CN111623096A - 一种带冷却系统的丝杆传动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带冷却系统的丝杆传动机构，包括丝杆本体、丝杆螺母和冷却水套，冷却水套内设有第一冷却水路，第一冷却水路的两端分别连接至冷却水箱，冷却水箱内设有冷却水泵，丝杆本体的两端设有轴承套，轴承套内均设有第二冷却水路，第二冷却水路的出水口均连接至第一出水管，第二冷却水路的进水口均连接至第一进水管。此机构环绕丝杆螺母设置冷却水道，并将轴承套内设置的第二冷却水路与冷却水套内设置的第一冷却水路和冷却水箱相连形成冷却回路，避免了在丝杆本体的内部增设水道导致的整体成本提高，能实现丝杠本体的快速冷却，避免了丝杆加工过程中的变形，从而能显著提高丝杆加工精度，此发明用于机加工技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及机加工技术领域，特别涉及一种带冷却系统的丝杆传动机构。
背景技术
精密机床的运行主要靠丝杆驱动，丝杆的精度在很大程度上决定了机床的定位精度和重复定位精度。
由于丝杆驱动机床是靠高速旋转运行转化为直线运动来实现的，而丝杆高速旋转过程中，就会产生大量的热量，导致丝杆温升非常高，一般在半个小时内温升可达到10到15度左右。而温升导致丝杆伸长，一般情况下，一米长的丝杆温度升高一度，其长度会伸长0.011mm，并且丝杆的温升根据加工的工况和运行的工况不一样，温升是随机的，不是一个固定的数值。因此，怎么控制丝杆的温升，是机床厂家一直难以解决的问题。
现有的解决方式是将丝杆做成中空的，加旋转接头和冷却液进行丝杆强制冷却，这种方式确实是解决丝杆温升的一种最有效的方式，但是这种方式仅仅丝杆的制作成本就要增加将近一倍，再加上旋转接头等附件，成本是不加冷却的一倍以上。并且，由于冷却液跟随丝杆一起高速旋转，对丝杆的精度也有一定影响，长丝杠中间钻孔，丝杆的动平衡难以保证，加工难度非常大，并且这种方式故障率相对来说比较高。这种丝杆中空的冷却方式只有在特别高端的机床上才使用，怎么用低成本、高可靠性的方式来控制丝杆的温升成为研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种带冷却系统的丝杆传动机构，能够简化丝杆的冷却机构，降低丝杆传动机构的整体成本，并显著提高丝杆加工精度。
根据本发明的第一方面实施例，提供一种带冷却系统的丝杆传动机构，包括丝杆本体、丝杆螺母和环绕所述丝杆螺母固定设置的冷却水套，所述冷却水套内设有螺旋环绕所述丝杆螺母设置的第一冷却水路，所述冷却水套内的第一冷却水路的两端分别通过第一进水管和第一出水管连接至冷却水箱，所述冷却水箱内设有冷却水泵，所述丝杆本体的两端设有环绕所述丝杆螺母本体的轴承套，所述轴承套内均设有第二冷却水路，两所述轴承套内的所述第二冷却水路的出水口均通过第二出水管连接至第一出水管，两所述轴承套内的所述第二冷却水路的进水口均通过第二进水管连接至第一进水管。
有益效果：此带冷却系统的丝杆传动机构环绕丝杆螺母设置冷却水道，并在丝杠本体的两端设置环绕丝杆本体设置的轴承套，并将轴承套内设置的第二冷却水路与冷却水套内设置的第一冷却水路和冷却水箱相连形成冷却回路，避免了在丝杆本体的内部增设水道导致的整体成本提高，能实现丝杠本体的快速冷却，避免了丝杆加工过程中的变形，从而能显著提高丝杆加工精度。
根据本发明第一方面实施例所述的带冷却系统的丝杆传动机构，所述冷却水套包括固定安装的螺母安装座和安装于所述螺母安装座内的套筒，所述螺母安装座与所述套筒同轴设置。
根据本发明第一方面实施例所述的带冷却系统的丝杆传动机构，所述第一冷却水路设置于所述套筒的外周，所述第一冷却水路环绕所述套筒的外周螺旋设置。
根据本发明第一方面实施例所述的带冷却系统的丝杆传动机构，所述第一冷却水路的螺旋升角与所述丝杆本体的螺旋升角相同。
根据本发明第一方面实施例所述的带冷却系统的丝杆传动机构，所述螺母安装座与套筒间在所述第一冷却水路的两端均设有至少两道密封圈。
根据本发明第一方面实施例所述的带冷却系统的丝杆传动机构，所述套筒的壁厚为2～3毫米，所述第一冷却水路在所述套筒的外壁成槽状设置，所述第一冷却水路的槽深为1～1.5毫米。
根据本发明第一方面实施例所述的带冷却系统的丝杆传动机构，所述螺母安装座沿长度方向包括套筒安装部和丝杆装配部，所述套筒嵌入在所述套筒安装部内，所述套筒的内径略小于所述丝杆装配部的内径。
根据本发明第一方面实施例所述的带冷却系统的丝杆传动机构，所述冷却水箱上位于所述进水管与所述出水管的连接端间设有冷却风扇。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
图1为本发明实施例整体结构示意图；
图2为本发明实施例中丝杆传动机构连接结构剖面示意图；
图3为本发明实施例中冷却水套结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1～图3，提供一种带冷却系统的丝杆传动机构，包括丝杆本体100、丝杆螺母200和环绕丝杆螺母200固定设置的冷却水套300，冷却水套300内设有螺旋环绕丝杆螺母200设置的第一冷却水路301，冷却水套300内的第一冷却水路301的两端分别通过第一进水管302和第一出水管303连接至冷却水箱400，冷却水箱400内设有冷却水泵410，丝杆本体100的两端设有环绕丝杆螺母200本体的轴承套110，轴承套110内均设有第二冷却水路，两轴承套110内的第二冷却水路的出水口均通过第二出水管111连接至第一出水管303，两轴承套110内的第二冷却水路的进水口均通过第二进水管112连接至第一进水管302。
此带冷却系统的丝杆传动机构环绕丝杆螺母200设置冷却水道，并在丝杠本体的两端设置环绕丝杆本体100设置的轴承套110，并将轴承套110内设置的第二冷却水路与冷却水套300内设置的第一冷却水路301和冷却水箱400相连形成冷却回路，避免了在丝杆本体100的内部增设水道导致的整体成本提高，能实现丝杠本体的快速冷却，避免了丝杆加工过程中的变形，从而能显著提高丝杆加工精度。
在其中的一些实施例中，冷却水套300包括固定安装的螺母安装座310和安装于螺母安装座310内的套筒320，螺母安装座310与套筒320同轴设置。
冷却水套300通过螺母安装座310和套筒320组合安装形成，并同轴设置套装在丝杆螺母200上，可方便冷却水套300内的第一冷却水路301的加工。
在其中的一些实施例中，第一冷却水路301设置于套筒320的外周，第一冷却水路301环绕套筒320的外周螺旋设置。
螺旋设置的第一冷却水路301，使得在同样长度的冷却水套300中，能形成长度更长的冷却水路，且螺旋设置的第一冷却水路301，能显著提高冷却水在冷却水套300中的流速，从而显著提高对丝杆螺母200的冷却效率。
在其中的一些实施例中，第一冷却水路301的螺旋升角与丝杆本体100的螺旋升角相同。
将第一冷却水路301中的螺旋升角设置为与丝杆本体100的螺旋升角相同，在丝杆本体100旋转过程中，能保持丝杆本体100上的螺纹与第一冷却水路301处于稳定的契合状态，从而能维持高效稳定的快速冷却状态。
丝杆本体100中，保持螺纹的牙顶沿第一冷却水路301的螺纹方向旋进，能使得丝杆本体100中螺纹的牙顶一直与第一冷却水路301最为接近，彼此之间的距离最短，能保持最为高效的快速冷却状态。
在其中的一些实施例中，螺母安装座310与套筒320间在第一冷却水路301的两端均设有至少两道密封圈330。
密封圈330用于保证冷却水套300的水密性，即使在丝杆本体100快速旋转产生热量的过程中，冷却水套300整体的水密性也不受影响，从而维持丝杆传动机构中冷却系统整体的稳定性，维持丝杆传动机构整体的稳定性能。
在其中的一些实施例中，套筒320的壁厚为2～3毫米，第一冷却水路301在套筒320的外壁成槽状设置，第一冷却水路301的槽深为1～1.5毫米。
第一冷却水路301为槽状设置，经过多次测试和试验，在保证套筒320刚性又能维持冷却效率的情况下，将套筒320的壁厚设置为2～3毫米，并将设置在套筒320外壁的第一冷却水路301的槽深设置为1～1.5毫米能得到最好的冷却效率，并能保证套筒320具有所需的刚性。
在其中的一些实施例中，螺母安装座310沿长度方向包括套筒安装部和丝杆装配部，套筒320嵌入在套筒安装部内，套筒320的内径略小于丝杆装配部的内径。
套筒320的内径略小于丝杆装配部的内径，在保证机构整体的稳定安装的同时，能避免对丝杆本体100的传动运行产生干涉。
在其中的一些实施例中，冷却水箱400上位于进水管与出水管的连接端间设有冷却风扇420。
冷却风扇420能加速冷却系统整体的散热，从而加速冷却系统整体的散热性能，提高丝杆传动机构整体传动的精度。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (8)
1.一种带冷却系统的丝杆传动机构，其特征在于：包括丝杆本体、丝杆螺母和环绕所述丝杆螺母固定设置的冷却水套，所述冷却水套内设有螺旋环绕所述丝杆螺母设置的第一冷却水路，所述冷却水套内的第一冷却水路的两端分别通过第一进水管和第一出水管连接至冷却水箱，所述冷却水箱内设有冷却水泵，所述丝杆本体的两端设有环绕所述丝杆螺母本体的轴承套，所述轴承套内均设有第二冷却水路，两所述轴承套内的所述第二冷却水路的出水口均通过第二出水管连接至第一出水管，两所述轴承套内的所述第二冷却水路的进水口均通过第二进水管连接至第一进水管。
2.根据权利要求1所述的带冷却系统的丝杆传动机构，其特征在于：所述冷却水套包括固定安装的螺母安装座和安装于所述螺母安装座内的套筒，所述螺母安装座与所述套筒同轴设置。
3.根据权利要求2所述的带冷却系统的丝杆传动机构，其特征在于：所述第一冷却水路设置于所述套筒的外周，所述第一冷却水路环绕所述套筒的外周螺旋设置。
4.根据权利要求3所述的带冷却系统的丝杆传动机构，其特征在于：所述第一冷却水路的螺旋升角与所述丝杆本体的螺旋升角相同。
5.根据权利要求3所述的带冷却系统的丝杆传动机构，其特征在于：所述螺母安装座与套筒间在所述第一冷却水路的两端均设有至少两道密封圈。
6.根据权利要求5所述的带冷却系统的丝杆传动机构，其特征在于：所述套筒的壁厚为2～3毫米，所述第一冷却水路在所述套筒的外壁成槽状设置，所述第一冷却水路的槽深为1～1.5毫米。
7.根据权利要求2所述的带冷却系统的丝杆传动机构，其特征在于：所述螺母安装座沿长度方向包括套筒安装部和丝杆装配部，所述套筒嵌入在所述套筒安装部内，所述套筒的内径略小于所述丝杆装配部的内径。
8.根据权利要求1所述的带冷却系统的丝杆传动机构，其特征在于：所述冷却水箱上位于所述进水管与所述出水管的连接端间设有冷却风扇。
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| CN112935926A (zh) * | 2021-02-28 | 2021-06-11 | 平潭诚信智创科技有限公司 | 一种机床用丝杆传动机构 |
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