專利名稱：一種電動式靜動壓軸磨具單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及精密機(jī)械制造領(lǐng)域，特別涉及一種電動式靜動壓軸磨具 單元。
背景技術(shù)：
在不斷發(fā)明和創(chuàng)造中提高加工質(zhì)量并使質(zhì)量日漆完善，這是機(jī)床制造業(yè) 的努力方向，那些對于產(chǎn)品質(zhì)量起重要影響的機(jī)床，例如磨床、車床等，這 種問題就更為突出。變頻電動主軸磨具單元是機(jī)床中的重要部分，其內(nèi)部含有高精度軸承， 傳統(tǒng)的設(shè)計是采用滾動軸承實現(xiàn)，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，但也暴露 了不少缺點，最主要的缺點是滾動軸承使用壽命低、維修費高，其原因除了 滾動軸承結(jié)構(gòu)上的缺陷外，還由于使用中出現(xiàn)的動態(tài)現(xiàn)象十分復(fù)雜，這種動態(tài)現(xiàn)象具體與下述因素有關(guān)1、 旋轉(zhuǎn)零件(鋼球、滾子)作用于滾道的離心力；2、 因運轉(zhuǎn)物質(zhì)不平衡而產(chǎn)生的離心力；3、 因溫度變化而產(chǎn)生的軸承游隙變化；4、 滾動軸承的防振性能差；5、 滾動軸承使用的壽命周期短；6、 加工精度受滾動軸承精度的限制。實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供一種電動式靜動壓軸磨具單元，使用壽命長 且維修費用低。，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種電動式靜動壓軸磨具單元，.包括變頻電動主軸磨具單元主體、主軸和電機(jī)；所述主軸與所述電機(jī)容置在所述變頻電動主軸磨具單元主體的內(nèi)部； 關(guān)鍵在于，該電動式靜動壓軸磨具單元還包括徑向靜動壓淺腔體和軸向靜動 壓淺力空體；所述軸向靜動壓淺腔體和徑向靜動壓淺腔體安裝在所述主軸上。 由以上技術(shù)方案可見，本實用新型在變頻電動主軸單元主體內(nèi)的主軸上 安裝了徑向靜動壓淺腔體和軸向靜動壓淺腔體，形成電動式靜動壓軸磨具單 元。首先，由于靜動壓軸承自身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點，其防振性能良好、熱變形小、 基于一定精度能使用較長時間，因此使用靜動壓軸承可以避免諸如因溫度變 化而產(chǎn)生的軸承游隙變化、防振性能差、使用的壽命周期短和加工精度受限 制等不利影響；其次，由于在徑向和軸向都安裝了靜動壓軸承，可以減小旋 轉(zhuǎn)零件(鋼球、滾子)作用于滾道的離心力及運轉(zhuǎn)物質(zhì)不平衡而產(chǎn)生的離心 力的影響。上述兩方面因素使得本實用新型提出的電動式靜動壓軸磨具單元 使用壽命長且維修費用低。


圖1為本實用新型中電動式靜動壓軸磨具單元的局部剖面圖； 圖2為圖1所示磨具單元的在A-A方向的旋轉(zhuǎn)示意圖； 圖3為本實用新型中的航空插頭示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的和優(yōu)點更加清楚，
以下結(jié)合附圖和實施例對本實 用新型作進(jìn) 一 步的詳細(xì)說明。對軸承的一般設(shè)計要求如下1、 在較大的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷范圍具有良好的剛性；2、 在較長的時間內(nèi)維持其應(yīng)有的精度；3、 為防止熱變形，要求能量消耗低；4、 防振性能良好，以提高旋轉(zhuǎn)零件的動穩(wěn)定性；5、 使用簡單而可靠。上述設(shè)計要求在一定程度上對動壓滑動軸承或滾動軸承也有相當(dāng)針對性，但主要還是就靜動壓軸承而言的，尤其是前4點，因此靜動壓軸承在結(jié)構(gòu)上具備上述前4點所述的優(yōu)點。本實用新型〗又介紹有效地采用靜動壓軸7 義和變頻電動主軸磨具單元的i殳計和應(yīng)用。本實用新型是為變頻電動主軸磨具單元i殳計兩套在徑向和軸向均可傳 遞負(fù)荷的靜動壓軸承，使變頻電動主軸磨具單元與靜動壓軸承完美融合，形 成電動式靜動壓軸磨具單元。圖1為本實用新型中電動式靜動壓軸磨具單元的局部剖面圖，該電動式 靜動壓軸磨具單元包括變頻電動主軸磨具單元主體、主軸、電才幾、徑向靜 動壓淺腔體和軸向靜動壓淺腔體。其中軸向靜動壓淺腔體包括第一軸向靜 動壓淺腔體3和第二軸向靜動壓淺腔體9;徑向靜動壓淺腔體包括第一徑 向靜動壓淺腔體1和第二徑向靜動壓淺腔體2;變頻電動主軸磨具單元主體 包括軸的冷卻室6和7、進(jìn)油嘴14、回油嘴12和13、前主體11、殼體8、 前端蓋18、后端蓋19、泄壓裝置16和17;電機(jī)包括定子4和轉(zhuǎn)子5;主 軸由高精度主軸10實現(xiàn)。從另一個角度，如果將本實用新型的電動式靜動壓軸磨具單元分為變頻 電動^L和靜動壓軸系兩部分，則變頻電動沖幾包括定子4、轉(zhuǎn)子5、軸的冷 卻室6和7、殼體8和高精度主軸10;靜動壓軸系包括第一徑向靜動壓淺 腔體1、第二徑向靜動壓淺腔體2、第一軸向靜動壓淺腔體3、第二軸向靜 動壓淺腔體9、前主體11、回油嘴12和13和進(jìn)油嘴14。本實用新型的電 動式靜動壓軸磨具單元實現(xiàn)了平穩(wěn)高精度傳遞的軸系。前主體11的一端與殼體8的一端對接，前主體11的另一端安裝有前端 蓋18，殼體8的另一端安裝有后端蓋19。軸冷卻室6和7是在殼體8中所 開的空腔，其內(nèi)部可注入冷卻水以降低工作時的溫度。定子4和轉(zhuǎn)子5相互配合并位于殼體8的容置空間中。高精度主軸10與轉(zhuǎn)子5配合并貫穿前主體11和殼體8的容置空間，其 中穿出前端蓋18的一端為高精度主軸10的頭部，安裝有砂輪；穿出殼體8 且與后端蓋19配合的一端為高精度主軸IO的尾部，安裝有第二徑向靜動壓 淺腔體2。高精度主軸IO位于前主體11容置空間的一段上具有軸向矩形20， 該軸向矩形20沿徑向的相對兩個側(cè)面分別對應(yīng)安裝有第一軸向靜動壓淺腔 體3和第二軸向靜動壓淺腔體9;第一徑向靜動壓淺腔體1安裝在主軸10 上，并與所述軸向矩形20相鄰、且位于靠近殼體8的一側(cè)。進(jìn)油嘴14和回油嘴13位于后端蓋19上，回油嘴12位于前主體11上。 泄壓裝置16和17位于殼體8上。由于本實用新型中的電動式靜動壓軸磨具 單元密封設(shè)計較為完善，因此設(shè)置了該泄壓裝置16和17。圖1所示電動式靜動壓軸磨具單元的工作過程如下1 )液壓站供給的高壓力油經(jīng)節(jié)流后由進(jìn)油嘴14分別進(jìn)入第 一徑向靜動 壓淺腔體l、第二徑向靜動壓淺腔體2、前主體ll、第一軸向靜動壓淺腔體 3和第二靜動壓軸承9;2) 高精度主軸IO浮起形成母線油膜；3) 高壓油向外溢流通過內(nèi)部回油系統(tǒng)、經(jīng)回油嘴12和13回流液壓站， 系統(tǒng)液體進(jìn)入閉環(huán)工作，使之處于液體支承狀態(tài)。本實用新型中的電動式靜動壓軸磨具單元可以由計算機(jī)控制，即可以數(shù) 控系統(tǒng)和普通系統(tǒng)兼用，具體控制流程簡述如下1) 計算機(jī)發(fā)出控制信號；2) 計算機(jī)發(fā)出的控制信號經(jīng)過數(shù)字模擬D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，通過航空 插頭15控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)以帶動高精度主軸10進(jìn)行磁力切割，旋轉(zhuǎn)方向如圖2 所示，圖2中的實線箭頭表示旋轉(zhuǎn)方向，轉(zhuǎn)子5傳遞負(fù)荷、帶動高精度主軸 10旋轉(zhuǎn)時，節(jié)流端和特設(shè)的淺腔經(jīng)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生動壓效應(yīng)，從而實現(xiàn)運轉(zhuǎn)高穩(wěn) 定、高精度、高效率傳遞軸系。圖3為本實用新型中的航空插頭示意圖，其 功能及與電機(jī)的連接關(guān)系與現(xiàn)有技術(shù)中的完全相同，這里不再贅述。本實用新型中的電動式靜動壓軸磨具單元是由機(jī)構(gòu)精度旋轉(zhuǎn)部分組成的集機(jī)電融為一體的典型高科技產(chǎn)品，具備以下優(yōu)點① 起動性能好，效率高，低速力矩大；② 轉(zhuǎn)速可調(diào)，噪音低，振動小，運動平穩(wěn)；③ 回轉(zhuǎn)精度高，這是因為高精度主軸IO與各個靜動壓軸承間有一層油膜，不但能吸振，而且可以均化高精度主軸IO與各個靜動壓軸承的制造誤差，其回轉(zhuǎn)精度可達(dá)0.01微米，該回轉(zhuǎn)精度指高精度主軸10 旋轉(zhuǎn)時其空間軸線的偏擺量，與通常所測主軸徑向跳動有本質(zhì)區(qū)別，需要專用儀器進(jìn)行測量； 剛度好，當(dāng)高精度主軸10高速旋轉(zhuǎn)時，附加很高的動壓效應(yīng)，實際上是一種靜動壓混合軸承，從而使軸系具有很高的剛度，用于粗、細(xì)、精磨效果4艮好； ⑤效率高，這是因為高精度主軸10高速旋轉(zhuǎn)時，油膜具有極強(qiáng)的均化作用，還具有極強(qiáng)的油膜剛度，可提高磨削工效2至3倍，如配合采用適當(dāng)?shù)纳拜喣苣ハ饔操|(zhì)合金； ◎使用壽命長，這是因為高精度主軸旋轉(zhuǎn)時處于純液體摩擦，沒有金屬接觸，從理論上將具有無限壽命，只要供油正常能用幾十年不磨損，免維修；⑦抗振性好，這是因為油膜具有極強(qiáng)的吸振能力，同時能削弱外界振 動的影響； 速度范圍廣，主要是低速不爬行、轉(zhuǎn)速度從零到上萬轉(zhuǎn)，能正反向 旋轉(zhuǎn)。使用本實用新型提供的電動式靜動壓軸磨具單元進(jìn)行超精磨削加工環(huán) 型件時，可以克服圓形偏差、圓度誤差、直線性和粗糙度等幾何精度的缺欠。本實用新型提供的電動式靜動壓軸磨具單元最適用于加工中心、數(shù)控磨 床等設(shè)備提升傳統(tǒng)加工精度差，可廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、信息產(chǎn)業(yè)、數(shù)控機(jī) 床制造和機(jī)床數(shù)控的改造等不同接口 。本實用新型提供的電動式靜動壓軸磨具單元與專用的液壓站、變頻器形成精確閉環(huán)信息反饋接口系統(tǒng)。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型 的保護(hù)范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替 換以及改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種電動式靜動壓軸磨具單元，包括變頻電動主軸磨具單元主體、主軸和電機(jī)；所述主軸與所述電機(jī)容置在所述變頻電動主軸磨具單元主體的內(nèi)部；其特征在于，該電動式靜動壓軸磨具單元還包括徑向靜動壓淺腔體和軸向靜動壓淺腔體；所述軸向靜動壓淺腔體和徑向靜動壓淺腔體安裝在所述主軸上。
2、 如權(quán)利要求1所述的電動式靜動壓軸磨具單元，其特征在于，所述變頻 電動主軸磨具單元主體包括前主體(ll)、殼體(8)、前端蓋(18)和后端蓋(19) ;所述前主體(11)的一端與殼體(8)的一端對接，前主體(11)的另一端 安裝有前端蓋(18)，殼體的另一端安裝有后端蓋(19)。
3、 如權(quán)利要求1所述的電動式靜動壓軸磨具單元，其特征在于，所述電機(jī) 包括定子(4)和轉(zhuǎn)子(5 );所述定子(4)和轉(zhuǎn)子(5 )相互配合并容置在所述殼體(8 )的容置空間中。
4、 如權(quán)利要求3所述的電動式靜動壓軸磨具單元，其特征在于，所述主軸 由主軸(10)實現(xiàn)；所述主軸(10)與轉(zhuǎn)子(5)配合并貫穿所述前主體(11)和殼體(8)容 置的空間，其中穿出所述前端蓋(18)的一端為主軸(10)的頭部，安裝有砂 輪；穿出所述殼體(8)、且與所述后端蓋(19)配合的一端為主軸(10)的尾 部。
5、 如權(quán)利要求4所述的電動式靜動壓軸磨具單元，其特征在于，所述徑向 靜動壓淺腔體包括第一徑向靜動壓淺腔體(1)和第二徑向靜動壓淺腔體(2 ); 所述軸向靜動壓淺腔體包括第一軸向靜動壓淺腔體(3 )和第二軸向靜動壓淺 腔體(9);所述主軸(10)位于前主體(11)容置空間的一段上具有軸向矩形(20) ;所述第二徑向靜動壓淺腔體(2)安裝在所述主軸(10)的尾部；所述第一軸向靜動壓淺腔體(3)和第二軸向靜動壓淺腔體(4)對應(yīng)安裝 在所述軸向矩形(20)沿徑向的相對兩個側(cè)面上；所述第一徑向靜動壓淺腔體 (l)安裝在主軸UO)上，并與所述軸向矩形(20)相鄰、且位于靠近殼體(8) 的一側(cè)。
6、 如權(quán)利要求5所述的電動式靜動壓軸磨具單元，其特征在于，所述定子 (4)、轉(zhuǎn)子(5)、主軸(IO)、第一徑向靜動壓淺腔體(1)、第二徑向靜動壓淺腔體(2)、第一軸向靜動壓淺腔體(3)和第二軸向靜動壓淺腔體(9)構(gòu)成一 個軸系。
7、 如權(quán)利要求2所述的電動式靜動壓軸磨具單元，其特征在于，所述變頻 電動主軸磨具單元主體還包括軸冷卻室(6)和(7);所述軸冷卻室(6)和(7)為所述殼體(8)中所開的空腔。
8、 如權(quán)利要求2所述的電動式靜動壓軸磨具單元，其特征在于，所述變頻 電動主軸磨具單元主體還包括進(jìn)油嘴(14)、回油嘴(13)和(12)、泄壓裝 置(16)和(17);所述進(jìn)油嘴(14)和回油嘴(13)位于所述后端蓋(19)上，回油嘴(12) 位于所述前主體(11 )上，所述泄壓裝置(16 )和(17 )位于所述殼體(8 )上。
專利摘要本實用新型公開了一種電動式靜動壓軸磨具單元，包括變頻電動主軸磨具單元主體、主軸、電機(jī)、軸向靜動壓淺腔體和徑向靜動壓淺腔體；所述主軸與所述電機(jī)容置在所述變頻電動主軸磨具單元主體的內(nèi)部；所述軸向靜動壓淺腔體和徑向靜動壓淺腔體安裝在所述主軸上。該電動式靜動壓軸磨具單元是集機(jī)電融為一體的產(chǎn)品，可以實現(xiàn)平穩(wěn)高精度傳遞的軸系，可廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、信息產(chǎn)業(yè)、數(shù)控機(jī)床制造和機(jī)床數(shù)控改造等不同接口的主軸系列。
文檔編號B24B41/04GK201423571SQ20092010745
公開日2010年3月17日 申請日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者平 陳 申請人:平 陳