高精度氣浮電主軸制造技術

本發明專利技術涉及一種高精度氣浮電主軸，該氣浮主軸將轉子軸安裝在氣浮軸承的一端，電機轉子與轉子軸連接，定子通過水套固定在電機外套上，氣浮軸承的一端固定在電機外套上，另一端固定在軸承壓板上，將軸承壓板固定在主軸箱體上。轉子軸與氣浮軸承連接。采用直驅電機驅動、旋轉編碼器反饋和計算機數字控制的實現方式。本發明專利技術可以使主軸一端固定，令主軸熱伸長朝向遠離工件的方向伸長，且本發明專利技術結構緊湊，降低了各零件的加工和裝配調整難度，安裝方便。氣浮主軸設計精度為：定位精度:2.5角秒，重復定位精度：1角秒，回轉誤差≤0.3μm。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種超精密機床應用的電主軸，具體涉及一種高精度氣浮電主軸。
技術介紹
工件主軸在加工過程中直接影響工件的運動，所以工件主軸的回轉精度直接影響到工件的加工精度，其精度和特性可以評價機床本身的精度，傳動滾動支承與氣浮軸承相比誤差環節多、精度不高，另外滾動支撐的發熱量遠遠大于氣浮軸承。當加工對象為精密自由曲面光學元件時，很難滿足對加工件的面形精度和表面光潔度的要求。氣浮軸承引起機床主軸回轉系統的熱變形小，具有良好的回轉精度，軸承中支撐回轉軸的壓力膜可以起均化作用，另外空氣軸承主軸還具有動特性良好，精度壽命長，不產生振動等優點，所以空氣靜壓軸承的剛度雖低，但是對于微量切削的超精密機床卻很適用。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種能夠減少主軸熱伸長，提高主軸的回轉精度，降低各零件的加工和裝配調整難度，同時具有結構緊湊、動態性能好的高精度氣浮電主軸。為達到上述目的，本專利技術采用的技術方案是包括主軸箱體以及通過軸承壓板固定于主軸箱體內的氣浮軸承，在氣浮軸承的一端固定有轉子軸和電機外套，氣浮軸承另一端固定有位于主軸箱體外的夾具或吸盤，在電機外套內固定有水套，電機壓板將電機定子固定在水套內，在電機定子內安裝有電機轉子，轉子軸固定于電機轉子內，電機外套上還安裝有用于封裝水套、電機定子和電機轉子的過渡盤，在過渡盤外側還設置有套裝在轉子軸上的轉接件，角度編碼器固定在轉接件上。所述的過渡盤上還安裝有電機腔蓋板。所述的主軸箱體上還安裝有防塵蓋。所述的水套通過螺釘固定在電機外套內部的凸臺上。所述的轉子軸為中空結構與氣浮軸承的空腔聯通。所述的轉子軸通過漲緊套與電機轉子連接。本專利技術采用氣浮軸承支撐，直驅電機驅動，將電機轉子直接安裝在轉子軸上，有效的降低主要零件的加工和裝配調整難度，還配合采用旋轉編碼器反饋和計算機數字控制的實現方式，保證了回轉工作臺的精度；該氣浮主軸通過將轉子軸和電機外套聯接在氣浮軸承一端，另一端與軸承壓板聯接，軸承壓板固定在主軸箱體上，使主軸的前端固定，后端自由，減少主軸熱伸長，電機外部設置水套進行冷卻，減少了熱源。該氣浮主軸具有結構緊湊，動特性好，熱穩定性好的特點。所述的氣浮主軸設計精度為定位精度2. 5角秒，重復定位精度1角秒，回轉誤差彡O. 3 μ m。附圖說明圖1是本專利技術實施例的結構示意圖中，主軸箱體I，過渡盤2，水套3，電機外套4，氣浮軸承5，軸承壓板6，轉子軸7，轉接件8，角度編碼器9，電機腔蓋板10，防塵蓋11，電機壓板12，電機定子13，漲緊套14，電機轉子15，夾具或吸盤16。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術的結構原理和工作原理作進一步詳細說明。參見圖1，本專利技術的氣浮主軸通過將轉子軸7和電機外套4聯接在氣浮軸承5 —端，另一端通過軸承壓板6固定在主軸箱體I上，且在該端固定有位于主軸箱體I外的夾具或吸盤16。在電機外套4內部的凸臺上固定有水套3，電機壓板12將電機定子13固定在水套3內，在電機定子13內安裝有電機轉子15，轉子軸7通 過漲緊套14與電機轉子15連接，電機外套4上還安裝有用于封裝水套3、電機定子13和電機轉子15的過渡盤2，在過渡盤2外側還設置有套裝在轉子軸7上的轉接件8，角度編碼器9固定在轉接件8上，電機腔蓋板10固定在過渡盤2上，防塵蓋11固定在主軸箱體I上。本專利技術所述的轉子軸7為中空結構，與氣浮軸承5的空腔聯通，吸盤可實現真空夾緊。本專利技術可應用于四軸或五軸聯動高精度數控機床，尤其可應用于所述四軸或五軸聯動高精度數控機床的工件主軸。采用氣浮軸承支撐，直驅電機驅動，將電機轉子直接安裝轉子軸上，有效的降低主要零件的加工和裝配調整難度，還配合采用旋轉編碼器反饋和計算機數字控制的實現方式，保證了回轉工作臺的精度；該氣浮主軸通過將轉子軸和電機外套聯接在氣浮軸承一端，另一端與軸承壓板聯接，軸承壓板固定在主軸箱體上，使主軸的前端固定，后端自由，減少主軸熱伸長，電機外部設置水套進行冷卻，減少了熱源。該氣浮主軸還可以實現真空裝夾，具有結構緊湊，動特性好，熱穩定性好的特點。所述的氣浮主軸設計精度為定位精度2. 5角秒，重復定位精度1角秒，回轉誤差< O. 3 μ m。本專利技術以氣浮軸承5為裝配基礎件，將轉子軸7用螺釘固定在氣浮軸承5的端面上。將水套3推入電機外套4中，水套3通過電機外套4內部的凸臺進行軸向定位，兩者使用螺釘聯接，電機定子13的外圓與水套3的內圓配合，電機定子13通過水套3內部的凸臺進行軸向定位,用電機壓板12壓緊。將漲套14推入電機轉子15。將電機外套4與氣浮軸承5 (已經裝好轉子軸)的端面連接，將軸承壓板6與氣浮軸承5的另一端面連接，將已經裝好的這部分裝配體推入主軸箱體I中，用螺釘聯接軸承壓板6和主軸箱體I。調整轉子軸7和電機同軸后，用漲套14將轉子軸7和電機轉子15緊固。將過渡盤2安裝在電機外套4上，將轉接件8安裝在轉子軸7上，角度編碼器9安裝在轉接件8上，調整同軸后，用螺釘緊固，將電機腔蓋板10安裝在過渡盤2上，采用螺釘緊固。將防塵蓋11安裝在主軸箱體I上。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高精度氣浮電主軸，其特征在于：包括主軸箱體（1）以及通過軸承壓板（6）固定于主軸箱體（1）內的氣浮軸承（5），在氣浮軸承（5）的一端固定有轉子軸（7）和電機外套（4），氣浮軸承（5）另一端固定有位于主軸箱體（1）外的夾具或吸盤（16），在電機外套（4）內固定有水套（3），電機壓板（12）將電機定子（13）固定在水套（3）內，在電機定子（13）內安裝有電機轉子（15），轉子軸（7）固定于電機轉子（15）內，電機外套（4）上還安裝有用于封裝水套（3）、電機定子（13）和電機轉子（15）的過渡盤（2），在過渡盤（2）外側還設置有套裝在轉子軸（7）上的轉接件（8），角度編碼器（9）固定在轉接件（8）上。

【技術特征摘要】
1.一種高精度氣浮電主軸，其特征在于包括主軸箱體(I)以及通過軸承壓板(6)固定于主軸箱體(I)內的氣浮軸承(5)，在氣浮軸承(5)的一端固定有轉子軸(7)和電機外套(4)，氣浮軸承(5)另一端固定有位于主軸箱體(I)外的夾具或吸盤(16)，在電機外套(4)內固定有水套(3)，電機壓板(12)將電機定子(13)固定在水套(3)內，在電機定子(13)內安裝有電機轉子(15 )，轉子軸(7 )固定于電機轉子(15 )內，電機外套(4)上還安裝有用于封裝水套(3 )、電機定子(13 )和電機轉子(15 )的過渡盤(2 )，在過渡盤(2 )外側還設置有套裝在轉子軸(7 )上的轉接件...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳耀龍，柳小婷，張從學，
申請(專利權)人：西安瑞特快速制造工程研究有限公司，
類型：發明
國別省市：