所述后端蓋（12）的中心孔穿過，懸伸于所述空心軸頭轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的外部，形成能與外部設(shè)備固定連接的所述電機(jī)主軸（5）的結(jié)合部。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李松生，董瑪莉，魯豫鑫，邵娟，俞鋒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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