專利名稱：一種用于機(jī)床的等分油腔靜動(dòng)壓軸系單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精密機(jī)械制造領(lǐng)域，特別涉及一種用于機(jī)床的等分油腔靜動(dòng)壓軸系單兀。
背景技術(shù)：
影響機(jī)械加工零件精度的因素有很多，但是這其中最重要的一個(gè)就是加工機(jī)械零件的機(jī)床(例如磨床、車床、加工中心等)本身的精度等級(jí)，隨著對(duì)機(jī)械加工零件精度的要求越來(lái)越高，對(duì)機(jī)床的高速回轉(zhuǎn)主軸的綜合回轉(zhuǎn)精度也就提出了越來(lái)越高的要求，如ー些高速大功率高精度數(shù)控磨床、加工中心的主軸轉(zhuǎn)速己達(dá)到20000r/min以上，對(duì)于主軸的綜合回轉(zhuǎn)精度要求小于0. 2 μ m，甚至更高?，F(xiàn)有的用于機(jī)床的(磨床、加工中心等)的等分油腔靜動(dòng)壓軸磨具単元，包括主軸箱體，這個(gè)主軸箱體安裝在機(jī)床上，在主軸箱體內(nèi)安裝有高速旋轉(zhuǎn)的主軸，主軸一端連接有砂輪(用于磨床的時(shí)候)，另一端連接有傳動(dòng)輪，由傳動(dòng)輪帶著主軸旋轉(zhuǎn)，在主軸箱體內(nèi)安裝有前軸瓦、后軸瓦和后壓蓋，在前軸瓦、后軸瓦上都設(shè)有等分油腔，傳統(tǒng)的方式是在前軸瓦、 后軸瓦采用四個(gè)或六個(gè)等偶數(shù)個(gè)等分油腔。其中，以四等分油腔最為常見(jiàn)，應(yīng)用最為廣泛， 但是，偶數(shù)個(gè)等分油腔雖然能夠滿足一般機(jī)床對(duì)于精度的需要，但是對(duì)于高精度主軸回轉(zhuǎn)精度小于0. 2μπι，達(dá)到0. 15 μ m甚至更高的時(shí)候，就達(dá)不到了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種用于機(jī)床的等分油腔靜動(dòng)壓軸系單元，其能夠使得主軸的回轉(zhuǎn)精度大大提高。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下；一種用于機(jī)床的等分油腔靜動(dòng)壓軸系單元，包括主軸箱體、主軸，所述的主軸箱體上安裝有前軸瓦、后軸瓦，所述前軸瓦設(shè)有前等分油腔，所述后軸瓦上設(shè)有后等分油腔，所述前等分油腔和/或所述后等分油腔的數(shù)量為大于等于三的奇數(shù)個(gè)。作為優(yōu)選，所述前等分油腔和/或所述后等分油腔的數(shù)量為3、5、7個(gè)。作為優(yōu)選，所述前等分油腔和/或所述后等分油腔的數(shù)量為5個(gè)。作為優(yōu)選，所述的主軸的后端安裝有傳動(dòng)輪。作為優(yōu)選，所述主軸后端有一軸向受力圓環(huán)，所述后軸瓦的后側(cè)面設(shè)有與所述軸向受カ圓環(huán)的前側(cè)面相配合的環(huán)槽，所述主軸箱體后端固定有后壓蓋，所述后壓蓋的前側(cè)面設(shè)有與所述軸向受カ圓環(huán)的后側(cè)面相配合的環(huán)槽。作為優(yōu)選，所述前軸瓦和/或后軸瓦與所述的主軸箱體一體成型或分體組裝。
作為優(yōu)選，所述的主軸具有與所述前軸瓦、后軸瓦相配合的前軸肩、中間軸肩。作為優(yōu)選，所述的機(jī)床為車床或磨床。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的等分油腔靜動(dòng)壓軸磨具単元，與現(xiàn)有的采用四等分或六等分油腔不同，采用的是大于等于三的奇數(shù)個(gè)等分腔數(shù)量，能夠使得主軸的回轉(zhuǎn)精度大大提高，達(dá)到0. 15 μ m甚至更高。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步的說(shuō)明圖1為現(xiàn)有的四等分油腔的結(jié)構(gòu)示意圖2為現(xiàn)有的六等分油腔的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖3的A-A剖視圖； 圖5為圖3的B-B剖視圖； 圖6為圖3中I處局部放大圖。圖中
A-前軸瓦或后軸瓦；Al-主軸，A2-間隙，A3-等分油腔；
1-主軸箱體；
2-主軸，201-軸向受力圓環(huán)，202-前軸肩，203-后軸肩；
3-前軸瓦，301-前等分油腔；
4-后軸瓦，401-后等分油腔，402-環(huán)槽；
5-后壓蓋，501-環(huán)槽；
6-傳動(dòng)輪；
7-砂輪。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例，見(jiàn)附圖3、4、5、6 ；—種用于機(jī)床的等分油腔靜動(dòng)壓軸系單元，機(jī)床可以是車床、磨床等，本實(shí)施方式采用的是磨床，但不僅限于此，其包括主軸箱體1、主軸2，主軸2 安裝在主軸箱體內(nèi)，兩端伸出，主軸后端固定有傳動(dòng)輪6，用來(lái)與外部的動(dòng)カ源連接，帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，因?yàn)樵诒緦?shí)施方式中是以磨床為例，所以，在主軸的前端安裝有砂輪7，如果是車床則可以安裝刀具，因?yàn)槭潜绢I(lǐng)域內(nèi)的公知技木，在此不詳述，在主軸箱體1上安裝有前軸瓦 3、后軸瓦4及后壓蓋5，前軸瓦3、后軸瓦4可以與主軸箱體一體或分體組裝，本實(shí)施方式中，前軸瓦、后軸瓦與主軸箱體是分開的，前軸瓦和主軸箱體固定連接，而后軸瓦不是，因此在主軸箱體內(nèi)設(shè)有一位于后軸瓦前端面的卡圈，防止其移動(dòng)，為了減小主軸在高速旋轉(zhuǎn)的時(shí)候的軸向跳動(dòng)，在主軸2后端有一軸向受カ圓環(huán)201，軸向受カ圓環(huán)201是直接成型在主軸上的，與主軸一體的，而后軸瓦4的后側(cè)面設(shè)有與軸向受力圓環(huán)201的前側(cè)面相配合的環(huán)槽402，后壓蓋5的前側(cè)面設(shè)有與所述軸向受カ圓環(huán)201的后側(cè)面相配合的環(huán)槽501，通過(guò)讓兩個(gè)環(huán)槽充滿液壓油來(lái)減小主軸軸向的跳動(dòng)。而為了減小加工主軸的成本，及加快主軸的加工時(shí)間，提高工作效率，主軸2具有與所述前軸瓦3、后軸瓦4相配合的前軸肩202、中間軸肩203。這樣，在加工主軸的時(shí)候，只需要將前軸肩202、中間軸肩203高精度加工即可，其余部分精度要求不高，加工速度快。前軸瓦3設(shè)有前等分油腔301，后軸瓦4上設(shè)有后等分油腔401，前等分油腔301 和/或所述后等分油腔401的數(shù)量為大于等于三的奇數(shù)個(gè)，數(shù)量的選擇根據(jù)主軸的直徑大小及實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行確定，一般的，經(jīng)過(guò)我們實(shí)際的檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)，在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，前等分油
4腔301和后等分油腔401的數(shù)量為3、5或7個(gè)，其中，以數(shù)量為5個(gè)最佳，本實(shí)施方式中，前等分油腔301和后等分油腔401的數(shù)量均為5個(gè)，當(dāng)然，也可以是，前等分油腔301或后等分油腔401的數(shù)量是3、5、7等奇數(shù)個(gè)，只是這樣，效果不是最佳。見(jiàn)附圖1、2，這兩個(gè)附圖表示的兩種最常見(jiàn)的、應(yīng)用范圍最廣的傳統(tǒng)的等分油腔的設(shè)置，分別是四等分和六等分油腔設(shè)置圖，圖中，A表示的是前軸瓦或后軸瓦，Al表示的機(jī)床的主軸，A2表示的是主軸與前軸瓦或后軸瓦之間的正常間隙，A3表示的就是等分油腔，也就是開設(shè)在前軸瓦或后軸瓦內(nèi)表面的凹槽，可以貫穿整個(gè)前軸瓦或后軸瓦長(zhǎng)度方向的，也可以不貫穿。主軸不管采用何種精度的機(jī)床加工出來(lái)的，其橫截面實(shí)際上都是一個(gè)橢圓，同樣的，前軸瓦或后軸瓦的內(nèi)孔橫截面也是橢圓，圖1、圖2為了顯示方便及便于理解，將主軸和前軸瓦或后軸瓦的內(nèi)孔的橢圓度進(jìn)行了放大，但這并不代表實(shí)際的尺寸。在現(xiàn)在的軸系單元工作的時(shí)候，是注入高壓油的，高壓油在主軸與前軸瓦、后軸瓦之間形成油膜，使得主軸處于液態(tài)支承狀態(tài)，為了減小主軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)候產(chǎn)生的徑向跳動(dòng)，在前軸瓦、后軸瓦上都設(shè)有四個(gè)或六個(gè)等分油腔。見(jiàn)圖1，從圖中可以看出，等分油腔A3為四個(gè)，主軸橫截面是橢圓，其橫截面兩個(gè)長(zhǎng)軸對(duì)應(yīng)兩個(gè)等分油腔、短軸對(duì)應(yīng)兩個(gè)等分油腔，因?yàn)榈确钟颓皇情_始在前軸瓦、后軸瓦內(nèi)孔上的凹槽，所以，兩個(gè)長(zhǎng)軸兩個(gè)與和對(duì)應(yīng)等分油腔之間的間隙，是大于正常情況下主軸和前軸瓦、后軸瓦內(nèi)孔之間的間隙A2的，同樣的，兩個(gè)短軸與和其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)等分油腔之間的間隙，也是是大于正常情況下主軸和前軸瓦、后軸瓦內(nèi)孔之間的間隙A2的。這樣，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)到兩個(gè)長(zhǎng)軸、兩個(gè)短軸與四個(gè)等分油腔位置對(duì)應(yīng)的時(shí)候，會(huì)因?yàn)殚g隙的變大而引起主軸的一個(gè)微小的跳動(dòng)，雖然間隙的變化很小很小，跳動(dòng)也很小很小，但是，要知道，主軸旋轉(zhuǎn)的速度是20000r/min，甚至更高，以主軸轉(zhuǎn)速為MOOOr/min為例，也就是說(shuō)，在一秒鐘內(nèi)，主軸旋轉(zhuǎn)了 300轉(zhuǎn)，而每一轉(zhuǎn)內(nèi)，主軸都會(huì)因?yàn)殚g隙的變化而產(chǎn)生四次意外的徑向微小跳動(dòng)(每一轉(zhuǎn)內(nèi)，主軸的長(zhǎng)軸、端軸有四次與四個(gè)等分油腔對(duì)應(yīng)的位置，就是四次間隙變化，四次徑向跳動(dòng))，一秒鐘300轉(zhuǎn)，就是1200次微小的徑向跳動(dòng)，而這樣的跳動(dòng)對(duì)應(yīng)一般精度的加工來(lái)講，是正常的范圍內(nèi)，而對(duì)應(yīng)對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度要求小于0. 15 μ m甚至0. Iym的機(jī)床來(lái)說(shuō)，就太大了，這些跳動(dòng)累計(jì)的誤差使得主軸回轉(zhuǎn)精度達(dá)不到要求；見(jiàn)附圖2，而對(duì)于現(xiàn)有的等分油腔A3為六個(gè)，主軸橫截面是橢圓，其橫截面兩個(gè)長(zhǎng)軸對(duì)應(yīng)兩個(gè)等分油腔、短軸則沒(méi)有對(duì)應(yīng)的等分油腔，所以，兩個(gè)長(zhǎng)軸兩個(gè)與和對(duì)應(yīng)等分油腔之間的間隙，是大于正常情況下主軸和前軸瓦、后軸瓦內(nèi)孔之間的間隙Α2的。這樣，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)到兩個(gè)長(zhǎng)軸與兩個(gè)等分油腔位置對(duì)應(yīng)的時(shí)候，會(huì)因?yàn)殚g隙的變大而引起主軸的一個(gè)微小的跳動(dòng)，雖然間隙的變化很小很小，跳動(dòng)也很小很小，但是要知道，主軸旋轉(zhuǎn)的速度是20000r/min，甚至更高，以主軸轉(zhuǎn)速為MOOOr/min為例，也就是說(shuō)，在一秒鐘內(nèi)，主軸旋轉(zhuǎn)了 300轉(zhuǎn)，而每一轉(zhuǎn)內(nèi)，主軸都會(huì)因?yàn)殚g隙的變化而產(chǎn)生六次意外的徑向微小跳動(dòng)(每一轉(zhuǎn)內(nèi)，主軸的長(zhǎng)軸有六次與兩個(gè)等分油腔對(duì)應(yīng)的位置，就是六次間隙變化，六次跳動(dòng))，一秒鐘300轉(zhuǎn)，就是1800次微小的徑向跳動(dòng)，而這樣的徑向跳動(dòng)對(duì)應(yīng)一般精度的加工來(lái)講，是正常的范圍內(nèi)，而對(duì)應(yīng)對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度要求小于0. 15 μ m甚至0. 1 μ m的機(jī)床來(lái)說(shuō)，就太大了，這些跳動(dòng)累計(jì)的誤差就使得主軸回轉(zhuǎn)精度達(dá)不到要求。而本發(fā)明的軸系單元，見(jiàn)附圖4、5 ；前等分油腔301、后等分油腔401數(shù)量都是5個(gè)，是奇數(shù)個(gè)。下面以前等分油腔301為例，詳述下本發(fā)明是如何提高主軸回轉(zhuǎn)精度的。因?yàn)榍暗确钟颓?01是均布在前軸瓦上，那么可以知道，主軸的長(zhǎng)軸或端軸對(duì)應(yīng)的前等分油腔301只能是一個(gè)，而不是向四、六個(gè)等分油腔那樣，對(duì)應(yīng)的都是兩個(gè)，所以在理論上，其間隙的變化只有前者的1/2，理論上由此而產(chǎn)生的主軸徑向跳動(dòng)也只有前者的1/2，以主軸轉(zhuǎn)速為MOOOr/min為例，在一秒鐘內(nèi)，主軸旋轉(zhuǎn)了 300轉(zhuǎn)，而每一轉(zhuǎn)內(nèi)，主軸都會(huì)因?yàn)殚g隙的變化而產(chǎn)生五次意外的徑向微小跳動(dòng)(每一轉(zhuǎn)內(nèi)，主軸的長(zhǎng)軸或端軸有五次與等分油腔對(duì)應(yīng)的位置，就是五次間隙變化，五次徑向跳動(dòng))，一秒鐘300轉(zhuǎn)，就是1500次微小的徑向跳動(dòng)，雖然與四等分油腔的1200次相比，數(shù)量是增加了，但是本實(shí)施方式每次微小的徑向跳動(dòng)量?jī)H是四等分油腔的1/2，所以，相比四、六等分油腔的軸系單元，本實(shí)施方式的軸系單元，其主軸的回轉(zhuǎn)精度大大提高，可以達(dá)到0. 15 μ m甚至0. 1 μ m以上，而這個(gè)主軸回轉(zhuǎn)精度，是通過(guò)改變等分油腔數(shù)量實(shí)現(xiàn)的，成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換以及改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)床的等分油腔靜動(dòng)壓軸系單元，包括主軸箱體(1)、主軸(2)，所述的主軸箱體(1)上安裝有前軸瓦(3)、后軸瓦(4)，所述前軸瓦(3)設(shè)有前等分油腔(301)，所述后軸瓦(4)上設(shè)有后等分油腔(401)，其特征在于所述前等分油腔(301)和/或所述后等分油腔(401)的數(shù)量為大于等于三的奇數(shù)個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種用于機(jī)床的等分油腔靜動(dòng)壓軸系單元，其特征在于所述前等分油腔(301)和/或所述后等分油腔(401)的數(shù)量為3、5、7個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的ー種用于機(jī)床的等分油腔靜動(dòng)壓軸系單元，其特征在于 所述前等分油腔(301)和/或所述后等分油腔(401)的數(shù)量為5個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種用于機(jī)床的等分油腔靜動(dòng)壓軸系單元，其特征在于所述的主軸(2)的后端安裝有傳動(dòng)輪(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種用于機(jī)床的等分油腔靜動(dòng)壓軸系單元，其特征在于所述主軸(2)后端有一軸向受カ圓環(huán)(201)，所述后軸瓦(4)的后側(cè)面設(shè)有與所述軸向受カ圓環(huán)(201)的前側(cè)面相配合的環(huán)槽(402)，所述主軸箱體(1)后端固定有后壓蓋(5)，所述后壓蓋(5)的前側(cè)面設(shè)有與所述軸向受カ圓環(huán)(201)的后側(cè)面相配合的環(huán)槽(501)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種用于機(jī)床的等分油腔靜動(dòng)壓軸系單元，其特征在于所述前軸瓦(3)和/或后軸瓦(4)與所述的主軸箱體(1) 一體成型或分體組裝。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種用于機(jī)床的等分油腔靜動(dòng)壓軸系單元，其特征在于所述的主軸(2)具有與所述前軸瓦(3)、后軸瓦(4)相配合的前軸肩(202)、中間軸肩(203)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種用于機(jī)床的等分油腔靜動(dòng)壓軸系單元，其特征在于所述的機(jī)床為車床或磨床。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于機(jī)床的等分油腔靜動(dòng)壓軸系單元，包括主軸箱體、主軸，所述的主軸箱體上安裝有前軸瓦、后軸瓦及后壓蓋，所述前軸瓦設(shè)有前等分油腔，所述后軸瓦上設(shè)有后等分油腔，所述前等分油腔和/或所述后等分油腔的數(shù)量為大于等于三的奇數(shù)個(gè)。本發(fā)明的等分油腔靜動(dòng)壓軸磨具單元，與現(xiàn)有的采用四等分或六等分油腔不同，采用的是大于等于三的奇數(shù)個(gè)等分腔數(shù)量，能夠使得主軸的回轉(zhuǎn)精度大大提高，達(dá)到0.15μm甚至更高。
文檔編號(hào)B23B19/00GK102554278SQ20121000860
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者孫振國(guó), 翁士揚(yáng), 陳仁波 申請(qǐng)人:浙江辛子精工機(jī)械股份有限公司