CN110370075A - 一种高速气浮电主轴的外壳结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速气浮电主轴的外壳结构，外壳上设有冷却水路结构和气路结构，冷却水路结构包括一个主进水通道、多个分进水通道、一个主排水通道、多个分排水通道，多个发热部件外侧设有冷却槽，每个发热部件的冷却槽通过各自对应的分进水通道与主进水通道相连通；每个发热部件的冷却槽通过各自对应的分排水通道与主排水通道相连通；气路结构包括一个主进气通道、多个分进气通道、一个主排气通道、多个分排气通道，每个发热部件的供气槽通过各自对应的分进气通道与主进气通道相连通；每个发热部件的排气槽通过各自对应的分排气通道与主排气通道相连通。本发明的优点：结构简单、功能集成度高、加工装配操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及气浮电主轴技术领域，尤其涉及的是一种高速气浮电主轴的外壳结构。
背景技术
高速气浮电主轴广泛应用于微磨削、微钻削和微铣削等的加工工艺，其在工作过程中需要持续的供给高压气体和冷却水，用于气浮轴承的支承以及电主轴的冷却。目前，高速气浮电主轴的外壳主要采用薄壁外壳和冷水套相结合的机体组件实现供、排气以及供、排水的功能，这种结构组合涉及零部件较多，加工装配工艺复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、功能集成度高、加工装配操作方便的高速气浮电主轴的外壳结构。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高速气浮电主轴的外壳结构，所述电主轴包括空套在芯轴外的各个发热部件，通过外壳将各个发热部件包覆在外壳内腔中，所述外壳上设有冷却水路结构和气路结构，
所述冷却水路结构包括一个主进水通道、多个分进水通道、一个主排水通道、多个分排水通道，所述主进水通道和主排水通道均为平直通道且沿着芯轴的轴向延伸，多个发热部件外侧设置有各自对应的冷却槽，多个分进水通道分别位于多个冷却槽和主进水通道之间，每个发热部件的冷却槽通过各自对应的分进水通道与主进水通道相连通；多个分排水通道分别位于多个冷却槽和主排水通道之间，每个发热部件的冷却槽通过各自对应的分排水通道与主排水通道相连通；多个分进水通道和多个分排水通道均沿着芯轴的径向方向延伸；
所述气路结构包括一个主进气通道、多个分进气通道、一个主排气通道、多个分排气通道，所述主进气通道和主排气通道均为平直通道且沿着芯轴的轴向延伸，除了电机组件以外的各个发热部件外侧设置有各自对应的供气槽和排气槽，多个分进气通道分别位于多个发热部件的供气槽和主进气通道之间，每个发热部件的供气槽通过各自对应的分进气通道与主进气通道相连通；多个分排气通道分别位于多个发热部件的排气槽和主排气通道之间，每个发热部件的排气槽通过各自对应的分排气通道与主排气通道相连通；多个分进气通道和多个分排气通道均沿着芯轴的径向方向延伸。
进一步的，所述主排水通道、主进水通道、主进气通道和主排气通道的轴心沿圆周方向位于同一个分布圆上，所述分布圆与芯轴同轴心，且所述主排水通道、主进水通道、主进气通道和主排气通道沿着分布圆的圆周方向依次排布。
进一步的，所述主排水通道的轴心与主进水通道的轴心构成的圆心角为第一圆心角，所述主进气通道的轴心与主排气通道的轴心构成的圆心角为第二圆心角，所述主进水通道的轴心与主进气通道的轴心构成的圆心角为第三圆心角，所述第一圆心角为20°～30°，所述第二圆心角为20°～30°，所述第三圆心角为40°～60°。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明提供的一种高速气浮电主轴的外壳结构，其将冷却水路结构和气路结构集成在外壳上，实现了电主轴的供、排水以及供、排气功能，具有结构简单、零件数量少、功能集成度高、加工装配工艺简单等优点。
附图说明
图1是本发明的外壳的立体结构示意图。
图2是本发明的外壳的左视图。
图3是图2的K-K旋转剖面并装配上各个发热部件后的剖面图。
图4是图2的J-J旋转剖面并装配上各个发热部件后的剖面图。
图中标号：1外壳，11主进水通道，12分进水通道，13主排水通道，14分排水通道，15主进气通道，16分进气通道，17主排气通道，18分排气通道，19分布圆，110第一圆心角，111第二圆心角，112第三圆心角，3左径向轴承,4电机组件,5径向止推轴承，6冷却槽，7供气槽，8排气槽。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参见图1至图4，本实施例公开了一种高速气浮电主轴的外壳结构，电主轴包括空套在芯轴外的各个发热部件，本实施例中的发热部件包括从左向右此次并排的左径向轴承3、电机组件4和径向止推轴承5，通过外壳1将各个发热部件包覆在外壳1内腔中，外壳1上设有冷却水路结构和气路结构。
冷却水路结构包括一个主进水通道11、多个分进水通道12、一个主排水通道13、多个分排水通道14，主进水通道11和主排水通道13均为平直通道且沿着芯轴的轴向延伸，多个发热部件外侧设置有各自对应的冷却槽6，冷却槽6的两端分别形成进水端和排水端。多个分进水通道12分别位于多个冷却槽6和主进水通道11之间，每个发热部件的冷却槽6的进水端通过各自对应的分进水通道12与主进水通道11相连通；多个分排水通道14分别位于多个冷却槽6和主排水通道13之间，每个发热部件的冷却槽6的排水端通过各自对应的分排水通道14与主排水通道13相连通；多个分进水通道12和多个分排水通道14均沿着芯轴的径向方向延伸。
气路结构包括一个主进气通道15、多个分进气通道16、一个主排气通道17、多个分排气通道18，主进气通道15和主排气通道17均为平直通道且沿着芯轴的轴向延伸，除了电机组件4以外的各个发热部件外侧设置有各自对应的供气槽7和排气槽8，多个分进气通道16分别位于多个发热部件的供气槽7和主进气通道15之间，每个发热部件的供气槽7通过各自对应的分进气通道16与主进气通道15相连通；多个分排气通道18分别位于多个发热部件的排气槽8和主排气通道17之间，每个发热部件的排气槽8通过各自对应的分排气通道18与主排气通道17相连通；多个分进气通道16和多个分排气通道18均沿着芯轴的径向方向延伸。
其中，主排水通道13、主进水通道11、主进气通道15和主排气通道17的轴心沿圆周方向位于同一个分布圆19上，分布圆19与芯轴同轴心，且主排水通道13、主进水通道11、主进气通道15和主排气通道17沿着分布圆19的圆周方向依次排布。
设主排水通道13的轴心与主进水通道11的轴心构成的圆心角为第一圆心角110，主进气通道15的轴心与主排气通道17的轴心构成的圆心角为第二圆心角111，主进水通道11的轴心与主进气通道15的轴心构成的圆心角为第三圆心角112。
第一圆心角110为20°～30°，即主进水通道11和主排水通道13相距较近，而外壳1上的主进水通道11和主排水通道13与各个发热部件上的冷却槽6的进水端和排水端分别对应，因此，发热部件上的冷却槽6的进水端和排水端也相距较近，从而保证冷却槽6的冷却路径更长，冷却效果更好。
第二圆心角111为20°～30°，第三圆心角112为40°～60°。此种结构设计，使得各个通道布局更加紧凑，又相互不会影响。
冷却水路结构的工作过程为：
工作时，冷却水通过主进水通道11分别进入各个分进水通道12，然后分别进入到左径向轴承3、电机组件4和径向止推轴承5对应的冷却槽6，对左径向轴承3、电机组件4和径向止推轴承5进行独立直接冷却，然后通过各个分排水通道14进入主排水通道13，最终经主排水通道13的出水口排出电主轴外。
气路结构的工作过程为：
高压气体通过主进气通道15分别进入各个分进气通道16，然后进入左径向轴承3和径向止推轴承5与芯轴之间的间隙，使得芯轴悬浮，之后经各个分排气通道18进入主排气通道17，继而排出电主轴外。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种高速气浮电主轴的外壳结构，所述电主轴包括空套在芯轴外的各个发热部件，通过外壳将各个发热部件包覆在外壳内腔中，其特征在于：所述外壳上设有冷却水路结构和气路结构，
所述冷却水路结构包括一个主进水通道、多个分进水通道、一个主排水通道、多个分排水通道，所述主进水通道和主排水通道均为平直通道且沿着芯轴的轴向延伸，多个发热部件外侧设置有各自对应的冷却槽，多个分进水通道分别位于多个冷却槽和主进水通道之间，每个发热部件的冷却槽通过各自对应的分进水通道与主进水通道相连通；多个分排水通道分别位于多个冷却槽和主排水通道之间，每个发热部件的冷却槽通过各自对应的分排水通道与主排水通道相连通；多个分进水通道和多个分排水通道均沿着芯轴的径向方向延伸；
所述气路结构包括一个主进气通道、多个分进气通道、一个主排气通道、多个分排气通道，所述主进气通道和主排气通道均为平直通道且沿着芯轴的轴向延伸，除了电机组件以外的各个发热部件外侧设置有各自对应的供气槽和排气槽，多个分进气通道分别位于多个发热部件的供气槽和主进气通道之间，每个发热部件的供气槽通过各自对应的分进气通道与主进气通道相连通；多个分排气通道分别位于多个发热部件的排气槽和主排气通道之间，每个发热部件的排气槽通过各自对应的分排气通道与主排气通道相连通；多个分进气通道和多个分排气通道均沿着芯轴的径向方向延伸。
2.如权利要求1所述的一种高速气浮电主轴的外壳结构，其特征在于：所述主排水通道、主进水通道、主进气通道和主排气通道的轴心沿圆周方向位于同一个分布圆上，所述分布圆与芯轴同轴心，且所述主排水通道、主进水通道、主进气通道和主排气通道沿着分布圆的圆周方向依次排布。
3.如权利要求2所述的一种高速气浮电主轴的外壳结构，其特征在于：所述主排水通道的轴心与主进水通道的轴心构成的圆心角为第一圆心角，所述主进气通道的轴心与主排气通道的轴心构成的圆心角为第二圆心角，所述主进水通道的轴心与主进气通道的轴心构成的圆心角为第三圆心角，所述第一圆心角为20°～30°，所述第二圆心角为20°～30°，所述第三圆心角为40°～60°。
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