專利名稱：一種高精密高速鉆削氣動(dòng)主軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高精密高速鉆削氣動(dòng)主軸，適用于做數(shù)控印刷電路板機(jī)床及其它自動(dòng)化機(jī)床的主軸，進(jìn)行鉆削、銑削及微孔加工等。
目前國內(nèi)使用的電主軸，存在以下問題功率大耗電多，有變頻器，需油霧、油脂潤滑及冷卻水，軸承壽命短(一年)，轉(zhuǎn)數(shù)及運(yùn)轉(zhuǎn)精度不夠高等，而國外使用的電主軸，軸承壽命比國產(chǎn)的雖長一些，但經(jīng)過幾次換軸承后就出現(xiàn)漏油、漏水、電機(jī)需水冷卻，有變頻器，轉(zhuǎn)數(shù)、運(yùn)轉(zhuǎn)精度也不高，且價(jià)格貴；現(xiàn)有微孔鉆氣動(dòng)主軸存在的問題是鉆孔孔徑范圍小為Φ0.1-Φ1，轉(zhuǎn)數(shù)不高，承載能力低，剛度低，抗震性能差，需一套高質(zhì)量的氣源，加工成本高等。
為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種無需潤滑及冷卻水、壽命長的高精密高速鉆削氣動(dòng)主軸。
本實(shí)用新型的任務(wù)是這樣完成的在主軸下部設(shè)置兩個(gè)徑向氣動(dòng)軸承，在主軸臺(tái)階處設(shè)置兩片止推氣動(dòng)軸承以支承主軸，在主軸上方設(shè)置噴氣嘴對(duì)著蝸輪外端面上的旋槽，通氣時(shí)，高速氣流推動(dòng)與蝸輪呈鍵連接的主軸高速旋轉(zhuǎn)。由于自動(dòng)更換鉆頭的需要，使主軸伸出殼體，此時(shí)為使高壓氣不從軸徑間隙跑出，在主軸的噴氣嘴上方設(shè)置一個(gè)密封環(huán)其與主軸間充滿高壓氣流，以阻止噴氣嘴處的高壓氣流從主軸伸出端與殼體間的縫隙中排出，從而使主軸的轉(zhuǎn)數(shù)穩(wěn)定不變，上端設(shè)有墊片及橡膠彈簧，主軸內(nèi)與彈簧卡頭固連的拉桿上端連接有螺母，三者與密封環(huán)及活塞間留有間隙，活塞底部有小彈簧，起使活塞與螺母保持間隙的作用，在與氣缸、殼體固連的缸蓋中心有進(jìn)氣孔，進(jìn)氣時(shí)活塞壓螺母，通過拉桿使卡頭松開，換鉆頭，排氣，通過橡膠彈簧及小彈簧的回復(fù)力使鉆頭夾緊，活塞復(fù)位。為了避免空壓機(jī)因突然事故停止工作造成旋轉(zhuǎn)的主軸與軸承抱死而損壞，在氣路出氣孔處設(shè)一保險(xiǎn)閥通過保險(xiǎn)閥的排氣孔排氣，它由閥芯，彈簧、閥體、進(jìn)氣孔、排氣孔組成，在供氣動(dòng)軸承的氣路上接一管路接至保險(xiǎn)閥的進(jìn)氣孔處，使在工作氣壓時(shí)，閥芯上移使主出氣孔打開，通過保險(xiǎn)閥排氣孔排氣，當(dāng)壓力下降至一定值時(shí)，彈簧回復(fù)力使閥芯下移將主出氣孔關(guān)閉，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，起到了保護(hù)作用。氣路的設(shè)置在殼體及支承套上、氣缸、缸蓋上設(shè)置有進(jìn)氣孔，進(jìn)氣管道分別與軸承、噴氣嘴、密封環(huán)、氣缸的進(jìn)氣孔連通；設(shè)置有出氣管道、出氣孔分別與軸承、密封環(huán)間隙、氣缸的出氣孔連通。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的剖視示意圖，圖2是
圖1的A-A剖視圖，圖3是
圖1中件13、15、16與件3的局部剖示意圖。
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及實(shí)施例說明如下它是由主軸1其內(nèi)孔滑配合連接一個(gè)一端固連有彈簧卡頭8、一端伸出主軸后擰有螺母19的拉桿9，徑向軸承4、5及隔套6與主軸1呈動(dòng)配合，與支承套2呈緊配合，軸端設(shè)有與支承套螺紋連接的螺母7，徑向氣動(dòng)軸承上分別設(shè)有兩個(gè)環(huán)形槽，每個(gè)環(huán)形槽上設(shè)雙排24-36個(gè)徑向小孔，通過氣道①與進(jìn)氣孔24連通，隔套6上有環(huán)形槽通過氣道與排氣孔④連通，其環(huán)形槽上設(shè)有徑向小孔四個(gè)與軸承間隙連通，墊片11的厚度大于主軸凸臺(tái)的厚度，墊片與主軸凸臺(tái)呈動(dòng)配合，兩止推軸承片(10、12)分別設(shè)有單排環(huán)形槽，槽內(nèi)設(shè)有均布的單、雙排36-46個(gè)軸向小孔，通過氣道②把主軸凸臺(tái)兩面與進(jìn)氣孔24連通，通過墊片11的徑向小孔及軸承片10的徑向小孔與排氣孔④連通，軸承片(10、12)、墊片11通過埋頭螺釘與支承套2固連，也可采用一個(gè)環(huán)形槽設(shè)置4-8個(gè)徑向槽的縫式節(jié)流型徑向軸承，采用止推軸承片上設(shè)置四個(gè)均布的圓弧槽，即縫式節(jié)流型止推軸承，外圓面上有28個(gè)旋齒131和28個(gè)旋槽132，其內(nèi)孔通過兩個(gè)鍵與主軸連接的蝸輪13，其底端間隙通過殼體3上的徑向孔與氣道⑤、出氣孔26及保險(xiǎn)閥連通，金屬套環(huán)133與旋齒頂面呈緊配合，與殼體間有間隙，以阻止高壓氣流向外擴(kuò)散，用螺母14使螺輪靠緊在主軸臺(tái)階上，在噴氣嘴15與螺輪間保持軸向間隙為0.4-0.6，通過螺釘27與殼體固連，在噴氣嘴15的外圓面上沿軸向均布設(shè)置有傾斜角α為10°-12°、由窄到寬漸變的曲線槽12-18個(gè)，其窄槽端對(duì)準(zhǔn)蝸輪的旋槽，向上設(shè)置有與殼體3緊配合的密封環(huán)16，其外圓上有環(huán)形槽，通過氣道③與進(jìn)氣孔24連通，槽底沿徑向設(shè)有單、雙排24-32個(gè)小孔，也可采用縫式單排4-8個(gè)縫，再向上設(shè)有墊片17，靠接有橡膠彈簧18，彈簧內(nèi)孔設(shè)有兩個(gè)金屬墊片，以保持與主軸間的回隙，向上靠接一個(gè)擰在拉桿9上的螺母19，三者與密封環(huán)及活塞間分別留有間隙，活塞20底部設(shè)有小彈簧，與氣缸21、殼體3固連的缸蓋22的中心有進(jìn)氣孔23，活塞底部的空隙與排氣孔⑥連通，保險(xiǎn)閥包括與出氣孔26靠接的閥芯29，閥體28，進(jìn)氣孔30，排氣孔31、回復(fù)彈簧、在排氣孔31及進(jìn)氣孔25上分別連接有電磁閥構(gòu)成，排氣孔上的電磁閥能實(shí)現(xiàn)1-2秒鐘內(nèi)快速起動(dòng)至最高轉(zhuǎn)數(shù)或快速停止；進(jìn)氣孔上的電磁閥實(shí)現(xiàn)供氣、停氣及進(jìn)行無級(jí)調(diào)速。
當(dāng)氣壓為5.5-6kg/cm2的氣體從進(jìn)氣孔24進(jìn)入時(shí)，經(jīng)氣道①、②進(jìn)入徑向軸承(4、5)、止推軸承(10、12)，從排氣孔④排出，使主軸沿徑向及軸向浮起，從進(jìn)氣孔25進(jìn)入噴氣嘴環(huán)形槽、吹向蝸輪旋槽，使蝸輪帶動(dòng)主軸高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)數(shù)可達(dá)12萬轉(zhuǎn)、15萬轉(zhuǎn)、20萬轉(zhuǎn)；從進(jìn)氣孔24經(jīng)氣道③進(jìn)入密封環(huán)與主軸間的間隙，經(jīng)氣道⑤、出氣孔26、排氣孔31排出，使驅(qū)動(dòng)主軸高速旋轉(zhuǎn)的氣流不致從密封環(huán)與主軸間隙中流出；需換鉆頭時(shí)，從進(jìn)氣孔23進(jìn)氣，活塞推螺母、拉桿下移，彈簧卡頭松開，換完鉆頭，孔23停氣，橡膠彈簧及活塞底部小彈簧使拉桿及活塞復(fù)位，新鉆頭被卡緊；空壓機(jī)突然停止工作，氣體壓力降至3.5-3kg/cm2時(shí)，保險(xiǎn)閥中的彈簧使閥芯下移將出氣孔26關(guān)閉，主軸立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而保護(hù)了主軸不被損壞。
經(jīng)試驗(yàn)，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1、正常工作時(shí)無磨損、勿需潤滑、噪聲小，可無級(jí)調(diào)速，主軸回轉(zhuǎn)精度高，可達(dá)0.03-0.05μ，使用壽命長。2、承載能力強(qiáng)，可加工的孔為Φ0.1-Φ4。3、主軸在1-2秒內(nèi)完成由高速旋轉(zhuǎn)到停止或由靜止到高速旋轉(zhuǎn)，能自動(dòng)快速更換鉆頭。4、由于采用了高速靜壓密封環(huán)16，做到了密封，保證了主軸轉(zhuǎn)數(shù)不降低，能實(shí)現(xiàn)主軸的快停、快起動(dòng)。5、安全可靠。6、結(jié)構(gòu)簡單、靈巧。
權(quán)利要求一種高精密高速鉆削氣動(dòng)主軸，其特征是，它是由主軸(1)其內(nèi)孔滑配合連接一個(gè)一端固連有彈簧卡頭(8)、一端伸出主軸后擰有螺母(19)的拉桿(9)，徑向軸承(4、5)及隔套(6)與主軸(1)呈動(dòng)配合，與支承套(2)呈緊配合，軸端設(shè)有與支承套螺紋連接的螺母(7)，徑向氣動(dòng)軸承(4、5)上分別設(shè)有兩個(gè)環(huán)形槽，每個(gè)環(huán)形槽上分別設(shè)有雙排徑向小孔，通過氣道①與進(jìn)氣孔(24)連通，隔套(6)上有環(huán)形槽通過氣道與排氣孔④連通，其環(huán)形槽上設(shè)有徑向小孔四個(gè)與軸承間隙連通，墊片(11)的厚度大于主軸凸臺(tái)的厚度，墊片與主軸凸臺(tái)呈動(dòng)配合，兩止推軸承片(10、12)分別設(shè)有單排環(huán)形槽，槽內(nèi)設(shè)有均布的單、雙排軸向小孔通過氣道②將主軸凸臺(tái)兩面與進(jìn)氣孔(24)連通，通過墊片(11)的徑向小孔及軸承片(10)的徑向小孔與排氣孔④連通，軸承片(10、12)、墊片(11)通過埋頭螺釘與支承套(2)固連，設(shè)置一個(gè)外圓面上有均布的旋齒(131)和均布的旋槽(132)、其內(nèi)孔通過兩個(gè)鍵與主軸連接的蝸輪(13)，其底端間隙通過殼體(3)上的徑向孔與氣道⑤、出氣孔(26)及保險(xiǎn)閥連通，金屬套環(huán)(133)與旋齒頂面呈緊配合，與殼體(3)間有間隙，通過螺母(14)使蝸輪(13)與主軸臺(tái)階靠接，在噴氣嘴(15)與蝸輪間保持軸向間隙為0.4-0.6，通過螺釘(27)與殼體(3)固連，在噴氣嘴上端設(shè)有環(huán)形槽與進(jìn)氣孔(25)連通，在其外圓面上沿軸向均布設(shè)置有α角為10°-12°的，由窄到寬漸變的曲線槽，窄槽端分別對(duì)準(zhǔn)蝸輪的旋槽，向上設(shè)置有與殼體(3)緊配合的密封環(huán)(16)，其外圓面上設(shè)有環(huán)形槽，通過氣道③與進(jìn)氣孔(24)連通，槽底沿徑向設(shè)有單、雙排24-32個(gè)小孔，再向上設(shè)有墊片(17)，靠接有橡膠彈簧(18)，其內(nèi)孔設(shè)有兩個(gè)金屬墊片，再靠接一個(gè)擰在拉桿(9)上的螺母(19)，墊片、彈簧、螺母與密封環(huán)(16)及活塞(20)間分別留有間隔，活塞底部設(shè)有小彈簧，與氣缸(21)、殼體(3)固連的缸蓋(22)的中心有進(jìn)氣孔(23)，活塞底部的間隙與排氣孔⑥連通，保險(xiǎn)閥包括與出氣孔(26)靠接的閥芯(29)、閥體(28)、進(jìn)氣孔(30)、排氣孔(31)及回復(fù)彈簧、在排氣孔(31)、進(jìn)氣孔(25)上分別連接有電磁閥構(gòu)成。
2.按權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)主軸，其特征是，密封環(huán)(16)也可采用縫式單排4-8個(gè)縫結(jié)構(gòu)。
3.按權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)主軸，其特征是，徑向軸承(4、5)為雙軸承，每個(gè)軸承設(shè)有兩個(gè)環(huán)形槽，每個(gè)槽設(shè)雙排24-36個(gè)徑向小孔，止推軸承片(10、12)，分別設(shè)有單排環(huán)形槽，槽內(nèi)設(shè)有均布的單、雙排36-46個(gè)軸向小孔。
專利摘要一種高精度高速鉆削氣動(dòng)主軸,適用于做數(shù)控印刷電路板機(jī)床及其它自動(dòng)化機(jī)床的主軸。主要由徑向氣動(dòng)軸承及軸向氣動(dòng)軸承,主軸上方設(shè)有噴氣嘴對(duì)著蝸輪的旋槽,蝸輪通過兩個(gè)鍵與主軸連接,再上方設(shè)有密封環(huán),通過支承套與殼體上的氣道分別與進(jìn)氣孔、出氣孔連通,在進(jìn)氣孔與排氣孔處分別連有電磁閥,在主軸與殼體外端連有活塞等,組成自動(dòng)更換鉆頭結(jié)構(gòu)。具有高精度、高速度、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23B19/02GK2294801SQ97228040
公開日1998年10月21日 申請(qǐng)日期1997年9月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月23日
發(fā)明者史景璋 申請(qǐng)人:史景璋