CN101347845A - 数值控制中心加工机的气冷式主轴装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关一种数值控制中心加工机的气冷式主轴装置，包含一个心轴单元、一个套设在该心轴单元外部的壳体、多数个设置在该心轴单元与该壳体间的轴承、一个设在该心轴单元与该壳体间的支撑单元及一个固设在壳体外部的固定件。该壳体的一个外环面环设有一个沿轴线螺旋延伸的第一环槽，支撑单元的一个外间隔件具有一个与第一环槽相通且沿轴线螺旋延伸的第二环槽，该固定件具有一个可导入流体的导气道。当流体由导气道引入，并流经第一、第二环槽时，可达到较佳的散热效果。本发明利用流体由导气道导入，且再依序流经第一及第二环槽，最后排出壳体外部，可有效带离该心轴单元高速运转时由轴承产生的热源，而使主轴装置能达到较佳的加工性能及加工精度。

Description

数值控制中心加工机的气冷式主轴装置

技术领域

本发明涉及一种加工机，特别是涉及一种可以有效的带离内部热源能够确保加工精度及加工性能的数值控制中心加工机的气冷式主轴装置。

背景技术

请参阅图1所示，是现有的数值控制中心加工机的一种主轴装置的组合结构剖面示意图。现有的一种数值控制中心加工机的主轴装置，包含一个心轴单元1、一个套设在该心轴单元1外部的壳体2、多数个设置在该心轴单元1与该壳体2之间的轴承3、一个设置在该心轴单元1与该壳体2之间的支撑单元4以及一个固设在该壳体2外部的固定件5。该壳体2具有一个内环面201、一个与该内环面201相背的外环面202及一个沿该轴线L螺旋延伸且环设在该外环面202的环槽203。所述的轴承3是两两呈一组地支撑该心轴单元1可转动地穿设在该壳体2中。该支撑单元4是沿轴线L抵止定位在两组轴承3间，并具有一个套设在该心轴单元1外部的内间隔件401及一个呈中空筒件且穿设在该内环面201上的外间隔件402，该外间隔件402与该内间隔件401呈间隔设置，且该内间隔件401是随该心轴单元1相对于该外间隔件402产生转动。该固定件5具有一个设置于内部的导气道501，该导气道501具有一个可导入流体的导入口501’及一个与该导入口501’相反设置且与该环槽203相连通的导出口501”。

当该主轴单元1高速运转时，利用冷空气由该导入口501’引入，且经由该导出口501”导入该环槽203中，就可带离该主轴单元1运转所产生的热能，进而可以提升加工的精准度。

虽然上述的主轴装置利用冷空气导入该环槽203中，而可达到冷却的效果，但是，就主轴装置的热源产生原因而言，轴承3内部的滚动元件301产生高速滚动是最大的发热因素，而上述现有的主轴装置虽然具有冷却结构设计，但是冷空气冷却的路径却无法有效地将轴承3产生的热能予以带离，以致于主轴装置内部的冷却效果差，仍有待改善。

由此可见，上述现有的数值控制中心加工机的主轴装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的数值控制中心加工机的气冷式主轴装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的数值控制中心加工机的主轴装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的数值控制中心加工机的气冷式主轴装置，能够改进一般现有的数值控制中心加工机的主轴装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的数值控制中心加工机的主轴装置存在的缺陷，而提供一种可以有效的带离内部热源以确保加工精度及加工性能的数值控制中心加工机的气冷式主轴装置，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种数值控制中心加工机的气冷式主轴装置，是供一支刀具的刀柄夹制定位，并包含一个心轴单元、一个套设在该心轴单元外部的壳体、多数个设置在该心轴单元与该壳体间的轴承、一个设置在该心轴单元与该壳体间的支撑单元及一个固设在该壳体外部的固定件。该心轴单元，是沿一条轴线延伸，且具有一个外周面；该壳体，是呈中空筒状，并具有一个相对于该外周面的内环面、一个与该内环面相背的外环面及一个沿该轴线螺旋延伸且环设在该外环面的第一环槽，该第一环槽具有一个第一始端及一个沿该轴线与该第一始端相反设置的第一终端；所述的轴承，是设置在该心轴单元的外周面与该壳体的内环面之间，且支撑该心轴单元轴设在该壳体中；该支撑单元，是沿轴线抵止定位在所述轴承间，并具有一个呈中空筒状且套设在该心轴单元的外周面上的内间隔件及一个呈中空筒件且穿设在该壳体的内环面上的外间隔件，该外间隔件与该内间隔件呈间隔设置，并具有一个相贴于该内环面的外壁面及一个沿该轴线螺旋延伸且环设在该外壁面的第二环槽，该第二环槽具有一个对应该第一终端的第二始端及一个沿该轴线与该第二始端相反设置的第二终端，该第二终端连通至该壳体的外部；该固定件，是使该第一环槽产生气密，并具有一个设置于内部的导气道，该导气道具有一个导入流体的导入口及一个与该导入口相反设置且与该第一环槽的第一始端相连通的导出口。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的数值控制中心加工机的气冷式主轴装置，其中所述的壳体还具有一个连通道，该连通道具有一个与该第二终端相连通的引入口及一个沿该轴线与该引入口相反设置的引出口。

前述的数值控制中心加工机的气冷式主轴装置，其中所述的心轴单元还具有一个内孔及一个设置于该内孔一侧的引流道，该引流道具有一个与该引出口相连通的接口、一个与该接口相反设置且设置在该心轴单元端面的排出口及一个与该排出口分歧且连通至该内孔的清洁口，该排出口及该清洁口对应该刀柄。

前述的数值控制中心加工机的气冷式主轴装置，其中所述的流体为冷空气。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种数值控制中心加工机的气冷式主轴装置，可供一支刀具的刀柄夹制定位，并包含一个心轴单元、一个套设在该心轴单元外部的壳体、多数个设置在该心轴单元与该壳体间的轴承、一个设置在该心轴单元与该壳体间的支撑单元及一个固设在该壳体外部的固定件。该心轴单元是沿一条轴线延伸，且具有一个外周面。该壳体是呈中空筒状，且具有一个相对于该外周面的内环面、一个与该内环面相背的外环面及一个沿着该轴线螺旋延伸且环设在该外环面的第一环槽，该第一环槽具有一个第一始端及一个沿该轴线与该第一始端相反设置的第一终端。所述的轴承是设置在该心轴单元的外周面与该壳体的内环面间，且支撑该心轴单元可转动地轴设在该壳体中。该支撑单元沿轴线抵止定位在所述轴承间，并具有一个呈中空筒状且套设在该心轴单元的外周面上的内间隔件及一个呈中空筒件且穿设在该壳体的内环面上的外间隔件，该外间隔件与该内间隔件呈间隔设置，并具有一个相贴于该内环面的外壁面及一个沿该轴线螺旋延伸且环设在该外壁面的第二环槽，该第二环槽具有一个对应该第一终端的第二始端及一个沿着该轴线与该第二始端相反设置的第二终端，该第二终端连通至该壳体外部。该固定件是固设在该壳体外部且使该第一环槽产生气密，并具有一个设置于内部的导气道，该导气道具有一个可导入流体的导入口及一个与该导入口相反设置且与该第一环槽的第一始端相连通的导出口。

借由上述技术方案，本发明数值控制中心加工机的气冷式主轴装置至少具有下列优点及有益效果：本发明利用流体由该导气道导入，且再依序流经该第一环槽及第二环槽，最后排出该壳体外部，就可以有效的带离该心轴单元高速运转时由轴承产生的热源，而使主轴装置能够达到较佳的加工性能及加工精度。

综上所述，本发明是有关于一种数值控制中心加工机的气冷式主轴装置，包含一个心轴单元、一个套设在该心轴单元外部的壳体、多数个设置在该心轴单元与该壳体间的轴承、一个设置在该心轴单元与该壳体间的支撑单元及一个固设在该壳体外部的固定件。该壳体的一个外环面环设有一个沿轴线螺旋延伸的第一环槽，该支撑单元的一个外间隔件具有一个与该第一环槽相通且沿轴线螺旋延伸的第二环槽，该固定件具有一个可导入流体的导气道。当流体由该导气道引入，并流经该第一、二环槽时，可以达到较佳的散热效果。本发明可以有效的带离内部热源能够确保加工精度及加工性能。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的数值控制中心加工机的主轴装置具有增进的突出功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是现有的数值控制中心加工机的一种主轴装置的组合结构剖面示意图。

图2是本发明数值控制中心加工机的气冷式主轴装置一个实施例的组合结构剖面示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的数值控制中心加工机的气冷式主轴装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，相同的元件以相同的编号表示。

请参阅图2所示，是本发明数值控制中心加工机的气冷式主轴装置一个实施例的组合结构剖面示意图。本发明数值控制中心加工机的气冷式主轴装置的较佳实施例，可供一支刀具的刀柄100夹制定位，并包含一个心轴单元10、一个套设在该心轴单元10外部的壳体20、多数个设置在该心轴单元10与该壳体20间的轴承30、一个设置在该心轴单元10与该壳体20间的支撑单元40以及一个固设在该壳体20外部的固定件50。

上述的心轴单元10，是沿一条轴线L延伸，且具有一支轴杆11及一支穿设在该轴杆11内部的拉杆12；

该轴杆11，具有一个设置于内部且沿该轴线L设置的内孔111、一个外周面112及一个设置于该内孔111一侧且由该外周面112连通至内孔111及轴杆11一个侧端面的引流道113，该内孔111具有一个供该刀柄100嵌套定位的锥孔部114及一个设置于该锥孔部114内侧的颈部115，该引流道113具有一个由该外周面112沿径向设置的接口116、一个与该接口116相反设置且设置在该轴杆11端面的排出口117及一个与该排出口117分歧且连通至该颈部115的清洁口118，该排出口117及清洁口118都对应于该刀柄100；

该拉杆12，是穿设在该内孔111中，并具有一个可对该刀柄100夹制定位的夹制端部121。

上述的壳体20，是呈中空筒状，并具有一个相对于该外周面112的内环面21、一个与该内环面21相背的外环面22、一个沿该轴线L螺旋延伸且环设在该外环面22的第一环槽23及一个设置在该第一环槽23一侧且连通至该引流道113的连通道24。

该第一环槽23，具有一个第一始端231及一个沿该轴线L与该第一始端231相反设置的第一终端232。

该连通道24，具有一个贯穿该内环面21的引入口241及一个沿该轴线L与该引入口241相反设置且对合于该接口116的引出口242。

上述的轴承30，是两两呈一组地设置在该轴杆11的外周面112与该壳体20的内环面21两端间，且支撑该心轴单元10可转动地轴设在该壳体20中。

上述的支撑单元40，是沿轴线L抵止定位在两组轴承30间，并具有一个呈中空筒状且套设在该轴杆11的外周面112上的内间隔件41及一个呈中空筒件且穿设在该壳体20的内环面21上的外间隔件42。

该外间隔件42，其与该内间隔件41呈间隔设置，并具有一个相贴于该内环面21的外壁面421及一个沿该轴线L螺旋延伸且环设在该外壁面421的第二环槽422，该第二环槽422具有一个对应该第一终端232的第二始端423及一个沿该轴线L与该第二始端423相反设置的第二终端424，该第二终端424对合于该连通道24的引入口241，且借该连通道24可连通至该壳体20外部。

上述的固定件50，是固设在该壳体20外部，且使该第一环槽23产生气密，并具有一个设置于内部的导气道51，该导气道51具有一个可导入流体的导入口511及一沿该轴线L与该导入口511相反设置且与该第一环槽23的第一始端231相连通的导出口512。该流体为冷空气。

当该主轴单元10带动刀柄100产生高速运转时，轴承30所产生的热度会传递至该壳体20及该外间隔件42。此时，冷空气也由该固定件50的导入口511引入，并经由该引出口512导入该第一环槽23中，冷空气就可以螺旋方式由该第一始端231朝该第一终端232呈螺旋环绕流动(外圈冷却)，且带离由轴承30传递至该壳体20的热度。接着，冷空气会再由该第一终端232引流至该第二环槽422中，再以螺旋方式由该第二始端423朝该第二终端424呈螺旋环绕流动(内圈冷却)，且带离由轴承30传递至该外间隔件42的热度。因此，利用该第一、第二环槽23、422的设置，就可以有效的带离轴承30滚动时所产生的热度，且使轴承30及心轴单元10运转时能够保持良好的精度及加工性能。

另外，请再参阅图2所示，当该主轴装置在运转中，冷空气流过该第二环槽422后，会再流至该连通道24中，最后由该引流道113的排出口117排出，当主轴装置在停止运转且换刀时，冷空气最后是由该排出口117及清洁口118排出，且可对正欲自该锥孔部114移出的刀柄100进行冲击，就可避免加工时所产生的细屑或灰尘、杂物等沾附在刀柄100上，而可确保刀柄100准确、稳固的定位。

值得一提的是，本发明的心轴装置利用该第一、第二环槽23、422沿该轴线L呈螺旋延伸，不但可以增加散热面积、提升冷却效果，而且在加工上也相当容易。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1、一种数值控制中心加工机的气冷式主轴装置，是供一支刀具的刀柄夹制定位，并包含一个心轴单元、一个套设在该心轴单元外部的壳体、多数个设置在该心轴单元与该壳体间的轴承、一个设置在该心轴单元与该壳体间的支撑单元及一个固设在该壳体外部的固定件；其特征在于：

该心轴单元，是沿一条轴线延伸，且具有一个外周面；

该壳体，是呈中空筒状，并具有一个相对于该外周面的内环面、一个与该内环面相背的外环面及一个沿该轴线螺旋延伸且环设在该外环面的第一环槽，该第一环槽具有一个第一始端及一个沿该轴线与该第一始端相反设置的第一终端；

所述的轴承，是设置在该心轴单元的外周面与该壳体的内环面之间，且支撑该心轴单元轴设在该壳体中；

该支撑单元，是沿轴线抵止定位在所述轴承间，并具有一个呈中空筒状且套设在该心轴单元的外周面上的内间隔件及一个呈中空筒件且穿设在该壳体的内环面上的外间隔件，该外间隔件与该内间隔件呈间隔设置，并具有一个相贴于该内环面的外壁面及一个沿该轴线螺旋延伸且环设在该外壁面的第二环槽，该第二环槽具有一个对应该第一终端的第二始端及一个沿该轴线与该第二始端相反设置的第二终端，该第二终端连通至该壳体外部；

该固定件，是使该第一环槽产生气密，并具有一个设置于内部的导气道，该导气道具有一个导入流体的导入口及一个与该导入口相反设置且与该第一环槽的第一始端相连通的导出口。

2、如权利要求1所述的数值控制中心加工机的气冷式主轴装置，其特征在于其中所述的壳体还具有一个连通道，该连通道具有一个与该第二终端相连通的引入口及一个沿该轴线与该引入口相反设置的引出口。

3、如权利要求2所述的数值控制中心加工机的气冷式主轴装置，其特征在于其中所述的心轴单元还具有一个内孔及一个设置于该内孔一侧的引流道，该引流道具有一个与该引出口相连通的接口、一个与该接口相反设置且设置在该心轴单元端面的排出口及一个与该排出口分歧且连通至该内孔的清洁口，该排出口及该清洁口对应该刀柄。

4、如权利要求3所述的数值控制中心加工机的气冷式主轴装置，其特征在于其中所述的流体为冷空气。

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