CN220388825U - 一种数控加工设备的电主轴冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种数控加工设备的电主轴冷却装置，包括电主轴本体、冷却水套、变频水冷机、第一进水管、第二进水管、第一出水管和第二出水管，冷却水套套设在电主轴本体上，用于吸收电主轴本体的热量，并阻止热量传递到主轴箱框架上。本申请增设了冷却水套，冷却水套套设在电主轴本体的外侧，利用变频水冷机对第二冷却水道内提供循环冷却水，一是可以吸收电主轴本体传导过来的热量，并将热量快速导出；二是可以隔绝电主轴本体的热量传导至主轴箱框架上，避免主轴箱框架也升温过大，本申请通过内外均设置冷却水道的方式，形成立体散热效果，提高了超高精度加工对温度控制能力，进而提高加工精度的稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及数控加工设备技术领域，尤其是涉及一种数控加工设备的电主轴冷却装置。
背景技术
电主轴(ElectricSpindle,Motor Spindle)是在数控加工设备领域出现的将加工主轴与主轴电机融为一体的新技术，这种加工主轴与主轴电机“合二为一”的传动结构形式，使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，特性为高转速、高精度和低噪音。
高速电主轴在高速旋转过程中会产生大量热量，引起电主轴温升，使电主轴的热态特性和动态特性变差，在加工高精密模具或者零件时，加工精度会受影响，传统电主轴都会自带冷却方式对于超高精密加工的温度控制无法满足，存在加工精度不稳定的问题，有待改进。
实用新型内容
为了解决现有电主轴自带的冷却方式无法满足超高精密加工的温度控制要求的技术问题，本实用新型提供了一种数控加工设备的电主轴冷却装置。
本申请提供的技术方案如下：一种数控加工设备的电主轴冷却装置，包括电主轴本体、冷却水套、变频水冷机、第一进水管、第二进水管、第一出水管和第二出水管，所述冷却水套套设在电主轴本体上，并与电主轴本体固定连接，用于吸收电主轴本体的热量，并阻止热量传递到主轴箱框架上，所述电主轴本体内部设有第一冷却水道，用于对电主轴本体的定子及主轴轴承进行冷却，所述冷却水套内设有第二冷却水道，所述第一冷却水道设有第一进水口和第一出水口，所述第二冷却水道设有第二进水口和第二出水口，所述第一进水口通过第一进水管与变频水冷机连通，所述第二进水口通过第二进水管与变频水冷机连通，所述第一出水口通过第一出水管与变频水冷机连通，所述第二出水口通过第二出水管与变频水冷机连通。
通过采用上述技术方案，本申请电主轴本体上设有第一冷却水道，变频水冷机对第一冷却水道内提供循环冷却水，可以对电主轴本体的定子及主轴轴承进行冷却，在一定程度上可以保证对电主轴本体的温度控制，当电主轴本体在高速旋转时，发热量又增加的情况下，可能满足不了超高精度加工对温度控制的需求，所以本申请增设了冷却水套，冷却水套套设在电主轴本体的外侧，利用变频水冷机对第二冷却水道内提供循环冷却水，一是可以吸收电主轴本体传导过来的热量，并将热量快速导出；二是可以隔绝电主轴本体的热量传导至主轴箱框架上，避免主轴箱框架也升温过大，本申请通过内外均设置冷却水道的方式，形成立体散热效果，提高了超高精度加工对温度控制能力，进而提高加工精度的稳定性。
优选地，所述冷却水套的内壁设有半开放式的第二冷却水道，与电主轴本体的外壁形成完整的第二冷却水道。
通过采用上述技术方案，冷却水直接与电主轴本体的外壁接触，而且导热面积大，导热效果好，能快速吸收电主轴本体产生的热量。
优选地，所述冷却水套内壁的首尾两端还设有双重凹槽，用于容置两重密封圈。
通过采用上述技术方案，保证第二冷却水道的密封性，防止冷却水泄漏。
优选地，所述电主轴本体前端设有轴肩，所述冷却水套前端设有法兰盘，所述法兰盘上设有容纳槽，用于固定所述轴肩，所述轴肩通过多颗螺钉锁定在冷却水套上。
通过采用上述技术方案，通过以上结构能间接地把电主轴本体固定到主轴箱框架上，能保证冷却水套和电主轴本体之间的固定连接的可靠性，以及具有较高的连接刚度。
优选地，所述法兰盘上还设有多个螺钉孔，用于将冷却水套固定在数控加工设备的主轴箱框架上。
优选地，所述冷却水套的长度大于等于电主轴本体长度的一半。
优选地，所述冷却水套的长度覆盖电主轴本体上的主轴轴承。
通过采用上述技术方案，因为电主轴本体的发热量主要集中在前后端主轴轴承之间，所以只要覆盖这段距离，就能保证具有较好的热量隔绝效果。
优选地，所述第一进水口和第一出水口设置在电主轴本体的尾端，所述第二进水口和第二出水口设置在冷却水套的尾端。
通过采用上述技术方案，这样第一进水管、第二进水管、第一出水管和第二出水管可以直接从上方走管，引出主轴箱，走线更简捷，不会与其他部件缠绕冲突。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请增设的冷却水套一是可以吸收电主轴本体传导过来的热量，并将热量快速导出；二是可以隔绝电主轴本体的热量传导至主轴箱框架上，避免主轴箱框架也升温过大，提高了超高精度加工对温度控制能力，进而提高加工精度的稳定性；
2.冷却水直接与电主轴本体的外壁接触，而且导热面积大，导热效果好，能快速吸收电主轴本体产生的热量。
附图说明
图1绘示了本申请实施例所述冷却装置的原理示意图；
图2绘示了本申请实施例所述电主轴本体和冷却水套的配合关系立体图；
图3绘示了本申请实施例所述电主轴本体和冷却水套另一角度的配合关系立体图；
图4绘示了本申请实施例所述电主轴本体和冷却水套的分解结构示意图；
图5绘示了本申请实施例所述电主轴本体和冷却水套另一角度的分解结构示意图；
图6绘示了本申请实施例所述电主轴本体和冷却水套的配合关系俯视图；
图7绘示了图6中A-A向剖示图；
图8绘示了图6中B-B向剖示图。
附图标记说明：1、电主轴本体；11、第一冷却水道；12、第一进水口；13、第一出水口；14、轴肩；2、冷却水套；21、第二冷却水道；22、第二进水口；23、第二出水口；24、双重凹槽；25、法兰盘；251、容纳槽；252、螺钉孔；3、变频水冷机；4、第一进水管；5、第二进水管；6、第一出水管；7、第二出水管；8、密封圈。
具体实施方式
以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。
参照图1至图3，本申请实施例公开一种数控加工设备的电主轴冷却装置，包括电主轴本体1、冷却水套2、变频水冷机3、第一进水管4、第二进水管5、第一出水管6和第二出水管7，所述冷却水套2套设在电主轴本体1上，并与电主轴本体1固定连接，用于吸收电主轴本体1的热量，并阻止热量传递到主轴箱框架上，所述电主轴本体1内部设有第一冷却水道11，用于对电主轴本体1的定子及主轴轴承进行冷却，所述冷却水套2内设有第二冷却水道21，所述第一冷却水道11设有第一进水口12和第一出水口13，所述第二冷却水道21设有第二进水口22和第二出水口23，所述第一进水口12通过第一进水管4与变频水冷机3连通，所述第二进水口22通过第二进水管5与变频水冷机3连通，所述第一出水口13通过第一出水管6与变频水冷机3连通，所述第二出水口23通过第二出水管7与变频水冷机3连通。
参照图7和图8，所述冷却水套2的内壁设有半开放式的第二冷却水道21，与电主轴本体1的外壁形成完整的第二冷却水道21。冷却水直接与电主轴本体1的外壁接触，而且导热面积大，导热效果好，能快速吸收电主轴本体1产生的热量。为了保证第二冷却水道21的密封性，特别在冷却水套2内壁的首尾两端设置了双重凹槽24，用于容置两重密封圈8，防止冷却水泄漏。
参照图7，所述冷却水套2的长度大于等于电主轴本体1长度的一半，尤其是冷却水套2的长度要覆盖电主轴本体1上的主轴轴承。因为电主轴本体1的发热量主要集中在前后端主轴轴承之间，所以只要覆盖这段距离，就能保证具有较好的热量隔绝效果。
在本申请中变频水冷机3可以控制冷却水的流量，以更精准地控制电主轴本体1的温度。当电主轴本体1的转速不高，第一冷却水道11内的冷却水流量较小，冷却水套2内的冷却水流量也较小，甚至可以为零；当电主轴本体1的转速增加，第一冷却水道11内的冷却水流量逐渐变大，冷却水套2内的冷却水流量也逐渐变大，能快速带走电主轴本体1产生的热量，以及隔绝电主轴本体1产生的热量，避免传导至主轴箱框架上。
参照图5和图7，所述电主轴本体1前端设有轴肩14，所述冷却水套2前端设有法兰盘25，所述法兰盘25上设有容纳槽251，用于固定所述轴肩14，所述轴肩14通过多颗螺钉锁定在冷却水套2上。所述法兰盘25上还设有多个螺钉孔252，用于将冷却水套2固定在数控加工设备的主轴箱框架上。通过以上结构能间接地把电主轴本体1固定到主轴箱框架上，能保证冷却水套2和电主轴本体1之间的固定连接的可靠性，以及具有较高的连接刚度。
参照图2和图4，所述第一进水口12和第一出水口13设置在电主轴本体1的尾端，所述第二进水口22和第二出水口23设置在冷却水套2的尾端。这样第一进水管4、第二进水管5、第一出水管6和第二出水管7可以直接从上方走管，引出主轴箱，走线更简捷，不会与其他部件缠绕冲突。
本申请的实施原理为：本申请电主轴本体1上设有第一冷却水道11，变频水冷机3对第一冷却水道11内提供循环冷却水，可以对电主轴本体1的定子及主轴轴承进行冷却，在一定程度上可以保证对电主轴本体1的温度控制，当电主轴本体1在高速旋转时，发热量又增加的情况下，可能满足不了超高精度加工对温度控制的需求，所以本申请增设了冷却水套2，冷却水套2套设在电主轴本体1的外侧，利用变频水冷机3对第二冷却水道21内提供循环冷却水，一是可以吸收电主轴本体1传导过来的热量，并将热量快速导出；二是可以隔绝电主轴本体1的热量传导至主轴箱框架上，避免主轴箱框架也升温过大，本申请通过内外均设置冷却水道的方式，形成立体散热效果，提高了超高精度加工对温度控制能力，进而提高加工精度的稳定性。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种数控加工设备的电主轴冷却装置，其特征在于，包括电主轴本体(1)、冷却水套(2)、变频水冷机(3)、第一进水管(4)、第二进水管(5)、第一出水管(6)和第二出水管(7)，所述冷却水套(2)套设在电主轴本体(1)上，并与电主轴本体(1)固定连接，用于吸收电主轴本体(1)的热量，并阻止热量传递到主轴箱框架上，所述电主轴本体(1)内部设有第一冷却水道(11)，用于对电主轴本体(1)的定子及主轴轴承进行冷却，所述冷却水套(2)内设有第二冷却水道(21)，所述第一冷却水道(11)设有第一进水口(12)和第一出水口(13)，所述第二冷却水道(21)设有第二进水口(22)和第二出水口(23)，所述第一进水口(12)通过第一进水管(4)与变频水冷机(3)连通，所述第二进水口(22)通过第二进水管(5)与变频水冷机(3)连通，所述第一出水口(13)通过第一出水管(6)与变频水冷机(3)连通，所述第二出水口(23)通过第二出水管(7)与变频水冷机(3)连通。
2.根据权利要求1所述数控加工设备的电主轴冷却装置，其特征在于，所述冷却水套(2)的内壁设有半开放式的第二冷却水道(21)，与电主轴本体(1)的外壁形成完整的第二冷却水道(21)。
3.根据权利要求2所述数控加工设备的电主轴冷却装置，其特征在于，所述冷却水套(2)内壁的首尾两端还设有双重凹槽(24)，用于容置两重密封圈(8)。
4.根据权利要求1所述数控加工设备的电主轴冷却装置，其特征在于，所述电主轴本体(1)前端设有轴肩(14)，所述冷却水套(2)前端设有法兰盘(25)，所述法兰盘(25)上设有容纳槽(251)，用于固定所述轴肩(14)，所述轴肩(14)通过多颗螺钉锁定在冷却水套(2)上。
5.根据权利要求4所述数控加工设备的电主轴冷却装置，其特征在于，所述法兰盘(25)上还设有多个螺钉孔(252)，用于将冷却水套(2)固定在数控加工设备的主轴箱框架上。
6.根据权利要求4所述数控加工设备的电主轴冷却装置，其特征在于，所述冷却水套(2)的长度大于等于电主轴本体(1)长度的一半。
7.根据权利要求6所述数控加工设备的电主轴冷却装置，其特征在于，所述冷却水套(2)的长度覆盖电主轴本体(1)上的主轴轴承。
8.根据权利要求1所述数控加工设备的电主轴冷却装置，其特征在于，所述第一进水口(12)和第一出水口(13)设置在电主轴本体(1)的尾端，所述第二进水口(22)和第二出水口(23)设置在冷却水套(2)的尾端。
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