[发明专利]高速超声波液体静压式磨削电主轴

说明书

一种高速超声波液体静压式磨削电主轴，包括主轴、套固在主轴上的转子、内部设有与转子配合的定子的壳体，主轴的前部通过轴承支承在壳体上，其前端通过联动轴套安装有联动轴；联动轴的端部安装有磨削头；还包括安装在主轴的前部并在主轴转动时用于驱动主轴进行高频机械振动的超声波振动装置、安装在主轴的后部并在主轴转动时用于使主轴的前端浮起的液压浮动装置，超声波振动装置使磨削头与工件表面高频接触振动摩擦，相比传统磨削头而言，对磨削头起到一定的保护作用，并使磨削效率更高，磨削质量更好；液压浮动装置使主轴的前端浮起，相比传统磨削电主轴而言，减少了主轴和轴承之间的摩擦损伤，延长了主轴使用寿命，平稳性能更好。

技术领域

本发明属于超硬材料磨削加工技术领域，特别涉及一种高速超声波液体静压式磨削电主轴。

背景技术

超硬材料在工业上被广泛应用，除了用来制造工具以外，在光学、电学、热学方面也具有一些特殊性能，是一种重要的功能材料，因而引起了人们的高度重视。但超硬材料的加工生产却比较困难，在超硬材料的磨削加工技术领域，传统的磨削工具效率较低，且刀具容易损坏，因而多采用磨削电主轴。

但现有的磨削电主轴多为传统的电主轴结构，其在超硬材料的磨削加工方面难以长期胜任，主要表现为长时间、高硬度的磨削对主轴的平稳性、刚性方面是一种考验，为解决这一难题，本发明特提供一种高速超声波液体静压式磨削电主轴装置。

发明内容

针对传统磨削电主轴在超硬材料磨削加工方面工作效率低、刀具容易损坏的缺陷，本发明的目的在于提供一种可持续磨削加工超硬材料并且刀具不易损坏、平稳性能更好、效率更高的高速超声波液体静压式磨削电主轴。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种高速超声波液体静压式磨削电主轴，包括主轴、套固在主轴上的转子、内部设有与转子配合的定子的壳体，主轴的前部通过轴承支承在壳体上，其前端通过联动轴套安装有联动轴；联动轴的端部安装有磨削头；还包括安装在主轴的前部并在主轴转动时用于驱动主轴进行高频机械振动的超声波振动装置、安装在主轴的后部并在主轴转动时用于使主轴的前端浮起的液压浮动装置。

进一步的，超声波振动装置包括通过轴承和卡簧安装在主轴的前部并在主轴转动时将电能转化为声能以驱动主轴进行高频机械振动的有源传感器、位于电主轴外侧并通过导线与有源传感器电性连接的超声波发生器。

进一步的，液压浮动装置包括套装在主轴后部的外侧且内部设有油道、外部设有与前述油道连通以供液压油进入油道的进油口的径向轴承座、夹设于径向轴承座的前端与壳体之间且靠近主轴的端部设有凸台的封油法兰、通过紧固件安装在径向轴承座后端的防油盖，径向轴承座、防油盖、封油法兰及主轴共同构成一个供液压油流动的腔室，径向轴承座的外部设有与前述腔室连通以供液压油从腔室流出的第一出油口；还包括通过主轴的轴肩及径向轴承座内的第一台阶安装在主轴的外侧并用于使主轴的前端浮起的静压径向轴承。

进一步的，静压径向轴承的外表面设有与径向轴承座内部的油道连通的第一环形油道，其内表面沿周向间隔设有通过多个第一节流孔与第一环形油道连通以供液压油进入在主轴和静压径向轴承之间形成油膜使主轴的前端浮起的多个第一环形油腔、沿轴向设有供多余的液压油流至腔室的第一回油槽，其靠近主轴轴肩的端部设有供从第一回油槽靠近主轴轴肩的端部流出的液压油通过对应的油孔流入的卸油槽，其内部设有与卸油槽连通以供流入卸油槽内的液压油流动至腔室后从第一出油口流出的回油道。

进一步的，液压浮动装置还包括通过径向轴承座内的第二台阶及封油法兰的凸台安装在主轴的外侧并用于使主轴的前端浮起的静压径向辅助轴承。