CN217143299U - 一种超高速数控机床芯轴的冷却循环结构 - Google Patents

Abstract

一种超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，属于高档数控装备与数控加工技术领域，包括芯轴本体、外冷却芯轴套、密封端盖一、密封端盖二、冷却液进液口和冷却液出液口，所述芯轴本体设置在外冷却芯轴套内，所述密封端盖一和密封端盖二分别设置在芯轴本体和外冷却芯轴套轴线方向的两端，所述芯轴本体的外壁和外冷却芯轴套的内壁之间构成冷却腔体，所述冷却液进液口和冷却液出液口均与冷却腔体连通。本实用新型的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，通过在芯轴主体的外部套设外冷却芯轴套，从而形成冷却腔体结构，冷却腔体内的冷却液对芯轴主体形成全包围的结构，能够对芯轴进行充分快速的冷却，使轴芯热伸长更少，从而提升数控机床对产品的加工精度。

Description

一种超高速数控机床芯轴的冷却循环结构

技术领域

本实用新型属于高档数控装备与数控加工技术领域，具体地，涉及一种超高速数控机床芯轴的冷却循环结构。

背景技术

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题。

在数控机床中，芯轴作为机床最基本的部件之一，其一端连接有加工刀具，进行机械零部件的加工，另一端连接有电机，由电机驱动其旋转或上升下降。在进行机械加工时，刀具与加工零部件之间、芯轴与刀具之间均会产生热量，热量不及时排除会导致刀具磨损加快，甚至损坏、断裂，芯轴受热变形，影响加工精度。

但是现有的芯轴中，通常采用外置冷却管道对刀具进行冷却，也有部分机床芯轴采用内置的冷却管道，但都存在冷却液飞溅的现象，造成冷却液的利用率低，机床难于清洁，芯轴的冷却效果差，进一步导致机械加工精度差。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，解决了现有技术中的芯轴的冷却能力需要进一步加强，目前采用现有的冷却结构其冷却能力提升困难，冷却效果差，影响芯轴使用性能的问题。

技术方案：本实用新型提供了一种超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，包括芯轴本体、外冷却芯轴套、密封端盖一、密封端盖二、冷却液进液口和冷却液出液口，所述芯轴本体为圆柱形，所述外冷却芯轴套的截面为圆环形，所述芯轴本体设置在外冷却芯轴套内，并且芯轴本体的两端分别延伸出外冷却芯轴套，所述密封端盖一和密封端盖二分别设置在芯轴本体和外冷却芯轴套轴线方向的两端，所述芯轴本体轴线方向的两端贯穿密封端盖一和密封端盖二，所述芯轴本体的外壁和外冷却芯轴套的内壁之间构成冷却腔体，所述冷却液进液口和冷却液出液口均设置在外冷却芯轴套上，并且冷却液进液口和冷却液出液口分别位于外冷却芯轴套轴线方向的两端，所述冷却液进液口和冷却液出液口均与冷却腔体连通。本实用新型的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，通过在芯轴主体的外部套设外冷却芯轴套，从而形成冷却腔体结构，冷却腔体内的冷却液对芯轴主体形成全包围的结构，能够对芯轴进行充分快速的冷却，使轴芯热伸长更少，从而提升数控机床对产品的加工精度。

进一步的，上述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，所述密封端盖一和密封端盖二的结构相同，所述密封端盖一和密封端盖二靠近冷却腔体的一端设有凸台一，所述凸台一和外冷却芯轴套的内壁相接触，并且凸台一和外冷却芯轴套的内壁之间设有O型圈。设置的凸台一和外冷却芯轴套形成嵌套的结构，提高了连接的稳定性，并且设置的密封圈提高了密封性能。

进一步的，上述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，所述密封端盖一和密封端盖二靠近冷却腔体的端面上设有加强环。设置的加强环提高了密封端盖一和密封端盖二的强度，避免受热变形。

进一步的，上述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，所述密封端盖一和密封端盖二的内壁上设有环形凹台一，所述环形凹台一位于密封端盖一和密封端盖二靠近冷却腔体的一端，所述环形凹台一上设有密封套筒，所述密封端盖一和密封端盖二的内壁与芯轴本体的外壁之间设有O型圈二。设置的密封套筒能够紧密的连接密封端盖一和密封端盖二的内壁与芯轴本体的外壁，避免冷却液渗漏。

进一步的，上述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，所述冷却液进液口和冷却液出液口的结构相同，并且冷却液进液口和冷却液出液口均包括快速接头、接头连接法兰一、密封组件和一组紧固组件，所述外冷却芯轴套的外壁上设有接头连接法兰二，所述快速接头的一端连接有接头连接法兰一，所述接头连接法兰一和接头连接法兰二通过一组紧固组件固定连接，所述密封组件设置在接头连接法兰一和接头连接法兰二之间。上述结构的冷却液进液口和冷却液出液口，通过快速结构能够方便与外部冷却管道连通，密封组件提高了冷却液进液口和冷却液出液口的密封性，并且设置的紧固组件，安装快速方便。

进一步的，上述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，所述密封组件包括环形平垫圈、弹性支撑环和泛塞，所述环形平垫圈设置在接头连接法兰一和接头连接法兰二之间，所述环形平垫圈的外壁上设有环形凹槽一，所述弹性支撑环设置在环形凹槽一内，所述弹性支撑环的外壁上设有环形凹槽二，所述泛塞设置在环形凹槽二内。上述密封结构密封平垫圈和泛塞的配合，使得密封效果大大提高。

进一步的，上述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，所述紧固组件包括预埋螺钉和锁紧螺钉，所述预埋螺钉的螺帽部分设置在接头连接法兰二上，所述锁紧螺钉靠近预埋螺钉的一端的螺柱部分设有内螺纹孔，所述预埋螺钉贯穿环形平垫圈和内螺纹孔螺纹连接。预埋螺钉已经提前固定在接头连接法兰二上，因此只需快速旋紧锁紧螺钉即可。

进一步的，上述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，所述接头连接法兰一上设有通孔一，所述通孔一远离接头连接法兰二的一端设有凹槽二，所述锁紧螺钉的螺柱部分设置在通孔一内，并且锁紧螺钉的螺帽部分设置在凹槽二内。

进一步的，上述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，所述锁紧螺钉的螺帽部分和凹槽二之间设有O型圈三，所述接头连接法兰一和环形平垫圈之间设有O型圈四，所述预埋螺钉的螺帽部分和环形平垫圈之间设有O型圈五。设置的上述密封圈结构均是为了提高密封性能。

进一步的，上述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，所述芯轴本体、外冷却芯轴套、密封端盖一和密封端盖二同轴设置。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，通过形成的密封冷却腔体，能够全包裹柱芯轴主体，从而确保芯轴各处冷却效率的一致性，提升冷却效果，并进一步通过冷却液进液口和冷却液出液口不断循环输送冷却腔体内的冷却液，从而快速带走芯轴热量，避免芯轴散热不畅导致的温度过高的问题，提升了冷却效果。

附图说明

图1为本实用新型所述超高速数控机床芯轴的冷却循环结构的剖面图；

图2为本实用新型图1中A处的局部放大图；

图3为本实用新型所述冷却液进液口或冷却液出液口的结构示意图；

图4为本实用新型所述密封组件的结构示意图；

图5为本实用新型图3中B处的局部放大图。

图中：芯轴本体1、外冷却芯轴套2、接头连接法兰二21、密封端盖一3、凸台一31、O型圈32、加强环33、环形凹台一34、密封套筒35、O型圈二36、密封端盖二4、冷却液进液口5、快速接头51、接头连接法兰一52、通孔一521、凹槽二522、O型圈三523、密封组件53、环形平垫圈531、弹性支撑环532、泛塞533、环形凹槽一534、环形凹槽二535、紧固组件54、预埋螺钉541、锁紧螺钉542、内螺纹孔543、O型圈四544、O型圈五545、冷却液出液口6、冷却腔体7。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

如图1所示的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，包括芯轴本体1、外冷却芯轴套2、密封端盖一3、密封端盖二4、冷却液进液口5和冷却液出液口6，所述芯轴本体1为圆柱形，所述外冷却芯轴套2的截面为圆环形，所述芯轴本体1设置在外冷却芯轴套2内，并且芯轴本体1的两端分别延伸出外冷却芯轴套2，所述密封端盖一3和密封端盖二4分别设置在芯轴本体1和外冷却芯轴套2轴线方向的两端，所述芯轴本体1轴线方向的两端贯穿密封端盖一3和密封端盖二4，所述芯轴本体1的外壁和外冷却芯轴套2的内壁之间构成冷却腔体7，所述冷却液进液口5和冷却液出液口6均设置在外冷却芯轴套2上，并且冷却液进液口5和冷却液出液口6分别位于外冷却芯轴套2轴线方向的两端，所述冷却液进液口5和冷却液出液口6均与冷却腔体7连通。所述芯轴本体1、外冷却芯轴套2、密封端盖一3和密封端盖二4同轴设置。

本实用新型超高速数控机床芯轴的冷却循环结构的总体工作原理为：从冷却液进液口5不断注入冷却液，因此冷却腔体7内充满冷却液，然后冷却液出液口6不断流出冷却液，因此冷却液通过冷却液进液口5和冷却液出液口6在冷却腔体内形成循环流动的结构，能够快速带走芯轴本体1工作过程中产生的热量。

如图2所示的密封端盖一3和密封端盖二4的结构相同，所述密封端盖一3和密封端盖二4靠近冷却腔体7的一端设有凸台一31，所述凸台一31和外冷却芯轴套2的内壁相接触，并且凸台一31和外冷却芯轴套2的内壁之间设有O型圈32。所述密封端盖一3和密封端盖二4靠近冷却腔体7的端面上设有加强环33。

此外，所述密封端盖一3和密封端盖二4的内壁上设有环形凹台一34，所述环形凹台一34位于密封端盖一3和密封端盖二4靠近冷却腔体7的一端，所述环形凹台一34上设有密封套筒35，所述密封端盖一3和密封端盖二4的内壁与芯轴本体1的外壁之间设有O型圈二36。

设置的上述密封机构，能够保证冷却腔体7的密封性，避免冷却液渗漏。

实施例二

基于实施例一结构的基础上，如图3所示的冷却液进液口5和冷却液出液口6的结构相同，并且冷却液进液口5和冷却液出液口6均包括快速接头51、接头连接法兰一52、密封组件53和一组紧固组件54，所述外冷却芯轴套2的外壁上设有接头连接法兰二21，所述快速接头51的一端连接有接头连接法兰一52，所述接头连接法兰一52和接头连接法兰二21通过一组紧固组件54固定连接，所述密封组件53设置在接头连接法兰一52和接头连接法兰二21之间。冷却液进液口5和冷却液出液口6与外冷却芯轴套2之间的连接位置时最容易发生渗漏的，因为为了提高密封性能，设置了独特的密封组件53和一组紧固组件54结构。

如图4、5所示的密封组件53包括环形平垫圈531、弹性支撑环532和泛塞533，所述环形平垫圈531设置在接头连接法兰一52和接头连接法兰二21之间，所述环形平垫圈531的外壁上设有环形凹槽一534，所述弹性支撑环532设置在环形凹槽一534内，所述弹性支撑环532的外壁上设有环形凹槽二535，所述泛塞533设置在环形凹槽二535内。

上述结构中，紧固组件54包括预埋螺钉541和锁紧螺钉542，所述预埋螺钉541的螺帽部分设置在接头连接法兰二21上，所述锁紧螺钉542靠近预埋螺钉541的一端的螺柱部分设有内螺纹孔543，所述预埋螺钉541贯穿环形平垫圈531和内螺纹孔543螺纹连接。

此外，所述接头连接法兰一52上设有通孔一521，所述通孔一521远离接头连接法兰二21的一端设有凹槽二522，所述锁紧螺钉542的螺柱部分设置在通孔一521内，并且锁紧螺钉542的螺帽部分设置在凹槽二522内。所述锁紧螺钉542的螺帽部分和凹槽二522之间设有O型圈三523，所述接头连接法兰一52和环形平垫圈531之间设有O型圈四544，所述预埋螺钉541的螺帽部分和环形平垫圈531之间设有O型圈五545。

通过提前在接头连接法兰二21上设置一组预埋螺钉541，因此将密封组件53放置在接头连接法兰一52和接头连接法兰二21之间后，能够快速的将一组锁紧螺钉542和一组预埋螺钉541连接，提高了接头连接法兰一52和接头连接法兰二21连接的便捷性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，其特征在于：包括芯轴本体（1）、外冷却芯轴套（2）、密封端盖一（3）、密封端盖二（4）、冷却液进液口（5）和冷却液出液口（6），所述芯轴本体（1）为圆柱形，所述外冷却芯轴套（2）的截面为圆环形，所述芯轴本体（1）设置在外冷却芯轴套（2）内，并且芯轴本体（1）的两端分别延伸出外冷却芯轴套（2），所述密封端盖一（3）和密封端盖二（4）分别设置在芯轴本体（1）和外冷却芯轴套（2）轴线方向的两端，所述芯轴本体（1）轴线方向的两端贯穿密封端盖一（3）和密封端盖二（4），所述芯轴本体（1）的外壁和外冷却芯轴套（2）的内壁之间构成冷却腔体（7），所述冷却液进液口（5）和冷却液出液口（6）均设置在外冷却芯轴套（2）上，并且冷却液进液口（5）和冷却液出液口（6）分别位于外冷却芯轴套（2）轴线方向的两端，所述冷却液进液口（5）和冷却液出液口（6）均与冷却腔体（7）连通。

2.根据权利要求1所述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，其特征在于：所述密封端盖一（3）和密封端盖二（4）的结构相同，所述密封端盖一（3）和密封端盖二（4）靠近冷却腔体（7）的一端设有凸台一（31），所述凸台一（31）和外冷却芯轴套（2）的内壁相接触，并且凸台一（31）和外冷却芯轴套（2）的内壁之间设有O型圈（32）。

3.根据权利要求1或2所述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，其特征在于：所述密封端盖一（3）和密封端盖二（4）靠近冷却腔体（7）的端面上设有加强环（33）。

4.根据权利要求3所述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，其特征在于：所述密封端盖一（3）和密封端盖二（4）的内壁上设有环形凹台一（34），所述环形凹台一（34）位于密封端盖一（3）和密封端盖二（4）靠近冷却腔体（7）的一端，所述环形凹台一（34）上设有密封套筒（35），所述密封端盖一（3）和密封端盖二（4）的内壁与芯轴本体（1）的外壁之间设有O型圈二（36）。

5.根据权利要求1所述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，其特征在于：所述冷却液进液口（5）和冷却液出液口（6）的结构相同，并且冷却液进液口（5）和冷却液出液口（6）均包括快速接头（51）、接头连接法兰一（52）、密封组件（53）和一组紧固组件（54），所述外冷却芯轴套（2）的外壁上设有接头连接法兰二（21），所述快速接头（51）的一端连接有接头连接法兰一（52），所述接头连接法兰一（52）和接头连接法兰二（21）通过一组紧固组件（54）固定连接，所述密封组件（53）设置在接头连接法兰一（52）和接头连接法兰二（21）之间。

6.根据权利要求5所述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，其特征在于：所述密封组件（53）包括环形平垫圈（531）、弹性支撑环（532）和泛塞（533），所述环形平垫圈（531）设置在接头连接法兰一（52）和接头连接法兰二（21）之间，所述环形平垫圈（531）的外壁上设有环形凹槽一（534），所述弹性支撑环（532）设置在环形凹槽一（534）内，所述弹性支撑环（532）的外壁上设有环形凹槽二（535），所述泛塞（533）设置在环形凹槽二（535）内。

7.根据权利要求6所述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，其特征在于：所述紧固组件（54）包括预埋螺钉（541）和锁紧螺钉（542），所述预埋螺钉（541）的螺帽部分设置在接头连接法兰二（21）上，所述锁紧螺钉（542）靠近预埋螺钉（541）的一端的螺柱部分设有内螺纹孔（543），所述预埋螺钉（541）贯穿环形平垫圈（531）和内螺纹孔（543）螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，其特征在于：所述接头连接法兰一（52）上设有通孔一（521），所述通孔一（521）远离接头连接法兰二（21）的一端设有凹槽二（522），所述锁紧螺钉（542）的螺柱部分设置在通孔一（521）内，并且锁紧螺钉（542）的螺帽部分设置在凹槽二（522）内。

9.根据权利要求8所述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，其特征在于：所述锁紧螺钉（542）的螺帽部分和凹槽二（522）之间设有O型圈三（523），所述接头连接法兰一（52）和环形平垫圈（531）之间设有O型圈四（544），所述预埋螺钉（541）的螺帽部分和环形平垫圈（531）之间设有O型圈五（545）。

10.根据权利要求1所述的超高速数控机床芯轴的冷却循环结构，其特征在于：所述芯轴本体（1）、外冷却芯轴套（2）、密封端盖一（3）和密封端盖二（4）同轴设置。

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