CN113399717B - 一种数控机床加工用轴体冷却散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控机床加工用轴体冷却散热装置，涉及数控机床领域，针对现有机床的铣刀长时间处于高温工作状态下，会增加机床的能耗，影响铣刀精度，且冷却液用量大，废液排放多，污染环境的问题，现提出如下方案，包括机床主体，所述机床主体上设置有加工区，所述加工区的一端安装有夹具，另一端安装有可移动的数控铣刀机构，所述数控铣刀机构包括移动底座、铣刀主体、冷却散热机构和冷却液存储装置，所述铣刀主体的铣刀头延伸至冷却散热机构内对夹紧在夹具上的轴体进行加工。本发明不仅消除了高温环境，降低了机床的高能耗负担，且冷却液使用量少，并能够循环利用，降低了废液的排放，达到了节能减排的目的。

Description

一种数控机床加工用轴体冷却散热装置

技术领域

本发明涉及数控机床领域，尤其涉及一种数控机床加工用轴体冷却散热装置。

背景技术

数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

数控机床在进行一些轴类部件加工时，常常会在加工位置产生高温、溅射处高温碎屑等，机床长时间处于高温工作状态下，不仅会增加整个机床的能耗，且影响铣刀加工精度，大大缩短铣刀的寿命，频繁更换铣刀不仅增加成本，且降低了数控机床的工作效率，同时，铣刀加工轴体产生的高温碎屑溅射到数控机床内部，容易烫坏内部零部件，高温附着后也难以清理，导致加工环境脏乱，缩短了机床的使用寿命，传统的机床大多无冷却机构，即使有冷却装置，其机构较大，效率低，能耗高，耗费降温材料严重，不符合节能减排要求，为此我们设计出一种数控机床加工用轴体冷却散热装置，来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中机床的铣刀长时间处于高温工作状态下，会增加机床的能耗，影响铣刀精度，缩短铣刀寿命，高温碎屑溅射容易烫坏内部零部件，高温附着后也难以清理，传统的机床冷却装置的机构较大，效率低，能耗高，耗费降温材料严重，不符合节能减排要求的缺点，而提出的一种数控机床加工用轴体冷却散热装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种数控机床加工用轴体冷却散热装置，包括机床主体，所述机床主体上设置有加工区，所述加工区的一端安装有夹具，另一端安装有可移动的数控铣刀机构，所述数控铣刀机构通过驱动机构安装在加工区底部的双导轨上，所述数控铣刀机构包括移动底座、铣刀主体、冷却散热机构和冷却液存储装置，所述铣刀主体和冷却散热机构均安装在移动底座上，所述冷却散热机构为两端通透结构且位于夹具和铣刀主体之间，所述铣刀主体的铣刀头延伸至冷却散热机构内对夹紧在夹具上的轴体进行加工；

所述冷却散热机构包括两端开口的防护罩体，所述防护罩体的内壁沿其长度方向安装有移动导轨，所述移动导轨上活动安装有冷却环体，所述冷却环体为中空结构，且内环壁安装有至少一个喷液嘴，所述冷却环体由安装在防护罩体内壁上的驱动螺杆和电机驱动，所述冷却环体通过金属管一与冷却液存储装置连接，所述防护罩体的底部设置有收集槽；

所述冷却环体通过喷液嘴将冷却液存储装置内的冷却液喷向铣刀主体对轴体的加工位置进行喷射冷却散热。

优选的，所述冷却液存储装置包括冷却液箱、压力泵和弹簧软管，所述冷却液箱通过压力泵与弹簧软管连接，所述弹簧软管与金属管一连接。

优选的，所述冷却环体包括外环体和内环体，所述内环体转动安装在外环体的内环壁上，所述外环体与内环体均为中空结构，且二者的中空腔相互连通形成环形储液腔，所述内环体的一侧外壁固定安装有环形齿轮，所述外环体上安装有驱动机构，所述驱动机构与环形齿轮传动连接并驱动内环体旋转，所述驱动机构与环形储液腔和金属管一连通。

优选的，所述驱动机构包括壳体、驱动叶轮、驱动轴和驱动齿轮，所述壳体固定安装于外环体上，所述驱动叶轮通过驱动轴转动安装于壳体内，且驱动轴的一端延伸至壳体的外部并安装驱动齿轮，所述驱动齿轮与环形齿轮啮合连接。

优选的，所述壳体的上下两侧分别开设有进液口、出液口，所述进液口与金属管一连通，所述出液口与环形储液腔连通。

优选的，所述冷却散热机构的底部设置有冷却液循环机构，所述冷却液循环机构包括集液槽、过滤芯体、金属管二、弹簧软管二和回流泵，所述防护罩体位于收集槽的底部开设有安装槽口，所述集液槽安装于安装槽口处，所述集液槽的中部可拆卸式安装有过滤芯体，且集液槽的底部与金属管二的一端连接，所述金属管二的另一端与弹簧软管二连接，所述弹簧软管二通过回流泵与冷却液箱连接。

优选的，所述防护罩体的内部安装有至少一台高清摄像机，且高清摄像机的外部设有耐高温透明防护罩。

优选的，所述冷却液箱上设置有加注口和排放口。

优选的，所述移动底座通过气缸驱动。

本发明的有益效果为：

1、设置防护罩体，轴体固定在夹具上，通过铣刀进行加工，加工产生的高温溅射碎屑落在防护罩体内，避免机床内部零部件被烫坏，清洁或更换防护罩体的成本远低于维护机床，大大降低了成本，提高便捷性；

2、防护罩体内安装可移动的储水环体，环体能够根据轴体的长度，精准跟随铣刀移动，定位铣刀加工位置，实现高压液线降温冷却，内环体可通过液压进行转动，实现喷液嘴喷出高压液线并围绕加工位置进行旋转式全方位降温，不仅使用冷却液量少，且降温范围全覆盖，达到了节能减排的目的；

3、加工产生的高温碎屑经过冷却液冷却，伴随冷却液流向防护罩体底部的收集槽中，碎屑留在过滤芯体上，冷却液经过过滤芯体的过滤循环至冷却液箱中重复利用进行冷却，减少了冷却液的使用量，降低了废液的排放量，十分环保。

本发明设计新颖，结构简单，使用便捷，设置防护罩体和冷却环体对轴体的加工位置进行精准定位、全方位的冷却降温，不仅消除了高温环境，降低了机床的高能耗负担，且冷却液使用量少，并能够循环利用，降低了废液的排放，达到了节能减排的目的。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的爆炸结构示意图；

图3为本发明的冷却散热机构的爆炸结构示意图；

图4为本发明的冷却散热机构的侧面结构示意图；

图5为本发明的冷却散热机构的纵向剖视图；

图6为本发明的驱动机构的剖视图；

图7为本发明的冷却液循环机构的爆炸结构示意图。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-7，本发明涉及一种数控机床加工用轴体冷却散热装置，包括机床主体1，机床主体1上设置有加工区，加工区的一端安装有夹具2，另一端安装有可移动的数控铣刀机构，数控铣刀机构包括移动底座4、铣刀主体5、冷却散热机构6和冷却液存储装置7，铣刀主体5和冷却散热机构均安装在移动底座4上，冷却散热机构为两端通透结构且位于夹具2和铣刀主体5之间，铣刀主体5的铣刀头延伸至冷却散热机构内对夹紧在夹具2上的轴体进行加工，夹具2夹紧轴体，铣刀主体5对轴体进行加工，而冷却散热机构能够对加工过程中产生的溅射火花屑进行格挡防护，同时通过喷射冷却液对加工位置进行冷却降温，不仅防护、散热效果明显，且能够对冷却液进行回收利用，冷却液用量少，减少了废液的排放，达到了节能减排的目的。

实施例一

参照图1-2，本实施例涉及一种数控机床加工用轴体冷却散热装置，包括机床主体1，机床主体1上设置有加工区，加工区的一端安装有夹具2，另一端安装有可移动的数控铣刀机构，数控铣刀机构通过驱动机构安装在加工区底部的双导轨3上，数控铣刀机构包括移动底座4、铣刀主体5、冷却散热机构6，移动底座4通过气缸驱动，铣刀主体5和冷却散热机构均安装在移动底座4上，冷却散热机构为两端通透结构且位于夹具2和铣刀主体5之间，铣刀主体5的铣刀头延伸至冷却散热机构内对夹紧在夹具2上的轴体进行加工，防护罩体601的内部安装有至少一台高清摄像机，且高清摄像机的外部设有耐高温透明防护罩；

冷却散热机构6包括两端开口的防护罩体601，防护罩体601的内壁沿其长度方向安装有移动导轨603，移动导轨603上活动安装有冷却环体，冷却环体为中空结构，且内环壁安装有至少一个喷液嘴607，冷却环体由安装在防护罩体601内壁上的驱动螺杆604和电机驱动，冷却环体通过金属管一608与冷却液存储装置7连接，防护罩体601的底部设置有收集槽；

冷却环体通过喷液嘴607将冷却液存储装置7内的冷却液喷向铣刀主体5对轴体的加工位置进行喷射冷却散热。

冷却液存储装置7包括冷却液箱701、压力泵702和弹簧软管703，冷却液箱701通过压力泵702与弹簧软管703连接，弹簧软管703与金属管一608连接，冷却液箱701上设置有加注口和排放口。

本实施例在工作过程中，首先将轴体夹紧固定在夹具2上，通过气缸驱动移动底座4，使得防护罩体601的一端抵紧在夹具2周边的机床主体1侧壁上，接着，铣刀主体5对轴体进行加工，而冷却环体通过伺服电机驱动，在移动导轨603上移动，定位至铣刀头加工位置，在进行加工过程中，压力泵702将冷却液箱701中的冷却液压入冷却环体的中空结构中，并通过喷液嘴607喷向铣刀头加工出，对加工位置进行散热降温，同时，加工产生的高温溅射碎屑落在防护罩体601内，避免机床内部零部件被烫坏，清洁或更换防护罩体601的成本远低于维护机床，大大降低了成本，提高便捷性。

实施例二

参照图3-6，本实施例与实施例一不同之处在于冷却环体的结构设置不同，本实施例中，冷却环体包括外环体605和内环体606，内环体606转动安装在外环体605的内环壁上，外环体605与内环体606均为中空结构，且二者的中空腔相互连通形成环形储液腔613，内环体606的一侧外壁固定安装有环形齿轮612，外环体605上安装有驱动机构，驱动机构与环形齿轮612传动连接并驱动内环体606旋转，驱动机构与环形储液腔613和金属管一608连通。

驱动机构包括壳体609、驱动叶轮610、驱动轴614和驱动齿轮611，壳体609固定安装于外环体605上，驱动叶轮610通过驱动轴614转动安装于壳体609内，且驱动轴614的一端延伸至壳体609的外部并安装驱动齿轮611，驱动齿轮611与环形齿轮612啮合连接。壳体609的上下两侧分别开设有进液口、出液口，进液口与金属管一608连通，出液口与环形储液腔613连通。

本实施例中，内环体606通过驱动机构驱动在外环体605内旋转，且驱动力来自冷却液流动时产生的液压，冷却液流经驱动机构时，通过进液口进入壳体609，冷却液通过压力泵702带来的液压带动驱动叶轮610进行转动，接着通过出液口流入环形储液腔613内，而驱动叶轮610则通过驱动齿轮611带动内环体606上的环形齿轮612旋转，从而使得内环体606在外环体605内旋转，无需额外提供动力，实现喷液嘴607喷出高压液线并围绕加工位置进行旋转式全方位降温，不仅使用冷却液量少，且降温范围全覆盖，达到了节能减排的目的。

实施例三

参照图7，本实施例与实施例一和实施例二不同之处在于增设了冷却液循环机构8，实现冷却液的重复利用，本实施例中，冷却散热机构6的底部设置有冷却液循环机构8，冷却液循环机构8包括集液槽801、过滤芯体802、金属管二805、弹簧软管二804和回流泵803，防护罩体601位于收集槽的底部开设有安装槽口602，集液槽801安装于安装槽口602处，集液槽801的中部可拆卸式安装有过滤芯体802，且集液槽801的底部与金属管二805的一端连接，金属管二805的另一端与弹簧软管二804连接，弹簧软管二804通过回流泵803与冷却液箱701连接。

本实施例中，对加工位置进行作用后的冷却液流向防护罩体601底部的收集槽中，再流向集液槽801，经过集液槽801中过滤芯体802的过滤，残渣留在了过滤芯体802中，而过滤后的冷却液流向金属管二805和弹簧软管二804，最终通过回流泵803抽入冷却液箱701中进行重复使用，减少了冷却液的使用量，降低了废液的排放量，十分环保。

本发明设置防护罩体601和冷却环体对轴体的加工位置进行精准定位、全方位的冷却降温，不仅消除了高温环境，降低了机床的高能耗负担，且冷却液使用量少，并能够循环利用，降低了废液的排放，达到了节能减排的目的。

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”、“ 顺时针”、“逆时针”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设备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，术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的，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。由此，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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种数控机床加工用轴体冷却散热装置，包括机床主体（1），所述机床主体（1）上设置有加工区，所述加工区的一端安装有夹具（2），另一端安装有可移动的数控铣刀机构，所述数控铣刀机构通过驱动机构安装在加工区底部的双导轨（3）上，所述数控铣刀机构包括移动底座（4）、铣刀主体（5）、冷却散热机构（6）和冷却液存储装置（7），所述铣刀主体（5）和冷却散热机构均安装在移动底座（4）上，所述冷却散热机构为两端通透结构且位于夹具（2）和铣刀主体（5）之间，所述铣刀主体（5）的铣刀头延伸至冷却散热机构内对夹紧在夹具（2）上的轴体进行加工；

所述冷却散热机构（6）包括两端开口的防护罩体（601），所述防护罩体（601）的内壁沿其长度方向安装有移动导轨（603），所述移动导轨（603）上活动安装有冷却环体，且内环壁安装有至少一个喷液嘴（607），所述冷却环体由安装在防护罩体（601）内壁上的驱动螺杆（604）和电机驱动，所述冷却环体通过金属管一（608）与冷却液存储装置（7）连接，所述防护罩体（601）的底部设置有收集槽；所述冷却环体通过喷液嘴（607）将冷却液存储装置（7）内的冷却液喷向铣刀主体（5）对轴体的加工位置进行喷射冷却散热；其特征在于，所述冷却环体包括外环体（605）和内环体（606），所述内环体（606）转动安装在外环体（605）的内环壁上，所述内环体（606）的一侧外壁固定安装有环形齿轮（612），所述外环体（605）上安装有驱动机构，所述驱动机构与环形齿轮（612）传动连接并驱动内环体（606）旋转，所述驱动机构与环形储液腔（613）和金属管一（608）连通；所述外环体（605）与内环体（606）均为中空结构，且二者的中空腔相互连通形成环形储液腔（613）。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床加工用轴体冷却散热装置，其特征在于，所述冷却液存储装置（7）包括冷却液箱（701）、压力泵（702）和弹簧软管（703），所述冷却液箱（701）通过压力泵（702）与弹簧软管（703）连接，所述弹簧软管（703）与金属管一（608）连接。

3.根据权利要求2所述的一种数控机床加工用轴体冷却散热装置，其特征在于，所述驱动机构包括壳体（609）、驱动叶轮（610）、驱动轴（614）和驱动齿轮（611），所述壳体（609）固定安装于外环体（605）上，所述驱动叶轮（610）通过驱动轴（614）转动安装于壳体（609）内，且驱动轴（614）的一端延伸至壳体（609）的外部并安装驱动齿轮（611），所述驱动齿轮（611）与环形齿轮（612）啮合连接。

4.根据权利要求3所述的一种数控机床加工用轴体冷却散热装置，其特征在于，所述壳体（609）的上下两侧分别开设有进液口、出液口，所述进液口与金属管一（608）连通，所述出液口与环形储液腔（613）连通。

5.根据权利要求1-3任一所述的一种数控机床加工用轴体冷却散热装置，其特征在于，所述冷却散热机构（6）的底部设置有冷却液循环机构（8），所述冷却液循环机构（8）包括集液槽（801）、过滤芯体（802）、金属管二（805）、弹簧软管二（804）和回流泵（803），所述防护罩体（601）位于收集槽底部开设有安装槽口（602），所述集液槽（801）安装于安装槽口（602）处，所述集液槽（801）的中部可拆卸式安装有过滤芯体（802），且集液槽（801）的底部与金属管二（805）的一端连接，所述金属管二（805）的另一端与弹簧软管二（804）连接，所述弹簧软管二（804）通过回流泵（803）与冷却液箱（701）连接。

6.根据权利要求5所述的一种数控机床加工用轴体冷却散热装置，其特征在于，所述防护罩体（601）的内部安装有至少一台高清摄像机，且高清摄像机的外部设有耐高温透明防护罩。

7.根据权利要求5所述的一种数控机床加工用轴体冷却散热装置，其特征在于，所述冷却液箱（701）上设置有加注口和排放口。

8.根据权利要求5所述的一种数控机床加工用轴体冷却散热装置，其特征在于，所述移动底座（4）通过气缸驱动。

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