CN110524038B - 一种自动高效散热控制的铣床 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种自动高效散热控制的铣床，涉及铣床领域，主要目的在于如何减少铣刀工作时碎屑在附近的聚集，提高铣刀的散热性能。主要采用的技术方案为：铣床包括机身、轴壳、铣刀、夹具、主轴以及散热机构。夹具用于将铣刀装夹固定在主轴上；散热机构包括水箱、抽风机、三通管和集水罩；集水罩与轴壳相连，铣刀穿过集水罩，集水罩的内部设有与水箱连通的喷洒头；三通管具有进口、气体出口和废屑出口，气体出口处设有过滤网，抽风机的进气口与三通管的气体出口连接，抽风机的出气口通过气管与水箱内部连通；三通管的进口连接有抽屑管，抽屑管的抽屑口位于铣刀的排屑槽的上方、且朝向排屑槽设置；废屑出口处铰接有挡板。

Description

一种自动高效散热控制的铣床

技术领域

本发明涉及铣床技术领域，特别是涉及一种自动高效散热控制的铣床。

背景技术

铣床（milling machine）主要指用铣刀对工件多种表面进行加工的机床。通常铣刀以旋转运动为主运动，工件和铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。

现有的铣床存在一定的弊端，具体来说，铣床利用铣刀对工件进行加工时，会产生大量的碎屑，一部分碎屑沿铣刀的排屑槽导出，另一部分碎屑聚集在铣刀附近，严重影响铣刀的散热。由于热量无法及时排出，铣刀的温度升高，导致性能下降，影响零件加工的质量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种自动高效散热控制的铣床，主要目的在于如何减少铣刀工作时碎屑在附近的聚集，提高铣刀的散热性能。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本发明的实施例提供一种自动高效散热控制的铣床，包括机身、轴壳、铣刀、夹具以及可转动地设置在机身上的主轴；所述轴壳罩设在主轴上、且固定在机身上；所述夹具用于将铣刀装夹固定在主轴上；其特征在于，所述立式铣床还包括散热机构，所述散热机构包括水箱、抽风机、三通管和集水罩；所述水箱为封闭水箱；

所述集水罩与所述轴壳相连，所述铣刀穿过所述集水罩，所述集水罩的内部设有喷洒头，所述喷洒头通过水管与所述水箱内部连通，所述喷洒头用于向所述铣刀喷水；

所述三通管具有进口、气体出口和废屑出口，所述气体出口处设有过滤网，所述抽风机的进气口与所述三通管的气体出口连接，所述抽风机的出气口通过气管与水箱内部连通；所述三通管的进口连接有抽屑管，所述抽屑管的抽屑口位于铣刀的排屑槽的上方、且朝向所述排屑槽设置，以抽吸铣削加工的废屑；所述废屑出口处铰接有挡板，所述挡板配置为在所述抽风机启动时受气体出口的吸力转动至闭合废屑出口的位置，和在所述抽风机停止运转时受重力转动至打开废屑出口的位置；

其中，所述夹具具有夹爪，以通过所述夹爪将铣刀装夹固定在所述主轴上；

所述夹爪上设有用于与所述铣刀相抵触的压力传感器；

所述压力传感器用于在所述铣刀对工件铣削加工时生成启动信号，和在所述铣刀空转或停转时生成停止信号；

所述立式铣床还包括控制器，所述控制器用于根据所述启动信号启动所述抽风机，和根据所述停止信号关闭所述抽风机。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。

在前述的立式铣床中，可选的，所述夹具为三爪卡盘，所述三爪卡盘的一个夹爪的工件抵触端设有安装槽，所述安装槽的底部具有贯穿所述夹爪的过线孔；

所述压力传感器安装在所述安装槽内，且与其相连的线缆从所述过线孔走线。

借由上述技术方案，本发明具有高刀具散热性能的立式铣床至少具有以下有益效果：

1、抽屑管与喷洒头两者配合，抽屑管可以从上方抽吸从铣刀的排屑槽排出的废屑，减少铣刀工作时碎屑在附近的聚集，提高铣刀的散热性能。另外，喷洒头可以向铣刀的刀杆上喷水，水流沿刀杆向下流动，可以进一步对铣刀散热。

2、压力传感器与控制器两者配合，可以将铣刀的工作与否与抽风机的启闭联系在一起，实现对抽风机启闭的自动控制。

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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明的一实施例提供的一种自动高效散热控制的铣床的结构示意图；

图2是图1中A处的放大结构示意图；

图3是图1中集水罩的内部结构示意图；

图4是本发明的一实施例提供的一种三通管的挡板打开时的结构示意图；

图5是图4中三通管的挡板闭合时的结构示意图；

图6是本发明的一实施例提供的一种夹具的结构示意图；

图7是本发明的一实施例提供的一种控制器通过压力传感器的检测数据控制抽风机启闭的流程框图。

附图标记：1、机身；2、轴壳；3、铣刀；4、集水罩；5、水管；6、水箱；7、抽风机；8、三通管；9、抽屑管；10、连接板；11、安装板；12、夹具；13、压力传感器；14、控制器；15、挡板；16、弹性件；17、限位块；18、过滤网；19、喷洒头；81、进口；82、气体出口；83、废屑出口；121、夹爪；100、铣床。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，本发明的一个实施例提出的一种自动高效散热控制的铣床100，包括机身1、轴壳2、铣刀3、夹具12以及主轴。主轴可转动地设置在机身1上。轴壳2罩设在主轴上、且固定在机身1上。其中，主轴和轴壳2两者的具体设置方式均为现有技术，在此不再赘述。夹具12用于将铣刀3装夹固定在主轴上，使主轴可以带动铣刀3转动，以铣削工件。夹具12可以为三爪卡盘等。

如图1至图3所示，上述的立式铣床还可以包括散热机构。散热机构包括水箱6、抽风机7、三通管8和集水罩4。水箱6为封闭水箱6，当然，水箱6应具有可开合的加水口，以方便向水箱6内部加水。前述的集水罩4与轴壳2相连，集水罩4为内部中空、且两端开口的结构。铣刀3穿过集水罩4。集水罩4的内部设有喷洒头19，喷洒头19通过水管5与水箱6内部连通，喷洒头19用于向铣刀3喷水。其中，喷洒头19具有接头，集水罩4上具有贯通的卡孔，接头穿过卡孔与水管5相连、且卡接在卡孔内。其中，集水罩4可以起到汇聚喷洒头19所喷出的水的作用，喷洒头19向铣刀3的刀杆上喷水，多余的水喷到集水罩4的侧壁上。铣刀3与集水罩4下端开口之间的间隙较小，集水罩4的侧壁上的水可以从下端开口流至铣刀3上，进一步对铣刀3降温，从而可以提高水的利用率。

这里需要说明的是：上述集水罩4内的水沿铣刀3的刀杆向下流动时，其流速较小，不会对铣刀3上排屑槽的排屑造成影响，使铣刀3的排屑槽可以正常排屑。

如图3所示，前述集水罩4的下端开口可以为口径渐缩的锥台形口，锥台形口具有汇聚冷却水，将冷却水导至铣刀3上的效果。

如图1所示，前述的三通管8具有进口81、气体出口82和废屑出口83。气体出口82处设有过滤网18，优选的，该过滤网18可以卡接在气体出口82处，使过滤网18可相对气体出口82拆卸，从而方便更换和清理。抽风机7的进气口与三通管8的气体出口82连接，比如两者可以通过气管连接，气管与两者的连接处可以通过卡箍固定。抽风机7的出气口通过气管与水箱6内部连通，由于水箱6为封闭水箱6，当抽风机7向水箱6内排气时，水箱6内的气压升高，水箱6内的水在较高气压的作用下经由水管5从喷洒头19排出。三通管8的进口81连接有抽屑管9，两者可以通过卡箍固定。抽屑管9的抽屑口位于铣刀3的排屑槽的上方、且朝向排屑槽设置，以从上方抽吸铣削加工的废屑，防止废屑在铣刀3处聚集。其中，抽屑管9可以固定在集水罩4上，以使抽屑管9可以维持在最佳的抽吸位置。上述的废屑出口83处可以铰接有挡板15，使挡板15可以相对废屑出口83开合。

上述的挡板15配置为在抽风机7启动时受气体出口82的吸力转动至闭合废屑出口83的位置，和在抽风机7停止运转时受重力转动至打开废屑出口83的位置。具体来说，如图5所示，当抽风机7启动时，抽风机7在三通管8内部产生负压，在该负压的作用下，挡板15闭合废屑出口83，使三通管8内部形成从进口81到气体出口82的进气通道，从而抽屑管9可以抽吸铣刀3处的废屑，废屑被抽吸至过滤网18处。如图4所示，当抽风机7停止运转时，三通管8内部不再具有负压，此时挡板15又恢复至打开废屑出口83的位置，被过滤网18过滤的废屑可以从废屑出口83流出。

其中，优选的，三通管8的气体出口82与废屑出口83相对，且气体出口82位于废屑出口83的上方。如此，当抽风机7停止运转时，废屑可以在自身重力的作用下掉落到废屑出口83。

本发明的立式铣床还包括收集箱，前述的废屑出口83可以通过排屑管连通至收集箱内部，以统一收集从废屑出口83排出的废屑。

为了方便挡板15可以在气体出口82的吸力作用下转动至闭合废屑出口83的位置，如图4和图5所示，上述的散热机构还可以包括弹性件16，比如弹簧等。弹性件16的一端与挡板15连接，另一端与三通管8的内壁连接。弹性件16在初始状态时推动挡板15转动至半开的位置。当抽风机7启动时，挡板15在三通管8内部负压的作用下克服自身重力和弹性件16的弹力转动至闭合废屑出口83的位置。

为了避免挡板15在闭合废屑出口83时过度转动，如图4和图5所示，三通管8的内壁上可以设有限位块17，该限位块17可以为柔性块，比如为橡胶块等。限位块17可以通过粘胶固定在三通管8的内壁。

前述的夹具12具有夹爪121，以通过夹爪121将铣刀3装夹固定在主轴上。为了实现对前述抽风机7启闭的自动控制，本发明还提供如下的实施方式，如图6所示，前述的散热装置还包括压力传感器13和控制器14。压力传感器13设置在夹爪121上，在夹爪121夹持铣刀3时，压力传感器13与铣刀3相抵触。其中，压力传感器13用于在铣刀3对工件铣削加工时生成启动信号，和在铣刀3空转或停转时生成停止信号。具体来说，当铣刀3对工件铣削加工时，铣刀3承受负载，铣刀3会对压力传感器13施加一个较大的力，此时压力传感器13生成一个启动信号。当铣刀3空转或停止运转时，铣刀3对压力传感器13施加一个较小的力或不施加力，此时压力传感器13生成一个停止信号。其中，如图7所示，控制器14用于根据启动信号启动抽风机7，和根据停止信号关闭抽风机7。

这里需要说明的是：控制器14内可以具有比较单元，压力传感器13检测的数据经模数转换后输入到比较单元，与比较单元内的预设值进行比较，当大于预设数值时，说明铣刀3正在对工件铣削加工，此时控制器14控制抽风机7启动。当小于预设值时，说明铣刀3正在空转或停止运转，此时控制器14控制抽风机7闭合。其中，控制器14控制抽风机7启闭的过程为现有技术中的常用技术，可以根据需要在现有技术中选取，在此不再赘述。

在上述示例中，压力传感器13与控制器14两者配合，将铣刀3的工作与否与抽风机7的启闭联系在一起，实现对抽风机7启闭的自动控制。

这里需要说明的是：铣刀3在对工件进行加工时，由于工件具有较多的外形特征，铣刀3在对一个外形特征加工完成后，会抬起然后移动至另一位置加工另一特征。其中，在铣刀3抬起的过程中，铣刀3空转，此时抽风机7停止运转，挡板15打开废屑出口83，被过滤网18过滤的废屑可以从废屑出口83及时流出，以防止过多的废屑堵塞过滤网18造成抽屑管9的抽吸力不足，而影响抽屑管9的抽屑效率。

在一个具体的应用示例中，如图6所示，前述的夹具12为三爪卡盘。三爪卡盘的一个夹爪121的工件抵触端设有安装槽，安装槽的底部具有贯穿夹爪121的过线孔。前述的压力传感器13安装在安装槽内，比如可以通过螺丝固定等。其中与压力传感器13相连的线缆从过线孔走线，具有方便排线的效果。

为了将集水罩4固定在轴壳2上，如图2所示，前述的散热机构还可以包括连接板10。连接板10的一端通过螺丝与轴壳2连接，另一端与集水罩4固定连接。前述的水箱6和抽风机7也均通过螺丝固定在机身1上。如此，使整个散热机构可相对立式铣床的机身1拆卸。并且由于均通过螺丝固定，对于已经卖出的立式铣床，只需要在其上加工相应的螺纹孔，即可将前述的散热机构固定在其机身1上，从而方便对现有的立式铣床进行改装，通用性较强。

如图2所示，前述的集水罩4上还可以设有安装板11。安装板11具有限位孔，限位孔用于供抽屑管9穿过。限位孔用于对抽屑管9限位，使抽屑管9能够保持在最佳的抽吸位置，方便抽屑管9抽吸铣刀3处的废屑。

下面介绍一下本发明的工作原理和优选实施例。

本发明在于设计一种自动高效散热控制的铣床100，其包括散热机构。散热机构包括抽风机7和水箱6，水箱6通过水管5与喷洒头19连接，使喷洒头19向铣刀3的刀杆上喷水。抽风机7的进气口通过三通管8与抽屑管9连接，抽屑管9的抽屑口位于铣刀3的排屑槽的上方、且朝向排屑槽设置，以从上方抽吸铣削加工的废屑，防止废屑在铣刀3处聚集。其中，抽屑管9和喷洒头19两者配合，可以实现对铣刀3的降温，减少铣刀3工作时碎屑在附近的聚集，提高铣刀3的散热性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种自动高效散热控制的铣床，包括机身(1)、轴壳(2)、铣刀(3)、夹具(12)以及可转动地设置在机身(1)上的主轴；所述轴壳(2)罩设在主轴上、且固定在机身(1)上；所述夹具(12)用于将铣刀(3)装夹固定在主轴上；其特征在于，所述铣床还包括散热机构，所述散热机构包括水箱(6)、抽风机(7)、三通管(8)和集水罩(4)；所述水箱(6)为封闭水箱(6)；

所述集水罩(4)与所述轴壳(2)相连，所述集水罩(4)的下端开口为口径渐缩的锥台形口，所述铣刀(3)穿过所述集水罩(4)，所述集水罩(4)的内部设有喷洒头(19)，所述喷洒头(19)通过水管(5)与所述水箱(6)内部连通，所述喷洒头(19)用于向所述铣刀(3)喷水；

所述三通管(8)具有进口(81)、气体出口(82)和废屑出口(83)，所述气体出口(82)处设有过滤网(18)，所述抽风机(7)的进气口与所述三通管(8)的气体出口(82)连接，所述抽风机(7)的出气口通过气管与水箱(6)内部连通；所述三通管(8)的进口(81)连接有抽屑管(9)，所述抽屑管(9)的抽屑口位于铣刀(3)的排屑槽的上方、且朝向所述排屑槽设置，以抽吸铣削加工的废屑；所述废屑出口(83)处铰接有挡板(15)，所述挡板(15)配置为在所述抽风机(7)启动时受气体出口(82)的吸力转动至闭合废屑出口(83)的位置，和在所述抽风机(7)停止运转时受重力转动至打开废屑出口(83)的位置；

其中，所述夹具(12)具有夹爪(121)，以通过所述夹爪(121)将铣刀(3)装夹固定在所述主轴上；

所述夹爪(121)上设有用于与所述铣刀(3)相抵触的压力传感器(13)；

所述压力传感器(13)用于在所述铣刀(3)对工件铣削加工时生成启动信号，和在所述铣刀(3)空转或停转时生成停止信号；

所述铣床还包括控制器(14)，所述控制器(14)用于根据所述启动信号启动所述抽风机(7)，和根据所述停止信号关闭所述抽风机(7)。

2.如权利要求1所述的铣床，其特征在于，

所述夹具(12)为三爪卡盘，所述三爪卡盘的一个夹爪(121)的工件抵触端设有安装槽，所述安装槽的底部具有贯穿所述夹爪(121)的过线孔；

所述压力传感器(13)安装在所述安装槽内，且与其相连的线缆从所述过线孔走线。

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