CN102581693A - 一种主轴套筒双通道冷却结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种主轴套筒的双通道冷却结构，包括主轴套筒和冷却机构，冷却机构包括第一冷却槽、第二冷却槽和冷却液，第一冷却槽和第二冷却槽以相同的螺旋方向和螺旋升角设于主轴套筒的筒壁上，第一冷却槽包括第一冷却液入口，第二冷却槽包括第二冷却液入口，第一冷却液入口和第二冷却液入口位于主轴套筒的同一圆形横截面上，第一冷却液入口和第二冷却液入口的连线穿过横截面的圆心。本发明的主轴套筒的双通道冷却结构简单，制作方便，能够有效避免由于冷却液的升温而导致的主轴套筒的弯曲变形。
Description
技术领域
本发明涉及一种主轴套筒的冷却结构，尤其涉及一种主轴套筒的双通道冷却结构。
背景技术
高速数控机床的电主轴是机床的功率输出和扭矩输出源，因此是机床上的重要功能部件，但同时也是机床上最大的热源。高速机床在加工过程中，电主轴组件，特别是电动机和轴承，会产生大量的热量，从而影响电主轴的寿命和机床的加工精度。特别是在倒立车数控机床中，电主轴把电动机和主轴合二为一，以往两处发热量集中在一处，会产生更大的热量，因此，使用良好的散热方法对数控机床的运行来说尤为重要。
目前电主轴的冷却主要依靠在主轴套筒上设置单螺旋的冷却槽，并利用冷却油来对电主轴进行降温。但是，单通道螺旋槽，由于入口处冷却液温度低，流到主轴套筒对面时，冷却液本身温度已经升高。主轴套筒在工作稳定后，恒定存在两侧热场不均匀，致使主轴套筒温度稍高一侧热胀量大于对面一侧，导致主轴套筒弯曲，影响主轴工作精度和使用寿命。容易使主轴套筒微量变形弯曲。此类微量变形弯曲严重影响了高精度机床的加工精度等级。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种能够有效降温并不会导致主轴套筒变形弯曲的主轴套筒的冷却结构及高精度数控机床。
发明内容
鉴于上述的现有技术中的问题，本发明所要解决的技术问题是现有的技术中主轴的冷却机构易导致电主轴弯曲变形。
本发明提供的一种主轴套筒双通道冷却结构，包括主轴套筒和设于所述主轴套筒的筒壁上的冷却机构，所述冷却机构包括第一冷却槽、第二冷却槽和注入所述第一冷却槽和第二冷却槽中的冷却液，所述第一冷却槽和第二冷却槽以相同的螺旋方向和螺旋升角设于所述主轴套筒的筒壁上，所述第一冷却槽包括第一冷却液入口，所述第二冷却槽包括第二冷却液入口，所述第一冷却液入口和第二冷却液入口位于所述主轴套筒的同一圆形横截面上，所述第一冷却液入口和第二冷却液入口的连线穿过所述主轴套筒圆形横截面的圆心。
在本发明的一个较佳实施方式中，所述第一冷却槽和第二冷却槽的螺旋升角为5-45度。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述第一冷却槽和第二冷却槽的螺旋升角为30度。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述冷却液为水或冷却油。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述冷却液为水。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述第一冷却槽和第二冷却槽中包括冷却通道，用于容纳注入所述第一冷却槽和第二冷却槽的冷却液。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述第一冷却槽和第二冷却槽设于所述主轴套筒的筒壁的内壁。
在本发明的另一较佳实施方式中，还包括第三冷却槽和第四冷却槽，所述第三冷却槽、第四冷却槽的螺旋方向和螺旋升角与第一冷却槽、第二冷却槽相同，所述第三冷却槽、第四冷却槽的冷却液入口与第一冷却液入口、第二冷却液入口位于主轴套筒的同一圆形横截面上，所述第三冷却槽、第四冷却槽的冷却液入口的连线与第一冷却液入口、第二冷却液入口的连线相互垂直。
本发明的主轴套筒双通道冷却结构制作方便，能够有效避免由于冷却液的升温而导致的主轴套筒的弯曲变形。
附图说明
图1是本发明的主轴套筒双通道冷却结构的实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明做具体阐释。
如图1中所示的本发明的实施例的一种主轴套筒的双通道冷却结构，包括主轴套筒1和设于主轴套筒1的筒壁上的冷却机构2。冷却机构2设有主轴套筒上，用于冷却主轴套筒的温度。
冷却机构2包括第一冷却槽3、第二冷却槽4和注入第一冷却槽和第二冷却槽中的冷却液。冷却液注入到第一冷却槽和第二冷却槽中，从而实现将主轴套筒冷却的作用。
第一冷却槽3和第二冷却槽4以相同的螺旋方向和螺旋升角设于主轴套筒1的筒壁上。如图1中所示，第一冷却槽3和第二冷却槽4的螺旋方向沿着主轴套筒的纵向方向如图1中所示的向下，当然，也可以向上螺旋。
第一冷却槽3包括第一冷却液入口31，第二冷却槽4包括第二冷却液入口41。冷却液入口用于将冷却液注入到冷却槽中。如图1中所示，第一冷却液入口31和第二冷却液入口41位于主轴套筒1的同一圆形横截面上，并且，第一冷却液入口31和第二冷却液入口41的连线穿过主轴套筒1圆形横截面的圆心。即第一冷却液入口31和第二冷却液入口41位于主轴套筒1圆形横截面的直径的两个端点。
本发明利用对称设置的螺旋冷却槽，吸收主轴套筒的热量，从而降低电主轴的温度。两个对称设置的螺旋冷却槽使得主轴套筒的对称侧面的温度总是保持一致，从而避免了单一冷却槽造成的对称侧面温度不一致而导致的主轴套筒的弯曲变形。
本发明的主轴套筒的双通道冷却结构简单，制作方便，能够有效避免由于冷却液的升温而导致的主轴套筒的弯曲变形。
工作时，第一冷却液入口31和第二冷却液入口41同时通入同温度冷却液，分别经过第一冷却槽3和第二冷却槽4，带走主轴套筒的工作热量，保证电主轴持续工作。对称分别的螺旋冷却槽，能保证主轴套筒两侧热场对称分布。
在本发明的实施例中，第一冷却槽3和第二冷却槽4的螺旋升角为5-45度。其中，优选第一冷却槽和第二冷却槽的螺旋升角为30度。
在本发明的实施例的主轴套筒的双通道冷却结构中，冷却液可以为水或冷却油。其中，优选冷却液为水。水的比热大、传热效果好，可以取得较好的冷却效果。
此外，在本发明的实施例的主轴套筒的双通道冷却结构中，第一冷却槽和第二冷却槽中还包括冷却通道，用于容纳注入第一冷却槽和第二冷却槽的冷却液。并可以将注入的冷却液顺利的流入流出。
如图1中所示，在本发明的实施例的主轴套筒的双通道冷却结构中，第一冷却槽3和第二冷却槽4设于主轴套筒1的筒壁的内壁。设于内壁可以较快的将热量吸收并带走，从而尽快的冷却主轴套筒。
另外，在本发明的实施例的主轴套筒的双通道冷却结构中，还可以包括第三冷却槽和第四冷却槽。第三冷却槽、第四冷却槽的螺旋方向和螺旋升角与第一冷却槽、第二冷却槽相同。第三冷却槽、第四冷却槽的冷却液入口与第一冷却液入口、第二冷却液入口位于主轴套筒的同一圆形横截面上，并且，第三冷却槽、第四冷却槽的冷却液入口的连线与第一冷却液入口、第二冷却液入口的连线相互垂直。本实施例增加了一对相互对称的螺旋冷却槽，从而取得了更好的冷却效果，并且四条冷却槽位于主轴套筒的圆形截面的相互垂直的直径的端点，不会导致主轴套筒侧面温度不均，在取得了更好的冷却效果的同时防止了主轴套筒弯曲变形。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (8)
1.一种主轴套筒双通道冷却结构，其特征在于，包括主轴套筒和设于所述主轴套筒的筒壁上的冷却机构，所述冷却机构包括第一冷却槽、第二冷却槽和注入所述第一冷却槽和第二冷却槽中的冷却液，所述第一冷却槽和第二冷却槽以相同的螺旋方向和螺旋升角设于所述主轴套筒的筒壁上，所述第一冷却槽包括第一冷却液入口，所述第二冷却槽包括第二冷却液入口，所述第一冷却液入口和第二冷却液入口位于所述主轴套筒的同一圆形横截面上，所述第一冷却液入口和第二冷却液入口的连线穿过所述主轴套筒圆形横截面的圆心。
2.如权利要求1所述的主轴套筒双通道冷却结构，其特征在于，所述第一冷却槽和第二冷却槽的螺旋升角为5-45度。
3.如权利要求2所述的主轴套筒双通道冷却结构，其特征在于，所述第一冷却槽和第二冷却槽的螺旋升角为30度。
4.如权利要求1所述的主轴套筒双通道冷却结构，其特征在于，所述冷却液为水或冷却油。
5.如权利要求4所述的主轴套筒双通道冷却结构，其特征在于，所述冷却液为水。
6.如权利要求1所述的主轴套筒双通道冷却结构，其特征在于，所述第一冷却槽和第二冷却槽中包括冷却通道，用于容纳注入所述第一冷却槽和第二冷却槽的冷却液。
7.如权利要求1所述的主轴套筒双通道冷却结构，其特征在于，所述第一冷却槽和第二冷却槽设于所述主轴套筒的筒壁的内壁。
8.如权利要求1所述的主轴套筒双通道冷却结构，其特征在于，还包括第三冷却槽和第四冷却槽，所述第三冷却槽、第四冷却槽的螺旋方向和螺旋升角与第一冷却槽、第二冷却槽相同，所述第三冷却槽、第四冷却槽的冷却液入口与第一冷却液入口、第二冷却液入口位于主轴套筒的同一圆形横截面上，所述第三冷却槽、第四冷却槽的冷却液入口的连线与第一冷却液入口、第二冷却液入口的连线相互垂直。
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2011
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