本發(fā)明涉及電機(jī)軸領(lǐng)域，特別涉及到一種使用超聲波的高穩(wěn)定電主軸結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著電氣傳動(dòng)技術(shù)（變頻調(diào)速技術(shù)、電動(dòng)機(jī)矢量控制技術(shù)等）的迅速發(fā)展和日趨完善，高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡(jiǎn)化，基本上取消了帶輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動(dòng)”。這種主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，使主軸部件從機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立出來(lái)，因此可做成電主軸。由于電主軸在工作時(shí)需要大量摩擦產(chǎn)生熱量，其降溫冷卻成為了重點(diǎn)解決的問(wèn)題之一，現(xiàn)有的冷卻液的使用與主軸接觸面小，且冷卻液流動(dòng)性沒(méi)法保證，同時(shí)，軸心需要前后軸承進(jìn)行定位，但該定位依然不夠穩(wěn)定，而且在與冷卻液相配合時(shí)會(huì)發(fā)生接觸不充分的問(wèn)題，致使電主軸的線圈在工作時(shí)產(chǎn)生大量的熱量無(wú)法疏散，線圈在散熱方面效果有待提高。同時(shí)，對(duì)于工作時(shí)產(chǎn)生的粉塵貼附在電主軸上將影響部件的壽命和磨削質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可在工作過(guò)程中有效降溫且保持穩(wěn)定性能的電主軸。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

高穩(wěn)定性的超聲波氣浮電主軸，其依次從外到內(nèi)包括本體內(nèi)膽、主軸本體、定子和軸芯，所述的軸芯尾部連接電機(jī)組件；在所述的軸芯和主軸本體之間設(shè)置的多節(jié)的培林，所述的培林包括設(shè)置于軸芯前端部軸頭處的推培林、軸芯后端部與定子之間設(shè)置的后培林和軸芯中前部與定子之間設(shè)置的中培林；所述的中培林包括前部和后部；所述的主軸本體表面設(shè)置冷卻通槽和連通培林的冷卻液流通孔；所述的主軸本體內(nèi)還設(shè)置主氣路，所述多節(jié)的培林設(shè)置與主氣路連通的氣路環(huán)槽；所述的主軸本體前端外表面設(shè)有超聲波換能器組件以及抱卡，所述抱卡固定超聲波換能器組件于主軸本體上。

作為對(duì)上述高穩(wěn)定性的超聲波氣浮電主軸的進(jìn)一步描述，所述的后培林設(shè)置后培林循環(huán)水槽。

作為對(duì)上述高穩(wěn)定性的超聲波氣浮電主軸的進(jìn)一步描述，所述的定子設(shè)置于軸芯外側(cè)并且位于軸芯中后部位置。

作為對(duì)上述高穩(wěn)定性的超聲波氣浮電主軸的進(jìn)一步描述，還有包括若干節(jié)點(diǎn)進(jìn)氣口，所述的推培林與主氣路之間設(shè)置連通的第一節(jié)點(diǎn)進(jìn)氣口、所述的中培林的中部設(shè)置與主氣路連通的第二節(jié)點(diǎn)進(jìn)氣口、所述的后培林設(shè)置與主氣路連通的第三節(jié)點(diǎn)進(jìn)氣口。

作為對(duì)上述高穩(wěn)定性的超聲波氣浮電主軸的進(jìn)一步描述，其還包括接入導(dǎo)線的主線口、通入冷卻液的冷卻液端出口、冷卻液端入口以及接入氣源的主氣源接口。

本發(fā)明的有益效果是：在主軸本體上除了設(shè)計(jì)為推培林、后培林以外，還在中部設(shè)置中培林，該中培林能夠在軸心轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，有效地與推培林、后培林相配合，使轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)更為平穩(wěn)，且可有效地降低后端軸心的偏擺現(xiàn)象。同時(shí)，增加冷卻液端入口管，該入口管通入冷卻液，可以向通槽的冷卻液處進(jìn)行推壓，從而促進(jìn)冷卻液的充分流動(dòng)，其配合多氣孔進(jìn)氣的方式通氣，使高速旋轉(zhuǎn)下的軸承冷卻效果更為有效，該方案的通槽采用螺旋式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可通冷卻液至主軸本體內(nèi)且充分接觸，配合通氣孔通入培林內(nèi)，對(duì)于降低線圈的發(fā)熱，具有明顯的減緩作用。而在電主軸上設(shè)置超聲波換能器，其可以根據(jù)需要選擇不同換能器的頻率可以有效去除粉塵，保持磨頭清潔，提高磨削的質(zhì)量及部件的壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為本新型整體外部結(jié)構(gòu)圖；

圖2為顯示通槽處結(jié)構(gòu)的電主軸整體示意圖；

圖3為顯示通氣空氣培林支撐的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為超聲波組件立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為超聲波組件側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為超聲波組件抱卡結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為超聲波組件與發(fā)生器接線接合結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為超聲波組件與發(fā)生器整體連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.主軸本體；101.主線口；102.冷卻液端出口；103.冷卻液端入口；104.主氣源接口；2.本體內(nèi)膽；3.定子；4.軸芯；46.頂桿；5.電機(jī)組件；51.電機(jī)后座；52.氣缸進(jìn)氣接頭；53.連接件；54.螺母；55.氣缸活動(dòng)板；56.氣缸隔環(huán)；57.氣缸回位彈簧6.推培林；7.中培林；71.前部；72.后部；73.前循環(huán)水槽；74.后循環(huán)水槽；8.后培林；81.后培林循環(huán)水槽；9.主氣路；91.第一節(jié)點(diǎn)進(jìn)氣口；92.第二節(jié)點(diǎn)進(jìn)氣口；93.第三節(jié)點(diǎn)進(jìn)氣口；10.氣路環(huán)槽；11.超聲波換能器組件；111.抱卡。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明：

以下實(shí)施例中所提到的方向用語(yǔ)，例如“上、下、左、右”僅是參考附圖的方向，因此，使用的方向用語(yǔ)是用來(lái)說(shuō)明并非用來(lái)限制本發(fā)明。

如圖1-8所示，高穩(wěn)定性的超聲波氣浮電主軸，其依次從外到內(nèi)包括電機(jī)主軸本體1、本體內(nèi)膽2、定子3和軸芯4，所述的軸芯尾部連接電機(jī)組件5；在所述的軸芯和主軸本體1之間設(shè)置的多節(jié)的培林，所述的培林包括設(shè)置于軸芯4前端部軸頭處的推培林6、軸芯4后端部與定子3之間設(shè)置的后培林8和軸芯4中前部與定子3之間設(shè)置的中培林7；所述的中培林包括前部和后部；所述的主軸本體1表面設(shè)置冷卻通槽和連通培林的冷卻液流通孔；所述的主軸本體1內(nèi)還設(shè)置主氣路9，所述多節(jié)的培林設(shè)置與主氣路9連通的氣路環(huán)槽10。所述的本體內(nèi)膽前端外表面設(shè)有超聲波換能器組件11以及抱卡111，卡固定超聲波換能器組件于主軸本體1上，在外部連接超聲波發(fā)生器，即可使該超聲波換能器組件工作（參照?qǐng)D7-8）。傳統(tǒng)的磨頭在進(jìn)行磨削加工時(shí)，其加工后的粉塵難以掉下而直接粘附在電機(jī)軸上，從而進(jìn)行擠壓磨削，這會(huì)使磨頭降低磨削的能力，且加速部件的磨損損壞，本方案設(shè)置的超聲波換能器組件，其由外殼、匹配層、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜和cymbal陣列接收器組成，超聲波的頻率影響著超聲波的傳播，不同的超聲波設(shè)備對(duì)頻率要求不同，因而可以根據(jù)需要選擇不同換能器的頻率利用超聲波震動(dòng)迅速脫落粉塵，保持磨頭清潔，提高光潔效果，防止粉塵粘附從而提高磨削的質(zhì)量及部件的壽命。

作為對(duì)上述高穩(wěn)定性的超聲波氣浮電主軸的進(jìn)一步描述，該氣浮電主軸還設(shè)有冷卻液端入口103、冷卻液端出口102，其分別位于電主軸的后方且與所述冷卻通槽相接通，該入口與出口用以進(jìn)出冷卻液，以有效利用導(dǎo)入的水流帶動(dòng)冷卻液向多節(jié)培林內(nèi)流動(dòng)，使冷卻液的流動(dòng)更加充分，通過(guò)冷卻液端出口102與冷卻液端入口103的配合，可以達(dá)到冷卻液的封閉式循環(huán)使用，而新穎的水路冷卻結(jié)構(gòu)，通過(guò)采用螺紋狀的水路繞多個(gè)培林流動(dòng)，可以大大地增大水與培林之間的接觸面積，提高冷卻效果，同時(shí)通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)更利于進(jìn)行產(chǎn)品加工，提高工作效率。

作為對(duì)上述高穩(wěn)定性的超聲波氣浮電主軸的進(jìn)一步描述，所述的中培林7包括側(cè)面兩組支撐結(jié)構(gòu)，分別組成前部71和后部72，所述的前部71表面設(shè)前循環(huán)水槽73，所述的后部72設(shè)置后循環(huán)水槽74，而所述后培林8則設(shè)置有后培林循環(huán)水槽81。

作為對(duì)上述高穩(wěn)定性的超聲波氣浮電主軸的進(jìn)一步描述，還包括若干節(jié)點(diǎn)進(jìn)氣口，所述的推培林與主氣路9之間設(shè)置連通的第一節(jié)點(diǎn)進(jìn)氣口91，所述的中培林的中部設(shè)置與主氣路9連通的第二節(jié)點(diǎn)進(jìn)氣口92，所述的后培林設(shè)置與主氣路9連通的第三節(jié)點(diǎn)進(jìn)氣口93。主氣路9與主氣源接口104相接通，由主氣源接口104通入高壓氣源，并依次通過(guò)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)氣口而進(jìn)入到各培林的外表面，通入的高壓氣源在各培林與軸芯4的相對(duì)面之間可形成氣膜，由于氣膜是由貫穿軸承的、始終如一的空氣流提供的，使軸芯即轉(zhuǎn)子能夠處于懸浮狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候不會(huì)與任何配件接觸，給定子符合要求的三相交流電源，使用其產(chǎn)生磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動(dòng)。

作為對(duì)上述高穩(wěn)定性的超聲波氣浮電主軸的進(jìn)一步描述，所述的定子3設(shè)置于軸芯4外側(cè)并且位于軸芯4中后部位置，電源線經(jīng)由主線口101通入而與定子3形成繞組。

作為對(duì)上述高穩(wěn)定性的超聲波氣浮電主軸的進(jìn)一步描述，所述的軸芯4為利用夾頭后拉鎖螺母方式，該種結(jié)構(gòu)中自帶有氣缸組件，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀：連接件53固定于所述電機(jī)組件后座51內(nèi)，以更有效地調(diào)整彈片組件帶來(lái)的高度差異，控制氣缸完全頂出刀具，該連接件53與氣缸活動(dòng)板55連接，并通過(guò)螺母54鎖定，具體地，氣缸活動(dòng)板55與氣缸隔環(huán)56的中間空隙為氣缸頂出空間；在氣缸頂部的氣缸進(jìn)氣接頭52接入一定的壓力空氣，氣缸的頂桿推動(dòng)軸霸頂出夾頭，夾頭張開進(jìn)行換刀，閉氣后氣缸回位彈簧57使頂桿后退，頂桿前頂面與軸霸之間有一定的間隙，彈片組件后退夾頭再次夾緊刀具。

本方案中，軸芯4采用了前端飛盤設(shè)計(jì)，在飛盤前端設(shè)置推培林，后端設(shè)置中培林，而中培林前部的內(nèi)側(cè)面采用了雙組吹氣支撐，后部的內(nèi)側(cè)面同樣采用雙組吹氣支撐設(shè)計(jì)方案，配合后端增加的后培林，后培林內(nèi)側(cè)面同樣采用雙組吹氣支撐，其作為輔助作用，可以有效地促使軸芯4在進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，仍能保持既有的穩(wěn)定性，上述每個(gè)培林設(shè)置的吹氣支撐均分別與氣路環(huán)槽10連通。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。