CN113523325A

CN113523325A - 一种机床主轴及数控机床

Info

Publication number: CN113523325A
Application number: CN202111094884.8A
Authority: CN
Inventors: 蔡雪芝; 黄楠铭; 许东伟
Original assignee: Foshan Zhiang Technology Co ltd
Current assignee: Foshan Zhiang Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-17
Filing date: 2021-09-17
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2041-09-17
Also published as: CN113523325B

Abstract

本发明涉及机床设备技术领域，公开一种机床主轴及数控机床，该机床主轴包括轴体、壳体、导热螺杆和导热管，所述壳体上设置有第一轴承和第二轴承，所述壳体上设置有换热腔，所述换热腔内填充有导热介质，所述第一轴承的外圈和第二轴承的外圈上分别设置有与导热螺杆相配对的第一螺孔和第二螺孔，所述壳体上设置有接驳螺孔，所述导热螺杆末端伸出于第二螺孔外并设置有防松螺母，所述壳体上设置有定位槽和与导热管相配对的安装孔，所述导热管与导热螺杆相平行，所述定位槽内设置有气泵体，所述导热管的一端插入气泵体的排气管内，所述气泵体的抽气管与外界相连通，所述导热管的另一端与外界相连通；该机床主轴的轴承冷却效果好。

Description

一种机床主轴及数控机床

技术领域

本发明涉及机床设备技术领域，具体涉及一种机床主轴及数控机床。

背景技术

机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件等组成。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮，传递运动及扭矩，有的用来装夹工件，除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外，大多数机床都有主轴部件。主轴部件允许的最高转速和转速范围主要决定于轴承的结构、润滑以及散热条件，轴承滚珠在运转中会因为摩擦，导致轴承外环和轴承内环温度升高而发生膨胀，会影响加工精度，因此，对轴承的散热是本领域的技术人员一直研究的方向之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种轴承冷却效果好的机床主轴及数控机床。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种机床主轴，包括轴体、壳体、导热螺杆和导热管，所述壳体上设置有第一轴承和第二轴承，所述轴体通过第一轴承和第二轴承与壳体转动连接；

所述壳体上设置有换热腔，所述换热腔内填充有导热介质，所述第一轴承的外圈和第二轴承的外圈上分别设置有与导热螺杆相配对的第一螺孔和第二螺孔，所述壳体上设置有接驳螺孔，所述第一螺孔和第二螺孔均通过接驳螺孔与换热腔相连通，所述导热螺杆依次拧进第一螺孔、接驳螺孔和第二螺孔，所述导热螺杆末端伸出于第二螺孔外并设置有防松螺母，所述导热螺杆穿过换热腔并与换热腔内的导热介质接触；

所述壳体上设置有定位槽和与导热管相配对的安装孔，所述安装孔与换热腔相连通，所述导热管插入安装孔内并穿过换热腔，所述导热管与换热腔内的导热介质接触，所述导热管与导热螺杆相平行，所述定位槽内设置有气泵体，所述气泵体与壳体固定连接，所述导热管的一端插入气泵体的排气管内，所述气泵体的抽气管与外界相连通，所述导热管的另一端与外界相连通。

作为优选，所述导热螺杆位于换热腔内的螺牙上设置有槽体，所述槽体与换热腔相连通。

作为优选，所述导热螺杆首端设置有螺帽体，所述导热螺杆和螺帽体为一体式设置，所述第一轴承和第二轴承的端面上分别设置有第一扩孔和第二扩孔，所述第一扩孔与第一螺孔相连通，所述第二扩孔与所述第二螺孔相连通，所述第一扩孔和第二扩孔内均设置有灌封层，所述灌封层与导热螺杆固定连接，所述螺帽体上设置有注入孔，所述注入孔与第一扩孔相连通。

作为优选，所述壳体上设置有导热弯管，所述导热弯管一端与壳体固定连接，所述导热弯管与导热管相连通，所述导热弯管另一端设置有鸭嘴阀，所述鸭嘴阀射出的空气被配置为指向第二轴承的内圈。

作为优选，所述第二轴承的内圈在被鸭嘴阀指向处设置有安装槽。

作为优选，所述安装槽内设置有泡沫铝，所述安装槽和泡沫铝均呈环形设置，所述泡沫铝与安装槽的槽底粘合。

作为优选，所述导热管内填充有导热体，所述导热体与导热管焊接。

作为优选，所述导热体包含有第一导热网和第二导热网，所述第一导热网和第二导热网之间设置有导热丝，所述导热丝两端分别与第一导热网和第二导热网焊接，所述第一导热网和第二导热网通过导热丝形成三明治结构体，所述三明治结构体卷成与导热管间隙配合的管状结构，第一导热网包住第二导热网设置。

作为优选，所述导热管与第一导热网之间设置有导热硅脂层，所述第一导热网端部与导热管焊接。

本发明还提供一种数控机床，包括上述的机床主轴。

本发明的有益效果为：第一轴承和第二轴承工作时产生的热量可以通过导热螺杆传递到换热腔的导热介质内，同时配备有气泵体不断将冷空气传递到导热管内，将导热介质的热量传递到外界，使得整体具有较好的散热能力，能够有效的避免第一轴承和第二轴承过热而导致出现膨胀的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种机床主轴的剖面图。

图2为图1中A处的放大图。

图3为图1中B处的放大图。

图4为图1中C处的放大图。

图5为本发明一种机床主轴的壳体的局部结构示意图。

图6为本发明一种机床主轴的导热管的侧视图。

图7为本发明一种机床主轴的导热螺杆的局部结构示意图。

图中：

1、轴体；2、壳体；3、导热螺杆；4、导热管；5、第一轴承；6、第二轴承；7、导热介质；8、防松螺母；9、定位槽；10、气泵体；11、螺牙；12、槽体；13、螺帽体；14、灌封层；15、注入孔；16、导热弯管；17、鸭嘴阀；18、安装槽；19、第一导热网；20、第二导热网；21、导热丝。

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。

在实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、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，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。

另外，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，安装、连接和相连等术语应做广义理解，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申请中的具体含义。

如图1-7所示，一种机床主轴，包括轴体1、壳体2、导热螺杆3和导热管4，所述壳体2上设置有第一轴承5和第二轴承6，所述轴体1通过第一轴承5和第二轴承6与壳体2转动连接；

所述壳体2上设置有换热腔（未图示），所述换热腔内填充有导热介质7，所述第一轴承5的外圈和第二轴承6的外圈上分别设置有与导热螺杆3相配对的第一螺孔（未图示）和第二螺孔（未图示），所述壳体2上设置有接驳螺孔（未图示），所述第一螺孔和第二螺孔均通过接驳螺孔与换热腔相连通，所述导热螺杆3依次拧进第一螺孔、接驳螺孔和第二螺孔，所述导热螺杆3末端伸出于第二螺孔外并设置有防松螺母8，所述导热螺杆3穿过换热腔并与换热腔内的导热介质7接触；

所述壳体2上设置有定位槽9和与导热管4相配对的安装孔（未图示），所述安装孔与换热腔相连通，所述导热管4插入安装孔内并穿过换热腔，所述导热管4与换热腔内的导热介质7接触，所述导热管4与导热螺杆3相平行，所述定位槽9内设置有气泵体10，所述气泵体10与壳体2固定连接，所述导热管4的一端插入气泵体10的排气管内，所述气泵体10的抽气管与外界相连通，所述导热管4的另一端与外界相连通。

第一轴承5和第二轴承6工作时产生的热量可以通过导热螺杆3传递到换热腔的导热介质7内，同时配备有气泵体10不断将冷空气传递到导热管4内，将导热介质7的热量传递到外界，使得整体具有较好的散热能力，能够有效的避免第一轴承5和第二轴承6过热而导致出现膨胀的情况。

在本实施例中，所述导热螺杆3位于换热腔内的螺牙11上设置有槽体12，所述槽体12与换热腔相连通，通过设置有槽体12，配合大量的螺牙11，可以有效的提升与导热介质7的热传递面积，提升热传递效率。

在本实施例中，所述导热螺杆3首端设置有螺帽体13，所述导热螺杆3和螺帽体13为一体式设置，所述第一轴承5和第二轴承6的端面上分别设置有第一扩孔（未图示）和第二扩孔（未图示），所述第一扩孔与第一螺孔相连通，所述第二扩孔与所述第二螺孔相连通，所述第一扩孔和第二扩孔内均设置有灌封层14，所述灌封层14与导热螺杆3固定连接，所述螺帽体13上设置有注入孔15，所述注入孔15与第一扩孔相连通，通过设置有灌封层14，可以有效的提升密封性，避免导热介质7从第一螺孔和第二螺孔中渗出，同时又能够提升导热螺杆3的连接稳定性，使得导热螺杆3不易松动。

在本实施例中，所述壳体2上设置有导热弯管16，所述导热弯管16一端与壳体2固定连接，所述导热弯管16与导热管4相连通，所述导热弯管16另一端设置有鸭嘴阀17，所述鸭嘴阀17射出的空气被配置为指向第二轴承6的内圈，从鸭嘴阀17射出的压缩空气可以喷到第二轴承6的内圈上，从而对第二轴承6起到良好的散热效果。

在本实施例中，所述第二轴承6的内圈在被鸭嘴阀17指向处设置有安装槽18。所述安装槽18内设置有泡沫铝（未图示），所述安装槽18和泡沫铝均呈环形设置，所述泡沫铝与安装槽18的槽底粘合，通过设置有泡沫铝，能够提升与压缩空气的接触面积，从而提升热传递速度。

在本实施例中，所述导热管4内填充有导热体，所述导热体包含有第一导热网19和第二导热网20，所述第一导热网19和第二导热网20之间设置有导热丝21，所述导热丝21两端分别与第一导热网19和第二导热网20焊接，所述第一导热网19和第二导热网20通过导热丝21形成三明治结构体，所述三明治结构体卷成与导热管4间隙配合的管状结构，第一导热网19包住第二导热网20设置，通过设置有导热体，可以有效的提升整体的热传递面积，提升热传递效率，同时可以使得导热管4内形成乱流，能够有利于提升空气在导热管4内的逗留时间，提升热传递效果。

如图6所示，在本实施例中，所述导热管4与第一导热网19之间设置有导热硅脂层（未图示），所述第一导热网19端部与导热管4焊接，通过采用焊接的结构，能够有效提升管状结构安置后的稳定性。

在一些实施例中，导热螺杆3采用空心结构。

在一些实施例中，导热螺杆3采用实心结构。

工作原理：机床主轴工作时，第一轴承和第二轴承工作产生的热量可以沿着导热螺杆传递到换热腔内，提升了第一轴承和第二轴承的散热能力，从而减少因过热膨胀而造成精度降低的问题。

以上所述，仅为本发明的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，除非明确说明，否则本文中使用的任何元件、动作或指令都不应解释为关键或必要的。另外，如本文所用，冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，冠词“该”旨在包括结合冠词“该”引用的一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，术语“集”旨在包括一个或多个项目，例如相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等，并且可以与“一个或多个”互换使用。在仅意图一项的情况下，使用短语“仅一项”或类似语言。另外，如本文所用，术语“具有”及其变体等旨在是开放式术语。此外，短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”，除非另有明确说明。另外，如在本文所用，术语“或”在被串联使用时意图是包括性的，并且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明，例如，如果与“或者”或“仅其中之一”结合使用。

Claims

1.一种机床主轴，包括轴体和壳体，所述壳体上设置有第一轴承和第二轴承，所述轴体通过第一轴承和第二轴承与壳体转动连接，其特征在于：还包含有导热螺杆和导热管；

2.根据权利要求1所述的一种机床主轴，其特征在于：所述导热螺杆位于换热腔内的螺牙上设置有槽体，所述槽体与换热腔相连通。

3.根据权利要求2所述的一种机床主轴，其特征在于：所述导热螺杆首端设置有螺帽体，所述导热螺杆和螺帽体为一体式设置，所述第一轴承和第二轴承的端面上分别设置有第一扩孔和第二扩孔，所述第一扩孔与第一螺孔相连通，所述第二扩孔与所述第二螺孔相连通，所述第一扩孔和第二扩孔内均设置有灌封层，所述灌封层与导热螺杆固定连接，所述螺帽体上设置有注入孔，所述注入孔与第一扩孔相连通。

4.根据权利要求3所述的一种机床主轴，其特征在于：所述壳体上设置有导热弯管，所述导热弯管一端与壳体固定连接，所述导热弯管与导热管相连通，所述导热弯管另一端设置有鸭嘴阀，所述鸭嘴阀射出的空气被配置为指向第二轴承的内圈。

5.根据权利要求4所述的一种机床主轴，其特征在于：所述第二轴承的内圈在被鸭嘴阀指向处设置有安装槽。

6.根据权利要求5所述的一种机床主轴，其特征在于：所述安装槽内设置有泡沫铝，所述安装槽和泡沫铝均呈环形设置，所述泡沫铝与安装槽的槽底粘合。

7.根据权利要求6所述的一种机床主轴，其特征在于：所述导热管内填充有导热体。

8.根据权利要求7所述的一种机床主轴，其特征在于：所述导热体包含有第一导热网和第二导热网，所述第一导热网和第二导热网之间设置有导热丝，所述导热丝两端分别与第一导热网和第二导热网焊接，所述第一导热网和第二导热网通过导热丝形成三明治结构体，所述三明治结构体卷成与导热管间隙配合的管状结构，第一导热网包住第二导热网设置。

9.根据权利要求8所述的一种机床主轴，其特征在于：所述导热管与第一导热网之间设置有导热硅脂层，所述第一导热网端部与导热管焊接。

10.一种数控机床，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的机床主轴。