CN111843605B - 一种主轴冷却机构以及机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主轴冷却机构以及机床，所述主轴冷却机构包括主轴箱以及主冷却管路，所述主轴箱上通过轴承设置有主轴，所述主冷却管路围绕所述轴承设置于所述主轴箱上，所述主冷却管路上设置有多个沿所述主轴轴向和/或径向延伸的副冷却管路，所述副冷却管路的两端均连接所述主冷却管路。根据本发明实施例的主轴冷却机构以及机床，能够对主轴上的轴承进行冷却，确保轴承的温度在合适范围内，进而不会因为轴承的温度过高而影响工件的加工精度，同时不会造成轴承内的油脂碳化而影响轴承的使用寿命。

Description

一种主轴冷却机构以及机床

技术领域

本发明涉及一种机床，特别涉及一种主轴冷却机构以及机床。

背景技术

机床是机加工常用的设备之一，种类有多种，比如磨齿机、铣齿机就是用于齿轮加工的常用机床，磨齿机、铣齿机上均设置有主轴，例如刀具主轴和工件主轴，刀具主轴上安装有刀具，工件主轴上安装有工件。主轴一般通过轴承安装在机床上，具体的，机床上设置有主轴箱，主轴通过轴承安装于主轴箱上。主轴在高速转动的过程中，轴承会产生高温，轴承温度过高不仅会影响工件的加工精度，而且还会造成轴承内的油脂碳化，影响轴承的使用寿命。上述问题也存在于其他一些设置有主轴的机床上。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一方面实施例提出一种主轴冷却机构，能够对主轴上的轴承进行冷却，确保轴承的温度在合适范围内，进而不会因为轴承的温度过高而影响工件的加工精度，同时不会造成轴承内的油脂碳化而影响轴承的使用寿命。

此外，本发明第二方面实施例提出一种具有本发明第一方面实施例的主轴冷却机构的机床。

根据本发明第一方面实施例的主轴冷却机构，包括：

主轴箱，所述主轴箱上通过轴承设置有主轴；

主冷却管路，围绕所述轴承设置于所述主轴箱上，所述主冷却管路上设置有多个沿所述主轴轴向和/或径向延伸的副冷却管路，所述副冷却管路的两端均连接所述主冷却管路。

根据本发明第一方面实施例的主轴冷却机构，至少具有如下技术效果：主轴在高速转动的过程中，主轴的轴承会因为摩擦生热而产生高温并将高温传递至主轴箱上，主冷却管路绕轴承设置于主轴箱上，并可以位于靠近轴承的位置，需要对主轴的轴承进行冷却时，在主冷却管路内通入冷却水或者冷却油等冷却液，主冷却管路设置有多个副冷却管路，副冷却管路的两端均连接主冷却管路，主冷却管路内通入冷却液后，冷却液能够进入到副冷却管路内，冷却液进而流经主冷却管路和副冷却管，由于冷却液温度低，进而冷却液流动的过程中能够吸收并带走主轴箱上靠近轴承的区域的热量，当主轴箱上靠近轴承的区域的温度降低后，轴承上的热量会传至主轴箱上，之后同样被主冷却管路和副冷却管路内的冷却液吸收并带走，从而实现主轴箱的上靠近轴承的区域和轴承自身的冷却。本发明的主轴冷却机构，主冷却管路围绕轴承设置于主轴箱上，进而能够对主轴箱上围绕轴承的一周进行冷却，从而能够对轴承一周进行冷却，冷却效率高。此外，由于副冷却管路沿主轴的轴向和/或径向延伸，进而能够对主轴箱上围绕轴承一周的位置沿主轴的轴向和/或径向进行延伸的区域进行冷却，冷却面积更大，冷却效率更高，进而不会因为轴承的温度过高而影响工件的加工精度，同时不会造成轴承内的油脂碳化而影响轴承的使用寿命。

根据本发明的一些实施例，所述主冷却管路包括两个套设于所述轴承外侧的环形管路，所述副冷却管路的两端分别连接两个所述环形管路，相邻的两个所述副冷却管路之间的其中一个所述环形管路上设置有挡块，以使所有的所述环形管路与所述副冷却管路组成一个连通的管路。

根据本发明的一些实施例，所述主冷却管路包括两个套设于所述轴承外侧的环形管路，其中一个所述环形管路设置有进水口，另一个所述环形管路设置有出水口，所述副冷却管路的两端分别连接两个所述环形管路。

根据本发明的一些实施例，所述副冷却管路呈U形结构。

根据本发明的一些实施例，所述主轴箱上对应所述副冷却管路安装有多个第一水套，所述副冷却管路设置于对应的所述第一水套内。

根据本发明的一些实施例，所述主轴箱上设置有轴承座，所述轴承设置于所述轴承座上，两个所述环形管路沿所述主轴的径向同轴设置于所述轴承座上，所述轴承座的端面上设置有多个内凹结构，所述第一水套安装于对应的所述内凹结构内。

根据本发明的一些实施例，所述轴承座的端面上对应所述第一水套设置有水套端盖，所述水套端盖靠近所述轴承座的端面上设置有两个环形槽，所述环形槽与所述轴承座的端面围成所述环形管路。

根据本发明的一些实施例，所述副冷却管路的两端露出于所述第一水套靠近所述水套端盖的端面并分别与两个所述环形槽连通。

根据本发明的一些实施例，所述主轴箱上设置有第二水套，所述第二水套设置有连接所述主冷却管路的进水管和出水管。

根据本发明第二方面实施例的机床，设置有根据本发明第一方面实施例所述的主轴冷却机构。

根据本发明第二方面实施例的机床，至少具有如下技术效果：能够对主轴的的轴承进行冷却，确保轴承的温度在合适范围内，使轴承内的油脂不会碳化，从而延长轴承的使用寿命。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的主轴冷却机构的整体结构示意图；

图2为第一水套的连接示意图；

图3为第二水套的连接示意图；

图4为图1于A处的局部放大图；

图5为本发明的机床的局部结构示意图；

图6为本发明的机床的局部剖视图；

附图标记：

主轴箱100、主轴101、第一水套102、轴承座103、轴承104、水套端盖105、第二水套106、进水管107、出水管108；主冷却管路200、副冷却管路201、环形管路202、挡块203、环形槽204。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1至图6描述根据本发明实施例的主轴冷却机构以及机床。

根据本发明第一方面实施例的主轴冷却机构，如图1至图6所示，包括主轴箱100以及主冷却管路200，主轴箱100上通过轴承104设置有主轴101，主冷却管路200围绕轴承104设置于主轴箱100上，主冷却管路200上设置有多个沿主轴101轴向和/或径向延伸的副冷却管路201，副冷却管路201的两端均连接主冷却管路200。

本实施例中，主轴101在高速转动的过程中，主轴101的轴承104会因为摩擦生热而产生高温，主冷却管路200绕轴承104设置于主轴箱100上，并可以位于靠近轴承104的位置，需要对主轴101的轴承104进行冷却时，在主冷却管路200内通入冷却水或者冷却油等冷却液，主冷却管路200具有多个副冷却管路201，副冷却管路201的两端均连接主冷却管路200，主冷却管路200内通入冷却液后，冷却液能够从主冷却管路200进入到副冷却管路201内，冷却液进而流经主冷却管路200和副冷却管路201，由于冷却液温度低，进而冷却液流动的过程中能够吸收并带走主轴箱100上靠近轴承104的区域的热量，当主轴箱100上靠近轴承104的区域的温度降低后，轴承104上的热量会传至主轴箱100上，之后同样会被主冷却管路200和副冷却管路201内的冷却液吸收并带走，从而实现对轴承104自身和主轴箱100上靠近轴承104的区域进行冷却。本发明的主轴冷却机构，主冷却管路200围绕轴承104设置于主轴箱100上，进而能够对主轴箱100上围绕轴承104一周的区域进行冷却，从而能够对轴承104一周进行冷却，冷却效率高，轴承104冷却后能够使轴承104上的温度保持在合适的范围，轴承104不容易变形，进而不会因为变形而影响工件的加工精度，同时不会因为变形而影响自身的使用寿命，此外，轴承104内的油脂不会因为温度过高而碳化，从而能够进一步提升使用寿命。进一步的，由于副冷却管路201沿主轴101的轴向和/或径向延伸，进而能够对主轴箱100上围绕轴承104一周的位置沿主轴101的轴向和/或径向进行延伸的区域进行冷却，冷却面积更大，冷却效率更高，进而能够更加提高工件的加工精度以及自身的使用寿命。

需要说明的是，主冷却管路200绕轴承104设置于主轴箱100上，即主冷却管路200套设于轴承104外侧。主冷却管路200设置于主轴箱100上，可以是主冷却管路200贴设于主轴箱100的表面上，也可以是主轴箱100的侧壁内形成有主冷却管路200，只需要主轴箱100上的热量能够较为快速地传递至主冷却管路200内部即可。此外，主冷却管路200上设置有多个沿主轴101轴向和/或径向延伸的副冷却管路201，可以是副冷却管路201沿主轴101轴向延伸；也可以是副冷却管路201沿主轴101径向延伸；也可以是副冷却管路201沿主轴101的轴向和径向同时进行延伸。此外，主轴101在高速转动的过程中，轴承104上的热量也会传递至主轴101上，进而能够对主轴101造成影响，本实施的主轴冷却机构，当降低主轴箱100和轴承104上的温度后，主轴101上的热量能够通过轴承104传递至主轴箱100上，从而同样能够降低主轴101上的温度。此外，可以理解的是，图5中并未画出主轴101，图6中主轴101的剖视部分为主轴101的端盖部分。

在本发明的一些实施例中，如图1和图4所示，主冷却管路200包括两个套设于轴承104外侧的环形管路202，副冷却管路201的两端分别连接两个环形管路202，相邻的两个副冷却管路201之间的其中一个环形管路202上设置有挡块203，以使所有的环形管路202与副冷却管路201组成一个连通的管路。具体的，两个环形管路202中，其中一个可以是第一管路，另一个可以是第二管路，以三个依次相邻的副冷却管路201为例，中间的副冷却管路201与它前面的一个副冷却管路201之间可以是第一管路上设置有挡块203，中间的副冷却管路201与它后面的一个副冷却管路201之间可以是第二管路上设置有挡块203，进而冷却液进入到前面的副冷却管路201后，可以从第二管路输送至中间的副冷却管路201内，之后通过第一管路输送至后面的副冷却管路201内，以此类推，即可形成一个连通的管路，从而实现冷却液的运输。设置两个环形管路202，不仅冷却液冷却的面积更大，进而冷却效果更好。而且两个环形管路202的设置方向可以有多种，例如沿主轴101的轴向设置或者沿主轴101的径向设置，进而副冷却管路201的两端的位置可以有多种，从而副冷却管路201的安装方式有多种，从而能够找到冷却效果较佳的安装方式。此外，本实施例的加工方式简单，即只需要加工出两个环形管路202，然后将副冷却管路201与环形管路202连通，之后再对应设置挡块303即可。需要说明的是，挡块203与环形管路202之间的配合可以是多种配合，例如过盈配合或者间隙配合等，其中，间隙配合是指冷却液可以在该路段从该环形管路202流通很少的一部分，只需要较大的一部分冷却液能够从另一个环形管路202进入到下一个副冷却管路201内即可，进而加工精度要求更低。此外，主冷却管路200也可以是只有一个环形管路202，副冷却管路201两端均连接该环形管路202，进而当该环形管路202内朝设定方向流通冷却液时，冷却液同样能够流至副冷却管路201内。当然，可以将该环形管路202于副冷却管路201两端之间的部位断开，进而环形管路202内的冷却液能够全部流至副冷却管路201内，冷却效果更好。

在本发明的一些实施例中，主冷却管路200包括两个套设于轴承104外侧的环形管路202，其中一个环形管路202设置有进水口，另一个环形管路202设置有出水口，副冷却管路201的两端分别连接两个环形管路202。需要对轴承104进行冷却时，往设置有进水口的环形管路202内通过进水口注入冷却液，当该环形管路202内冷却液充满后，即可进入到副冷却管路201内，并从副冷却管路201的另一端进入到设置有出水口的环形管路202内，之后从出水口排出即可。本实施例不仅同样能够提高冷却效果，而且更加结构简单，操作更加方便。

在本发明的一些实施例中，副冷却管路201呈U形结构。两个环形管路202可以沿主轴101的轴向或径向分布，以两个环形管路202沿主轴101的径向分布时为例，副冷却管路201的两端分别连接两个环形管路202，副冷却管路201的长度方向可以垂直于环形管路202所在平面，进而副冷却管路201的两个直管段沿主轴101的轴向延伸，两个直管段之间的弯管段可以沿主轴101的径向延伸，从而能够同时对主轴箱100上围绕轴承104一周的位置沿主轴101的轴向和径向进行延伸的区域进行冷却，冷却面积更大，冷却效率更高。需要说明的是，副冷却管路201还可以是直管，直管结构简单，以两个环形管路202沿主轴101的径向分布时为例，进而副冷却管路201的长度方向可以是主轴101的径向，从而能够对主轴箱100上围绕轴承104一圈的位置沿主轴101的径向进行延伸的区域进行冷却。副冷却管路201也可以是W形结构，W形结构的副冷却管路201的安装类似于U型结构的副冷却管路201，W形结构的副冷却管路201与主轴箱100的接触面积更大，进而冷却效率更好。

在本发明的一些实施例中，如图1至图4所示，主轴箱100上对应副冷却管路201安装有多个第一水套102，副冷却管路201设置于对应的第一水套102内。具体的，主轴箱100上对应副冷却管路201可以设置有多个内凹结构，第一水套102可以是可拆卸地安装于对应的内凹结构内，进而主冷却管路200可以在第一水套102的两侧设置进水段和出水段，进水段的一端与副冷却管路201的进水口连通，另一端与前一个副冷却管路201的出水口连通，出水段的一端与副冷却管路201的出水端连通，另一端与下一个副冷却管路201的进水端连通，即可实现整个主冷却管路200的连通。设置第一水套102，副冷却管路201设置于对应的第一水套102内，进而安装本实施例的副冷却管路201时，只需要于工厂内批量加工出具有副冷却管路201的第一水套102，然后在主轴箱100上对应加工多个内凹结构，并将第一水套102安装在对应的内凹结构即可，而不需要在主轴箱100上加工出副冷却管路201，生产效率更高，检测、更换和维修时更加方便。

在本发明的一些实施例中，如图1至图6所示，主轴箱100上设置有轴承座103，轴承104设置于轴承座103上，两个环形管路202沿主轴101的径向同轴设置于轴承座103上，轴承座103的端面上设置有多个内凹结构，第一水套102安装于对应的内凹结构内。由于轴承104是通过轴承座103安装于主轴箱100上，进而轴承104产生的热量会快速传递至轴承座103上，进而只需要在轴承座103上设置环形管路202和对应设置内凹结构，然后将第一水套102安装于对应的内凹结构内，即可将热量快速地传递至环形管路202和第一水套102的副冷却管路201内，冷却效果更好。此外，内凹结构设置于轴承座103的端面上，进而安装第一水套102十分方便。两个环形管路202沿主轴101的径向同轴设置于轴承座103上，具体的，两个环形管路202中，其中一个环形管路202的整体轮廓的直径尺寸大于另外一个环形管路202的整体轮廓的直径尺寸，进而直径尺寸较大的环形管路202能够套设于直径较小的环形管路202，从而实现两个环形管路202沿轴承104的径向依次分布于轴承座103上。由于副冷却管路201的两端分别连接两个环形管路202，以副冷却管路201呈U形结构时为例，此种情况下，副冷却管路201的两个直管段分别对应两个环形管路202，也就是副冷却管路201的两个直管段沿轴承104的径向依次分布于轴承座103上且副冷却管路201的两个直管段沿主轴101的轴向延伸，进而能够对轴承座103上沿主轴101轴向和径向进行延伸的区域进行冷却，冷却范围更大，冷却效果更好。

在本发明的一些实施例中，如图1至图3以及图6所示，轴承座103的端面上对应第一水套102设置有水套端盖105，水套端盖105靠近轴承座103的端面上设置有两个环形槽204，环形槽204与轴承座103的端面围成环形管路202。环形管路202通过环形槽204与轴承座103的端面围合而成，进而需要加工出环形管路202时，只需要在水套端盖105上加工出槽型的环形槽204即可，加工更加方便。需要说明的是，为了使环形管路202的密封效果更好，轴承座103与水套端盖105之间对应环形槽204的两侧均可以设置有弹性密封垫。此外，水套端盖105同样对第一水套102起到密封效果。

在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，副冷却管路201的两端露出于第一水套102靠近水套端盖105的端面并分别与两个环形槽204连通。进而不需要设置其它的连通管路，第一水套102即可直接与环形管路202连通，结构更加简单，加工更加方便。

在本发明的一些实施例中，如图1、图3、图5和图6所示，主轴箱100上设置有第二水套106，第二水套106设置有连接主冷却管路200的进水管107和出水管108。具体的，主轴箱100上对应第二水套106可以设置有内凹结构，第二水套106可以是可拆卸地安装于对应的内凹结构内。进而当主冷却管路200需要连接外部水源以及将主冷却管路200内的冷却液排出时，将第二水套106直接安装于主轴箱100上对应的内凹结构内即可，而不需要在主冷却管路200上另外设置进水管107和出水管108，操作简单方便。需要说明的是，主轴箱100上对应第二水套106也可以设置有水套端盖105，水套端盖105通过环形槽204可以连通进水管107与主冷却管路200，连通出水管108与主冷却管路200。

根据本发明第二方面实施例的机床，如图5和图6所示，设置有根据本发明第一方面实施例的主轴冷却机构。

本实施例中，主冷却管路200绕轴承104设置于主轴箱100上，进而能够对主轴箱100上围绕轴承104一周的位置进行冷却，从而能够对轴承104进行冷却，冷却效率高，从而使轴承104上的温度保持在合适的范围，轴承104不容易变形，进而不会因为变形而影响工件的加工精度，同时不会因为变形而影响自身的使用寿命，此外，轴承104内的油脂不会因为温度过高而碳化，从而能够进一步提升使用寿命。此外，由于副冷却管路201沿主轴101的轴向和/或径向延伸，进而能够对主轴箱100上围绕轴承104一周的位置沿主轴101的轴向和/或径向进行延伸的区域进行冷却，冷却面积更大，冷却效率更高，进而能够更加提高工件的加工精度以及自身的使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种主轴冷却机构，其特征在于，包括：

主轴箱，设置有轴承座，所述轴承座通过轴承设置有主轴，所述轴承座的端面上设置有多个内凹结构，所述内凹结构内安装有第一水套；

主冷却管路，包括两个环形管路，两个所述环形管路沿所述主轴的径向同轴设置于所述轴承座上，两个所述环形管路之间设置有多个沿所述主轴轴向和/或径向延伸的副冷却管路，所述副冷却管路设置于对应的所述第一水套内，相邻的两个所述副冷却管路之间的其中一个所述环形管路上设置有挡块，以使所有的所述环形管路与所述副冷却管路组成一个连通的管路；

水套端盖，对应所述第一水套设置于所述轴承座的端面上，所述水套端盖靠近所述轴承座的端面上设置有两个环形槽，所述环形槽与所述轴承座的端面围成所述环形管路，所述副冷却管路的两端露出于所述第一水套靠近所述水套端盖的端面并分别与两个所述环形槽连通。

2.根据权利要求1所述的主轴冷却机构，其特征在于，其中一个所述环形管路设置有进水口，另一个所述环形管路设置有出水口。

3.根据权利要求1或2所述的主轴冷却机构，其特征在于，所述副冷却管路呈U形结构。

4.根据权利要求1或2所述的主轴冷却机构，其特征在于，所述主轴箱上设置有第二水套，所述第二水套设置有连接所述主冷却管路的进水管和出水管。

5.一种机床，其特征在于，设置有权利要求1至4中任意一项所述的主轴冷却机构。

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