五轴联动机床大功率气路切换电主轴

技术领域：

本发明涉及电主轴技术领域，尤其涉及一种五轴联动机床大功率气路切换电主轴。

背景技术：

现有的电主轴一般包括机壳、主轴、定子部件、转子部件以及气缸部件等。电主轴内具有两路气源，一路主要是用来气密封和中心除尘，另一路是用来推动推杆以便换刀。这两路气源的进气和出气是相互是独立的。在实际使用过程中，很容易造成气的损耗和浪费，甚至影响整体的气压。

发明内容：

针对上述问题，本发明提出了一种能够有效降低气源损耗、减少涡流、磁滞损耗和热损耗、保证同轴度、使用寿命更长的五轴联动机床大功率气路切换电主轴。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种五轴联动机床大功率气路切换电主轴，包括机壳，设置在机壳内的主轴、定子部件、转子部件，以及设置在机壳一端的气缸部件，所述气缸部件内设置有用于切换内部气路的气路切换部件，所述气路切换部件包括顶针阀芯、阀体、橡胶垫及压缩弹簧，所述橡胶垫设置在机壳内的气密封及中心除尘气源的出气口，橡胶垫与出气口内壁具有间隙并能够沿出气口滑动，所述阀体对应设置在出气口一侧，阀体上开设有与出气口连通的第一气口，阀体一侧开设有与气缸有杆腔连通的第二气口，所述第一气口与第二气口连通，所述顶针阀芯通过压缩弹簧安装于气缸部件内，顶针阀芯一端伸入阀体内并能够穿过第一气口，气缸部件能够推动顶针阀芯使橡胶垫脱离第一气口，从而使气密封及中心除尘气源与气缸有杆腔连通。

为了提高主轴的有效功率，减小涡流及磁滞损耗，所述转子部件采用铜条转子，同时，所述定子部件外热套有钢套，钢套与机壳内壁过盈配合，所述机壳内壁与钢套配合处均匀开设有螺旋水道，可以给定子散热。

为了消除径向间隙，并保证同轴度，转子与主轴采用锥度配合。

为了便于顶针阀芯与阀体配合，所述阀体一端设置有端盖，所述顶针阀芯设置在端盖内，顶针阀芯与端盖之间通过压缩弹簧弹性连接。

为了避免切换气源时发生漏气，所述端盖与阀体之间设置有密封垫圈。

为了保证密封性，所述阀体上套设有O型密封圈。

为了避免顶针阀芯运动时发生偏移，所述气缸部件内壁具有能够供顶针阀芯端部嵌入的槽口。

本发明的有益效果是：该五轴联动机床大功率气路切换电主轴由于设计有气路切换部件，可以自动切换有杆腔和气密封、中心除尘的气路；拉刀状态：阀的气源入口与有杆腔接通，打刀缸活塞压缩复位弹簧(准备松刀)过程中有杆腔气体可通过阀体排出；松刀状态：活塞压缩复位弹簧，活塞已经运动到极限位置，此时顶针阀芯推开橡胶垫使气密封、中心除尘的气路流过阀体，通向推杆中心孔，从而对气源充分利用，保证使用过程中的气源损耗较小，气压恒定；转子与主轴采用锥度配合，既可以消除径向间隙，又可以保证同轴度；另外，本发明在定子外设置有热套的钢套，同时在机壳内壁相应位置加工螺旋水道，可以给定子散热，减少主轴电机的热损耗，保证主轴的使用寿命。

附图说明：

图1为本发明的五轴联动机床大功率气路切换电主轴的结构示意图；

图2为本发明的气路切换部件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示的一种五轴联动机床大功率气路切换电主轴，包括机壳1，设置在机壳1内的主轴2、定子部件4、转子部件3，以及设置在机壳1一端的气缸部件5，所述气缸部件5内设置有用于切换内部气路的气路切换部件7。

所述转子部件3采用铜条转子，所述定子部件4外套设钢套6，钢套6与机壳1内壁过盈配合，钢套6与机壳1之间设置密封圈11，其中机壳1内壁与钢套6配合处加工双头螺旋水道9，更贴近定子，散热效率高，同时可以提高主轴的有效功率，减少涡流、磁滞损耗及热损耗。

转子部件3与主轴2采用小锥度配合，可以保证转子内圆锥面与轴内锥孔均匀过盈配合，既可以消除径向间隙，又可以保证同轴度。

所述气缸部件5可拆卸地连接在机壳1一端，气缸部件5与机壳1之间具有有杆腔12，所述气路切换部件7安装在气缸部件5内，气路切换部件7的两个气口分别与有杆腔12、气密封及中心除尘气源腔10相对应，以实现气路切换。而气缸部件5内壁开设有槽口8，以配合气路切换部件7运动。

如图2所示的所述气路切换部件，包括顶针阀芯78、阀体73、橡胶垫71及压缩弹簧77，所述橡胶垫72设置在机壳内的气密封及中心除尘气源腔的出气口101内，橡胶垫71与出气口101内壁具有间隙并能够沿出气口101滑动(左右)，所述阀体73固定在出气口101右侧，阀体73上套设有O型密封圈72，阀体73左侧开设有与出气口101连通的第一气口，阀体73顶部开设有与气缸有杆腔的气管121连通的第二气口，所述第一气口与第二气口连通，所述顶针阀芯78通过端盖76安装在气缸部件内，顶针阀芯78与端盖76之间通过压缩弹簧77弹性连接，端盖76与阀体73端面之间设置有密封圈74及垫圈75，顶针阀芯78左端伸入阀体73内并能够穿过第一气口推动橡胶垫71。

当气缸部件在复位状态时(图2所示状态)，气密封及中心除尘气源这一路气源推动橡胶垫71，使橡胶垫71堵住阀体73的第一气口，则这一路气源无法通过切换阀通向有杆腔及刀柄中心；当气缸部件的无杆腔充气时，气缸部件推动主轴向左移动，同时也推动顶针阀芯78也向左移动，顶针阀芯78推开橡胶垫71，有杆腔与气密封及中心除尘气源腔连通，有杆腔内的气体通过阀体73排出，此时，气密封及中心除尘气源腔的这一路气源可以经过阀体73清理主轴锥孔。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“侧”、“端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”、“设有”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。