CN115365523A - 一种恒功率雕铣电动主轴 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及主轴领域，公开了一种恒功率雕铣电动主轴，包括主轴本体，主轴本体的表面开设有具有多个开口的导流孔，所述套设在主轴本体的外部固定套设有与其中一个开口固定接通的冷却组件，冷却组件的表面固定接通有用于输送冷气的进气管；当主轴本体转动时带动冷却组件同步转动，而进气管保持初始状态。本发明通过冷却组件、主轴本体和导流孔等之间的配合，在主轴本体转动进行加工时，可以实现对主轴本体的持续通气以实现有效降温；且冷却组件与主轴本体之间可同步转动，二者之间并没有形成直接包覆的关系，使得主轴本体的外表面可以露出，既不会影响主轴本体的转动，也不存在转动时的摩擦生热。
Description
技术领域
本发明涉及主轴技术领域，特别涉及一种恒功率雕铣电动主轴。
背景技术
雕铣机是既可以雕刻也可以铣削的一种数控机床，通过电动主轴对零件进行高精度和高强度的加工，在主轴转动时需要对其进行持续散热，以保证其正常使用并降低损耗。
如中国专利公开号CN212652695U，公开了名为一种用于雕铣机的高精度金属轴，包括轴体，轴体的内部开设有四个等间距排布的环形通风槽，轴体的内部竖直开设有六个以环形阵列排布的条形通风槽。该用于雕铣机的高精度金属轴，通过冷风管向进风仓内输入冷气流，通过进风孔将冷气流输入到条形通风槽内，使冷气流经过条形通风槽输入到环形通风槽，从而对主轴的内部进行降温处理。
该装置通过设置套管形成环形凹槽以实现对轴体的通气散热，但是套管的设置将轴体的外表面包裹起来，本身即降低了轴体的散热效果，同时套管的设置会导致转动时与轴体外表面产生持续摩擦产生热量，若不想产生摩擦则需要预留间隙又会导致冷气从间隙流走而无法顺利输送，存在一定的使用局限性。
因此，有必要提供一种恒功率雕铣电动主轴解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种恒功率雕铣电动主轴，以解决上述背景技术中套管的设置将轴体的外表面包裹起来，本身即降低了轴体的散热效果，同时套管的设置会导致转动时与轴体外表面产生持续摩擦产生热量等问题。
为实现上述目的，设计一种无需包裹轴体的外表面，且在转动时不会与轴体外表面摩擦生热，同时还可以保证冷气持续输送的电动主轴。
基于上述思路，本发明提供如下技术方案：一种恒功率雕铣电动主轴，包括主轴本体，主轴本体的表面开设有具有多个开口的导流孔，所述套设在主轴本体的外部固定套设有与其中一个开口固定接通的冷却组件，冷却组件的表面固定接通有用于输送冷气的进气管；当主轴本体转动时带动冷却组件同步转动，而进气管保持初始状态。
作为本发明的进一步方案：所述冷却组件包括套设在主轴本体外并与进气管接通的罩壳，罩壳的表面转动安装有圆环，罩壳与圆环之间共同组合形成有用于输送冷气的通气腔，圆环的内壁固定接通有与其中一个开口接通的导管。
作为本发明的进一步方案：所述罩壳的上下两侧均设置有对主轴本体外表面吹气的摆动组件，罩壳的上下两侧均滑动安装有用于分别调节两个摆动组件相对于主轴本体之间角度的的移动组件；罩壳的内部设置有与两个移动组件位置分别对应的压块，圆环的外表面设置有用于固定安置压块的支撑件。
作为本发明的进一步方案：所述摆动组件包括与罩壳固定连接的支架，支架的内部转动安装有与移动组件活动贴合的喷头，喷头与罩壳之间固定接通有软管。
作为本发明的进一步方案：所述移动组件包括与罩壳滑动配合且与压块位置对应的顶杆，顶杆的端部与喷头活动贴合且外表面固定安装有滑板，滑板与罩壳之间共同固定安装有弹簧；当压块转动时与顶杆存在重叠区域。
作为本发明的进一步方案：所述支撑件包括固定安装在圆环外的内环齿条和固定安装在罩壳内的外环齿条，内环齿条和外环齿条之间共同传动连接有若干个第一齿轮，罩壳的内部滑动安装有以供第一齿轮固定套设的竖杆，竖杆的外表面固定安装有与压块固定连接的套圈。
作为本发明的进一步方案：若干个所述第一齿轮沿内环齿条的外圆周呈环形阵列排布，当所述圆环带动内环齿条转动时，通过外环齿条可带动第一齿轮沿着内环齿条公转并自转。
作为本发明的进一步方案：所述竖杆和顶杆沿罩壳的内部呈错位设置。
作为本发明的进一步方案：所述套圈包括与第一齿轮固定连接的二级环齿条和与压块固定连接的套环，二级换齿条与外环齿条之间共同传动连接有若干个第二齿轮，罩壳的内部滑动安装有以供第二齿轮和套环固定套设的短杆。
作为本发明的进一步方案：所述短杆与顶杆之间呈错位设置，所述第二齿轮的半径尺寸小于第一齿轮的半径尺寸，且第二齿轮位于第一齿轮靠近对应顶杆的一侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过冷却组件、主轴本体和导流孔等之间的配合，在主轴本体转动进行加工时，可以实现对主轴本体的持续通气以实现有效降温，保证主轴本体的正常使用；且冷却组件与主轴本体之间可同步转动，二者之间并没有形成直接包覆的关系，使得主轴本体的外表面可以露出，既不会影响主轴本体的转动，也不存在转动时的摩擦生热，进而使得散热效果更好，整体的实用性更高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1为本发明的整体结构立体图；
图2为本发明的冷却组件结构示意图；
图3为本发明的导流孔结构示意图；
图4为本发明的罩壳、摆动组件和移动组件结构示意图；
图5为图4中A处结构放大图；
图6为本发明的压块和支撑件结构示意图；
图7为本发明的内环齿条和外环齿条结构示意图；
图8为图7中B处结构放大图；
图9为本发明的第一齿轮和竖杆结构示意图；
图10为本发明的二级环齿条和第二齿轮结构示意图。
图中：1、主轴本体；2、冷却组件；3、进气管；4、摆动组件；5、移动组件；101、导流孔；201、罩壳；202、圆环；203、导管；204、通气腔；205、支撑件；206、压块；2051、内环齿条；2052、外环齿条；2053、第一齿轮；2054、竖杆；2055、套圈；2056、二级环齿条；2057、第二齿轮；2058、套环；2059、短杆；401、支架；402、喷头；403、软管；501、滑板；502、顶杆；503、弹簧。
具体实施方式
实施例一：
请参阅图1和图3，本发明实施例提供一种恒功率雕铣电动主轴，主要用于提高使用时对于主轴本体1的散热效果，该电动主轴包括用于直接与零件接触的主轴本体1，主轴本体1沿其外圆周贯穿开设有呈网状设计且用于通气的导流孔101，导流孔101沿主轴本体1的轴向方向具有三个开口，通过三个开口可形成气体交换以保证散热，当然也可以根据需求增加轴向方向开口的数量，导流孔101与主轴本体1均为现有的成熟技术，在这里不做详细说明。
具体的，还包括套设在主轴本体1外并与导流孔101中间开口固定接通的冷却组件2以及用于向冷却组件2输送冷气的进气管3，冷却组件2与主轴本体1保持同步移动并与进气管3接通，在使用时可向导流孔101的中间开口持续输送冷气，使得冷气经过导流孔101并从上方或者下方的开口流出。
请参阅图1至图3，在本实施例中，优选的：冷却组件2包括套设在主轴本体1外并与进气管3接通的罩壳201，罩壳201呈圆形设计且内部转动安装有圆环202，圆环202的内壁固定接通有与导流孔101中间开口接通的导管203，圆环202与主轴本体1的外表面之间存在间距仅靠导管203实现连接；罩壳201的内壁与圆环202的外壁之间共同组合形成有用于输送冷气的通气腔204，从进气管3通入的冷气经通气腔204即进入导管203内。
使用时，通过进气管3将外部冷气源(现有技术)的冷气经通气腔204和导管203输送至导流孔101内，使得气体从导流孔101的中间开口向上方/下方开口流动，最终从上方/下方开口流出完成高效散热；同时，主轴在转动时通过导管203带动圆环202沿着罩壳201同步转动。
综上所述，通过罩壳201、导管203、圆环202和导流孔101等结构的配合，在主轴本体1转动进行加工时，可以实现对主轴本体1的持续通气以实现有效降温，保证主轴本体1的正常使用；同时，圆环202与主轴本体1之间可同步转动，二者之间并没有形成直接包覆的关系，使得主轴本体1的外表面可以露出，进而使得散热效果更好，既不会影响主轴本体1的转动，也不存在转动时的摩擦生热，整体的实用性更高。
实施例二：
请参阅图1至图6，在实施例一的基础上，为了进一步提高对主轴本体1的散热效果，在罩壳201的上下两侧均设置有对主轴本体1外表面进行吹气冷却的摆动组件4，在罩壳201的上下两侧均贯穿并滑动安装有与两个摆动组件4分别活动贴合的两个移动组件5，通过移动组件5的活动贴合以控制摆动组件4相对于主轴本体1表面的摆动。
为了给移动组件5提供动力，在罩壳201的内部设置有与两个移动组件5分别活动贴合且呈对称设置的压块206；同时，在圆环202的外表面设置有与两个压块206均固定连接以起到支撑作用的支撑件205。当圆环202通过支撑件205带动压块206转动时，可带动移动组件5沿主轴本体1的轴向方向往复移动，以带动摆动组件4开始摆动。
请参阅图1至图6，在本实施例中，优选的：摆动组件4包括与罩壳201顶部/底部固定连接的支架401，支架401的内部通过转轴转动安装有与移动组件5活动贴合的喷头402，下方(上方)的喷头402即对应主轴本体1的外表面下侧(上侧)；为了实现喷头402的出气以及适应摆动需求，喷头402与罩壳201的顶部/底部之间固定接通有软管403。
具体的，移动组件5包括呈上下贯穿罩壳201设计且与压块206活动贴合的顶杆502，顶杆502的端部与喷头402活动贴合，顶杆502的外表面且位于罩壳201外部固定安装有滑板501，本实施例中滑板501位于支架401的内部且与支架401呈滑动配合，即支架401还起到了限位滑板501上下移动的作用；滑板501与罩壳201之间共同固定安装有弹簧503，用于顶杆502和滑板501上下移动后的自动复位。
其中，压板呈弧形设计，当压板的弧形面与顶杆502接触时即可带动其沿着主轴本体1的轴向方向滑动。同时，顶杆502与喷头402的对应位置在上下方向有所区别，下方顶杆502与下方喷头402的对应处位于喷头402连接软管403的一侧，上方顶杆502与上方喷头402的对应处位于喷头402远离软管403的一侧，这样设计使得上下两侧的喷头402在顶杆502作用下，均可以实现基于支架401的往复摆动。
使用时，通过进气管3、通气腔204、导管203和导流孔101等结构的配合，实现对主轴本体1的冷气输送和有效散热，该部分工作过程和效果与实施例一中相同，在此不重复赘述。区别在于：进气管3在输气时会有一部分经软管403输送给喷头402，经喷头402直接对主轴本体1的外表面喷出；而圆环202在转动时还通过支撑件205带动压块206同步移动，压块206在与顶杆502接触时可带动顶杆502向罩壳201外滑出，顶杆502在移动时配合喷头402的重力以及弹簧503的复位，可驱动喷头402沿着支架401往复摆动，进而在喷头402喷气的基础上，还可以持续调节喷头402与主轴本体1外表面的对应区域。
实施例一中，虽然通过罩壳201、圆环202和导管203等结构的设计，可以在不包裹主轴本体1的基础上达到散热目的，但是仅靠导流孔101的通气换热，对于主轴本体1的散热效果仍有待提高，存在一定的使用局限性。
相比于实施例一，通过圆环202、顶杆502、压块206和软管403等结构的配合，在进气管3通气时不仅可以为导流管提供冷气源，还可以通过喷头402直射主轴本体1的外表面，随着主轴本体1的转动进一步提高其散热效果。压块206在随着圆环202转动时可带动喷头402沿着支架401往复摆动，进而可以持续改变喷头402与主轴本体1外表面的对应区域，使得主轴本体1的外表面可以全部得到喷气，也进一步提高了主轴本体1的散热效果；同时对外表面的摆动喷气，还可以起到对主轴本体1的清洁作用，即吹散主轴本体1在加工时残留的灰尘，进一步保证了主轴本体1的正常使用，整体运行与圆环202的转动和罩壳201的设置结合在一起，适用性更强。
实施例三：
请参阅图1至图9，在实施例二的基础上，为了保证压块206可以带动顶杆502稳定移动，支撑件205包括固定安装在圆环202外壁的内环齿条2051和固定安装在罩壳201内壁的外环齿条2052，内环齿条2051和外环齿条2052之间共同传动连接有呈环形阵列排布的若干个第一齿轮2053，在罩壳201的内部滑动安装有以供第一齿轮2053固定套设的竖杆2054，竖杆2054的外表面固定安装有与压块206固定连接的套圈2055，本实施例中套圈2055为环状。
当内环齿条2051随着圆环202转动时，可带动第一齿轮2053沿着内环齿条2051公转并配合外环齿条2052进行自转，且通过第一齿轮2053和套圈2055的设计，使得圆环202的转动速度在传动给压块206后可以得到降低。
因为上下两侧的顶杆502设计，因此第一齿轮2053是呈上下分层设计的，上下两个对应的第一齿轮2053共同固定套设在一个竖杆2054的外表面，当第一齿轮2053沿着内环齿条2051公转时，可带动竖杆2054同步转动进而带动套圈2055和压块206开始转动。
请参阅图1至图10，在本实施例中，优选的：竖杆2054和顶杆502沿着罩壳201的表面需要呈错位设计，使得竖杆2054在随着第一齿轮2053转动时可以与顶杆502错开，而不发生干涉。为了实现竖杆2054沿着罩壳201内壁的转动，还可以在罩壳201的内底壁开设有环形槽。
为了进一步降低传递给压块206的速度，可以继续对套圈2055做出改进，如图10所示，套圈2055具体包括与第一齿轮2053固定连接的二级环齿条2056和与压块206固定连接的套环2058，同时在二级换齿条与外环齿条2052之间共同传动连接有若干个第二齿轮2057，在罩壳201的内部滑动安装有以供第二齿轮2057和套环2058固定套设的短杆2059。此时当第一齿条带动二级环齿条2056转动时，二级环齿条2056会带动第二齿轮2057沿着二级环齿条2056公转并同时自转，第二齿轮2057在公转时会带动套环2058和压块206同步转动，因内环齿条2051、第一齿轮2053、二级环齿条2056和第二齿轮2057的多级传递，其传递给压块206的转动速度可以进一步降低。
在上述结构中，短杆2059与顶杆502之间也是需要错位设计的，即短杆2059在罩壳201转动时也不能与顶杆502之间发生干涉。同时上述方案的进行需要增加外环齿条2052的在上下方向(即主轴本体1的轴向方向)的长度，这样才能使得第二齿轮2057也能与外环齿条2052啮合起来。在装配完成后，第二齿轮2057的半径尺寸小于第一齿轮2053的半径尺寸，同时第二齿轮2057位于第一齿轮2053靠近对应顶杆502的一侧。
其中，如果继续增大罩壳201的外圆半径尺寸，还可以对套环2058进行与套圈2055同样的改进，并调整压块206的对应位置，以达到继续降低速度的作用。
使用时，通过进气管3、通气腔204、导管203和导流孔101等结构的配合实现对主轴本体1的冷气输送和有效散热，通过软管403、顶杆502、压块206和圆环202等结构的配合带动喷头402往复摆动提高散热效果，该部分工作过程和效果与实施例二中相同，在此不重复赘述。区别在于：当圆环202带动内环齿条2051转动时，内环齿条2051配合外环齿条2052带动第一齿轮2053沿着内环齿条2051公转并自转，第一齿轮2053在公转时通过套圈2055带动压块206同步转动，且内环齿条2051通过第一齿轮2053和套圈2055传递给压块206的转动速度得到降低。
实施例二中，虽然通过顶杆502和压块206等结构的设计使得喷头402可以往复摆动，对主轴本体1的外表面喷气以进一步降低散热效果，但是因主轴的转动速度较快使得压块206的转动也很快，进而使得顶杆502带动喷头402的摆动速度过快，使得散热效果较差，存在一定的使用局限性。
相比于实施例二，通过内环齿条2051、外环齿条2052、第一齿轮2053和套圈2055等结构的配合，当圆环202带动内环齿条2051转动时其速度较快，但在通过第一齿轮2053和套圈2055传递给压块206时其速度降低，进而使得压块206通过顶杆502传递给喷头402的摆动速度也得到降低，使得喷头402可以更好地对主轴本体1的外表面进行喷气，不至于使得喷头402摆动过快而浪费冷气，可以保证对主轴本体1的散热效果和灰尘吹散效果，整体运行与圆环202的转动和罩壳201的设置结合在一起，满足了实际使用中的更多需求。
Claims (10)
1.一种恒功率雕铣电动主轴，包括主轴本体，主轴本体的表面开设有具有多个开口的导流孔，其特征在于，所述套设在主轴本体的外部固定套设有与其中一个开口固定接通的冷却组件，冷却组件的表面固定接通有用于输送冷气的进气管；当主轴本体转动时带动冷却组件同步转动，而进气管保持初始状态。
2.根据权利要求1所述的恒功率雕铣电动主轴，其特征在于，所述冷却组件包括套设在主轴本体外并与进气管接通的罩壳，罩壳的表面转动安装有圆环，罩壳与圆环之间共同组合形成有用于输送冷气的通气腔，圆环的内壁固定接通有与其中一个开口接通的导管。
3.根据权利要求2所述的恒功率雕铣电动主轴，其特征在于，所述罩壳的上下两侧均设置有对主轴本体外表面吹气的摆动组件，罩壳的上下两侧均滑动安装有用于分别调节两个摆动组件相对于主轴本体之间角度的的移动组件；罩壳的内部设置有与两个移动组件位置分别对应的压块，圆环的外表面设置有用于固定安置压块的支撑件。
4.根据权利要求3所述的恒功率雕铣电动主轴，其特征在于，所述摆动组件包括与罩壳固定连接的支架，支架的内部转动安装有与移动组件活动贴合的喷头，喷头与罩壳之间固定接通有软管。
5.根据权利要求3所述的恒功率雕铣电动主轴，其特征在于，所述移动组件包括与罩壳滑动配合且与压块位置对应的顶杆，顶杆的端部与喷头活动贴合且外表面固定安装有滑板，滑板与罩壳之间共同固定安装有弹簧；当压块转动时与顶杆存在重叠区域。
6.根据权利要求3-5任意一项所述的恒功率雕铣电动主轴，其特征在于，所述支撑件包括固定安装在圆环外的内环齿条和固定安装在罩壳内的外环齿条，内环齿条和外环齿条之间共同传动连接有若干个第一齿轮，罩壳的内部滑动安装有以供第一齿轮固定套设的竖杆，竖杆的外表面固定安装有与压块固定连接的套圈。
7.根据权利要求6所述的恒功率雕铣电动主轴，其特征在于，若干个所述第一齿轮沿内环齿条的外圆周呈环形阵列排布，当所述圆环带动内环齿条转动时，通过外环齿条可带动第一齿轮沿着内环齿条公转并自转。
8.根据权利要求6所述的恒功率雕铣电动主轴，其特征在于，所述竖杆和顶杆沿罩壳的内部呈错位设置。
9.根据权利要求6所述的恒功率雕铣电动主轴，其特征在于，所述套圈包括与第一齿轮固定连接的二级环齿条和与压块固定连接的套环，二级换齿条与外环齿条之间共同传动连接有若干个第二齿轮，罩壳的内部滑动安装有以供第二齿轮和套环固定套设的短杆。
10.根据权利要求9所述的恒功率雕铣电动主轴，其特征在于，所述短杆与顶杆之间呈错位设置，所述第二齿轮的半径尺寸小于第一齿轮的半径尺寸，且第二齿轮位于第一齿轮靠近对应顶杆的一侧。
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Patent Citations (6)
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