CN103481117B - 数控加工中心恒温系统 - Google Patents

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Abstract

数控加工中心恒温系统，属于加工中心冷却技术领域。现有加工中心的冷却系统冷却范围小、冷却效果不理想。本发明包括油箱、油冷机、主轴箱冷却装置和进给机构冷却装置，主轴箱冷却装置的第一冷却管路包括依次连接成单向油路的第一出油管路、主轴箱管路进口、主轴箱管路、主轴轴承冷却管路、主轴内置电机冷却管路、主轴箱管路出口和第一回油管路；进给机构冷却装置的第二冷却管路包括依次连接成单向油路的第二出油管路、Z轴丝杠螺母冷却管路、Z轴伺服电机隔热冷却管路、X轴伺服电机隔热冷却管路、X轴丝杠螺母冷却管路、Y轴丝杠螺母冷却管路、Y轴伺服电机冷却管路和第二回油管路；出油管路连接油箱中的冷却油，回油管路与油冷机进口连接。

Description

数控加工中心恒温系统
技术领域
本发明属于加工中心冷却技术领域，尤其与一种数控加工中心恒温系统有关。
背景技术
数控加工中心包括主轴装置和驱动主轴装置、工艺移动的进给机构，主轴装置的主轴箱由驱动其移动的进给机构的滑块支撑安装。数控加工中心在工作过程中容易使机床产生热量，而机床的发热会影响机床的精度，一般机床主要的发热来源有：1、主轴刀具对工件的切削加工产生的热量以及主轴装置内部产生的热量；2、机床快速行走时丝杠螺母与丝杠作相对运动产生的热量；3、伺服电机频繁的加减速所产生的热量。主轴装置包括主轴箱以及安装于主轴箱内的主轴、主轴轴承和主轴内置电机，主轴通过主轴轴承支撑安装，主轴高速旋转时主轴轴承和主轴内置电机都会产生大量的热量，有可能导致主轴轴承温升过大而烧坏轴承，主轴也容易产生热变形而影响加工精度。伺服电机频繁的加减速所产生的热量传递给轴承座，容易引起轴承的温升，加上丝杠螺母产生的热量传递，容易导致轴承烧坏和丝杠螺母烧坏，也容易导致丝杠变形影响加工精度。目前数控加工中心的精度主要是靠机床丝杠的预拉伸力在发热中慢慢的减小来补偿丝杠的热膨胀量，使丝杠的公称行程保持不变。加工中心配备的冷却系统，只是通过冷却油冷却主轴轴承，向刀具和工件喷洒冷却液冷却刀具，而相对整个机床来说，还是处于不断发热的状态，冷却效果并不是很理想。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有数控加工中心加工精度受主轴、丝杠机构、轴承等温升变形影响，而冷却系统又冷却范围小、冷却效果不理想的缺陷，提供一种有效控制机床温升、提高机床加工精度的数控加工中心恒温系统。
为此，本发明采用以下技术方案：数控加工中心恒温系统，包括油箱和实现恒定油温冷却的精密油冷机，精密油冷机出口通过管路连入油箱中的冷却油，其特征是，所述的恒温系统还包括主轴箱冷却装置和进给机构冷却装置，主轴箱冷却装置包括第一冷却泵和第一冷却管路，第一冷却管路包括依次连接组成单向油路的第一出油管路、主轴装置冷却管路和第一回油管路，主轴装置冷却管路包括进口和出口设置于主轴箱表面的主轴箱管路、主轴轴承冷却管路和主轴内置电机冷却管路，形成从主轴箱管路进口进入、中间连接主轴箱管路、主轴轴承冷却管路和主轴内置电机冷却管路、从主轴箱管路出口排出的单向油路，所述第一冷却泵设置于第一冷却管路的第一出油管路；所述进给机构冷却装置包括第二冷却泵和第二冷却管路，第二冷却管路包括依次连接组成单向油路的第二出油管路、进给机构冷却管路和第二回油管路，进给机构冷却管路为通过连接管连接Z轴丝杠螺母冷却管路、Z轴伺服电机隔热冷却管路、X轴伺服电机隔热冷却管路、X轴丝杠螺母冷却管路、Y轴丝杠螺母冷却管路、Y轴伺服电机冷却管路组成的单向油路，所述的第二冷却泵设置于所述的第二冷却管路的第二出油管路；所述的第一出油管路和第二出油管路连接所述油箱中的冷却油，所述的第一回油管路和第二回油管路均与所述的精密油冷机进口连接。通过第一冷却泵和第二冷却泵，将油箱中的冷却油抽取压入第一出油管路和第二出油管路，冷却油经第一冷却管路和第二冷却管路后流入精密油冷机，将主轴箱装置、进给机构产生的热量带离，并由精密油冷机对携带大量热量的冷却油进行冷却处理，使冷却油冷却到设定的温度，然后将冷却油输送回油箱，以备冷却循环使用。
作为对上述技术方案的补充和完善，本发明还包括以下技术特征。
所述的油箱内安装有液位控制装置，当油箱内的液面低于所述要求最低液面时，液位控制装置会发生报警，提示操作人员及时补充油液。
所述的主轴箱管路的其中一段管路设置于主轴箱位于与进给机构滑块连接安装的部位，把滑块在高速行走时滑块与导轨相对运动产生的热量隔离，避免传递到主轴箱上。
所述的进给机构冷却管路为通过连接管依次连接Z轴丝杠螺母冷却管路、Z轴伺服电机隔热冷却管路、X轴伺服电机隔热冷却管路、X轴丝杠螺母冷却管路、Y轴丝杠螺母冷却管路、Y轴伺服电机冷却管路组成的单向油路，能适应机床的整体结构。
使用本发明可以达到以下有益效果：加工中心通过设置主要由流经主轴箱装置、进给机构的独立的单向油路组成的恒温系统，对主轴箱、主轴及X、Y、Z各轴进给丝杠螺母和伺服电机进行全领域冷却，冷却范围全面，降低了主轴、进给丝杠发生受热变形，提高了加工精度，减少了零部件受热损坏。
附图说明
图1是本发明原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
如图1所示，本发明包括油箱11、主轴箱冷却装置、进给机构冷却装置和实现恒定油温冷却的精密油冷机8，精密油冷机8的出口通过管路连入油箱11中的冷却油，主轴箱冷却装置包括第一冷却泵9和第一冷却管路，第一冷却管路包括依次连接组成单向油路的第一出油管路6、主轴装置冷却管路和第一回油管路12，主轴装置冷却管路包括进口和出口设置于主轴箱1表面的主轴箱管路2、主轴轴承冷却管路3和主轴内置电机冷却管路4，形成从主轴箱管路2进口进入、中间连接主轴箱管路2、主轴轴承冷却管路3和主轴内置电机冷却管路4、从主轴箱管路2出口排出的单向油路，所述第一冷却泵9设置于第一冷却管路的第一出油管路6，主轴箱管路2的其中一段管路设置于主轴箱1位于与进给机构滑块连接安装的部位；所述进给机构冷却装置包括第二冷却泵10和第二冷却管路，第二冷却管路包括依次连接组成单向油路的第二出油管路7、进给机构冷却管路和第二回油管路13，进给机构冷却管路为通过连接管依次连接Z轴丝杠螺母冷却管路15、Z轴伺服电机隔热冷却管路14、X轴伺服电机隔热冷却管路19、X轴丝杠螺母冷却管路16、Y轴丝杠螺母冷却管路17、Y轴伺服电机冷却管路18组成的单向油路，所述的第二冷却泵10设置于所述的第二冷却管路的第二出油管路7；所述的第一出油管路6和第二出油管路7连接所述油箱11中的冷却油，所述的第一回油管路12和第二回油管路13均与所述的精密油冷机8的进口连接。通过第一冷却泵9和第二冷却泵10，将油箱11中的冷却油抽取压入第一出油管路6和第二出油管路7，冷却油经第一冷却管路和第二冷却管路后流入精密油冷机8，将主轴箱1装置、进给机构产生的热量带离，并由精密油冷机8对携带大量热量的冷却油进行冷却处理，使冷却油冷却到设定的温度，然后将冷却油输送回油箱11，以备冷却循环使用，油箱11内安装有液位控制装置5，当油箱11内的液面低于所述要求最低液面时，液位控制装置5会发生报警，提示操作人员及时补充油液。

Claims (4)

1.数控加工中心恒温系统，包括油箱（11）和实现恒定油温冷却的精密油冷机（8），精密油冷机（8）的出口通过管路连入油箱（11）中的冷却油，其特征在于：所述的恒温系统还包括主轴箱冷却装置和进给机构冷却装置，主轴箱冷却装置包括第一冷却泵（9）和第一冷却管路，第一冷却管路包括依次连接组成单向油路的第一出油管路（6）、主轴装置冷却管路和第一回油管路（12），主轴装置冷却管路包括进口和出口设置于主轴箱（1）表面的主轴箱管路（2）、主轴轴承冷却管路（3）和主轴内置电机冷却管路（4），形成从主轴箱管路（2）进口进入、中间连接主轴箱管路（2）、主轴轴承冷却管路（3）和主轴内置电机冷却管路（4）、从主轴箱管路（2）出口排出的单向油路，第一冷却泵（9）设置于第一冷却管路的第一出油管路（6）；所述进给机构冷却装置包括第二冷却泵（10）和第二冷却管路，第二冷却管路包括依次连接组成单向油路的第二出油管路（7）、进给机构冷却管路和第二回油管路（13），进给机构冷却管路为通过连接管连接Z轴丝杠螺母冷却管路（15）、Z轴伺服电机隔热冷却管路（14）、X轴伺服电机隔热冷却管路（19）、X轴丝杠螺母冷却管路（16）、Y轴丝杠螺母冷却管路（17）、Y轴伺服电机冷却管路（18）组成的单向油路，第二冷却泵（10）设置于所述的第二冷却管路的第二出油管路（7）；第一出油管路（6）和第二出油管路（7）连接油箱（11）中的冷却油，第一回油管路（12）和第二回油管路（13）均与精密油冷机（8）的进口连接。
2.根据权利要求1所述的数控加工中心恒温系统，其特征在于：所述的油箱（11）内安装有液位控制装置（5）。
3.根据权利要求1或2所述的数控加工中心恒温系统，其特征在于：所述的主轴箱管路（2）的其中一段管路设置于主轴箱（1）位于与进给机构滑块连接安装的部位。
4.根据权利要求3所述的数控加工中心恒温系统，其特征在于：所述的进给机构冷却管路为通过连接管依次连接Z轴丝杠螺母冷却管路（15）、Z轴伺服电机隔热冷却管路（14）、X轴伺服电机隔热冷却管路（19）、X轴丝杠螺母冷却管路（16）、Y轴丝杠螺母冷却管路（17）、Y轴伺服电机冷却管路（18）组成的单向油路。
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Assignee: ZHEJIANG RIFA AVIATION DIGITAL EQUIPMENT CO., LTD.

Assignor: Zhejiang Rifa Precision Machinery Co., Ltd.

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Denomination of invention: The numerical control machining center constant temperature system

Granted publication date: 20160831

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Patentee before: ZHEJIANG RIFA PRECISION MACHINERY Co.,Ltd.

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