CN204247973U - 一种气浮高速电主轴轴芯结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气浮高速电主轴轴芯结构，包括轴芯主体、夹头段和转子，轴芯主体为阶梯轴，具有朝夹头段的方向依次连接的轴颈、轴身和轴头，轴颈的直径小于轴身的外径，转子固定套装于轴身，且该转子与轴身过盈配合；轴头包括插头和外径大于该插头的挡圈，挡圈位于远离夹头段的插头一端；夹头段的端面开有插孔，插头插装于该插孔内，且该夹头段的端面与挡圈的端面固接；轴颈和转子之间的轴身上形成用于安装气浮轴承的第一气浮轴承位，夹头段外周壁形成用于安装气浮轴承的第二气浮轴承位，第一气浮轴承位的外径小于第二气浮轴承位的外径。本实用新型能进行简易组装，降低加工难度和加工成本，还能增加气浮高速电主轴的承载力。

Description

一种气浮高速电主轴轴芯结构

技术领域

本实用新型涉及气浮高速电主轴，特别涉及一种气浮高速电主轴轴芯结构。

背景技术

气浮高速电主轴是利用气浮原理进行精密加工的电主轴。轴芯结构是高速气浮电主轴的关键部件，其用于夹持固定刀具并带动刀具高速转动。目前，电主轴的轴芯结构通常包括轴芯主体、安装在轴芯主体端部的夹头段和套装在轴芯主体上的转子。

目前，轴芯主体多采用实心轴结构，转子以嵌铜方式固定在轴芯主体上。然而，嵌铜方式的工艺复杂性，使轴芯结构加工周期偏长，良品率偏低，且嵌铜方式的工艺中多使用硬磁材料(永磁材料)，磁性难以消失，进而导致电主轴电机磁损较大，发热严重，极大地增加了加工成本，降低了使用性能。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种气浮高速电主轴轴芯结构，能进行简易组装，降低加工难度和加工成本，还能增加气浮高速电主轴的承载力。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种气浮高速电主轴轴芯结构，包括轴芯主体、安装在轴芯主体端部的夹头段和套装在轴芯主体上的转子，轴芯主体为阶梯轴，具有朝夹头段的方向依次连接的轴颈、轴身和轴头，轴颈的直径小于轴身的外径，转子固定套装于轴身，且该转子与轴身过盈配合；轴头包括插头和外径大于该插头的挡圈，挡圈位于远离夹头段的插头一端；夹头段的端面开有插孔，插头插装于该插孔内， 且该夹头段的端面与挡圈的端面固接；轴颈和转子之间的轴身上形成用于安装气浮轴承的第一气浮轴承位，夹头段外周壁形成用于安装气浮轴承的第二气浮轴承位，第一气浮轴承位的外径小于第二气浮轴承位的外径。

优选地，所述轴颈和轴身之间还连接有用于所述气浮高速电主轴轴芯结构动平衡的去重平衡段，该去重平衡段的外径大于轴颈且小于轴身。

优选地，所述夹头段上远离插头的一端设有用于所述气浮高速电主轴轴芯结构动平衡的加重平衡段，该加重平衡段的端面螺纹配有加重件。

优选地，所述转子包括转子线圈和由软磁材料制成的固定套，转子线圈绕设于固定套，该固定套套装于轴身，且与轴身过盈配合。

优选地，所述轴芯主体内设有贯穿该轴芯主体两端端面的第一通孔，所述夹头段内设有贯穿该夹头段两端端面的第二通孔，第一通孔和第二通孔同轴。

优选地，所述夹头段上远离轴芯主体的一端设有飞盘。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型轴颈的直径小于轴身的外径，而且，在本实用新型的其它实施例中，去重平衡段的外径大于轴颈且小于轴身，则转子可由轴芯主体外径较小端简易装入，大大降低组装加工难度，同时，夹头段的通过插孔、插头的插装配合来与轴芯主体对中，再通过挡圈与夹头段的固接，则可简便地实现轴芯主体与夹头段的安装，进一步降低组装加工难度，从而降低成本；另外，由于第一气浮轴承位的外径小于第二气浮轴承位的外径，则第一气浮轴承位处所受作用力F1减小，而气浮高速电主轴的承载力W与F1负相关，所以电主轴承载力W将增大。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型气浮高速电主轴轴芯结构的剖视图。

图中：1、轴芯主体；11、轴颈；12、轴身；121、第一气浮轴承位；13、轴头；131、插头；132、挡圈；14、去重平衡段；15、第一通孔；2、夹头段；21、插孔；22、第二气浮轴承位；23、加重平衡段；24、第二通孔；25、飞盘；3、转子；31、转子线圈；32、固定套。 

具体实施方式

如图1所示的一种气浮高速电主轴轴芯结构，包括轴芯主体1、安装在轴芯主体1端部的夹头段2和套装在轴芯主体1上的转子3，轴芯主体1为阶梯轴，具有朝夹头段2的方向依次连接的轴颈11、轴身12和轴头13，轴颈11的直径小于轴身12的外径，转子3固定套装于轴身12，且该转子3与轴身12过盈配合；轴头13包括插头131和外径大于该插头131的挡圈132，挡圈132位于远离夹头段2的插头131一端；夹头段2的端面开有插孔21，插头131插装于该插孔21内，且该夹头段2的端面与挡圈132的端面固接；轴颈11和转子3之间的轴身12上形成用于安装气浮轴承的第一气浮轴承位121，夹头段2外周壁形成用于安装气浮轴承的第二气浮轴承位22，第一气浮轴承位121的外径小于第二气浮轴承位22的外径。

轴颈11的直径小于轴身12的外径，则转子3可由轴芯主体1外径较小端简易装入，大大降低组装加工难度，同时，夹头段2的通过插孔21、插头131的插装配合来与轴芯主体1对中，再通过挡圈132与夹头段2的固接，具体可以采用焊接方式实现固定，则可简便地实现轴芯主体1与夹头段2的安装，进一步降低组装加工难度，从而降低成本；另外，由于第一气浮轴承位121的外径小于第二气浮轴承位22的外径，则第一气浮轴承位121处在加工时所受作用力F1减小，而气浮高速电主轴的承载力W与F1负相关，所以气浮高速电主轴承载力W将增大。因此，本实用新型转子3套装装入轴芯主体1的方式，省去 了现有嵌铜方式的工艺，避免了工艺的复杂性。其中，轴芯主体1、转子3、夹头段2三者同轴，利于平稳高速旋转。更进一步地，在夹头段2上远离轴芯主体1的一端设有飞盘25，可进一步实现高速平稳旋转，并可承受较大的轴向力。

其中，插头131可设为平衡螺钉，插孔21可设为与该平衡螺钉螺接的螺纹孔。

轴颈11和轴身12之间还连接有用于气浮高速电主轴轴芯结构动平衡的去重平衡段14，该去重平衡段14的外径大于轴颈11且小于轴身12。夹头段2上远离插头131的一端设有用于气浮高速电主轴轴芯结构动平衡的加重平衡段23，该加重平衡段23的端面螺纹配有加重件(图中未示出)。通过配置去重平衡段14的外径，配置加重件的数量，就可以使本气浮高速电主轴轴芯结构便捷达到动平衡，使本气浮高速电主轴轴芯结构的高速动态性能好，精度好，使用寿命长并提升组装效率。

转子3包括转子线圈31和由软磁材料制成的固定套32，转子线圈31绕设于固定套32，该固定套32套装于轴身12，且与轴身12过盈配合。软磁材料的固定套32，将转子线圈31稳定固定于轴身12，可有效减小电机磁损与发热，进而提升本气浮高速电主轴的使用性能。而且，该固定套32套装的方式加工简单，装配方便，降低了加工成本。

轴芯主体1内设有贯穿该轴芯主体1两端端面的第一通孔15，夹头段2内设有贯穿该夹头段2两端端面的第二通孔24，第一通孔15和第二通孔24同轴，以利于达到动平衡，且第一通孔15和第二通孔24利于装入外部的拉杆、拉刀。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种气浮高速电主轴轴芯结构，包括轴芯主体、安装在轴芯主体端部的夹头段和套装在轴芯主体上的转子，其特征在于：轴芯主体为阶梯轴，具有朝夹头段的方向依次连接的轴颈、轴身和轴头，轴颈的直径小于轴身的外径，转子固定套装于轴身，且该转子与轴身过盈配合；轴头包括插头和外径大于该插头的挡圈，挡圈位于远离夹头段的插头一端；夹头段的端面开有插孔，插头插装于该插孔内，且该夹头段的端面与挡圈的端面固接；轴颈和转子之间的轴身上形成用于安装气浮轴承的第一气浮轴承位，夹头段外周壁形成用于安装气浮轴承的第二气浮轴承位，第一气浮轴承位的外径小于第二气浮轴承位的外径。

2.根据权利要求1所述的气浮高速电主轴轴芯结构，其特征在于：所述轴颈和轴身之间还连接有用于所述气浮高速电主轴轴芯结构动平衡的去重平衡段，该去重平衡段的外径大于轴颈且小于轴身。

3.根据权利要求2所述的气浮高速电主轴轴芯结构，其特征在于：所述夹头段上远离插头的一端设有用于所述气浮高速电主轴轴芯结构动平衡的加重平衡段，该加重平衡段的端面螺纹配有加重件。

4.根据权利要求1～3任一项所述的气浮高速电主轴轴芯结构，其特征在于：所述转子包括转子线圈和由软磁材料制成的固定套，转子线圈绕设于固定套，该固定套套装于轴身，且与轴身过盈配合。

5.根据权利要求1～3任一项所述的气浮高速电主轴轴芯结构，其特征在于：所述轴芯主体内设有贯穿该轴芯主体两端端面的第一通孔，所述夹头段内设有贯穿该夹头段两端端面的第二通孔，第一通孔和第二通孔同轴。

6.根据权利要求1～3任一项所述的气浮高速电主轴轴芯结构，其特征在于：所述夹头段上远离轴芯主体的一端设有飞盘。