CN206882796U - 一种便于冷却和吹屑的机床主轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种便于冷却和吹屑的机床主轴，包括主轴、吹气机构和控制机构，主轴的前端设置有用于夹紧刀具的锥孔，主轴设置有吹气通道，主轴设置有分别连通吹气通道的吹气孔和冷却孔，吹气孔位于冷却孔的上方；吹气机构包括气源、第一连接管和第二连接管，气源通过第一连接管与进气孔连接，气源通过第二连接管与冷却孔连接，第二连接管内设置有单向阀，控制机构分别连接气源与单向阀。换刀时，形成气源‑第一连接管‑进气孔‑吹气通道‑锥孔的流道，对锥孔进行吹气。换刀完毕后，形成气源‑第一连接管‑进气孔‑吹气通道‑冷却孔‑第二连接管‑气源的冷却流道。吹屑和冷却使用了同一条吹气通道，降低了维护成本，保障加工精度和工作效率。

Description

一种便于冷却和吹屑的机床主轴

技术领域

本实用新型涉及机床主轴技术领域，具体涉及一种便于冷却和吹屑的机床主轴。

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。机床主轴是数控切削机床不可缺少的一部分，主轴依靠主轴伺服电机夹持刀具对工件进行切削，通常由主轴、轴承和传动件(齿轮或带轮)等组成主轴部件。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。主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。在综合加工机加工时，根据不同的加工要求，主轴经常需要更换不同的刀具。

然而由于主轴内部负压的作用，从主轴取出刀具时，常常被负压吸住在主轴上，难以将刀具拔下，不能顺利换刀，往往导致机床停机，严重降低了加工效率；此外，机床在加工时，有的机床通过切屑液对刀具进行冷却，切削液容易沿缝隙进入主轴的内部，造成主轴污染生锈，并且机床在加工时，由于会产生大量的废屑杂物，废屑杂物也会进入主轴内，造成主轴损伤，进而影响了机床的加工精度和工作效率，现有技术一般是在主轴内部设置独立的吹气通道，通过往主轴内吹气，消除主轴内部的负压以能够正常换刀，把主轴内部的废屑从主轴逇前端吹出来。另外，主轴在工作过程中产生大量的热量，现有技术一般是通过在主轴的侧壁设计独立的水冷通道，通过在水冷通道输入循环液体以进行冷却，避免温度影响主轴加工精度。然而独立的吹气通道和独立的水冷通道增加了制造主轴的难度，而且过多的结构容易出现各种故障，增加维护成本，使用时的操作也比较复杂。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种便于制造，降低主轴出现故障几率和降低维护成本，提高加工精度和工作效率的便于冷却和吹屑的机床主轴。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

提供一种便于冷却和吹屑的机床主轴，包括刀具、主轴、吹气机构和控制机构，所述主轴的前端设置有用于夹紧所述刀具的锥孔，所述主轴的内部设置有吹气通道，所述主轴的侧面设置有分别连通所述吹气通道的吹气孔和冷却孔，所述吹气孔位于所述冷却孔的上方；所述吹气机构包括气源、第一连接管和第二连接管，所述气源通过第一连接管与所述吹气孔连接，所述气源通过第二连接管与所述冷却孔连接，第二连接管内设置有单向阀，所述控制机构分别连接所述气源与所述单向阀。

其中，第一连接管的外侧设置有水冷模块，水冷模块包括包覆在第一连接管外侧面的水冷板，所述水冷板的内部设置有迷宫式通道，所述水冷模块还包括温度控制仪和在所述迷宫式通道形成单向循环水流的供水机构，所述温度控制仪与所述控制机构连接。

其中，第一连接管呈四面柱状，所述水冷板完全包覆第一连接管的周侧。

其中，第一连接管为金属材质的或者陶瓷材质的。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的一种便于冷却和吹屑的机床主轴，包括刀具、主轴、吹气机构和控制机构，主轴的前端设置有用于夹紧刀具的锥孔，主轴的内部设置有吹气通道，主轴的侧面设置有分别连通吹气通道的吹气孔和冷却孔，吹气孔位于冷却孔的上方；吹气机构包括气源、第一连接管和第二连接管，气源通过第一连接管与吹气孔连接，气源通过第二连接管与冷却孔连接，第二连接管内设置有单向阀，控制机构分别连接气源与单向阀。使用过程中，换刀时，控制机构控制关闭单向阀从而隔断第二连接管，控制机构控制启动气源，从而形成气源-第一连接管-吹气孔-吹气通道-锥孔的流道，对锥孔进行吹气，破坏了主轴内部的负压，使拔出主轴时不会因为负压作用而出现拔刀困难的问题；拔刀时能够防止机床卡盘的废屑进入主轴，并且能够把进入主轴锥孔内的杂物废屑吹干净。在锥孔收缩夹紧刀具时控制机构控制气源停止吹气，使刀具顺利安装。换刀完毕后，控制机构控制打开单向阀，并启动气源进行吹气，从而形成气源-第一连接管-吹气孔-吹气通道-冷却孔-第二连接管-气源的单向循环冷却流道。与现有技术相比，本实用新型在吹屑和冷却均使用了主轴中同一条吹气通道，制造时无需另外加工其它通道，因而制造比较便捷，降低了主轴出现故障的几率以及降低了维护成本，保障加工精度和工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的一种便于冷却和吹屑的机床主轴的结构示意图。

附图标记：

主轴本体1、锥孔11、吹气孔12、冷却孔13、吹气通道14；

吹气机构2、气源21、第一连接管22、第二连接管23、单向阀231；

水冷模块3、水冷板31、供水机构32。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型进行详细说明。

本实施例的一种便于冷却和吹屑的机床主轴，如图1所示，包括主轴本体1、吹气机构2和控制机构(图中未示出)，主轴本体1的前端设置有用于夹紧刀具的锥孔11，主轴本体1的内部设置有吹气通道14，主轴本体1的侧面设置有分别连通吹气通道14的吹气孔和冷却孔13，吹气孔12位于冷却孔13的上方；吹气机构2包括气源21、第一连接管22和第二连接管23，气源21通过第一连接管22与吹气孔12连接，气源21通过第二连接管23与冷却孔13连接，第二连接管23内设置有单向阀231，控制机构分别连接气源21与单向阀231。第一连接管22的外侧设置有水冷模块3，水冷模块3包括包覆在第一连接管22外侧面的水冷板31，水冷板31的内部设置有迷宫式通道，水冷模块3还包括温度控制仪和在迷宫式通道形成单向循环水流的供水机构32，温度控制仪与控制机构连接，目的在于降低气源21吹出的气体的温度，以使得进入吹气通道14的气体为冷气，且循环水流的温度可控可调节，适用于不同的使用时期或者不同的使用环境，调节气体的不同温度以满足使用要求。优选的第一连接管22呈四面柱状，水冷板31完全包覆第一连接管22的周侧，完全包覆的冷却效果更加显著。图中显示的水冷板22仅包覆第一连接管22的一段，接近气源21那一段未包覆。第一连接管22为金属材质的或者陶瓷材质的，便于水冷板31内部循环水流与第一连接管22内的气体进行热交换。水冷模块3可以和控制模块连接，实现自动控制，也可以不与控制机构连接，通过人工控制即可。

使用过程中，换刀时，控制机构控制关闭单向阀231从而隔断第二连接管23，控制机构控制启动气 源21，从而形成“气源21-第一连接管22-吹气孔12-吹气通道14-锥孔11”的流道，对锥孔11进行吹气，破坏了主轴本体1内部的负压，使拔出主轴本体1时不会因为负压作用而出现拔刀困难的问题；拔刀时能够防止机床卡盘的废屑进入主轴本体1，并且能够把进入主轴本体1锥孔11内的杂物废屑吹干净。在锥孔11收缩夹紧刀具时，控制机构控制气源21停止吹气，使刀具顺利安装。换刀完毕后，控制机构控制打开单向阀231，并启动气源21进行吹气，从而形成“气源21-第一连接管22-吹气孔12-吹气通道14-冷却孔13-第二连接管23-气源21”的单向循环冷却流道，对主轴本体1进行吹气冷却。第一连接管22和第二连接管23并不随主轴本体1一起转动，可以在主轴本体1的外侧设置环形进气凹槽，吹气孔12和冷却孔13处设置类似轴承的结构来连接第一连接管22和第二连接管23，即可以实现连接管22/23不随主轴本体1一起转动的目的，至此本领域技术人员熟知实现连接管不随主轴本体一起转动的方案，在此不再赘述。与现有技术相比，本实用新型在吹屑和冷却均使用了主轴本体1中同一条吹气通道14，制造时无需另外加工其它通道，因而制造比较便捷，降低了主轴本体1出现故障的几率以及降低了维护成本，而且设置了水冷模块3，保障冷风进入主轴本体1的冷却效果，保障加工精度和工作效率。

本实施例中，优化了主轴本体1的吹气效果，把主轴本体1的吹气孔12设置在主轴本体1的侧方，并且比较靠近锥孔11，即吹气孔12与锥孔11在垂直方向的距离比较短并小于主轴本体1的长度，吹气孔12的吹气路径也就比较短且小于主轴本体1的长度，在锥孔11张开并松开刀具的瞬间开启吹气机构2进行吹气，可以更加精确地往锥孔11吹入更加多的气体，进而把废屑快速地从主轴本体1吹出去。而且能够防止废屑在主轴本体1内的吹气通道14翻滚迟迟不能吹干净，或者废屑进入机床其它部位，甚至还没吹干净废屑就插入刀具完成换刀过程的情况发生。在锥孔11收缩夹紧刀具的瞬间关闭吹气机构2，停止吹气，使刀具顺利安装。综上所述，本发明能够精益求精地提高机床的加工精度并且减少机床的维修次数、延长机床的使用寿命，大大提高了工作效率和经济效益。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.一种便于冷却和吹屑的机床主轴，其特征在于：包括刀具、主轴、吹气机构和控制机构，所述主轴的前端设置有用于夹紧所述刀具的锥孔，所述主轴的内部设置有吹气通道，所述主轴的侧面设置有分别连通所述吹气通道的吹气孔和冷却孔，所述吹气孔位于所述冷却孔的上方；所述吹气机构包括气源、第一连接管和第二连接管，所述气源通过第一连接管与所述吹气孔连接，所述气源通过第二连接管与所述冷却孔连接，第二连接管内设置有单向阀，所述控制机构分别连接所述气源与所述单向阀；第一连接管的外侧设置有水冷模块，水冷模块包括包覆在第一连接管外侧面的水冷板，所述水冷板的内部设置有迷宫式通道，所述水冷模块还包括温度控制仪和在所述迷宫式通道形成单向循环水流的供水机构，所述温度控制仪与所述控制机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种便于冷却和吹屑的机床主轴，其特征是：第一连接管呈四面柱状，所述水冷板完全包覆第一连接管的周侧。

3.根据权利要求1或2所述的一种便于冷却和吹屑的机床主轴，其特征是：第一连接管为金属材质的或者陶瓷材质的。