高速气浮主轴的制作方法

文档序号:31031727发布日期:2022-08-06 02:10阅读:298来源:国知局
高速气浮主轴的制作方法

1.本技术涉及机床加工技术领域,尤其涉及一种高速气浮主轴。


背景技术:

2.在机加工中,刀具安装在主轴上,主轴带动刀具转动以对工件进行加工。现有的主轴可以采用电机驱动或者气动驱动。现有的电机驱动主轴的方式通常存在结构复杂、电机容易发热、老化等问题,气动驱动的主轴只能在同一方向转动,存在适用性较低等问题。


技术实现要素:

3.有鉴于此,有必要提供一种能够双向转动的高速气浮主轴。
4.本技术中的一些实施例提供一种高速气浮主轴,高速气浮主轴包括前气浮轴承、后气浮轴承、壳体以及内轴。
5.所述前、后气浮轴承沿所述内轴的轴向间隔设置,沿所述前、后气浮轴承的周向,所述前、后气浮轴承的外周壁均设置有轴承环形槽,所述轴承环形槽内贯穿设置有多个径向气孔;
6.所述壳体包括外壳、前端盖、后端盖、前驱动盖以及后驱动盖,所述外壳套设于所述前、后气浮轴承外,所述前端盖和所述后端盖分设于所述内轴的两端,所述后端盖贯穿形成后端驱动气道,所述后端盖还贯穿设有前气驱进气口和与后端驱动气道连通的后气驱进气口,所述外壳沿所述内轴的轴向贯穿设置有连接管道,所述前气驱进气口和所述连接管道连通,以形成前端驱动气道;
7.所述内轴包括依次设置的后端涡轮部、杆体部以及前端涡轮部,所述杆体部两端穿设于所述前、后气浮轴承内,所述后端涡轮部和所述前端涡轮部的外径均大于所述杆体部的外径;
8.所述后驱动盖设置于所述后端盖和所述外壳之间,所述后驱动盖朝向所述后端盖的一侧凹设有后端环形槽,所述后端环形槽与所述后端驱动气道连通,所述后驱动盖还贯穿设置有多个后端倾斜孔,多个所述后端倾斜孔呈环形分布于所述后驱动盖,所述后端倾斜孔用于将所述后端环形槽中的气体导向所述后端涡轮部;
9.所述前驱动盖设置于所述前端盖和所述外壳之间,所述前驱动盖朝向所述前端盖的一侧凹设有前端环形槽,所述前驱动盖还贯穿设有过气孔和多个前端倾斜孔,所述过气孔将所述前端驱动气道与所述前端环形槽连通,多个所述前端倾斜孔呈环形均匀分布于所述前驱动盖,所述前端倾斜孔用于将所述前端环形槽中的气体导向所述前端涡轮部;
10.所述后端盖还设置有气浮进气口,所述后端盖、后驱动盖以及壳体对应所述气浮进气口依次贯穿,以形成气浮轴承供气道,所述气浮轴承供气道与所述前、后气浮轴承的轴承环形槽均连通;
11.所述后气浮轴承设置有后轴向气孔,所述后轴向气孔的进气端与所述轴承环形槽连通,所述后轴向气孔的出气端朝向所述后端涡轮部,所述前气浮轴承设置有前轴向气孔,
所述前轴向气孔的进气端与所述轴承环形槽连通,所述前轴向气孔的出气端朝向所述前端涡轮部;
12.所述后端驱动气道通气时,气流带动所述后端涡轮部,以使所述内轴沿第一旋转方向转动,所述前端驱动气道通气时,气流带动所述前端涡轮部,以使所述内轴沿第二旋转方向转动,所述第一旋转方向与所述第二旋转方向相反。
13.上述后端涡轮部被后端驱动气道导入的气体驱动,前端涡轮部被前端驱动气道导入的气体驱动,后端涡轮部的转动和前端涡轮部的转动方向相反,从而使内轴能够双向转动,双向转动的内轴可以连接不同旋向的加工工具,进而提高了高速气浮主轴的适用性。
14.在至少一个实施例中,所述后气浮轴承的外周壁设置有后充气槽,所述后充气槽与所述后轴向气孔连通,所述前气浮轴承设置有前充气槽,所述前充气槽与所述前轴向气孔连通。
15.上述后充气槽和前充气槽可分别增大后轴向气孔、前轴向气孔处的供气气室的容积,用于均化气室内的压力分布,使得各进气孔获得稳定和平衡的气流供应。
16.在至少一个实施例中,所述前气浮轴承上设置有多个所述轴承环形槽,多个所述轴承环形槽沿所述前气浮轴承的轴向间隔排布,所述前气浮轴承的外周壁上还设置有轴向槽,多个所述轴承环形槽通过所述轴向槽连通;和/或,所述后气浮轴承上设置有多个所述轴承环形槽,多个所述轴承环形槽沿所述后气浮轴承的轴向间隔排布,所述后气浮轴承的外周壁上还设置有轴向槽,多个所述轴承环形槽通过所述轴向槽连通。
17.在至少一个实施例中,所述前端涡轮部的转动轴线、后端涡轮部的转动轴线、多个所述前端倾斜孔的中心轴线以及多个所述后端倾斜孔的中心轴线均重合,所述后端盖上的前气驱进气口和气浮进气口依多个所述后端倾斜孔的中心轴线对称设置。
18.在至少一个实施例中,所述前端涡轮部背离所述杆体部的一侧设置有用于连接加工工具的连接部。
19.在至少一个实施例中,所述后端涡轮部和所述前端涡轮部的周缘设置有多个弧形槽。
20.在至少一个实施例中,沿所述内轴的轴向,所述弧形槽两端的槽壁贯穿,使所述后端涡轮部的任意相邻的两个所述弧形槽之间,以及所述前端涡轮部的任意两个所述弧形槽之间均形成有弧形叶片。
21.在至少一个实施例中,所述后端涡轮部和所述前端涡轮部的半径为设置为18mm-22mm,沿所述弧形叶片的弯曲方向,所述弧形叶片外侧的弧形半径r1设置为5mm-5.5mm,所述弧形叶片的内侧弧形半径r2设置为7mm-7.5mm。
22.在至少一个实施例中,所述壳体还包括后端垫圈和前端垫圈,所述后端垫圈设置在所述外壳和所述后驱动盖之间,所述前端垫圈设置在所述外壳和所述前驱动盖之间,所述后端涡轮部位于所述后端垫圈的内侧,所述前端涡轮部位于所述前端垫圈的内侧。
23.在至少一个实施例中,所述外壳设置有后端排气道和前端排气道,所述后端垫圈的周向设置有多个排气口,所述后端排气道的进气端与所述后端垫圈的内侧连通,所述后端排气道的排气端与所述排气口连通,所述前端排气道的进气端与所述前端垫圈的内侧连通,所述前端排气道的排气端与所述排气口连通。
附图说明
24.图1为本技术一实施例提供的高速气浮主轴和加工工具的结构示意图。
25.图2为本技术一实施例提供的高速气浮主轴和加工工具的正视图。
26.图3为图2中沿a-a的剖视图。
27.图4为本技术一实施例提供的高速气浮主轴和加工工具的剖视图。
28.图5为本技术一实施例提供的高速气浮主轴和加工工具的剖视图。
29.图6为本技术一实施例提供的内轴的正视图。
30.图7为本技术一实施例提供的后端涡轮部和后驱动盖的剖视图。
31.图8为本技术一实施例提供的高速气浮主轴和加工工具的剖视图。
32.图9为本技术一实施例提供的高速气浮主轴的爆炸示意图。
33.图10为图9中一后气浮轴承的结构示意图。
34.图11为本技术一实施例提供的高速气浮主轴和加工工具的剖视图。
35.主要元件符号说明
36.高速气浮主轴100
37.前气浮轴承10
38.后气浮轴承101
39.径向气孔11
40.后轴向气孔12
41.前轴向气孔13
42.轴承环形槽14
43.轴向槽15
44.后充气槽16
45.前充气槽17
46.壳体20
47.外壳21
48.连接管道211
49.后端排气道212
50.前端排气道213
51.后端盖22
52.后端驱动气道202
53.后气驱进气口221
54.前气驱进气口222
55.前端驱动气道201
56.前端盖23
57.后驱动盖24
58.后端环形槽241
59.后端倾斜孔242
60.前驱动盖25
61.前端环形槽251
62.过气孔252
63.前端倾斜孔253
64.气浮轴承供气道26
65.气浮进气口261
66.后端垫圈27
67.排气口271
68.前端垫圈28
69.内轴30
70.后端涡轮部31
71.杆体部32
72.前端涡轮部33
73.连接部35
74.弧形槽301
75.弧形叶片302
76.容纳空间40
77.加工工具200
具体实施方式
78.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。
79.需要说明的是,当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设于”另一个组件,它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“顶”、“底”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、以及类似的表述只是为了说明的目的。
80.术语“垂直”用于描述两个部件之间的理想状态。实际生产或使用的状态中,两个部件之间可以存在近似于垂直的状态。举例来说,结合数值描述,垂直可以指代两直线之间夹角范围在90
±
10
°
之间,垂直也可以指代两平面的二面角范围在90
°±
10
°
之间,垂直还可以指代直线与平面之间的夹角范围在90
±
10
°
之间。被描述“垂直”的两个部件可以不是绝对的直线、平面,也可以大致呈直线或平面,从宏观来看整体延伸方向为直线或平面即可认为部件为“直线”或“平面”。
81.术语“平行”用于描述两个部件之间的理想状态。实际生产或使用的状态中,两个部件之间可以存在近似于平行的状态。举例来说,结合数值描述,平行可以指代两直线之间夹角范围在180
°±
10
°
之间,平行也可以指代两平面的二面角范围在180
°±
10
°
之间,平行还可以指代直线与平面之间的夹角范围在180
°±
10
°
之间。被描述“平行”的两个部件可以不是绝对的直线、平面,也可以大致呈直线或平面,从宏观来看整体延伸方向为直线或平面即可认为部件为“直线”或“平面”。
82.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本技术。
83.需要说明的是,本技术中的“第一”、“第二”、“第三”等用语并非是限制数量,而是用于区分说明。
84.本技术公开一种高速气浮主轴,高速气浮主轴包括前气浮轴承、后气浮轴承、壳体以及内轴。壳体套设于前气浮轴承和后气浮轴承外,壳体与前气浮轴承以及后气浮轴承围设形成容纳空间,壳体设置后端驱动气道和前端驱动气道,后端驱动气道和前端驱动气道用于将空气通入容纳空间。内轴活动安装于容纳空间,并位于前气浮轴承和后气浮轴承的内侧,内轴包括依次设置的后端涡轮部、杆体部以及前端涡轮部,后端涡轮部与后端驱动气道对应,前端涡轮部与前端驱动气道对应。后端驱动气道通气时,气流带动后端涡轮部,以使内轴沿第一旋转方向转动,前端驱动气道通气时,气流带动前端涡轮部,以使内轴沿第二旋转方向转动,第一旋转方向与第二旋转方向相反。
85.后端涡轮部和前端涡轮部被气流驱动时能够使内轴转动,后端涡轮部的转动和前端涡轮部的转动方向相反,从而使内轴能够双向转动,双向转动的内轴可以连接不同旋向的加工工具,进而提高适用性。
86.下面将结合附图,对本技术的一些实施例做出说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
87.请参阅图1至图3,本技术实施例提供一种高速气浮主轴100,高速气浮主轴100包括前气浮轴承10、后气浮轴承101、壳体20以及内轴30。壳体20套设在前气浮轴承10和后气浮轴承101外,内轴30活动安装于前气浮轴承10和后气浮轴承101的内侧。
88.在一些实施例中,请参阅图3至图5,壳体20套设于前气浮轴承10和后气浮轴承101外,壳体20与前气浮轴承10和后气浮轴承101围设形成有容纳空间40,壳体20设置有后端驱动气道202和前端驱动气道201,后端驱动气道202和前端驱动气道201用于将空气通入容纳空间40。
89.内轴30活动安装于容纳空间40,内轴30包括依次设置的后端涡轮部31、杆体部32以及前端涡轮部33。杆体部32活动安装于前气浮轴承10和后气浮轴承101内侧,即穿设于前气浮轴承10和后气浮轴承101内。后端涡轮部31和前端涡轮部33均不与前气浮轴承10和后气浮轴承101接触,后端涡轮部31与后端驱动气道202对应,前端涡轮部33与前端驱动气道201对应。工作过程中,后端驱动气道202通气时,前端驱动气道201不通气,前端驱动气道201通气时,后端驱动气道202不通气,使后端驱动气道202和前端驱动气道201切换使用。
90.当后端驱动气道202通气时,气流带动后端涡轮部31沿着第一旋转方向转动,后端涡轮部31带动杆体部32和前端涡轮部33沿着第一旋转方向转动;当前端驱动气道201通气时,气流带动前端涡轮部33沿第二旋转方向转动,前端涡轮部33带动杆体部32和后端涡轮部31转动沿第二旋转方向转动,第一旋转方向与第二旋转方向为相反的旋转方向,可以让本技术中的高速气浮主轴100实现双向旋转,从而让内轴30可以连接有旋向不同的刀具,提高了高速气浮主轴100的适用性。
91.示例性的,第一旋转方向为顺时针方向,第二旋转方向为逆时针方向,或者第一旋转方向为逆时针方向,第二旋转方向为顺时针方向。
92.需要说明的是,内轴30连接的加工工具200可以是刀具,刀具有左旋和右旋,内轴30的正转与反转受刀具旋向影响,右旋的刀具通常和正转的内轴30连接,左旋的刀具通常和反转的内轴30连接。在不同加工情况当中,适合使用的刀具的旋向也不同,大部分刀具采
用的都是右旋,左旋铣刀一般是在高精度加工的需求下选择的一种刀具,适用于手机按键加工,薄膜开关面板,液晶面板,亚克力镜片等精加工。本高速气浮主轴100转速快,一般达到100000转/分的转速为高速主轴,在这种情况下经常用于对工件进行精加工,因此需要用到左旋刀具。高速气浮主轴100可双向旋转时,可以同时适用左旋刀具和右旋刀具,可以通过同一个高速气浮主轴100完成粗加工和精加工。
93.在一些实施例中,后端驱动气道202和前端驱动气道201连接有换向阀,换向阀连接一个气泵或者空压机,通过操作换向阀,可以实现气流流入后端驱动气道202,或者流入前端驱动气道201。
94.在一些实施例中,后端涡轮部31与杆体部32可拆卸连接,前端涡轮部33与杆体部32一体成型。在一些实施例中,后端涡轮部31与杆体部32一体成型,前端涡轮部33与杆体部32可拆卸连接。在一些实施例中,后端涡轮部31和前端涡轮部33均与杆体部32可拆卸连接。可拆卸连接的方式可以是螺丝连接、螺纹连接、销钉连接、卡合连接等等。
95.在一些实施例中,请参阅图3至图5,壳体20包括外壳21、后端盖22以及前端盖23,外壳21呈两端开口的筒状,并套设于前气浮轴承10和后气浮轴承101外,后端盖22和前端盖23均与外壳21可拆卸连接,并分设于外壳21的两端。后端盖22贯穿形成后端驱动气道202,后端盖22还设置有和后端驱动气道202连通的后气驱进气口221,气体自后气驱进气口221进入后端驱动气道202,随后进入容纳空间40,并朝向后端涡轮部31。后端盖22还贯穿设有前气驱进气口222,沿内轴30的轴向,外壳21贯穿设置有连接管道211,前气驱进气口222和连接管道211连通,以形成前端驱动气道201,前端盖23用于将前端驱动气道201的气流导向至前端涡轮部33。
96.外部的气泵、空压机等气源均与后端盖22上的后端驱动气道202和前气驱进气口222连接,使得整体的进气部位均设置在高速气浮主轴100的同一端,从而可以优化管路的排布和连接,也可以使高速气浮主轴100通过同一个气源实现双向旋转。
97.在一些实施例中,请参阅图3至图5,壳体20还包括后驱动盖24,后驱动盖24设置在后端盖22和外壳21之间,后驱动盖24朝向后端盖22的一侧凹设有后端环形槽241,后端环形槽241与后端驱动气道202连通,后驱动盖24还贯穿设置有多个后端倾斜孔242,多个后端倾斜孔242呈环形均匀分布于后驱动盖24,后端倾斜孔242的一端与后端环形槽241连通,后端倾斜孔242的另一端朝向后端涡轮部31,以使气流经过多个后端倾斜孔242驱动后端涡轮部31。
98.后端环形槽241和后端盖22之间形成有一个可以容纳空气的空间,气体沿着后端驱动气道202进入后端环形槽241,随后进入与后端环形槽241连通的多个后端倾斜孔242,并通过后端倾斜孔242导向后端涡轮部31,多个后端倾斜孔242呈环形分布,可以让后端涡轮部31受力均匀,提高了后端涡轮部31转动的效率和平稳性。
99.在一些实施例中,后端涡轮部31的转动轴线和多个所述后端倾斜孔242的中心轴线均重合,以使从多个后端倾斜孔242导出的气流能够均匀作用在后端涡轮部31上,使后端涡轮部31转动更为平稳。
100.在其他实施例中,后端环形槽241也可以设置在后端盖22上,或者后端盖22和后端环形槽241上均设置有后端环形槽241。
101.在其他实施例中,后端盖22上的后端驱动气道202设置有多个出气口(未图示),多
个出气口沿环形分布于后端盖22,多个出气口在后端涡轮部31的周侧对准后端涡轮部31。或者后端驱动气道202的数量为多个,多个后端驱动气道202呈环形分布于后端盖22,多个气道的出气口在后端涡轮部31的周侧对准后端涡轮部31。
102.在一些实施例中,请参阅图3至图5,壳体20还包括前驱动盖25,前驱动盖25设置在前端盖23和外壳21之间,前驱动盖25朝向前端盖23的一侧凹设有前端环形槽251,前驱动盖25还贯穿设有过气孔252和多个前端倾斜孔253,过气孔252将连接管道211与前端环形槽251连通,多个前端倾斜孔253呈环形均匀分布于前驱动盖25,前端倾斜孔253的一端与前端环形槽251连通,前端倾斜孔253的另一端朝向前端涡轮部33。
103.空气从前气驱进气口222进入连接管道211,随后通过过气孔252进入前端环形槽251,由于前端盖23封盖在前端环形槽251,使得前端环形槽251和前端盖23之间共同形成一个可以容纳空气的空间,可以将进入前端环形槽251的空气导向进入多个前端倾斜孔253,气流进入多个前端倾斜孔253,并通过前端倾斜孔253导向前端涡轮部33。前驱动盖25以及多个前端倾斜孔253的设置,使得在前端涡轮部33的周向上有多个部位具有带动前端涡轮部33转动的气流,使前端涡轮部33受力均匀,提高转动的效率和平稳性。
104.在一些实施例中,前端涡轮部33的转动轴线和多个所述前端倾斜孔253的中心轴线均重合,以使从多个前端倾斜孔253导出的气流能够均匀作用在前端涡轮部33上,使前端涡轮部33转动更为平稳。在一些实施例中,前端涡轮部33和后端涡轮部31的转动轴线重合。
105.在其他实施例中,前端环形槽251也可以设置在前端盖23上,或者前端盖23和第三端盖均设置有前端环形槽251。
106.在其他实施例中,前端盖23上可以直接设置有和连接管道211连通的气管,以将气流导向至前端涡轮部33。
107.在一些实施例中,请参阅图6和图7,后端涡轮部31的周缘设置有多个弧形槽301,经由后端倾斜孔242的气流冲击弧形槽301的槽壁,从而带动后端涡轮部31转动。
108.在一些实施例中,请参阅图6和图7,沿内轴30的轴向,弧形槽301两端的槽壁贯穿,使后端涡轮部31相邻两个弧形槽301之间形成有弧形叶片302,弧形叶片302呈环形分布,形成涡轮结构,气体可以自弧形槽301两端被贯穿的槽壁流出,可以使转动效率更高,转动更平稳。
109.在一些实施例中,请参阅图6和图7,后端倾斜孔242设置为倾斜孔,倾斜孔配合呈涡轮结构的弧形叶片302,将气流导向并冲击弧形叶片302内凹的一侧,让弧形叶片302能够更快、更平稳地转动,提高后端涡轮部31的转动效率和平稳性。
110.弧形叶片302的弧形半径以及后端倾斜孔242的倾斜角度对后端涡轮部31的转动效率和转动平稳性有影响,以后端涡轮部31的半径为18mm-22mm为例。在一些实施例中,请参阅图6和图7,沿着弧形叶片302的弯曲方向,弧形叶片302外侧的弧形半径r1设置在5mm-5.5mm之间,r1具体可以是5mm、5.1mm、5.2mm、5.3mm、5.4mm、5.5mm等等。沿着弧形叶片302的弯曲方向,弧形叶片302的内侧弧形半径r2设置在7mm-7.5mm之间,r2具体可以是7mm、7.1mm、7.2mm、7.3mm、7.4mm、7.5mm等等。后端倾斜孔242与内轴30的轴向之间的夹角α设置为70
°‑
75
°
之间,夹角α具体可以是70
°
、71
°
、72
°
、73
°
、74
°
、75
°
等等。依照上述所举的弧形叶片302的弧形半径和后端倾斜孔242的倾斜角度设置,可以极大提高后端涡轮部31的的转动效率和转动的平稳性。
111.在一些实施例中,前端涡轮部33的周缘设置有多个弧形槽301,气流经由前端倾斜孔253冲击弧形槽301的槽壁,从而带动前端涡轮部33转动。前端涡轮部33上的弧形槽301和后端涡轮部31上的弧形槽301的弯曲方向相反,使后端涡轮部31被气流驱动时的转动方向和前端涡轮部33被气流驱动时的转动方向相反。
112.在一些实施例中,前端涡轮部33上的弧形槽301沿内轴30的轴向上的两端的槽壁贯穿,形成弧形叶片302,前端涡轮部33上的弧形叶片302的设置,以及前端倾斜孔253的倾斜角度可以参照后端涡轮部31上的弧形叶片302的设置和后端倾斜孔242的倾斜角度,在此不再一一赘述。前端涡轮部33上的弧形叶片302与后端涡轮部31上的弧形叶片302沿相反的方向弯曲,使后端涡轮部31被气流驱动时的转动方向和前端涡轮部33被气流驱动时的转动方向相反。
113.在另一些实施例中,后端涡轮部31和前端涡轮部33的周缘直接设置有环形分布的叶片(未图示),叶片的宽度方向与内轴30的轴向平行,后端倾斜孔242和过气孔252均设置为倾斜孔,使气流冲击作用叶片沿宽度方向的表面,使后端涡轮部31和前端涡轮部33转动。
114.在一些实施例中,请参阅图8,前端涡轮部33背离杆体部32的一侧设置有连接部35,连接部35可以用于连接砂轮、铣刀等构件以加工工具200。
115.在一些实施例中,请参阅图8,壳体20设置有气浮轴承供气道26,具体地,后端盖22设置有气浮进气口261,后端盖22、后驱动盖24以及外壳21对应气浮进气口261贯穿有对应连通的通道,以形成气浮轴承供气道26。前气浮轴承10、后气浮轴承101和内轴30之间具有间隙,前气浮轴承10和后气浮轴承101分别沿其径向贯穿设置有多个径向气孔11。前气浮轴承10上的多个径向气孔11沿前气浮轴承10的周向呈环形排布,后气浮轴承101上的多个径向气孔11沿后气浮轴承101的周向呈环形排布,每个径向气孔11均与气浮轴承供气道26连通。空气通过气浮轴承供气道26进入多个径向气孔11,从而让前气浮轴承10、后气浮轴承101和内轴30之间形成有气膜,气膜处于内轴30的外周侧和前气浮轴承10之间,以及内轴30的外周侧和后气浮轴承101之间,使内轴30可以在前气浮轴承10和后气浮轴承101内侧自由转动。气膜可以代替普通轴承的滚动接触,从而减少摩擦,降低内轴30转动时的摩擦损耗,提高了转动效率。
116.在一些实施例中,请参阅图9和图10,沿前气浮轴承10的周向,前气浮轴承10的外周壁上设置有轴承环形槽14,轴承环形槽14的中心轴线与前气浮轴承10的中心轴线重合,径向气孔11均设置于轴承环形槽14内。气浮轴承供气道26与轴承环形槽14连通,可以让气浮轴承供气道26同时和所有径向气孔11连通,有利于简化气浮轴承供气道26的结构。
117.在一些实施例中,每个前气浮轴承10上设置有多个轴承环形槽14,多个轴承环形槽14之间呈间隔排布,并通过轴向槽15连通。轴向槽15的延伸方向与前气浮轴承10的轴向齐平,多个轴承环形槽14使径向气孔11沿着前气浮轴承10的周向排布的同时,还能沿着前气浮轴承10的轴向排布,轴承环形槽14、轴向槽15以及外壳21之间形成有一个连通的可以容纳空气的空间。气浮轴承供气道26与其中一个轴承环形槽14连通,可以让所有轴承环形槽14和轴向槽15之间均充有空气,每个轴承环形槽14内均布有多个径向气孔11,空气进入多个径向气孔11,随后充入内轴30和前气浮轴承10之间,使在内轴30的周侧与前气浮轴承10之间形成气膜。环形槽和轴向槽15使一个气浮轴承供气道26可以同时连通多个径向气孔11,多个径向气孔11沿着前气浮轴承10的周向排布的同时,还沿着前气浮轴承10的轴向排
布,可以使充气均匀,提高气膜厚度的均匀度,降低内轴30向一侧偏移的风险。
118.在一些实施例中,请继续参阅图9和图10,后气浮轴承101上设置有轴承环形槽14和轴向槽15,具体的设置和有益效果可以参照上述前气浮轴承10设置轴承环形槽14和轴向槽15的描述,在此不再一一赘述。
119.在其他实施例中,气浮轴承供气道26的可以设置多个,气浮轴承供气道26的数量和径向气孔11的数量相等,每个气浮轴承供气道26均和一个径向气孔11连通。
120.在一些实施例中,请参阅图8至图10,后端涡轮部31和前端涡轮部33的外径均大于杆体部32的外径,前气浮轴承10和后气浮轴承101设置于后端涡轮部31和前端涡轮部33之间,前气浮轴承10、后气浮轴承101和后端涡轮部31之间具有间隙,前气浮轴承10、后气浮轴承101和前端涡轮部33之间也具有间隙。后气浮轴承101贯穿设置有后轴向气孔12,前气浮轴承10贯穿设置有前轴向气孔13,后轴向气孔12的进气端与气浮轴承供气道26连通,后轴向气孔12的出气端朝向后端涡轮部31,前轴向气孔13的进气端与气浮轴承供气道26连通,前轴向气孔13的出气端朝向前端涡轮部33。空气自气浮轴承供气道26进入后轴向气孔12,随后从后轴向气孔12的出气端排出,使后端涡轮部31和后气浮轴承101之间形成气膜;同时,空气自气浮轴承供气道26进入前轴向气孔13,随后从前轴向气孔13的出气端排出,使前端涡轮部33和前气浮轴承10之间形成气膜,从而使内轴30在轴向上的两端均受到气膜的支撑作用,使内轴30的转动更为高效、平稳。
121.在一些实施例中,请参阅图9和图10,后轴向气孔12和前轴向气孔13的数量为多个,后轴向气孔12的进气端和前轴向气孔13的进气端均与轴承环形槽14连通,具体地,后轴向气孔12开设于后气浮轴承101上的轴承环形槽14邻近后端涡轮部31一侧的侧壁,前轴向气孔13开设于前气浮轴承10上的轴承环形槽14邻近前端涡轮部33一侧的侧壁,如此可以让一个气浮轴承供气道26同时连通多个后轴向气孔12和多个前轴向气孔13。在一些实施例中,沿后气浮轴承101的周向,多个后轴向气孔12呈环形排布于后气浮轴承101上,沿前气浮轴承10的周向,多个前轴向气孔13呈环形排布于前气浮轴承10上。
122.在一些实施例中,请参阅图9和图10,后气浮轴承101的外周壁设置有后充气槽16,前气浮轴承10的外周壁设置前充气槽17,后轴向气孔12与后充气槽16连通,前轴向气孔13与前充气槽17连通。后充气槽16和前充气槽17的延伸方向与前气浮轴承10的轴向齐平,可以增大后轴向气孔12、前轴向气孔13的供气气室的容积,用于均化气室内的压力分布,使得各后轴向气孔12和前轴向气孔13获得稳定和平衡的气流供应。
123.在一些实施例中,请参阅图9,壳体20还包括后端垫圈27和前端垫圈28,后端垫圈27设置在外壳21和后驱动盖24之间,前端垫圈28设置在外壳21和前驱动盖25之间,后端涡轮部31位于后端垫圈27内侧,前端涡轮部33位于前端垫圈28的内侧,鉴于后端涡轮部31和前端涡轮部33的外径较大,可以先将后端涡轮部31或者前端涡轮部33连接于杆体部32,然后再安装后端垫圈27和前端垫圈28,从而方便了后端涡轮部31或者前端涡轮部33的安装。需要说明的是,后端垫圈27设置有避让结构或者通孔结构,以使连接管道211和过气孔252保持连通,或者让气浮进气口261中的气体能够流入轴承环形槽14。前端垫圈28同样设置有避让结构或者通孔结构,以使前气驱进气口222和连接管道211保持连通。
124.在一些实施例中,请参阅图11,外壳21设置有后端排气道212和前端排气道213,后端垫圈27的周向设置有多个排气口271,后端排气道212的进气端与后端垫圈27的内侧连
通,后端排气道212的排气端与排气口271连通,以将带动后端涡轮部31的气流排出。前端排气道213的进气端与前端垫圈28的内侧连通,前端排气道213的排气端与排气口271连通,以将带动前端涡轮部33的气流排出。排气口271均设置在后端垫圈27,使排气位置在壳体20的轴向上位于同一位置。
125.本技术高速气浮主轴100在工作时,需要内轴30带动加工工具200沿第一旋转方向转动时,后端驱动气道202通气,前端驱动气道201不通气,气流从后端驱动气道202进入后端环形槽241,随后进入多个后端倾斜孔242,气流在通过多个后端倾斜孔242后带动后端涡轮部31沿第一旋转方向转动,内轴30沿着第一旋转方向转动。需要内轴30带动加工工具200沿第二旋转方向转动时,前端驱动气道201通气,后端驱动气道202不通气,气流从前端驱动气道201进入过气孔252,随后进入前端环形槽251,继而进入多个前端倾斜孔253,气流在通过多个前端倾斜孔253后带动前端涡轮部33沿第二旋转方向转动。通过切换后端驱动气道202和前端驱动气道201的通气状态,从而使内轴30能够双向转动,双向转动的内轴30可以连接不同旋向的加工工具200,进而提高适用性。
126.另外,本技术领域的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本技术,而并非用作为对本技术的限定,只要在本技术的实质精神范围之内,对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本技术公开的范围之内。
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