一种液静压主轴和机床的制作方法

本发明用于主轴领域，特别是涉及一种液静压主轴和机床。

背景技术：

1、主轴是现代机床的核心功能部件，随着现代工业对机床加工精度及稳定性的要求不断提高，机床对于主轴的性能要求也越来越高。液静压主轴由于其搞对转精度，结构紧凑等优点，广泛应用于精密加工，超精密加工领域。由于“液体不可压缩性”，使得液静压主轴具有较高的刚度，而刚度又是衡量主轴性能的重要指标之一，因此如何合理设计供油方式及节流结构，使主轴具有更高刚度的同时又具有稳定性，是液静压主轴设计的趋势。而如何在保证主轴具有足够刚度及稳定性的情况下减少油耗，减小窜油、压力油内流、泄压甚至密封失效风险，仍是液静压电主轴设计的一大难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种液静压主轴和机床。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、第一方面，一种液静压主轴，包括机体和轴芯，所述轴芯转动地安装于所述机体，所述轴芯具有止推飞盘，所述机体上设有止推轴承，所述止推轴承包括第一止推轴承和第二止推轴承，所述第一止推轴承和第二止推轴承之间形成轴向间隔，所述止推飞盘设置于所述轴向间隔，所述止推轴承具有与所述止推飞盘配合的止推面，所述止推面上设有多个沿周向分布的第一止推油腔，各所述第一止推油腔设有第一进油孔和第一回油孔，所述第一进油孔到止推飞盘中心的距离小于所述第一回油孔到止推飞盘中心的距离，所述第一止推油腔由所述止推面向止推轴承的背侧凹陷，由所述第一进油孔到所述第一回油孔的方向所述第一止推油腔的凹陷深度递减。

4、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，多个所述第一止推油腔的第一进油孔位于以止推飞盘的中心为圆心、以r为半径的圆周上，多个所述第一止推油腔的第一回油孔位于以止推飞盘的中心为圆心、以r为半径的圆周上，r＞r。

5、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，沿所述轴芯的转动方向所述第一回油孔位于所述第一进油孔的后方，所述第一止推油腔具有第一边缘，所述第一边缘呈由所述第一进油孔延伸至所述第一回油孔的圆弧状，所述第一止推油腔具有第二边缘，所述第二边缘位于所述第一边缘的后方，所述第二边缘由所述第一回油孔延伸至所述止推轴承的内周面。

6、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述止推面上设有多个沿周向分布的第二止推油腔，所述第二止推油腔设有第二进油孔，所述第二止推油腔由所述止推面向止推轴承的背侧凹陷，所述第二止推油腔沿所述止推轴承的周向延伸，所述第二止推油腔的两端与第一止推油腔之间设有延伸至所述止推轴承内周面的回油槽。

7、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述止推轴承呈由内周面沿径向延伸到外周面的圆环状，所述止推轴承的外周面装配于所述机体的内孔，所述止推轴承的外周面设有第一环形油槽，所述第一进油孔和第二进油孔均连通至所述第一环形油槽，所述机体上设有与所述第一环形油槽连通的第一供油孔。

8、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述机体设有轴芯内孔，所述轴芯设置于所述轴芯内孔，所述轴芯内孔的内壁面沿周向设有多组径向油腔，每组所述径向油腔均包括沿轴芯转动方向分布的第一径向油腔和第二径向油腔，所述第一径向油腔的深度大于所述第二径向油腔的深度，所述机体设有与第一径向油腔连通的第三进油孔和与第二径向油腔连通的第四进油孔，相邻两组所述径向油腔之间沿轴芯转动方向留有周向间隔，所述机体与所述轴芯之间在所述周向间隔处形成静压油膜间隙。

9、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述机体的外周面设有第二环形油槽和多个第三环形油槽，各所述第二径向油腔的第四进油孔连通至所述第二环形油槽，各所述第一径向油腔的第三进油孔连接至对应的第三环形油槽，所述液静压主轴还包括套设于所述机体外周面的外箱体，所述外箱体设有与所述第二环形油槽连通的第二供油孔和与所述第三环形油槽对应连通的多个第三供油孔。

10、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第二供油孔和所述第三供油孔均设有节流器。

11、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述节流器包括节流杆，所述节流杆包括锥面段、密封段和螺纹段，所述外箱体上于所述第二供油孔和所述第三供油孔的外侧设有节流杆安装孔，所述节流杆通过设置于所述螺纹段的螺母安装于所述节流杆安装孔，所述密封段与所述外箱体之间设有密封圈，所述锥面段插入所述第二供油孔或所述第三供油孔中。

12、第二方面，一种机床，包括第一方面中任一实现方式所述的液静压主轴。

13、上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：本发明的技术方案在工作中，特别是高速转动时，油通过第一进油孔进入各第一止推油腔，离心力带动高压油从第一进油孔沿旋转方向甩至第一回油孔，由于动压效应，第一止推油腔由深至浅处压力逐渐增大，使得整个止推面上高压油膜压力增加，增强止推效果，保证了轴芯在高速运转情况下可获得足够大的止推压力，减小了轴芯轴向窜动风险，最终使得主轴刚度增加，加工效率及稳定性增加，主轴大负载情况下综合性能提高。

14、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种液静压主轴，其特征在于，包括机体和轴芯，所述轴芯转动地安装于所述机体，所述轴芯具有止推飞盘，所述机体上设有止推轴承，所述止推轴承包括第一止推轴承和第二止推轴承，所述第一止推轴承和第二止推轴承之间形成轴向间隔，所述止推飞盘设置于所述轴向间隔，所述止推轴承具有与所述止推飞盘配合的止推面，所述止推面上设有多个沿周向分布的第一止推油腔，各所述第一止推油腔设有第一进油孔和第一回油孔，所述第一进油孔到止推飞盘中心的距离小于所述第一回油孔到止推飞盘中心的距离，所述第一止推油腔由所述止推面向止推轴承的背侧凹陷，由所述第一进油孔到所述第一回油孔的方向所述第一止推油腔的凹陷深度递减。

2.根据权利要求1所述的液静压主轴，其特征在于，多个所述第一止推油腔的第一进油孔位于以止推飞盘的中心为圆心、以r为半径的圆周上，多个所述第一止推油腔的第一回油孔位于以止推飞盘的中心为圆心、以r为半径的圆周上，r＞r。

3.根据权利要求2所述的液静压主轴，其特征在于，沿所述轴芯的转动方向所述第一回油孔位于所述第一进油孔的后方，所述第一止推油腔具有第一边缘，所述第一边缘呈由所述第一进油孔延伸至所述第一回油孔的圆弧状，所述第一止推油腔具有第二边缘，所述第二边缘位于所述第一边缘的后方，所述第二边缘由所述第一回油孔延伸至所述止推轴承的内周面。

4.根据权利要求1所述的液静压主轴，其特征在于，所述止推面上设有多个沿周向分布的第二止推油腔，所述第二止推油腔设有第二进油孔，所述第二止推油腔由所述止推面向止推轴承的背侧凹陷，所述第二止推油腔沿所述止推轴承的周向延伸，所述第二止推油腔的两端与第一止推油腔之间设有延伸至所述止推轴承内周面的回油槽。

5.根据权利要求4所述的液静压主轴，其特征在于，所述止推轴承呈由内周面沿径向延伸到外周面的圆环状，所述止推轴承的外周面装配于所述机体的内孔，所述止推轴承的外周面设有第一环形油槽，所述第一进油孔和第二进油孔均连通至所述第一环形油槽，所述机体上设有与所述第一环形油槽连通的第一供油孔。

6.根据权利要求1所述的液静压主轴，其特征在于，所述机体设有轴芯内孔，所述轴芯设置于所述轴芯内孔，所述轴芯内孔的内壁面沿周向设有多组径向油腔，每组所述径向油腔均包括沿轴芯转动方向分布的第一径向油腔和第二径向油腔，所述第一径向油腔的深度大于所述第二径向油腔的深度，所述机体设有与第一径向油腔连通的第三进油孔和与第二径向油腔连通的第四进油孔，相邻两组所述径向油腔之间沿轴芯转动方向留有周向间隔，所述机体与所述轴芯之间在所述周向间隔处形成静压油膜间隙。

7.根据权利要求6所述的液静压主轴，其特征在于，所述机体的外周面设有第二环形油槽和多个第三环形油槽，各所述第二径向油腔的第四进油孔连通至所述第二环形油槽，各所述第一径向油腔的第三进油孔连接至对应的第三环形油槽，所述液静压主轴还包括套设于所述机体外周面的外箱体，所述外箱体设有与所述第二环形油槽连通的第二供油孔和与所述第三环形油槽对应连通的多个第三供油孔。

8.根据权利要求7所述的液静压主轴，其特征在于，所述第二供油孔和所述第三供油孔均设有节流器。

9.根据权利要求8所述的液静压主轴，其特征在于，所述节流器包括节流杆，所述节流杆包括锥面段、密封段和螺纹段，所述外箱体上于所述第二供油孔和所述第三供油孔的外侧设有节流杆安装孔，所述节流杆通过设置于所述螺纹段的螺母安装于所述节流杆安装孔，所述密封段与所述外箱体之间设有密封圈，所述锥面段插入所述第二供油孔或所述第三供油孔中。

10.一种机床，其特征在于，包括权利要求1～9中任一项所述的液静压主轴。

技术总结本发明公开了一种液静压主轴和机床，包括机体和轴芯，轴芯具有止推飞盘，机体上设有止推轴承，止推轴承之间形成轴向间隔，止推飞盘设置于轴向间隔，止推轴承具有与止推飞盘配合的止推面，止推面上设有多个沿周向分布的第一止推油腔，各第一止推油腔设有第一进油孔和第一回油孔，第一进油孔到止推飞盘中心的距离小于第一回油孔到止推飞盘中心的距离，第一止推油腔由止推面向止推轴承的背侧凹陷，由第一进油孔到第一回油孔的方向第一止推油腔的凹陷深度递减。本发明保证了轴芯在高速运转情况下可获得足够大的止推压力，减小了轴芯轴向窜动风险，最终使得主轴刚度增加，加工效率及稳定性增加，主轴大负载情况下综合性能提高。技术研发人员：张翰乾,郑毅勇,方泽荣,程振涛,熊万里,汤秀清,雷群,汤丽君,黄腾晖,汤智锋受保护的技术使用者：广州市昊志机电股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11