[发明专利]具有自动平衡机构的高速主轴装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速主轴装置。

背景技术

目前，主轴具有转速高、运行精度高、加工效率高的特点，高速主轴转速和精度的提高是以高精度动平衡为前提的。尽管主轴在出厂时会进行离线动平衡调节，但是由于主轴工作时的高速旋转会带来离心膨胀作用，也会破坏主轴的动平衡。当高速运转的主轴处于不平衡状态时，其系统内部蝶形弹簧、拉杆、轴承等诸多组件会受热力耦合作用，且呈现强烈的各向异性及非线性特征，这直接导致了高速下不平衡状态的逐渐演变、加剧。此外，离线平衡后，变工况、变刀、磨损等导致新的不平衡。

显然，若每次都采用传统离线停机动平衡的方式来消除微小失衡量，这对加工效率将造成极大的影响，破坏了高效加工的原则，在现代化加工中是无法接受的。

其它高速主轴自动动平衡装置，多为对失衡主轴进行去重加工，使主轴从失衡状态回归平衡状态。这样做可能会对主轴造成损坏，不利于主轴的长期利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种具有自动平衡机构的高速主轴装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种具有自动平衡机构的高速主轴装置，包括驱动电机及与驱动电机输出轴连接的主轴，其特征在于所述的主轴两端分别设有支撑座，每个支撑座内设有能感知主轴是否平衡的动平衡测试单元，前述的动平衡测试单元与一计算机连接，所述主轴的外壁依次成型有第一斜槽、第二斜槽和第三斜槽，所述的主轴上设有平衡调整机构，该平衡调整机构至少包括

第一调整电机，受控于前述计算机，该第一调整电机的动力输出端设有第一丝杆；

第一调节环，套设于前述第一斜槽外周并与第一斜槽导向配合且能在主轴外壁轴向移动；

第一移动杆，一端与前述第一丝杆的端部螺纹配合，另一端与第一调节环一侧活动连接；

第二调整电机，受控于前述计算机，该第二调整电机的动力输出端设有第二丝杆；

第二调节环，套设于前述第二斜槽外周并与第二斜槽导向配合且能在主轴外壁轴向移动；

第二移动杆，一端与前述第二丝杆的端部螺纹配合，另一端与第二调节环一侧活动连接；

第三调整电机，受控于前述计算机，该第三调整电机的动力输出端设有第三丝杆；

第三调节环，套设于前述第三斜槽外周并与第三斜槽导向配合且能在主轴外壁轴向移动；

第三移动杆，一端与前述第三丝杆的端部螺纹配合，另一端与第三调节环一侧活动连接；以及

定向杆，平行主轴布置，该定向杆贯穿通过前述的第一移动杆、第二移动杆及第三移动杆。

所述的第一斜槽可以是环形封闭环，并且，第一斜槽内布置有多个滚珠，其中之一的滚珠与第一调节环通过固定销连接。进一步，所述滚珠布满第一斜槽，相邻滚珠彼此接触。

所述的第一斜槽可以是螺旋线直角槽或封闭的环形角槽，所述的第一调节环内侧设有一能在前述第一斜槽内滑动的连接销。

进一步，所述的螺旋线直角槽至少为三圈。

进一步，所述的调节环上均开设有调节孔。

进一步，所述的主轴上设有一与动平衡测试单元相连的平衡测试连接环。

针对细长的主轴，所述的平衡调整机构为一对，分别布置于主轴两端。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过三个调节环的自动调整，在不同工况下，能自动调节主轴平衡的高速主轴平衡装置，有效的控制失衡状态，同时延长了主轴的使用寿命，调整快速，整体结构简单，易于实现。

附图说明

图1为实施例1结构示意图。

图2为图1中主轴放大结构示意图。

图3为实施例1中放大第一调节环结构示意图。

图4为实施例1中放大的滚珠安装剖视图。

图5为实施例1主轴动平衡平衡状态结构示意图。

图6为实施例1主轴动平衡失衡状态结构示意图。

图7为实施例1主轴动平衡调节失衡后状态结构示意图。

图8为实施例2中主轴结构示意图。

图9为实施例2中第一调节环结构示意图。

图10为实施例2中第一调节环与主轴装配剖视图。

图11为实施例3中第一调节环与主轴装配剖视图。

图12为实施例4中调节环与主轴安装结构示意图。

图13为实施例5中调节环与主轴安装结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。