CN201423570Y - 一种恒温变频电动主轴磨具单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种恒温变频电动主轴磨具单元，包括磁性热交换制冷器和变频电动主轴磨具单元，其中制冷器安装在变频电动主轴磨具单元的尾部；变频电动主轴磨具单元的头部设置有排气槽；制冷器将制冷后的空气由变频电动主轴磨具单元的尾部输入其内部；该冷却后的空气进行热交换后由所述排气槽排出。该恒温变频电动主轴磨具单元是磁性热交换制冷器与变频电动主轴磨具单元融为一体的典型高科技产品，其中实现恒温精度传递的轴系维持变频电动主轴的加工过程精度。该恒温变频电动主轴磨具单元可以广泛应用于机械制造、信息产业、数控机床制造和机床数控的改造等不同接口的主轴系列。

Description

一种恒温变频电动主轴磨具单元

技术领域

本实用新型涉及精密机械制造领域，特别涉及一种恒温变频电动主轴磨具单元。

背景技术

在不断发明和创造中提高加工质量并使质量日臻完善，这是机床制造业的努力方向，那些对于产品质量起重要影响的机床，例如磨床、车床等，这种问题就更为突出。

变频电动主轴磨具单元是机床中的重要部分，其内部含有高精度轴承，传统的设计是采用滚动轴承实现，其优点是结构简单、使用方便，但由于这些高精度轴承随着工作时间的加长会不断升温，高温将使其产生热变形而丧失原有的回转精度，具体带来了如下缺陷：

1、运转物质不平衡而产生离心力；

2、产生轴承游隙变化；

3、滚动轴承脂润滑使用寿命周期短；

4、滚动轴承的加工精度变差。

上述回转精度的丧失，会导致在精磨削环型件时，出现圆形偏差、圆度误差、直线性和粗糙度等几何精度的缺欠。

为了改善这种高温状态，现有技术中往往使用循环水对变频电动主轴磨具单元进行冷却，但这种冷却方式会带来如下缺陷：

1、循环水容易渗漏造成电机烧毁；

2、循环水渗漏造成轴承损坏，维修费用高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种恒温变频电动主轴磨具单元，其内部工作温度恒定，从而不会产生高温变形导致的各种缺陷，并且不会因为恒温措施使轴承和电机损坏。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种恒温变频电动主轴磨具单元，关键在于，包括：制冷器和变频电动主轴磨具单元；

所述制冷器安装在所述变频电动主轴磨具单元的尾部；所述变频电动主轴磨具单元的头部设置有排气槽；

所述制冷器将制冷后的空气由变频电动主轴磨具单元的尾部输入其内部；该冷却后的空气进行热交换后由所述排气槽排出。

可见，本实用新型在变频电动主轴磨具单元上加装了制冷器，即将变频电动主轴磨具单元与制冷器进行了融合，使变频电动主轴磨具单元融合先进制冷技术。该制冷器是小型空气磁性热交换系统，能够将冷却后的空气输出到变频电动主轴磨具单元内部，与变频电动主轴磨具单元内部的高温空气进行热交换。这样一来，既可以利用该制冷器使变频电动主轴磨具单元工作在恒温状态，同时又由于该制冷器是利用空气制冷，而非采用循环水冷却，不会使轴承和电机损坏。

附图说明

图1为本实用新型中恒温变频电动主轴磨具单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

恒温变频电动主轴磨具单元的一般设计要求包括如下几方面：

1、具有良好的防止热变形能力；

2、具有良好的防振性能，以提高旋转零件的动稳定性；

3、采用较高的轴承精度、性能；

4、具有良好的整体通用性和互换性；

5、使用简单而可靠。

上述一般设计要求在一定程度上对变频电动主轴磨具单元中的滚动轴承也有相当针对性，但主要还是针对变频电动主轴磨具单元所采用的滚动轴承精度和使用客观条件等。本实用新型仅介绍有效地采用滚动轴承支承的设计。

本实用新型的核心思想，是在变频电动主轴磨具单元上加装了制冷器，即将变频电动主轴磨具单元与制冷器进行了融合，使变频电动主轴磨具单元融合先进制冷技术。该制冷器是小型空气磁性热交换系统，能够将冷却后的空气输出到变频电动主轴磨具单元内部，与变频电动主轴磨具单元内部的高温空气进行热交换。这样一来，既可以利用该制冷器使变频电动主轴磨具单元工作在恒温状态，同时又由于该制冷器是利用空气制冷，而非采用循环水冷却，不会使轴承和电机损坏。

图1为本实用新型中恒温变频电动主轴磨具单元的结构示意图，该恒温变频电动主轴磨具单元包括：制冷器3和变频电动主轴磨具单元12。

上述变频电动主轴磨具单元12的头部设置有排气槽2，变频电动主轴磨具单元12还包括：第一轴承支承体4、转子5、定子6、平衡器7、前主体8、壳体9、第二轴承支承体10和浮动座11。上述变频电动主轴磨具单元12内部各部件的连接关系、以及内部各部件与前主体8及壳体9的配合关系，与现有技术中常用的结构相同，也并非本实用新型讨论的重点，这里不再赘述。

上述制冷器3安装在变频电动主轴磨具单元12的尾部，安装方式可以根据实际需要任意选择，如采用螺钉将制冷器3固定在变频主轴磨具单元12上，或者采用粘贴的方式将制冷器3固定在变频主轴磨具单元12上。制冷器3上设置有进气接头1。该制冷器3选用先进的小型空气磁性热交换系统，其制冷原理为本领域技术人员的公知常识，这里不再赘述。

制冷器3、定子6、转子5、壳体9、浮动座11、第一轴承支承体4、第二轴承支承体10和平衡器7构成一个精确的轴系，进行磁力切割高精度旋转。

图1所示恒温变频电动主轴磨具单元的工作流程如下所述：

1)空压站供给的压缩空气，经节流、油雾后由进气接头1进入制冷器3；

2)制冷器3对进入的空气进行制冷处理后，通过变频电动主轴磨具单元12尾部上的缝隙将冷却的空气输入变频电动主轴磨具单元12的内部，该冷却的空气分别经过第一轴承支承体4、第二轴承支承体10和前主体8，进行封闭循环热交换，最后经排气槽2排出，完成制冷、润滑工作状态。

与现有技术中变频电动主轴磨具单元的工作情况相同，本实用新型中的变频电动主轴磨具单元12在恒温条件下也可以由计算机控制，这也使得本实用新型的恒温变频电动主轴磨具单元12可兼用于普通和数控系统中。由于这里并非本实用新型讨论的重点，只简述具体流程如下：

1)计算机发出控制信号；

2)计算机发出的控制信号经过数字模拟D/A转换器转换后，通过航空插头控制定子6、壳体9、浮动座11和转子5进行磁力切割传递负荷，由砂轮平衡器、砂轮等机构组成精度旋转。

至于上述计算机控制中涉及到的具体执行方式，以及航空插头、砂轮平衡器、砂轮等部件的相互配合方式，均属于本领域技术人员的公知常识。

本实用新型中的制冷器3可以将变频电动主轴磨具单元12的温度恒定在室温或低于室温，从而使得变频电动主轴磨具单元12中的所有高精度轴承不会由于工作时温度升高产生热变形而丧失原有的回转精度，达到传递高精度、高平稳性等目的，其回转精度可达0.02微米。这样在精磨削加工环型件时，将不会出现圆形偏差、圆度误差、直线性和粗糙度等几何精度的缺欠。而传统的变频电动主轴磨具单元，如在夏季不采取冷却措施，温度升高将达75度，会使加工的产品精度下降造成废品损失，也可能造成高精度轴承提前损坏而报废。

本实用新型中的恒温变频电主轴磨具单元还具备以下优点：启动性能好，效率高，低速力矩大；转速可调，噪音低，振动小，运转平稳；结构简单；使用方便；容易维修。

本实用新型提供的恒温变频主轴磨具单元最适用于机械制造、信息产业、数控机床制造和机床数控的改造等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种恒温变频电动主轴磨具单元，其特征在于，包括：制冷器(3)和变频电动主轴磨具单元(12)；

所述制冷器(3)安装在所述变频电动主轴磨具单元(12)的尾部；所述变频电动主轴磨具单元(12)的头部设置有排气槽(2)；

所述制冷器(3)将制冷后的空气由变频电动主轴磨具单元(12)的尾部输入其内部；该冷却后的空气进行热交换后由所述排气槽(2)排出。

2、如权利要求1所述的恒温变频电动主轴磨具单元，其特征在于，所述制冷器(3)上设置有进气接头(1)。

3、如权利要求1所述的恒温变频电动主轴磨具单元，其特征在于，所述恒温变频电动主轴磨具单元(12)包括：定子(6)、转子(5)、壳体(9)、浮动座(11)、第一轴承支承体(4)、第二轴承支承体(10)和平衡器(7)；

所述制冷器(3)和定子(6)、转子(5)、壳体(9)、浮动座(11)、第一轴承支承体(4)、第二轴承支承体(10)及平衡器(7)构成一个轴系，进行磁力切割旋转。

4、如权利要求3所述的恒温变频电动主轴磨具单元，其特征在于，所述制冷器(3)和定子(6)、转子(5)、壳体(9)、浮动座(11)、第一轴承支承体(4)、第二轴承支承体(10)及平衡器(7)融为一体。

5、如权利要求1至4任一项所述的恒温变频电动主轴磨具单元，其特征在于，所述制冷器(3)通过螺钉或粘贴的方式安装在变频电动主轴磨具单元(12)的尾部。

6、如权利要求1至4任一项所述的恒温变频电动主轴磨具单元，其特征在于，所述制冷器(3)为磁性热交换制冷器。

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