CN112720059A

CN112720059A - 一种数控车床的主轴增稳润滑结构

Info

Publication number: CN112720059A
Application number: CN202110141510.0A
Authority: CN
Inventors: 王丽梅
Original assignee: Individual
Current assignee: Guangdong Chuangneng Precision Machinery Co ltd
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2041-02-02
Also published as: CN112720059B

Abstract

本发明的目的在于提供一种数控车床的主轴增稳润滑结构，用以解决现有技术中存在的问题，包括套设在所述主轴外侧的第一套环和对称设于所述第一套环两侧的第二套环，所述第一套环侧面连接有油泵，所述第一套环内设有连通所述油泵的注油通道，所述第二套环包括位于内侧的转动架和套设于所述叶片架外侧的套壳，所述转动架包括位于两端平行设置的支持架和连接于所述支持架间的多个叶片，所述注油通道侧面设有多个指向所述叶片的注油歧管，所述支持架嵌套连接于所述主轴外侧。通过该数控车床的主轴增稳润滑结构，可以实现紧凑结构下的润滑、冷却和减少热变形、振动的稳定性增强效果。

Description

一种数控车床的主轴增稳润滑结构

技术领域

本发明涉及数控车床领域，尤其涉及一种数控车床的主轴增稳润滑结构。

背景技术

在车床运行过程中，通过主轴的转动带动工件旋转接触刀具实现切削加工。在主轴旋转过程中，其转速高、发热量大。同时，在工件接触刀具切削时的相互作用力会侧向作用于主轴。故在高速转动过程中的热变形、承载变型使得主轴的转动难以保持理想的转动状态，进而导致主轴使用寿命的缩短、或发生损坏等问题。现有的主轴的承载结构、润滑结构和散热结构复杂相互之间无法配合作用，导致整体结构体积过大、工作效率无法提升，难以满足现代化高效精益生产的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数控车床的主轴增稳润滑结构，用以解决现有技术中存在的问题，通过该数控车床的主轴增稳润滑结构，可以实现紧凑结构下的润滑、冷却和减少热变形、振动的稳定性增强效果。

为实现发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种数控车床的主轴增稳润滑结构，包括套设在所述主轴外侧的第一套环和对称设于所述第一套环两侧的第二套环，所述第一套环侧面连接有油泵，所述第一套环内设有连通所述油泵的注油通道，所述第二套环包括位于内侧的转动架和套设于所述叶片架外侧的套壳，所述转动架包括位于两端平行设置的支持架和连接于所述支持架间的多个叶片，所述注油通道侧面设有多个指向所述叶片的注油歧管，所述支持架嵌套连接于所述主轴外侧。

由此，在车床运行过程中，通过油泵向第一套环供油，并通过注油通道的注油歧管向第一套环两侧的第二套环内注油。在注油过程中，注油通道内的油液指向叶片送出并提供使得叶片带动转动架转动的油压，在这一过程中，转动架转动并将油液均匀地涂覆至主轴的表面。进一步的支持架通过其两端嵌套于主轴外侧的结构实现对其的多点支承，使得主轴在转动运行过程中在轴向方向上稳定性更好。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述叶片具有绕所述主轴轴线周向均布的多个，所述叶片在两个所述保持架之间的延伸方向与所述主轴轴线呈5°~15°的夹角。

由此，在转动架的转动过程中，周向均布的叶片使得注油歧管可以连续稳定的提供对于整体转动架的转动油压。通过设置叶片具有一定的夹角，使得注油歧管提供的油压可以更好地作用于叶片表面实现高效的转动。

作为本发明的进一步优选技术方案，其特征在于，所述注油通道呈绕所述主轴轴线环绕的圆形，所述注油歧管具有绕主轴轴线周向均布的多个。

由此，多个注油歧管使得油液向外流出的通道数量增压，具有更高的出油效率，在机床启动过程中的供油速度和润滑生效效率更高。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述叶片在两个所述保持架之间的延伸方向上呈螺旋形延伸。

由此，螺旋形的结构使得叶片在具有一定相对主轴轴线具有夹角的情况下具有更好的适应圆柱回转体结构的主轴表面的效果，进一步的其螺旋形结构使其在主轴轴线方向上具有等效于圆柱弹簧的结构，在油液供压时提供防止整体转动架被压缩的弹性抵抗力，减少形变产生的干涉。同时叶片本身呈片状的结构使其具有板簧的弹性性能，在车床切削工作时主轴承力产生的弯折形变由其弹性性能进行抵抗，减少形变量，提高运行的稳定性。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述叶片底部与所述主轴相对侧具有工作面，所述工作面呈与主轴对应的圆弧形表面，所述工作面与所述主轴表面间具有一定间隔并形成通油空间。

由此，通过设置工作面并进一步的形成通油空间，使得叶片在带动油液移动涂覆在主轴表面的过程中，呈现为处于通油空间内作为一个油膜的状态，具有更好的润滑效率，同时其可以通过油膜状态高效的吸收主轴在工作中产生的热量，起到冷却的效果。且具有间隔形成通油空间的结构使得主轴受到的接触摩擦减少。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述工作面上设有通油槽，所述通油槽为分布于所述工作面上的呈平行或交错的多条凹槽。

由此，通过通油槽提供使得油液便利流动的通路，减少油液在进入通油空间时因为通流面积减小导致压强变大，导致叶片形变。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述保持架包括内环架和外环架，所述外环架与所述叶片端部固定连接，所述外环架上设有与所述内环架间具有一定间隔空间的多个间隔设置的支承块。

由此，内环架提供对于主轴的支承效果，进一步的外环架即用于支持叶片并连接套壳和内环架，支承块一方面提供了上述的支承连接效果，另一方面通过其提供的间隔空间，提供了油液向叶片流动的空间。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述内环架为角接触球轴承。

由此，内环架提供对于主轴的径向和轴向的转动支承。并实现与外环架和工作的分离，使得叶片的转动与主轴的转动不相关，保证两者独立不干涉的运行。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述第一套环上还设有连通至所述注油通道的出油通道，所述出油通道连接至安装所述油泵的油箱，所述出油通道内设有通路方向指向所述油箱的单向通流阀。

由此，通过出油通道提供润滑并吸收热量的油液向外流出的通路并通过油箱和油泵实现油液的循环使用，通过设置单向通流阀使得油液的流动方向稳定。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述油箱内设有控温装置和过滤装置。

由此，通过过滤装置可以滤清润滑工作之后的油液，将其中含有的可能的金属碎屑等滤清，避免再次进入主轴处对其造成损伤。控温装置用于控制油箱内油液的温度，一方面使得开始工作时的油液即具有一定的工作温度，使其处于最佳的润滑性能状态；另一方面，回流的相对高温的油液通过控温装置实现降温，使得油液温度不会过热失去对主轴的冷却功能。

本发明的有益效果在于：

通过第一套环实现结构紧凑的向整体主轴的进出油供油润滑结构，同时通过第二套环结构实现良好的整体润滑、冷却效果。通过叶片结构设置实现良好的叶片转动性能，使得油液与主轴的接触效果、整体运行流畅性都具有良好的水平。并进一步通过油箱油泵的设置实现良好的工作效果提供并保证稳定的冷却散热效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明主轴处的纵向剖视示意图；

图3为本发明主轴处的横向剖视示意图；

图4为本发明的第二套环端部侧视图；

图5为本发明的叶片工作面处结构示意图；

图6为本发明通油槽处结构示意图；

图中各项分别为：1100第一套环，1110注油通道，1111注油歧管，1120出油通道，1121单向通流阀，1200第二套环，1210转动架，1211支持架，1212叶片，1213工作面，1214通油槽，1215通油空间，1216内环架，1217外环架，1218支承块，1220套壳，1300主轴，1400油箱，1410控温装置，1420过滤装置，1430油泵。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细描述：

如图1、2、3、4、5、6所示的一种数控车床的主轴1300增稳润滑结构，包括套设在主轴1300外侧的第一套环1100和对称设于第一套环1100两侧的第二套环1200，第一套环1100和第二套环1200之间通过软质的迷宫密封组件连接，并组合形成安装在车床机架上的套筒结构并取代现有车床中的主轴轴承座。第一套环1100顶部一侧连接有油泵1430的管路，第一套环1100内设有连通油泵1430的注油通道1110，每一第二套环1200包括位于内侧的转动架1210和套设于叶片1212架外侧的套壳1220。转动架1210包括位于两端平行设置的支持架1211和连接于支持架1211间的多个叶片1212，在第一套环1100上开设有位于注油通道1110侧面的多个指向叶片1212的注油歧管1111，本实施例中的每一个注油歧管1111呈V字形指向两侧的两个第二套环1200。支持架1211嵌套连接于主轴1300外侧。在车床运行过程中，通过油泵向第一套环1100供油，并通过注油通道1110的注油歧管1111向第一套环1100两侧的第二套环1200内注油。在注油过程中，注油通道1110内的油液指向叶片1212送出并提供使得叶片1212带动转动架1210转动的油压，在这一过程中，转动架1210转动并将油液均匀地涂覆至主轴1300的表面。进一步的支持架1211通过其两端嵌套于主轴1300外侧的结构实现对其的多点支承，使得主轴1300在转动运行过程中在轴向方向上稳定性更好。在本发明的注油通道1110，注油歧管1111，出油通道1120和油箱1400内都设有与控温装置1410电连接的温度传感器，从而可以通过实时的温度检测取得各处的温度数值，并进而通过温度数值控制整体的温度调节运行。

本实施例中，叶片1212具有绕主轴1300轴线周向均布的四个，叶片1212在两个保持架上连接的两端之间的延伸方向与主轴1300轴线呈5°~15°的夹角。在转动架1210的转动过程中，周向均布的叶片1212使得注油歧管1111可以连续稳定的提供对于整体转动架1210的转动油压。通过设置叶片1212具有一定的夹角，使得注油歧管1111提供的油压可以更好地作用于叶片1212表面实现高效的转动。

本实施例中，注油通道1110呈绕主轴1300轴线环绕的圆形环状管路，注油歧管1111具有绕主轴1300轴线周向均布的四个。多个注油歧管1111使得油液向外流出的通道数量增压，具有更高的出油效率，在机床启动过程中的供油速度和润滑生效效率更高，同时在叶片1212转动过程中推动其转动的油压也更为稳定。

本实施例中，单个叶片1212为弹簧钢制成，其在两个保持架之间的延伸方向上呈螺旋形延伸，其形状请参考图2中所示。螺旋形的结构使得叶片1212在具有一定相对主轴1300轴线具有夹角的情况下具有更好的适应圆柱回转体结构的主轴1300表面的效果，进一步的其螺旋形结构使其在主轴1300轴线方向上具有等效于圆柱弹簧的结构，在油液供压时提供防止整体转动架1210被压缩的弹性抵抗力，减少形变产生的干涉。同时叶片1212本身呈片状的结构使其具有板簧的弹性性能，在车床切削工作时主轴1300承力产生的弯折形变由其弹性性能进行抵抗，减少形变量，提高运行的稳定性。

本实施例中，叶片1212底部与主轴1300相对侧具有工作面1213，工作面1213呈与主轴1300对应的圆弧形表面，工作面1213与主轴1300表面间具有一定间隔并形成通油空间1215。通过设置工作面1213并进一步的形成通油空间1215，使得叶片1212在带动油液移动涂覆在主轴1300表面的过程中，呈现为处于通油空间1215内作为一个油膜的状态（尤其在工作初期，油液尚未注满第二套环1200时，油膜提供的润滑效果更好），具有更好的润滑效率，同时其可以通过油膜状态高效的吸收主轴1300在工作中产生的热量，起到冷却的效果。且具有间隔形成通油空间1215的结构使得主轴1300受到的接触摩擦减少。

本实施例中，工作面1213上机加工有通油槽1214，通油槽1214为分布于工作面1213上的呈平行或交错的多条凹槽。通过通油槽1214提供使得油液便利流动的通路，减少油液在进入通油空间1215时因为通流面积减小导致压强变大，导致叶片1212形变。在其作用下进一步增加的油液流速也使得对于主轴的。

本实施例中，保持架包括内环架1216和外环架1217，外环架1217与叶片1212端部固定连接，外环架1217上设有与内环架1216间具有一定间隔空间的多个间隔设置的支承块1218，支承块1218与内环架1216的内表面可以为滑动接触或通过滚珠等的滚动接触。内环架1216提供对于主轴1300的支承效果，进一步的外环架1217即用于支持叶片1212并连接套壳1220和内环架1216，支承块1218一方面提供了上述的支承连接效果，另一方面通过其提供的间隔空间，提供了油液向叶片1212流动的空间。

本实施例中，内环架1216为角接触球轴承。内环架1216提供对于主轴1300的径向和轴向的转动支承。并实现与外环架1217和工作的分离，使得叶片1212的转动与主轴1300的转动不相关，保证两者独立不干涉的运行。

本实施例中，第一套环1100上还设有连通至注油通道1110的出油通道1120，出油通道1120连接至安装油泵的油箱1400，出油通道1120内设有通路方向指向油箱1400的单向通流阀1121。通过出油通道1120提供润滑并吸收热量的油液向外流出的通路并通过油箱1400和油泵1430形成实现油液的循环回路，通过设置单向通流阀1121使得油液的流动方向稳定，进一步的单向通流阀1121为压力阀，在主轴周围的空间内油压到达设定值后打开通油，从而使得油液可以首先尽多地填充主轴周围空间实现充分的润滑和冷却后再开始循环，保证润滑和冷却的有效性。

本实施例中，油箱1400内设有控温装置1410和过滤装置1420。过滤装置1420在本实施例中为设于出油通道1120的管路末端的过滤网笼，通过过滤装置1420可以滤清润滑工作之后的油液，将其中含有的可能的金属碎屑等滤清，避免再次进入主轴1300处对其造成损伤。控温装置1410用于控制油箱1400内油液的温度，一方面使得开始工作时的油液即具有一定的工作温度，使其处于最佳的润滑性能状态；另一方面，回流的相对高温的油液通过控温装置1410实现降温，使得油液温度不会过热失去对主轴1300的冷却功能。控温装置1410包括温度传感器、伸入油箱1400内的热管和连接热管的加热电阻丝和冷却风扇，在工作过程中温度传感器检测到油箱1400内的温度偏离目标温度后即启动加热电阻丝或冷却风扇并通过热管的热传递实现向目标温度的调节。

以上实施例只是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims

1.一种数控车床的主轴增稳润滑结构，其特征在于，包括套设在所述主轴（1300）外侧的第一套环（1100）和对称设于所述第一套环（1100）两侧的第二套环（1200），所述第一套环（1100）侧面连接有油泵（1430），所述第一套环（1100）内设有连通所述油泵（1430）的注油通道（1110），所述第二套环（1200）包括位于内侧的转动架（1210）和套设于所述叶片（1212）架外侧的套壳（1220），所述转动架（1210）包括位于两端平行设置的支持架（1211）和连接于所述支持架（1211）间的多个叶片（1212），所述注油通道（1110）侧面设有多个指向所述叶片（1212）的注油歧管（1111），所述支持架（1211）嵌套连接于所述主轴（1300）外侧。

2.根据权利要求1所述的一种数控车床的主轴增稳润滑结构，其特征在于，所述叶片（1212）具有绕所述主轴（1300）轴线周向均布的多个，所述叶片（1212）在两个所述保持架之间的延伸方向与所述主轴（1300）轴线呈5°~15°的夹角。

3.根据权利要求2所述的一种数控车床的主轴增稳润滑结构，其特征在于，所述注油通道（1110）呈绕所述主轴（1300）轴线环绕的圆形，所述注油歧管（1111）具有绕主轴（1300）轴线周向均布的多个。

4.根据权利要求2所述的一种数控车床的主轴增稳润滑结构，其特征在于，所述叶片（1212）在两个所述保持架之间的延伸方向上呈螺旋形延伸。

5.根据权利要求1所述的一种数控车床的主轴增稳润滑结构，其特征在于，所述叶片（1212）底部与所述主轴（1300）相对侧具有工作面（1213），所述工作面（1213）呈与主轴（1300）对应的圆弧形表面，所述工作面（1213）与所述主轴（1300）表面间具有一定间隔并形成通油空间（1215）。

6.根据权利要求5所述的一种数控车床的主轴增稳润滑结构，其特征在于，所述工作面（1213）上设有通油槽（1214），所述通油槽（1214）为分布于所述工作面（1213）上的呈平行或交错的多条凹槽。

7.根据权利要求1所述的一种数控车床的主轴增稳润滑结构，其特征在于，所述保持架包括内环架（1216）和外环架（1217），所述外环架（1217）与所述叶片（1212）端部固定连接，所述外环架（1217）上设有与所述内环架（1216）间具有一定间隔空间的多个间隔设置的支承块（1218）。

8.根据权利要求8所述的一种数控车床的主轴增稳润滑结构，其特征在于，所述内环架（1216）为角接触球轴承。

9.根据权利要求1所述的一种数控车床的主轴增稳润滑结构，其特征在于，所述第一套环（1100）上还设有连通至所述注油通道（1110）的出油通道（1120），所述出油通道（1120）连接至安装所述油泵（1430）的油箱（1400），所述出油通道（1120）内设有通路方向指向所述油箱（1400）的单向通流阀（1121）。

10.根据权利要求9所述的一种数控车床的主轴增稳润滑结构，其特征在于，所述油箱（1400）内设有控温装置（1410）和过滤装置（1420）。