一种分离式柔性驱动的高精度加工机床主轴系统

摘要

一种分离式柔性驱动的高精度加工机床主轴系统，为解决现有超精密加工装备中，主轴系统中的电机和主轴为刚性连接，动力传递效果较差及刚性连接对主轴回转精度有影响的问题。本发明的交流伺服电机通电后，交流伺服电机开始转动，带动柔性驱动组件转动，平皮带转动带动拨杆产生旋转扭矩驱动主轴旋转进行切削。高压空气经轴向进气孔进入，经径向节流小孔节流后在径向气膜间隙处形成径向气体静压膜，该径向气体静压膜支撑主轴及其径向载荷，高压空气经第一轴向节流小孔节流后在轴向气膜间隙处形成轴向气体静压膜，该轴向气体静压膜支撑主轴及其轴向载荷。本发明用于多种形式的超精密车床、超精密铣床上。

主权项

一种分离式柔性驱动的高精度加工机床主轴系统，所述主轴系统包括交流伺服电机、电机底座、第一定位销、第二定位销、溜板和静压气体主轴组件，其特征在于：（1）静压气体主轴组件由空气吸盘、止推轴承、径向轴承、主轴箱、主轴、支承环和配气环组成，主轴装在径向轴承的内孔中，径向轴承固装在主轴箱中，主轴箱与溜板相连接，且通过第二定位销进行定位；（2）止推轴承套装在主轴的输出端上，径向轴承的侧壁上设有轴向进气孔，径向轴承的侧壁上设有数个与轴向进气孔相通的径向节流小孔，径向轴承的输出端端面上设有与止推轴承的端面相对应的第一通气孔，径向轴承的输出端端面上设有数个与主轴上的轴肩端面相对应的第一轴向节流小孔，第一通气孔和第一轴向节流小孔均与轴向进气孔相通，止推轴承的端面上设有与第一通气孔正对且相通的第二通气孔，止推轴承的输出端端面上设有数个与主轴上的轴肩端面相对应的第二轴向节流小孔，第二轴向节流小孔与第二通气孔相通，空气吸盘设置在主轴的输出端端面上，且通过连接件将空气吸盘与主轴固接，配气环套装在主轴的输入端上；（3）所述交流伺服电机与电机底座固接，电机底座与溜板固接，并通过定位销进行定位；（4）所述主轴系统还包括柔性驱动组件和两个拨杆；（5）所述柔性驱动组件由两个阶梯轴、平皮带、四个深沟球轴承、弹簧卡爪和锥套组成，每个阶梯轴由输入端至输出端依次为螺纹段、圆盘连接段、轴承连接段和轴肩段，弹簧卡爪由圆盘和锥体组成，锥体垂直设置在圆盘的轴心处，且锥体的底端面与圆盘的端面连接，锥体与圆盘制成一体，弹簧卡爪的轴心设有中心孔，圆盘的端面上对称设有两个轴孔，弹簧卡爪上的中心孔与交流伺服电机的输出轴连接，锥套的内孔与弹簧卡爪上的锥体相配合，两个轴孔分别配有一个阶梯轴，且阶梯轴上的圆盘连接段与弹簧卡爪上的轴孔配合，阶梯轴上的螺纹段露在圆盘的输入端端面外，每个阶梯轴上的轴承连接段上装有两个深沟球轴承，平皮带套装在四个深沟球轴承上，两个拨杆对称安装在主轴的输入端端面上，每个拨杆的另一端与平皮带连接。