CN112222876B - 立式加工中心主轴箱结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种立式加工中心主轴箱结构，包括主轴箱、主轴安装位，主轴安装位两侧设置有凸台，凸台前端开有进水口，凸台底面开有若干出水口，进水口与出水口之间连接有内置管路，主轴箱右侧上部设置有分水块，出水口外设置有喷管，喷管内设有进水管道、活动管道、主出水管道、副出水管道，进水管道一端与出水口相连，活动管道、副出水管道之间通过连接孔连接，活动管道内设有活动槽，活动管道内套接有可沿着活动槽移动的堵块，堵块上开有通孔，堵块与主出水管道之间设置有弹簧。本发明结构改动小，在节约空间的同时能够避免冷却结构与刀库干涉的问题，所设的喷管保证了冷却效果的同时降低冷却液在使用时不必要的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及及立式加工中心配件技术领域，特别涉及一种立式加工中心主轴箱结构。
背景技术
目前，所有立式加工中心在金属切屑时，在切削区域内产生的温度高达800至900℃。在该切削区内，切削刃会促使工件材料变形并将其切除。铣刀齿间歇性地切入和切出材料，切削刃的温度也会交替地升高和下降。加工系统的元件会吸收金属切削过程中产生的热量。通常，10%的热量进入工件，80%进入切屑，10%进入刀具。温度过高会导致切削刃快速磨损或变形，为了有效地降低温度，必须对热源进行冷却。又由于铣削过程的间歇性质，切削齿只在部分加工时间内产生热量。所以对刀尖的冷却就尤为重要。现有控制金属切削加工中产生热量的方法主要是应用控制冷却液。立式加工中心的冷却系统对工件及刀具进行冷却，来避免剩余的20%热量对刀具和工件造成影响，该冷却过程是机床冷却泵通过管路传递至主轴箱上外置安装的分水结构，再由分水结构从多个竹节管或者喷嘴对刀具及工件进行冷却。因为加工中心的结构及布局的影响，分水结构都是外置安装在主轴箱右侧，左侧为刀库位置，分水结构会与刀库干涉，所以无法安装。这样就造成立式加工中心在X方向切削正进给时（即向右铣削），刀具刀间及工件可以得到充分冷却，但是在X方向切削负进给时（即向左铣削），因分水结构在右的，冷却液只能从右向左冲，无法充分冷却，甚至得不到冷却。这样会导致刀具使用寿命缩短，并损坏加工零件。
专利号为201720247432.1的中国实用新型专利，公开了一种立式加工中心主轴箱结构，包括主轴箱箱体，在所述主轴箱箱体的侧壁内设置有冷却液通道，所述冷却液通道分为两路并相互平行以螺旋形式缠绕在主轴周围；每一路所述冷却液通道的顶部与一冷却管路连通，所述冷却管路延伸出主轴箱箱体侧壁并以回行形式下行至所述冷却液通道的底部，并与冷却液通道的底部连通，形成一循环回路。该方案通过在主轴箱箱体内设置冷却液通道，来实现对主轴箱结构的降温，但无法作用至刀具甚至工件，无法真正改变现有结构带来的温度的问题。
现有立式加工中心的冷却系统还有其他问题，现有的喷嘴都是单一出水口的，为的是使输出效果更集中，冷却效果更强，但为了实现更大的冷却范围，则需要更多数量的喷嘴，这会造成设计排布上的困难以及成本的增加。在冷却过程中，无法根据冷却需要进行调控，会造成冷却液的使用浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，从而提供一种立式加工中心主轴箱结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
立式加工中心主轴箱结构，包括主轴箱、设置在主轴箱上的主轴安装位，其特征在于：主轴安装位两侧设置有与主轴箱固定的凸台，凸台前端开有进水口，凸台底面开有若干出水口，进水口与出水口之间连接有设置在凸台内的内置管路；主轴箱右侧上部设置有分水块及与分水块连接的控制模块，进水口与分水块通过连接管路连接，出水口外设置有朝向主轴安装位下方中部的出水结构；所述出水结构包括固定在出水口外的喷管，喷管内设有依次相连的进水管道、活动管道、主出水管道，进水管道一端与出水口相连；喷管内还设有若干等距围绕在活动管道旁的副出水管道，副出水管道与活动管道之间设有若干等距排列的连接孔；活动管道内设有向着主出水管延伸形成的活动槽，活动管道内套接有可沿着活动槽来回移动的堵块，堵块上开有倒圆台型的通孔，通孔靠近进水管道一端与进水管道匹配，堵块与主出水管道之间设置有位于活动管道内且受压形变的弹簧；弹簧一端与堵块内侧相抵，弹簧另一端与主出水管道与活动管道相接处相抵，堵块一端与进水管道和活动管道相接处相抵，堵块外侧堵住连接孔一端。
进一步的，分水块上连接有冷却液导管。
进一步的，副出水管道靠近主出水管道一端内设置有凸起。
进一步的，主轴安装位左侧的凸台底面设置的出水口数量为2。
进一步的，主轴安装位右侧的凸台底面设置的出水口数量为3。
进一步的，连接孔的数量为3。
进一步的，还包括朝向主轴安装位下方中部的测温探头，测温探头与控制模块连接。
本发明和现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、在整体结构上改进小，可以做到在左右方向对立式加工中心内的刀具及工件进行全方位的冷却，大部分结构改进均位于主轴箱1铸件及出水结构（喷管）中，在节约空间的同时能够避免冷却结构与刀库干涉的问题；
2、在使用过程中不管是顺铣还是逆铣，均能保证刀具及工件能在冷却液冷却范围之内，可以有效避免刀具因高温而缩短使用寿命，工件因高温损坏；
3、所设的喷管结构紧凑，能够以单一喷管结构能够实现多个状态下的冷却效果，包括一孔出水、多孔出水，根据实际需要进行智能调整，保证了冷却效果的同时，能够进一步降低冷却液在使用时不必要的浪费。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本实施例中主轴箱的结构示意图。
图3为本实施例中主轴箱的底面示意图。
图4为本实施例中主轴箱的正视图。
图5为本实施例中凸台结构的剖视图。
图6为实施例中主轴箱的仰视图。
图7为实施例中出水结构的结构示意图。
图8为实施例中喷管的轴视图。
图9为实施例中喷管的剖视图。
图10为实施例中喷管的工作状态图。
图11为实施例中喷管的另一工作状态图。
图12为实施例的工作状态示意图。
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“旁”、“水平”、“内”、“外”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。
实施例
如图1-图5所示，本实施例包括设置有主轴安装位11的主轴箱1，主轴安装位11两侧设置有一体成型且对称的凸台2。每一凸台2前端开有一进水口21，凸台2底面开有若干出水口22。进水口21与出水口22之间设置有一位于凸台2内且与两者相连的内置管路23，内置管路23用于转移冷却液。
主轴箱1右侧上部固定有分水块3与分水块连接的控制模块33，分水块3上连接有冷却液导管31，冷却液导管31与冷却泵和管路连接将水箱内的冷却液导入分水块3内。所设的控制模块33用作控制分水块3内的冷却液输出流速。
每一进水口21与分水块3通过连接管路32连接，所设的连接管路32均贴着主轴箱1及主轴安装位11。出水口22外设置有朝向主轴安装位11下方中部的出水结构4。
出水结构4包括固定在出水口22外的喷管41，喷管41内设置有依次相连的进水管道42、活动管道43、主出水管道44，其中，进水管道42一端与出水口22相连，主出水管道44一端为冷却液的喷出口，主出水管道44所设的喷出口朝向主轴安装位11下方中部的位置即工件及刀具的加工位。
本实施例中，喷管41内还设有若干等距围绕在活动管道43旁的副出水管道45，副出水管道45与活动管道43之间设有若干等距排列的连接孔451，即通过活动管道43的冷却液会经由连接孔451进入副出水管道45再由副出水管道45一端喷出。活动管道43内设有向着主出水管延伸形成的活动槽431，活动管道43内套接有可沿着活动槽431来回移动的堵块46，堵块46上开有倒圆台型的通孔461，通孔461靠近进水管道42一端与进水管道42的大小匹配，堵块46与主出水管道44之间设置有位于活动管道43内且受压形变的弹簧47。具体的，在非工作状态下，弹簧47一端与堵块46内侧相抵，弹簧47另一端与主出水管道44与活动管道43相接处相抵，堵块46一端与进水管道42和活动管道43相接处相抵，堵块46外侧堵住连接孔451一端；当分水块3在控制模块33的驱动下输出冷却液经由出水口22进入喷管41内，冷却液依次通过进水管道42、通孔461、活动管道43、主出水管道44后喷出，在该过程中，冷却液会冲击通孔461的内侧面，从而对堵块46施加一个向着主出水管道44的外力；当需要提高冷却效果时，提高冷却液的输出速度使其到达一定数值，弹簧47在外力的作用下收缩，堵块46则在活动槽431内向着主出水管道44移动，直至堵块46与位于最上方的连接孔451脱开，此时部分冷却液会通过连接孔451进入副出水管道45，经由副出水管道45喷出，起到范围散热，以提高冷却效果，而冷却液分流后会使堵块46的受力减少，使堵块46不再进一步靠近主出水管道44而保持当前状态；当需要进一步提高冷却效果时，再次提高冷却液的输出速度使其到达一定数值，弹簧47在外力的作用下再次收缩，堵块46在活动槽431内再次开始向着主出水管道44移动，直至堵块46与下一批的连接孔451脱开，此时经由副出水管道45喷出的冷却液输出冲击力更强，冷却效果进一步提高。每一组连接孔451相当于一档的冷却效果，本实施例中每一副出水管道45上的连接孔451数量为3，即有四档冷却效果输出。
如图6-图7所示，本实施例中主轴安装位11左侧的凸台2底面设置的出水口22数量为2，主轴安装位11右侧的凸台2底面设置的出水口22数量为3。
主轴箱1下部还设置有一朝向主轴安装位下方中部的测温探头5，测温探头5与控制模块33连接。所设的测温探头5用于监控加工位置的温度，以便该立式加工中心主轴箱结构在工作时能够自动调节冷却液的输出，以保证冷却液的输出以冷却效果的最佳平衡。该测温探头5可以安装在任意位置，本实施例中仅为其中一种设置方式。
本实施例中，副出水管道45靠近主出水管道44一端内设置有凸起452，所设的凸起452能够使副出水管道45内冷却液在输出时有一定的扩散效果，更容易实现整体环境的冷却。
本实施例所述的立式加工中心主轴箱1结构，在整体结构上改进小，可以做到在左右方向对立式加工中心内的刀具及工件进行全方位的冷却，大部分结构改进均位于主轴箱1铸件及出水结构4（喷管41）中，在节约空间的同时能够避免冷却结构与刀库干涉的问题。在使用过程中不管是顺铣还是逆铣，均能保证刀具及工件能在冷却液冷却范围之内，如图8所示，这样就可以有效避免刀具因高温而缩短使用寿命，工件因高温损坏。所设的喷管41结构紧凑，能够以单一喷管41结构能够实现多个状态下的冷却效果，包括一孔出水、多孔出水，根据实际需要进行智能调整，保证了冷却效果的同时，能够进一步降低冷却液在使用时不必要的浪费。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.立式加工中心主轴箱结构，包括主轴箱、设置在主轴箱上的主轴安装位，其特征在于：主轴安装位两侧设置有与主轴箱固定的凸台，凸台前端开有进水口，凸台底面开有若干出水口，进水口与出水口之间连接有设置在凸台内的内置管路；主轴箱右侧上部设置有分水块及与分水块连接的控制模块，进水口与分水块通过连接管路连接，出水口外设置有朝向主轴安装位下方中部的出水结构；
所述出水结构包括固定在出水口外的喷管，喷管内设有依次相连的进水管道、活动管道、主出水管道，进水管道一端与出水口相连；喷管内还设有若干等距围绕在活动管道旁的副出水管道，副出水管道与活动管道之间设有若干等距排列的连接孔；
活动管道内设有向着主出水管延伸形成的活动槽，活动管道内套接有可沿着活动槽来回移动的堵块，堵块上开有倒圆台型的通孔，通孔靠近进水管道一端与进水管道匹配，堵块与主出水管道之间设置有位于活动管道内且受压形变的弹簧；弹簧一端与堵块内侧相抵，弹簧另一端与主出水管道与活动管道相接处相抵，堵块一端与进水管道和活动管道相接处相抵，堵块外侧堵住连接孔一端；
副出水管道靠近主出水管道一端内设置有凸起。
2.根据权利要求1所述的立式加工中心主轴箱结构，其特征在于：分水块上连接有冷却液导管。
3.根据权利要求1所述的立式加工中心主轴箱结构，其特征在于：主轴安装位左侧的凸台底面设置的出水口数量为2。
4.根据权利要求1所述的立式加工中心主轴箱结构，其特征在于：主轴安装位右侧的凸台底面设置的出水口数量为3。
5.根据权利要求1所述的立式加工中心主轴箱结构，其特征在于：连接孔的数量为3。
6.根据权利要求1-5任意一所述的立式加工中心主轴箱结构，其特征在于：还包括朝向主轴安装位下方中部的测温探头，测温探头与控制模块连接。
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