CN106141215A - 一种轴芯冷却电主轴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴芯冷却电主轴，包括旋转接头组件、旋接轴、拉杆组件、芯轴、滑动芯和刀柄；所述芯轴与所述拉杆组件同步旋转；所述旋转接头组件上设有冷却水入口；刀柄下端设有冷却水出口，所述拉杆组件外侧壁上设有入水口和出水口，所述轴芯冷却电主轴入水通道和出水通道；所述芯轴内行水通道，所述行水通道包括成对设置的上行水道、下行水道以及转水区；所述行水通道的一端与入水口相连通，另一端与出水口相连通。该轴芯冷却电主轴，通过在芯轴内设置上下多次迂回的行水通道，从而使冷却水在芯轴内往返多次，减少了轴芯发热问题，避免了轴芯的热变形，提高了机床的加工精度。

Description

一种轴芯冷却电主轴
技术领域
本发明涉及机床设备领域，具体涉及一种轴芯冷却电主轴。
背景技术
电机主轴在工作过程中，主要的热源来自两方面：一方面是轴承的发热，另一方面是内置电机的发热。电机主轴的发热如果不加以控制，由此引起的热变形会严重降低机床的加工精度和轴承的使用寿命，典型的冷却系统是使用循环水冷的方式带走主轴工作时产生的热量，但是因为主轴是密闭的，常规循环冷却系统只能带走主轴外围的热量，主轴中心部位，也就是轴芯的热量很难带走，轴芯通常存在热变形，影响机床的加工精度。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是为了提供一种轴芯冷却电主轴。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种轴芯冷却电主轴，包括旋转接头组件、旋接轴、拉杆组件、芯轴、滑动芯和刀柄；所述旋接轴的上端与所述旋转接头组件联动，下端与所述拉杆组件联动；所述滑动芯套接于所述拉杆组件，所述刀柄套接于所述滑动芯，所述芯轴套接于所述拉杆组件和所述刀柄，所述芯轴与所述拉杆组件同步旋转；
所述旋转接头组件上设有冷却水入口，所述刀柄下端设有冷却水出口，所述拉杆组件外侧壁上设有入水口和出水口，所述轴芯冷却电主轴设有自冷却水入口依次贯穿所述旋转接头组件、旋接轴、拉杆组件并与所述入水口连通的入水通道，以及设有自冷却水出口依次贯穿所述刀柄、滑动芯和拉杆组件并与所述出水口连通的出水通道；
所述芯轴内设有行水通道，所述行水通道包括若干对上行水道、下行水道和两个转水区；所述上行水道和下行水道成对且相邻设置，两个转水区分别设置于芯轴的上端和下端，所述转水区设有若干沿芯轴轴线环形阵列的转水孔，所述转水孔用于连通两相邻的上行水道和下行水道；上端的转水区与下端的转水区的转水孔相错位；所述行水通道的一端与入水口相连通，另一端与出水口相连通。
作为优选，所述拉杆组件和芯轴内还设置有至少一对径向设置的防转销。
作为优选，所述芯轴还设有若干与芯轴径线平行的横向冷却旁道，所述横向冷却旁道的内端与行水通道相连通，外端延伸至所述芯轴的侧壁并通过密封塞密封。
作为优选，所述芯轴还设有若干与芯轴轴线平行的纵向冷却旁道，所述纵向冷却旁道的一端与转水孔相连接，另一端延伸至所述芯轴的顶壁或底壁并通过密封塞密封。
作为优选，所述转水孔由设置于所述芯轴的转水槽和与所述转水槽密封连接的内套围合而成。
作为优选，所述旋转接头组件包括固定接头和旋转轴套，所述旋接轴穿接于所述旋转轴套内，所述旋接轴内设有与所述冷却水入口连通的第一流道；所述拉杆组件内设有第二流道；所述第二流道的一端与所述第一流道连通，另一端与所述入水口连通。
作为优选，所述刀柄内设有第三流道，所述滑动芯内设有第四流道，所述拉杆组件内设有第五流道，所述出水口、第五流道、第四流道、第三流道、冷却水出口依次连通。
作为优选，所述第三流道与刀柄的轴线相重合；所述第四流道与滑动芯的轴线相重合。
作为优选，所述上行水道和/或下行水道为直通孔或螺旋通孔。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供的轴芯冷却电主轴，通过在芯轴内设置行水通道，从而使冷却水在芯轴内往返多次，并从轴芯前端流出，以对轴芯进行有效地降温冷却，从而减少了轴芯发热问题，避免了轴芯的热变形，提高了机床的加工精度。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图；
图2为图1沿A-A’线剖面转水区结构示意图；
图3为图1沿B-B’线剖面转水区结构示意图；
其中，各附图标记：1、旋转接头组件；11、冷却水入口；12、固定接头；13、旋转轴套；2、旋接轴；3、拉杆组件；31、入水口；32、出水口；4、芯轴；41、行水通道；411、第一下行水道；412、第一上行水道；413、第二下行水道；414、第二上行水道；415、第三下行水道；416、第三上行水道；417、第四下行水道；418、第四上行水道；42、转水区；421、转水孔；422、转水槽；423、内套；43、横向冷却旁道；44、纵向冷却旁道；45、密封塞；5、入水通道；51、第一流道；52、第二流道；6、出水通道；61、第三流道；62、第四流道；63、第五流道；7、防转销；8、滑动芯；9、刀柄；91、冷却水出口。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
为方便表述，本发明中的“水”应该理解成冷却流体，包括但不限于水、油、溶液等可以用来对金属器件进行冷却物质。
以下具体实施方式中，所记载的“上”、“下”等方位指示词应该理解为对附图的方位指示。
以下具体实施例中，所述“连通”应该理解为可供流体流过，且连接处是气密性的。
一种轴芯冷却电主轴，如图1所示，包括旋转接头组件1、旋接轴2、拉杆组件3、芯轴4、滑动芯8和刀柄9；所述旋接轴的上端与所述旋转接头组件联动，下端与所述拉杆组件联动；所述滑动芯套接于所述拉杆组件，所述刀柄套接于所述滑动芯，所述芯轴套接于所述拉杆组件和所述刀柄，所述芯轴与所述拉杆组件同步旋转；所述芯轴通过与拉杆组件轴向和径向定位件等方式与拉杆组件同步运转，从而保证在轴芯转动过程中，芯轴与拉杆组件之间相对静止，即轴芯与拉杆组件呈静密封连接；
所述旋转接头组件上设有冷却水入口11，所述刀柄下端设有冷却水出口91，所述拉杆组件外侧壁上设有入水口31和出水口32，所述轴芯冷却电主轴设有自冷却水入口依次贯穿所述旋转接头组件、旋接轴、拉杆组件并与所述入水口连通的入水通道5，以及设有自冷却水出口依次贯穿所述刀柄、滑动芯和拉杆组件并与所述出水口连通的出水通道6；
所述芯轴内设有行水通道41，所述行水通道包括若干对上行水道、下行水道和两个转水区42；所述上行水道和下行水道成对且相邻设置，两个转水区分别设置于芯轴的上端和下端，所述转水区设有若干沿芯轴轴线环形阵列的转水孔421，所述转水孔用于连通两相邻的上行水道和下行水道；上端的转水区与下端的转水区的转水孔相错位；所述行水通道的一端与入水口相连通，另一端与出水口相连通。此处的转水孔相错位应该理解为转水孔相错开以使轴芯内形成上下迂回的冷却液流经通路。
本发明通过设置多对上行水道、下行水道以及在上端、下端的转水区，使冷却沿芯轴内上、下多次往返流动，从而迅速带走芯轴的废热，从而提高对芯轴冷却速率，进而减少了由于芯轴发热而引起的变形。
实施例1：
一种轴芯冷却电主轴，包括旋转接头组件、旋接轴、拉杆组件、芯轴、滑动芯和刀柄；所述旋转接头组件包括固定接头12和旋转轴套13，其中固定接头是指旋转接头组件的固定部分，旋转轴套是指旋转接头的旋转部分；所述旋接轴的上端与所述旋转轴套联动，下端与所述拉杆组件联动；所述滑动芯套接于所述拉杆组件，所述刀柄套接于所述滑动芯，所述芯轴套接于所述拉杆组件和所述刀柄，所述芯轴与所述拉杆组件同步旋转；
所述旋转接头组件上设有冷却水入口，所述刀柄下端设有冷却水出口，所述拉杆组件外侧壁上设有入水口和出水口，所述轴芯冷却电主轴设有自冷却水入口依次贯穿所述旋转接头组件、旋接轴、拉杆组件并与所述入水口连通的入水通道，以及设有自冷却水出口依次贯穿所述刀柄、滑动芯和拉杆组件并与所述出水口连通的出水通道；如图1所示，所述旋接轴内设有与所述冷却水入口连通的第一流道51；所述拉杆组件内设有第二流道52；所述第二流道的一端与所述第一流道连通，另一端与所述入水口连通。所述刀柄内设有第三流道61，所述滑动芯内设有第四流道62，所述拉杆组件内设有第五流道63，所述出水口、第五流道、第四流道、第三流道、冷却水出口依次连通；
所述芯轴内设有行水通道，所述行水通道包括若干上行水道、下行水道和转水区；所述上行水道和下行水道成对且相邻设置，所述转水区分别设置于芯轴的上端和下端，，所述转水区设有若干沿芯轴轴线环形阵列的转水孔，所述转水孔用于连通两相邻的上行水道和下行水道；所述上端的转水区与下端的转水区的转水孔相错位；如图2和图3所示，所述芯轴内设有第一下行水道411、第一上行水道412、第二下行水道413、第二上行水道414、第三下行水道415、第三上行水道416、第四下行水道417、第四上行水道418；所述入水口与第一下行水道相连通，所述出水口与第四上行水道相连通，如图2所示，位于芯轴下端的转水区设有四个转水孔，分别连通第一下行水道和第一上行水道、第二下行水道和第二上行水道、第三下行水道和第三上行水道、第四下行水道和第四上行水道；如图3所示，位于芯轴上端的转水区至少设有三个转水孔，分别连通第一上行水道和第二下行水道、第二上行水道和第三下行水道、第三上行水道和第四下行水道；所述第一下行水道与入水口相连通，所述第四上行水道与出水口相连通。
本实施例中，行水通道的设置不局限于使冷却介质先下后上地在芯轴内迂回流动，还可以是先上后下地流动。
本实施例中，具体地，所述转水孔可以芯轴在铸造过程中一体成型而成，也可以是在芯轴内开凿的开口朝内的转水槽422和与所述转水槽密封连接的内套423围合而成。
本实施例中，作为进一步的方案，所述拉杆组件和芯轴内还设置有至少一对径向设置的防转销7，以提高所述拉杆组件和芯轴的同步性，防止其轴向发生偏转。
本实施例中，作为进一步的方案，所述芯轴还设有若干与芯轴径线平行的横向冷却旁道43，所述横向冷却旁道的内端与行水通道相连通，外端延伸至所述芯轴的侧壁并通过密封塞45密封。再进一步地，所述芯轴还设有若干与芯轴轴线平行的纵向冷却旁道44，所述纵向冷却旁道的一端与转水孔相连接，另一端延伸至所述芯轴的顶壁或底壁并通过密封塞密封。所述冷却旁道一方面能在芯轴内形成立体状的散热通道，另一方面方便排出行水通道内的冷却介质。
本实施例中，作为优选的方案，所述第三流道与刀柄的轴线相重合；所述第四流道与滑动芯的轴线相重合。
本实施例中，作为进一步的方案，所述上行水道和/或下行水道的横截面形状包括但不限于圆形、椭圆形或矩形。所述上行水道和/或下行水道可以是与芯轴轴线平行的直通孔形式的，也可以是与芯轴轴线平行的螺旋通孔形式的。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轴芯冷却电主轴，其特征在于，包括旋转接头组件、旋接轴、拉杆组件、芯轴、滑动芯和刀柄；所述旋接轴的上端与所述旋转接头组件联动，下端与所述拉杆组件联动；所述滑动芯套接于所述拉杆组件，所述刀柄套接于所述滑动芯，所述芯轴套接于所述拉杆组件和所述刀柄，所述芯轴与所述拉杆组件同步旋转；
所述旋转接头组件上设有冷却水入口，所述刀柄下端设有冷却水出口，所述拉杆组件外侧壁上设有入水口和出水口，所述轴芯冷却电主轴设有自冷却水入口依次贯穿所述旋转接头组件、旋接轴、拉杆组件并与所述入水口连通的入水通道，以及设有自冷却水出口依次贯穿所述刀柄、滑动芯和拉杆组件并与所述出水口连通的出水通道；
所述芯轴内设有行水通道，所述行水通道包括若干对上行水道、下行水道和两个转水区；所述上行水道和下行水道成对且相邻设置，两个转水区分别设置于芯轴的上端和下端，所述转水区设有若干沿芯轴轴线环形阵列的转水孔，所述转水孔用于连通两相邻的上行水道和下行水道；上端的转水区与下端的转水区的转水孔相错位；所述行水通道的一端与入水口相连通，另一端与出水口相连通。
2.根据权利要求1所述的轴芯冷却电主轴，其特征在于，所述拉杆组件和芯轴内还设置有至少一对径向设置的防转销。
3.根据权利要求1所述的轴芯冷却电主轴，其特征在于，所述芯轴还设有若干与芯轴径线平行的横向冷却旁道，所述横向冷却旁道的内端与行水通道相连通，外端延伸至所述芯轴的侧壁并通过密封塞密封。
4.根据权利要求1所述的轴芯冷却电主轴，其特征在于，所述芯轴还设有若干与芯轴轴线平行的纵向冷却旁道，所述纵向冷却旁道的一端与转水孔相连接，另一端延伸至所述芯轴的顶壁或底壁并通过密封塞密封。
5.根据权利要求1所述的轴芯冷却电主轴，其特征在于，所述转水孔由设置于所述芯轴的转水槽和与所述转水槽密封连接的内套围合而成。
6.根据权利要求1所述的轴芯冷却电主轴，其特征在于，所述旋转接头组件包括固定接头和旋转轴套，所述旋接轴穿接于所述旋转轴套内，所述旋接轴内设有与所述冷却水入口连通的第一流道；所述拉杆组件内设有第二流道；所述第二流道的一端与所述第一流道连通，另一端与所述入水口连通。
7.根据权利要求1所述的轴芯冷却电主轴，其特征在于，所述刀柄内设有第三流道，所述滑动芯内设有第四流道，所述拉杆组件内设有第五流道，所述出水口、第五流道、第四流道、第三流道、冷却水出口依次连通。
8.根据权利要求7所述的轴芯冷却电主轴，其特征在于，所述第三流道与刀柄的轴线相重合；所述第四流道与滑动芯的轴线相重合。
9.根据权利要求1所述的轴芯冷却电主轴，其特征在于，所述上行水道和/或下行水道为直通孔或螺旋通孔。
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Denomination of invention: Motor spindle with cooled mandrel

Effective date of registration: 20191030

Granted publication date: 20180323

Pledgee: China Co. truction Bank Corp Guangzhou Tianhe subbranch

Pledgor: GUANGZHOU HAOZHI INDUSTRIAL Co.,Ltd.

Registration number: Y2019440000162

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