一种高速气浮电主轴的芯轴结构的制作方法

本实用新型属于电主轴回转结构技术领域，尤其涉及的是一种高速气浮电主轴的芯轴结构。

背景技术：

高速气浮电主轴是高档数控加工装备的核心功能部件，芯轴是高速气浮电主轴的关键回转组件，主要用于直接带动刀具进行回转运动。目前，高速气浮电主轴的芯轴结构大多包含碟形弹簧、轴霸、紧固螺钉等多个复杂组件，多次装夹刀具后各组件易磨损导致出现刀具安装误差影响加工精度；且电机转子通过镀铜工艺直接与芯轴固连，此镀铜工艺复杂，成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、回转精度高、安装操作方便的高速气浮电主轴的芯轴结构。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种高速气浮电主轴的芯轴结构，包括芯轴，所述芯轴上从左向右依次设有用于安装左径向轴承的左径向轴颈、用于安装电机组件的电机安装轴颈、用于安装径向止推轴承的径向止推轴颈、用于安装右止推轴承的右止推轴颈，所述电机安装轴颈为左小右大的锥面结构，其余轴颈均为平直的圆柱面结构，且径向止推轴颈的外径大于左径向轴颈的外径，所述芯轴上在位于径向止推轴颈和右止推轴颈之间设置有沿径向向外凸出的止推盘，所述芯轴左端面设有沿周向均布的偶数个左平衡螺纹孔，所述芯轴右端面设有沿周向均布的偶数个右平衡螺纹孔，所述芯轴的电机安装轴颈上设有一圈环形槽，其中一个左平衡螺纹孔底部设有工艺孔，所述工艺孔通过一个工艺通道与所述环形槽底部连通；所述电机组件的转子与芯轴的电机安装轴颈之间通过锥面过盈配合实现紧固连接；

所述芯轴右端还设有输出连接部，所述输出连接部位于右止推轴颈右侧，通过芯轴的输出连接部外接执行部件实现动力输出。

进一步的，所述芯轴右端的输出连接部为内设锥孔、外设外螺纹的筒状结构，所述输出连接部的锥孔内插入弹簧夹头，并通过一个螺帽旋入输出连接部外侧，实现对弹簧夹头的锁紧。

进一步的，所述芯轴在左径向轴颈和电机安装轴颈之间形成用于对左径向轴承右端进行定位的第一定位轴肩，所述芯轴在电机安装轴颈和径向止推轴颈之间形成用于对电机组件右端进行定位的第二定位轴肩。

进一步的，所述芯轴左端面上设有沿周向均布的偶数个磁敏感应凹槽，偶数个磁敏感应凹槽与偶数个左平衡螺纹孔沿圆周方向交错分布。

进一步的，所述工艺通道呈l形。

进一步的，所述环形槽的横截面形状为圆弧形、矩形或v形。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

本实用新型提供的一种高速气浮电主轴的芯轴结构，作为电主轴的回转部件，具有结构简单、所需部件少、刀具安装精度高、回转精度高、动平衡操作简单、电机转子安装简易等优点。此外，通过螺帽将弹簧夹头紧固，省去了复杂的夹持和换刀机构，大大简化了芯轴的结构；通过在芯轴的左、右两端设置平衡螺纹孔，在螺纹孔中拧入配重螺钉可以实现芯轴的在位动平衡，平衡精度高。

附图说明

图1是本实用新型的芯轴立体图。

图2是本实用新型的芯轴左视图。

图3是图2的c-c剖面图。

图4是图3的i处放大图。

图5是本实用新型的芯轴与其他部件装配好之后的剖面图。

图中标号：1芯轴，11输出连接部，12止推盘，13左径向轴颈，14电机安装轴颈，15径向止推轴颈，16右止推轴颈，17第一定位轴肩，18第二定位轴肩，19左平衡螺纹孔，110右平衡螺纹孔，111环形槽，112工艺孔，113工艺通道，114磁敏感应凹槽，115锥孔，116弹簧夹头，117螺帽，2左径向轴承，3电机组件，4径向止推轴承，5右止推轴承，6外壳，7后座，8转速传感器。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

参见图1至图5，本实施例公开了一种高速气浮电主轴的芯轴结构，包括芯轴1，芯轴1上从左向右依次设有用于安装左径向轴承2的左径向轴颈13、用于安装电机组件3的电机安装轴颈14、用于安装径向止推轴承4的径向止推轴颈15、用于安装右止推轴承5的右止推轴颈16，电机安装轴颈14为左小右大的锥面结构，其余轴颈均为平直的圆柱面结构，且径向止推轴颈15的外径大于左径向轴颈13的外径，芯轴1上在位于径向止推轴颈15和右止推轴颈16之间设置有沿径向向外凸出的止推盘12，芯轴1左端面设有沿周向均布的偶数个左平衡螺纹孔19，芯轴1右端面设有沿周向均布的偶数个右平衡螺纹孔110，通过在芯轴1的左平衡螺纹孔19、右平衡螺纹孔110中拧入配重螺钉进行芯轴1的在位动平衡。

芯轴1的电机安装轴颈14上设有一圈环形槽111，环形槽111的横截面形状为圆弧形、矩形或v形。其中一个左平衡螺纹孔19底部设有工艺孔112，工艺孔112通过一个呈l形的工艺通道113与环形槽111底部连通。

电机组件3包括内外设置的转子和定子，转子内孔为锥形孔，转子内孔的锥度与芯轴1的电机安装轴颈14的外锥面的锥度相同。电机安装轴颈14为左小右大的锥面结构的锥度设置为1:50，电机组件3的转子与芯轴1的电机安装轴颈14之间通过锥面过盈配合实现紧固连接。安装时采用液压装置通过工艺孔112和工艺通道113将高压油送到环形槽111内，使高压油充满转子和芯轴1的电机安装轴颈14之间的缝隙，在高压油作用下将电机的转子内孔胀大，以便将转子套装在芯轴1的电机安装轴颈14上，转子安装到位后将高压油卸掉，即可实现转子与芯轴1之间的过盈紧固连接。整个电机组件3的安装操作简单、方便、快捷。

芯轴1右端还设有输出连接部11，输出连接部11位于右止推轴颈16右侧，通过芯轴1的输出连接部11外接执行部件实现动力输出。芯轴1右端的输出连接部11为内设锥孔115、外设外螺纹的筒状结构，输出连接部11的锥孔115内插入弹簧夹头116，并通过一个螺帽117旋入输出连接部11外侧，实现对弹簧夹头116的锁紧。装刀时将刀具装入弹簧夹头116，螺帽117拧入输出连接部11的外螺纹段紧固即可；换刀时将螺帽117旋下即可将刀具换下。

具体的，芯轴1在左径向轴颈13和电机安装轴颈14之间形成用于对左径向轴承2右端进行定位的第一定位轴肩17，芯轴1在电机安装轴颈14和径向止推轴颈15之间形成用于对电机组件3右端进行定位的第二定位轴肩18。

具体的，芯轴1左端面上设有沿周向均布的偶数个磁敏感应凹槽114，偶数个磁敏感应凹槽114与偶数个左平衡螺纹孔19沿圆周方向交错分布。磁敏感应凹槽114与转速传感器8相对应设置，芯轴1左侧设有后座7，后座7与整个电主轴的外壳6固定连接，后座7上设有转速传感器8，转速传感器8的工作面对准芯轴1左端面上的任一个磁敏感应凹槽114，用于测量芯轴1的转速。转速传感器8可采用差分磁阻传感器。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。