專利名稱：一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及精密機械制造領域，特別涉及一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單兀。
背景技術：
影響機械加工零件精度的因素有很多，但是這其中最重要的一個就是加工機械零件的機床(例如磨床、車床、加工中心等)本身的精度等級，隨著對機械加工零件精度的要求越來越高，對機床的高速回轉主軸的綜合回轉精度也就提出了越來越高的要求，如ー些高速大功率高精度數控磨床、加工中心的主軸轉速己達到20000r/min以上，對于主軸的綜合回轉精度要求小于0. 2 μ m，甚至更高。現有的用于機床的(磨床、加工中心等)的等分油腔靜動壓軸磨具単元，包括主軸箱體，這個主軸箱體安裝在機床上，在主軸箱體內安裝有高速旋轉的主軸，主軸一端連接有砂輪(用于磨床的時候)，另一端連接有傳動輪，由傳動輪帶著主軸旋轉，在主軸箱體內安裝有前軸瓦、后軸瓦和后壓蓋，在前軸瓦、后軸瓦上都設有等分油腔，傳統的方式是在前軸瓦、 后軸瓦采用四個或六個等偶數個等分油腔。其中，以四等分油腔最為常見，應用最為廣泛， 但是，偶數個等分油腔雖然能夠滿足一般機床對于精度的需要，但是對于高精度主軸回轉精度小于0. 2μπι，達到0. 15 μ m甚至更高的時候，就達不到了。

發明內容
本發明是針對現有技術的不足之處，提供一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其能夠使得主軸的回轉精度大大提高。為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下；一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，包括主軸箱體、主軸，所述的主軸箱體上安裝有前軸瓦、后軸瓦，所述前軸瓦設有前等分油腔，所述后軸瓦上設有后等分油腔，所述前等分油腔和/或所述后等分油腔的數量為大于等于三的奇數個。作為優選，所述前等分油腔和/或所述后等分油腔的數量為3、5、7個。作為優選，所述前等分油腔和/或所述后等分油腔的數量為5個。作為優選，所述的主軸的后端安裝有傳動輪。作為優選，所述主軸后端有一軸向受力圓環，所述后軸瓦的后側面設有與所述軸向受カ圓環的前側面相配合的環槽，所述主軸箱體后端固定有后壓蓋，所述后壓蓋的前側面設有與所述軸向受カ圓環的后側面相配合的環槽。作為優選，所述前軸瓦和/或后軸瓦與所述的主軸箱體一體成型或分體組裝。
作為優選，所述的主軸具有與所述前軸瓦、后軸瓦相配合的前軸肩、中間軸肩。作為優選，所述的機床為車床或磨床。本發明的有益效果在于本發明的等分油腔靜動壓軸磨具単元，與現有的采用四等分或六等分油腔不同，采用的是大于等于三的奇數個等分腔數量，能夠使得主軸的回轉精度大大提高，達到0. 15 μ m甚至更高。


下面結合附圖對本發明做進ー步的說明圖1為現有的四等分油腔的結構示意圖2為現有的六等分油腔的結構示意圖； 圖3為本發明的結構示意圖； 圖4為圖3的A-A剖視圖； 圖5為圖3的B-B剖視圖； 圖6為圖3中I處局部放大圖。圖中
A-前軸瓦或后軸瓦；Al-主軸，A2-間隙，A3-等分油腔；
1-主軸箱體；
2-主軸，201-軸向受力圓環，202-前軸肩，203-后軸肩；
3-前軸瓦，301-前等分油腔；
4-后軸瓦，401-后等分油腔，402-環槽；
5-后壓蓋，501-環槽；
6-傳動輪；
7-砂輪。
具體實施例方式實施例，見附圖3、4、5、6 ；—種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，機床可以是車床、磨床等，本實施方式采用的是磨床，但不僅限于此，其包括主軸箱體1、主軸2，主軸2 安裝在主軸箱體內，兩端伸出，主軸后端固定有傳動輪6，用來與外部的動カ源連接，帶動主軸旋轉，因為在本實施方式中是以磨床為例，所以，在主軸的前端安裝有砂輪7，如果是車床則可以安裝刀具，因為是本領域內的公知技木，在此不詳述，在主軸箱體1上安裝有前軸瓦 3、后軸瓦4及后壓蓋5，前軸瓦3、后軸瓦4可以與主軸箱體一體或分體組裝，本實施方式中，前軸瓦、后軸瓦與主軸箱體是分開的，前軸瓦和主軸箱體固定連接，而后軸瓦不是，因此在主軸箱體內設有一位于后軸瓦前端面的卡圈，防止其移動，為了減小主軸在高速旋轉的時候的軸向跳動，在主軸2后端有一軸向受カ圓環201，軸向受カ圓環201是直接成型在主軸上的，與主軸一體的，而后軸瓦4的后側面設有與軸向受力圓環201的前側面相配合的環槽402，后壓蓋5的前側面設有與所述軸向受カ圓環201的后側面相配合的環槽501，通過讓兩個環槽充滿液壓油來減小主軸軸向的跳動。而為了減小加工主軸的成本，及加快主軸的加工時間，提高工作效率，主軸2具有與所述前軸瓦3、后軸瓦4相配合的前軸肩202、中間軸肩203。這樣，在加工主軸的時候，只需要將前軸肩202、中間軸肩203高精度加工即可，其余部分精度要求不高，加工速度快。前軸瓦3設有前等分油腔301，后軸瓦4上設有后等分油腔401，前等分油腔301 和/或所述后等分油腔401的數量為大于等于三的奇數個，數量的選擇根據主軸的直徑大小及實際情況來進行確定，一般的，經過我們實際的檢測、實驗，在本技術領域內，前等分油
4腔301和后等分油腔401的數量為3、5或7個，其中，以數量為5個最佳，本實施方式中，前等分油腔301和后等分油腔401的數量均為5個，當然，也可以是，前等分油腔301或后等分油腔401的數量是3、5、7等奇數個，只是這樣，效果不是最佳。見附圖1、2，這兩個附圖表示的兩種最常見的、應用范圍最廣的傳統的等分油腔的設置，分別是四等分和六等分油腔設置圖，圖中，A表示的是前軸瓦或后軸瓦，Al表示的機床的主軸，A2表示的是主軸與前軸瓦或后軸瓦之間的正常間隙，A3表示的就是等分油腔，也就是開設在前軸瓦或后軸瓦內表面的凹槽，可以貫穿整個前軸瓦或后軸瓦長度方向的，也可以不貫穿。主軸不管采用何種精度的機床加工出來的，其橫截面實際上都是一個橢圓，同樣的，前軸瓦或后軸瓦的內孔橫截面也是橢圓，圖1、圖2為了顯示方便及便于理解，將主軸和前軸瓦或后軸瓦的內孔的橢圓度進行了放大，但這并不代表實際的尺寸。在現在的軸系單元工作的時候，是注入高壓油的，高壓油在主軸與前軸瓦、后軸瓦之間形成油膜，使得主軸處于液態支承狀態，為了減小主軸在高速旋轉時候產生的徑向跳動，在前軸瓦、后軸瓦上都設有四個或六個等分油腔。見圖1，從圖中可以看出，等分油腔A3為四個，主軸橫截面是橢圓，其橫截面兩個長軸對應兩個等分油腔、短軸對應兩個等分油腔，因為等分油腔是開始在前軸瓦、后軸瓦內孔上的凹槽，所以，兩個長軸兩個與和對應等分油腔之間的間隙，是大于正常情況下主軸和前軸瓦、后軸瓦內孔之間的間隙A2的，同樣的，兩個短軸與和其對應的兩個等分油腔之間的間隙，也是是大于正常情況下主軸和前軸瓦、后軸瓦內孔之間的間隙A2的。這樣，當主軸旋轉到兩個長軸、兩個短軸與四個等分油腔位置對應的時候，會因為間隙的變大而引起主軸的一個微小的跳動，雖然間隙的變化很小很小，跳動也很小很小，但是，要知道，主軸旋轉的速度是20000r/min，甚至更高，以主軸轉速為MOOOr/min為例，也就是說，在一秒鐘內，主軸旋轉了 300轉，而每一轉內，主軸都會因為間隙的變化而產生四次意外的徑向微小跳動(每一轉內，主軸的長軸、端軸有四次與四個等分油腔對應的位置，就是四次間隙變化，四次徑向跳動)，一秒鐘300轉，就是1200次微小的徑向跳動，而這樣的跳動對應一般精度的加工來講，是正常的范圍內，而對應對主軸回轉精度要求小于0. 15 μ m甚至0. Iym的機床來說，就太大了，這些跳動累計的誤差使得主軸回轉精度達不到要求；見附圖2，而對于現有的等分油腔A3為六個，主軸橫截面是橢圓，其橫截面兩個長軸對應兩個等分油腔、短軸則沒有對應的等分油腔，所以，兩個長軸兩個與和對應等分油腔之間的間隙，是大于正常情況下主軸和前軸瓦、后軸瓦內孔之間的間隙Α2的。這樣，當主軸旋轉到兩個長軸與兩個等分油腔位置對應的時候，會因為間隙的變大而引起主軸的一個微小的跳動，雖然間隙的變化很小很小，跳動也很小很小，但是要知道，主軸旋轉的速度是20000r/min，甚至更高，以主軸轉速為MOOOr/min為例，也就是說，在一秒鐘內，主軸旋轉了 300轉，而每一轉內，主軸都會因為間隙的變化而產生六次意外的徑向微小跳動(每一轉內，主軸的長軸有六次與兩個等分油腔對應的位置，就是六次間隙變化，六次跳動)，一秒鐘300轉，就是1800次微小的徑向跳動，而這樣的徑向跳動對應一般精度的加工來講，是正常的范圍內，而對應對主軸回轉精度要求小于0. 15 μ m甚至0. 1 μ m的機床來說，就太大了，這些跳動累計的誤差就使得主軸回轉精度達不到要求。而本發明的軸系單元，見附圖4、5 ；前等分油腔301、后等分油腔401數量都是5個，是奇數個。下面以前等分油腔301為例，詳述下本發明是如何提高主軸回轉精度的。因為前等分油腔301是均布在前軸瓦上，那么可以知道，主軸的長軸或端軸對應的前等分油腔301只能是一個，而不是向四、六個等分油腔那樣，對應的都是兩個，所以在理論上，其間隙的變化只有前者的1/2，理論上由此而產生的主軸徑向跳動也只有前者的1/2，以主軸轉速為MOOOr/min為例，在一秒鐘內，主軸旋轉了 300轉，而每一轉內，主軸都會因為間隙的變化而產生五次意外的徑向微小跳動(每一轉內，主軸的長軸或端軸有五次與等分油腔對應的位置，就是五次間隙變化，五次徑向跳動)，一秒鐘300轉，就是1500次微小的徑向跳動，雖然與四等分油腔的1200次相比，數量是增加了，但是本實施方式每次微小的徑向跳動量僅是四等分油腔的1/2，所以，相比四、六等分油腔的軸系單元，本實施方式的軸系單元，其主軸的回轉精度大大提高，可以達到0. 15 μ m甚至0. 1 μ m以上，而這個主軸回轉精度，是通過改變等分油腔數量實現的，成本低廉、結構簡單。 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換以及改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，包括主軸箱體(1)、主軸(2)，所述的主軸箱體(1)上安裝有前軸瓦(3)、后軸瓦(4)，所述前軸瓦(3)設有前等分油腔(301)，所述后軸瓦(4)上設有后等分油腔(401)，其特征在于所述前等分油腔(301)和/或所述后等分油腔(401)的數量為大于等于三的奇數個。
2.根據權利要求1所述的ー種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其特征在于所述前等分油腔(301)和/或所述后等分油腔(401)的數量為3、5、7個。
3.根據權利要求1或2所述的ー種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其特征在于 所述前等分油腔(301)和/或所述后等分油腔(401)的數量為5個。
4.根據權利要求1所述的ー種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其特征在于所述的主軸(2)的后端安裝有傳動輪(6)。
5.根據權利要求1所述的ー種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其特征在于所述主軸(2)后端有一軸向受カ圓環(201)，所述后軸瓦(4)的后側面設有與所述軸向受カ圓環(201)的前側面相配合的環槽(402)，所述主軸箱體(1)后端固定有后壓蓋(5)，所述后壓蓋(5)的前側面設有與所述軸向受カ圓環(201)的后側面相配合的環槽(501)。
6.根據權利要求1所述的ー種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其特征在于所述前軸瓦(3)和/或后軸瓦(4)與所述的主軸箱體(1) 一體成型或分體組裝。
7.根據權利要求1所述的ー種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其特征在于所述的主軸(2)具有與所述前軸瓦(3)、后軸瓦(4)相配合的前軸肩(202)、中間軸肩(203)。
8.根據權利要求1所述的ー種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，其特征在于所述的機床為車床或磨床。
全文摘要
本發明公開了一種用于機床的等分油腔靜動壓軸系單元，包括主軸箱體、主軸，所述的主軸箱體上安裝有前軸瓦、后軸瓦及后壓蓋，所述前軸瓦設有前等分油腔，所述后軸瓦上設有后等分油腔，所述前等分油腔和/或所述后等分油腔的數量為大于等于三的奇數個。本發明的等分油腔靜動壓軸磨具單元，與現有的采用四等分或六等分油腔不同，采用的是大于等于三的奇數個等分腔數量，能夠使得主軸的回轉精度大大提高，達到0.15μm甚至更高。
文檔編號B23B19/00GK102554278SQ20121000860
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者孫振國, 翁士揚, 陳仁波 申請人:浙江辛子精工機械股份有限公司