一种空气轴承电主轴的制作方法

本实用新型涉及精密加工电主轴技术领域，尤其涉及一种空气轴承电主轴。

背景技术：

空气轴承是用空气作为润滑剂的滑动轴承。因空气比油粘滞性小，耐高温，无污染，因而可用于高速机器、仪器及放射性装置中。

现有空气轴承主轴的轴承采用陶瓷复合球轴承，转速低，达不到高光铜铝合金表面光洁度，加工精度低，不能满足高速铣削加工需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，提供了一种结构紧凑、重量轻、惯性小、摩擦力及振动小等特点，可实现较大功率，高转速、高精度及高稳定性的铣削加工。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种空气轴承电主轴，包括轴体，轴体包括

外套，所述外套包括前盖、钢套和后座，所述钢套和后座之间还设有转接环，

转子，设于轴体中部，为轴体的主要转动部件，所述转子前端穿过所述前盖露于轴体外部，所述转子前端外围依次套设有防尘圈、止推板、分隔片和前轴承，所述前轴承卡设于所述钢套前端，所述转子前端内部设有若干弹片和波柄，所述弹片三个一组相对串联设置；所述转子后端的外径上套设有鼠笼，并与其固定连接；

后轴承，设于钢套后端，后轴承一端设有后轴承定位环，另一端设有后轴承压环，所述后轴承通过后轴承定位环和后轴承压环固定；

线圈，套设于所述转子尾端，并内置于所述后座内孔内部，所述线圈外围上套设有线圈铜套，所述线圈铜套外围上设有水槽；

顶杆，设于所述转子内，前端与波柄相连，后端穿过所述后座延伸至其后端；

夹头，设于所述转子前端，其后端延伸至所述弹片内，所述夹头后端还设有夹头连接杆，所述夹头连接杆一端连接夹头，另一端连接波柄，所述夹头内部装夹刀具，刀具前端延伸至主轴外部；

气缸，设于所述后座后端，所述气缸后端还设有气缸顶盖；

活塞，设于所述气缸内，所述活塞包括第一活塞和第二活塞，所述顶杆后端与第一活塞中心固定，受气压作用，向轴体前端推动波柄。

进一步地，所述气缸设有两个，活塞设有三个，所述活塞与气缸相互交错叠合设置。

进一步地，所述气缸上设有气缸顶盖，气缸顶盖为中空结构。

进一步地，所述后座上设有水气接头和电源接头。

进一步地，所述钢套两头端面设有水孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：利用高速气浮旋转的转子对铜、铝等有色金属进行研磨高光、PCB成型加工，具有结构紧凑、惯性小、摩擦力小和振动小等特点，可实现较大功率，高转速、高精度及高稳定性铣削加工。

附图说明

图1为本实用新型主轴的剖面结构示意图；

图2为本实用新型主轴的结构简图。

图中：1前盖、2钢套、3后座、31水气接头、32电源接头、30后座铜套、4转接环、5转子、6防尘圈、7止推板、8分隔片、9前轴承、10弹片、11波柄、111波柄铜套、12鼠笼、13后轴承、14后轴承定位环、15后轴承压环、151绝缘片、16线圈、17线圈铜套、18水槽、19顶杆、20夹头、21夹头连接杆、22刀具、23气缸、24气缸顶盖、25活塞、251第一活塞、252第二活塞。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1-2，一种空气轴承电主轴，包括轴体，轴体包括外套，外套包括依次连接的前盖1、钢套2和后座3，前盖1设于电主轴前端，具有防水防尘的作用；钢套2为主轴的主体部分，两头端面设有水孔，水孔的作用是带走轴承和线圈产生的热量，同时支承其他零件；后座3为气缸的主体承力零件，后座3上安装水气接头31和电源接头32，水气接头31包括进气口，进水口和出水口，后座3中心孔内设有后座铜套30；钢套2和后座3之间还设有转接环4，转接环4为连接钢套2和后座3的主承力零件，主要起支撑连接作用。

转子5，又称为轴芯，设于轴体中部，为轴体的主要转动部件，核心功能部件，受线圈的电磁场驱动，工作时，高速运转；转子5前端穿过前盖1露于轴体外部，转子5前端外围依次套设有防尘圈6、止推板7、分隔片8和前轴承9，防尘圈设有两个，采用塑料软材料制作，防止转子5前端卡死，同时起到防尘的作用；止推板7又称为动力板，当外部供气产生强气流时，使转子5持续悬浮；分隔片8称为隔离环，隔离上下气浮，转子飞盘在其空间内浮动；前轴承9卡设于钢套2前端，当外部供气产生气流使转子5悬浮在空气中时，起到支承转子定位中心旋转的作用；转子5前端内部设有若干弹片10和波柄11，弹片10三个一组相对串联设置，弹片10又称为碟簧，本实用新型设置六个、九个、十二个或十五个，每三个一组或六个一组，主要为拉杆提供伸缩力，波柄11外围设有波柄铜套111，主要对波柄起保护作用；转子5后端的外径上套设有鼠笼12，并与其固定连接，主要带动转子5运动。

后轴承13设于钢套2后端，后轴承一端设有后轴承定位环14，另一端设有后轴承压环15，后轴承13通过后轴承定位环14和后轴承压环15固定，后轴承13起到支承转子5定位中心，悬浮旋转的转子，非接触式支撑的作用，前后轴承采用锡青铜材料制作，具有耐磨、硬度大的力学性能。

线圈16套设于转子5尾端，并内置于后座3内孔内部，线圈16通电产生旋转的感应电流，转子5上的鼠笼12切割旋转的磁场，驱动转子5转动；线圈16外围上套设有线圈铜套17，线圈铜套17外围上设有水槽18，线圈铜套17用于固定线圈，水槽18主要起到冷却线圈16产生的热量，后轴承压环15与线圈16之间设有绝缘片151。

顶杆19设于转子5内，前端与波柄11相连，后端穿过后座3延伸至其后端固定在气缸上，顶杆19顶波柄11，随气缸前后运动，向下顶时将夹头20打开；夹头20设于转子5前端，其后端延伸至弹片10内，夹头20后端还设有夹头连接杆21，夹头连接杆21一端连接夹头20，另一端连接波柄11，夹头20前端内部装夹刀具22，夹头连接杆21连接波柄11和夹头20的过渡件，起到连接作用，波柄11受顶杆的力，主要用于压缩弹片，同时起到导向作用，刀具22装夹于夹头20上，直接与加工工件表面接触，切削工件。

气缸23设于后座3后端，气缸后端还设有气缸顶盖24，气缸上设有气缸顶盖，气缸顶盖24为中空结构为进气口，气缸顶盖24拧在气缸外套上，通过气缸上的进气口为气缸23供气；活塞25设于气缸23内，活塞包括第一活塞251和第二活塞252，顶杆19后端与第一活塞231中心固定，受气压作用，向轴体前端推动波柄11，控制夹头20开闭；本实用优选气缸23设有两个，活塞25设有三个，活塞25与气缸23相互交错叠合设置。

本实用新型的空气轴承是利用空气弹性势能来起支承作用的轴承，具有很高的经向和轴向旋转精度，由于没有机械接触，磨损程度降到最低，从而保证精度稳定性；空气轴承阻力较低，允许较高的速度，并能同时保持较低的振动水平，摩擦对空气轴承旋转的阻碍非常小，因此使得动力损失和热量产生也非常小，这使得转子能够以极高的表面速度运行，主要运用在高速雕铣高光行业，适用于亚克力非金属等材料高速雕铣，及铜、铝合金等材料高速磨削。

空气主轴的应用提供了流畅的、精确的、可重复的运动使加工表面光度更佳。与滚珠轴承主轴不同，空气轴承提供了稳定的轴承硬度，能够确保所加工的硬质材料表面以下部分的破损程度最小。由于硬度是由贯穿轴承的、始终如一的空气流提供的，转子所经受的、来自外负载的作用力，在其旋转时稳定的分布在所有点上，使工件研磨时具有良好的表面光度。

使用时，由于没有机械接触、不使用冷却液，主要利用空气提供动力，延长了轴承的使用寿命；空气轴承还具有较高的负载力、高硬度，能够组成经向和轴向半径较大的轴承。

本实用新型的电主轴采用空气轴承，内置三相变频异步高效电机，由变频器进行无级变速控制，最高转速达到80000rpm，最大功率达到1.6kW，使用时，采用自动换刀方式，刀柄直径范围为Φ1～Φ6，使铣削范围更广。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。