一种超精密加工机床分离驱动式主轴系统

摘要

一种超精密加工机床分离驱动式主轴系统，它涉及一种超精密气体静压主轴系统。本发明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

一种超精密加工机床分离驱动式主轴系统，所述主轴系统包括交流伺服电机(17)、电机底座(18)、第一定位销(19)、第二定位销(22)、溜板(23)和静压气体主轴组件，静压气体主轴组件由空气吸盘(1)、止推轴承(5)、径向轴承(6)、主轴箱(7)、主轴(8)、支承环(9)和配气环(10)组成，主轴(8)装在径向轴承(6)的内孔中，径向轴承(6)固装在主轴箱(7)中，主轴箱(7)与溜板(23)相连接，且通过第二定位销(22)进行定位，止推轴承(5)套装在主轴(8)的输出端上，径向轴承(6)的侧壁上设有轴向进气孔(6‑1)，径向轴承(6)的侧壁上设有数个与轴向进气孔(6‑1)相通的径向节流小孔(6‑2)，径向轴承(6)的输出端端面上设有与止推轴承(5)的端面相对应的第一通气孔(6‑3)，径向轴承(6)的输出端端面上设有数个与主轴(8)上的轴肩端面相对应的第一轴向节流小孔(6‑4)，第一通气孔(6‑3)和第一轴向节流小孔(6‑4)均与轴向进气孔(6‑1)相通，止推轴承(5)的端面上设有与第一通气孔(6‑3)正对且相通的第二通气孔(5‑1)，止推轴承(5)的输出端端面上设有数个与主轴(8)上的轴肩端面相对应的第二轴向节流小孔(5‑2)，第二轴向节流小孔(5‑2)与第二通气孔(5‑1)相通，空气吸盘(1)设置在主轴(8)的输出端端面上，且通过连接件将空气吸盘(1)与主轴(8)固接，配气环(10)套装在主轴(8)的输入端上，所述交流伺服电机(17)与电机底座(18)固接，电机底座(18)与溜板(23)固接，并通过第一定位销(19)进行定位，其特征在于：所述主轴系统还包括柔性驱动组件和两个拨杆(11)，所述柔性驱动组件由两个阶梯轴(12)、平皮带(13)、四个深沟球轴承(14)、弹簧卡爪(15)和锥套(16)组成，每个阶梯轴(12)由输入端至输出端依次为螺纹段(12‑1)、圆盘连接段(12‑2)、轴承连接段(12‑3)和轴肩段(12‑4)，弹簧卡爪(15)由圆盘(15‑1)和锥体(15‑2)组成，锥体(15‑2)垂直设置在圆盘(15‑1)的轴心处，且锥体(15‑2)的底端面与圆盘(15‑1)的端面连接，锥体(15‑2)与圆盘(15‑1)制成一体，弹簧卡爪(15)的轴心设有中心孔(15‑3)，圆盘(15‑1)的端面上对称设有两个轴孔(15‑1‑1)，弹簧卡爪(15)上的中心孔(15‑3)与交流伺服电机(17)的输出轴连接，锥套(16)的内孔与弹簧卡爪(15)上的锥体(15‑2)相配合，两个轴孔(15‑1‑1)分别配有一个阶梯轴(12)，且阶梯轴(12)上的圆盘连接段(12‑2)与弹簧卡爪(15)上的轴孔(15‑1‑1)配合，阶梯轴(12)上的螺纹段(12‑1)露在圆盘(15‑1)的输入端端面外，每个阶梯轴(12)上的轴承连接段(12‑3)上装有两个深沟球轴承(14)，平皮带(13)套装在四个深沟球轴承(14)上，两个拨杆(11)对称安装在主轴(8)的输入端端面上，每个拨杆(11)的另一端与平皮带(13)连接。