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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：一种可自动换刀的超低温介质内喷式电主轴‑刀柄系统。真空隔层拉刀杆起到主轴自动换刀时的拉刀与松刀功能，又实现超低温介质在主轴内部传输时的隔热功能。中空刀柄中的隔热套管起到隔热作用，同时还与拉刀杆前端斜楔、密封圈相配合，实现对超低温介质的流动导引，防止其进入主轴内腔。动密封接头将旋转的真空隔层拉刀杆与静止的真空软管连接，实现运动转换的同时起到超低温介质在传输通路动静间断处的动密封作用。主轴拉刀并旋转时，动密封接头中动环端面与静环端面接触，动环端面内凹结构与静环端面外凸结构相互嵌合，阻止超低温介质泄漏。主轴松刀后，动环端面与静环端面分离，超低温介质从排放口排出，不会进入主轴，保障电主轴运行的可靠性。

主权项：1.一种可自动换刀的超低温介质内喷式电主轴-刀柄系统，其特征在于，该可自动换刀的超低温介质内喷式电主轴-刀柄系统主要由电主轴-刀柄主体结构和超低温介质传输结构组成；电主轴-刀柄主体结构包括旋转的主轴轴芯1.1、静止的主轴壳体1.11、中空刀柄2.5、拉刀爪2.2、电机转子1.13、电机定子1.14、打刀缸1.21以及主轴前后轴承；超低温介质传输结构从超低温介质流入至流出依次包括真空软管1.25、连接管1.24、动密封接头1.22、真空隔层拉刀杆1.2、隔热套管2.6和内冷刀具2.9；真空隔层拉刀杆1.2长度贯穿整个主轴轴芯1.1，既起到主轴自动换刀时的拉刀与松刀功能，又实现了超低温介质在主轴内部传输时的有效隔热功能；隔热套管2.6在中空刀柄2.5中起到隔热作用，同时与拉刀杆前端斜楔2.1、密封圈一2.4相配合，实现对超低温介质的流动导引，防止其进入电主轴内腔；动密封接头1.22将旋转的真空隔层拉刀杆1.2与静止的真空软管1.25、连接管1.24连接，实现运动转换的同时起到超低温介质在传输通路动静间断处的动密封作用；电主轴-刀柄主体结构中的电主轴部分装配：将电机转子1.13安装于主轴轴芯1.1的外表面，配合面为轴芯中段安装面4.4；将电机定子1.14安装于主轴壳体1.11的内表面，配合面为壳体中段安装面4.5，电机转子1.13与电机定子1.14之间留有间隙；将轴承三1.10安装于轴芯前段安装面4.2，其轴承内圈与轴芯前段安装面4.2过渡配合；将主轴轴芯1.1装入主轴壳体1.11内，其中轴承三1.5外圈与壳体中前段安装面4.3过渡配合；将轴套三1.9沿轴芯前段安装面4.2推入直至抵住轴承三1.10；依次将轴承二1.5、轴套二1.8、轴承一1.4和轴套一1.7沿轴芯前段安装面4.2推入直至抵住轴套三1.9，其中轴承一1.4和轴承二1.5的内圈与轴芯前段安装面4.2均为过渡配合，轴承一1.4和轴承二1.5的外圈与壳体前段安装面4.1为过渡配合；利用轴承压盖一1.3将轴承一1.4的外圈锁紧，利用轴承压盖二1.6将轴套一1.7压紧，从而间接锁紧轴承一1.4的内圈；依次将轴套四1.15、轴承四1.16、轴套五1.17和轴承五1.18沿轴芯后段安装面4.6推入，其中轴承四1.16和轴承五1.18的内圈与轴芯后段安装面4.6过渡配合，轴承四1.16和轴承五1.18外圈与壳体后段安装面4.7过渡配合，然后用轴承压盖三1.19将轴承五1.18的内圈锁紧；将打刀缸1.21通过六个螺栓1.20安装在主轴壳体1.11尾端；电主轴-刀柄主体结构与超低温介质传输结构装配：将拉刀碟簧1.12安装于真空隔层拉刀杆1.2上，将真空隔层拉刀杆1.2装入主轴轴芯1.1中；将密封圈二2.3嵌入到拉刀爪2.2内表面凹槽后，把拉刀爪2.2沿轴芯前段内表面3.9以过盈状态推入直至卡死，此时密封圈二2.3与拉刀杆前段表面3.10呈过渡配合；将密封圈一2.4嵌入到拉刀杆前端斜楔2.1内表面凹槽后，把拉刀杆前端斜楔2.1通过螺纹一3.8固定在真空隔层拉刀杆1.2前端；将动密封接头1.22中的动环6.1通过螺纹二4.13拧入到拉刀杆后段表面4.8并固定，将静环6.2通过螺纹三4.14拧入到端塞1.23的端塞内表面4.9中并固定，再将端塞1.23安装到打刀缸1.21中；将连接管1.24通过螺纹四4.10安装到端塞内表面4.9中，直至抵住静环6.2；将真空软管1.25通过螺纹五4.11与连接管1.24相连，实现外部超低温介质源与电主轴-刀柄系统的连接；电主轴-刀柄主体结构中的刀柄部分装配：将隔热套管2.6通过螺纹六3.6固定到中空刀柄2.5中，将弹簧夹头2.7置入中空刀柄2.5，并将内冷刀具2.9插入弹簧夹头2.7直至抵住隔热套管2.6，用锁紧螺帽2.8将弹簧夹头2.7和内冷刀具2.9锁紧；将刀柄锥面3.11插入到主轴轴芯1.1的前端，此时隔热套管外表面3.7与密封圈一2.4过渡配合。

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