專利名稱：一種機(jī)床熱平衡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，特別涉及一種機(jī)床的熱平衡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，數(shù)控滾齒機(jī)工作臺的蝸桿副均采用循環(huán)油池潤滑。數(shù)控滾齒機(jī)的熱變形主要來源于傳動元件摩擦生熱和冷卻油溫升，工作臺發(fā)熱主要來源于蝸桿副滑移生熱、軸承運動生熱和高速回轉(zhuǎn)蝸桿攪拌潤滑油而產(chǎn)生大量的熱。數(shù)控滾齒機(jī)屬于高效機(jī)床，工作臺轉(zhuǎn)速較高，蝸桿副滑移生熱和蝸桿攪拌潤滑油生熱尤為明顯。工作臺蝸桿副滑移產(chǎn)生的熱及蝸桿攪拌潤滑油而產(chǎn)生的熱遠(yuǎn)大于大立柱及刀架內(nèi)傳動元件產(chǎn)生的熱。由于循環(huán)油池的熱量不能迅速帶走，且循環(huán)油池回床身潤滑油池的熱油沒有分散回流，熱平衡效果較差， 要想整個數(shù)控滾齒機(jī)迅速達(dá)到熱平衡，現(xiàn)有技術(shù)采用油冷機(jī)對冷卻油與潤滑油進(jìn)行同溫調(diào)節(jié)，雖然有一定效果，但不明顯，數(shù)控滾齒機(jī)仍然有明顯的熱變形。數(shù)控滾齒機(jī)必須經(jīng)過一段時間(大約需要1小時左右)達(dá)到熱平衡后，才可切削齒坯進(jìn)行工序能力指數(shù)CPK值測定， 由此大大降低了數(shù)控滾齒機(jī)的工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種能夠使數(shù)控滾齒機(jī)熱變形隨時處于可控狀態(tài)的機(jī)床熱平衡系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種機(jī)床熱平衡系統(tǒng)，包括床身(1)、冷卻油箱(15)和油冷機(jī)(2 )，在床身(1)的上表面上設(shè)有回油槽(11)，且床身(1)上表面通過螺釘連接有工作臺(4)，該工作臺(4)內(nèi)設(shè)有蝸桿副(3)，在所述工作臺(4)的右側(cè)設(shè)有小立柱(5)，左側(cè)設(shè)置大立柱(6)，在所述大立柱(6)上裝有刀架(7)，該刀架(7)上安裝噴嘴(10)，其關(guān)鍵在于 所述床身(1)的下部空間設(shè)有油池(12)，該油池(12)通過潤滑油管路與大流量噴頭(13)連通，該潤滑油管路上裝有第一油泵(23)，所述大流量噴頭(13)安裝在工作臺(4)的殼體上， 該大流量噴頭(13)的噴口伸入工作臺(4)內(nèi)，并正對蝸桿副(3)的嚙合處，在所述蝸桿副 (3)的下方設(shè)有接油盤(14)，該接油盤(14)與油池(12)相連通；所述冷卻油箱(15)的內(nèi)部具有第一腔室和第二腔室，回油槽(11)中的冷卻油由冷卻油箱(15)的第一腔室承接，該第一腔室通過第一冷卻油管串聯(lián)第二油泵后，與油冷機(jī)(2)的進(jìn)油口連接，油冷機(jī)(2)的出油口通過第二冷卻油管與冷卻油箱(15)的第二腔室連通，該第二腔室通過第三冷卻油管串聯(lián)第三油泵后，與刀架(7)上的噴嘴(10)連接；在所述冷卻油箱(15)的第一腔室內(nèi)裝有第一溫度傳感器(16)，油池(12)內(nèi)安裝有第二溫度傳感器(17)，所述第一溫度傳感器(16)和第二溫度傳感器(17)均通過導(dǎo)線與油冷機(jī)(2)電連接。為了避免高速回轉(zhuǎn)蝸桿攪拌潤滑油而產(chǎn)生大量的熱，同時將蝸桿副滑移生熱迅速帶走，本發(fā)明將工作臺蝸桿副的潤滑方式由傳統(tǒng)的油池潤滑改為大流量淋浴潤滑。床身的下腔作為潤滑油油池，該油池內(nèi)的潤滑油在第一油泵的作用下通過潤滑油管路流向大流量噴頭，由大流量噴頭對著工作臺蝸桿副的嚙合處進(jìn)行強(qiáng)力噴淋；同時，其它元件(工作臺內(nèi)的軸承等)的循環(huán)潤滑油出口設(shè)置在蝸桿副的上方，該出口流出的潤滑油也對蝸桿副嚙合處同時淋浴，所有噴淋后的潤滑油流向蝸桿副下方的接油盤，再由接油盤分散迅速流回床身油池。噴嘴噴出的冷卻油通過床身上表面的回油槽回到冷卻油箱的第一腔室，再由第二油泵泵入油冷機(jī)中冷卻，冷卻后的冷卻油回到冷卻油箱的第二腔室，在第三油泵的作用下流向噴嘴，完成冷卻液循環(huán)?！闱闆r下，冷卻油的溫度遠(yuǎn)高于潤滑油的溫度。冷卻油箱內(nèi)的第一溫度傳感器將冷卻油溫度信息傳遞給油冷機(jī)，床身油池內(nèi)的第二溫度傳感器將潤滑油溫度信息也傳遞給油冷機(jī)，油冷機(jī)將潤滑油溫作為基準(zhǔn)對冷卻油采用同溫調(diào)節(jié)方式處理。油冷機(jī)同溫調(diào)節(jié)方式的工作原理為當(dāng)“T潤(潤滑油溫度)+T設(shè)(設(shè)定溫度)”>1° C時，油冷機(jī)啟動；當(dāng)“Τ 潤+T設(shè)” <1° C時，油冷機(jī)停止?！唉吃O(shè)”的取值是關(guān)鍵，將直接影響床身上下溫差的控制， 從而導(dǎo)致床身熱變形。當(dāng)“Τ設(shè)”取值過小，床身上面溫度過低于下面溫度時，上面收縮，下面膨脹，從而導(dǎo)致大、小立柱往中間傾倒，使得M值(齒輪公法線值)數(shù)據(jù)逐漸減小，反之會使 M值數(shù)據(jù)逐漸增大。只要“Τ設(shè)”取值合理，便能獲得較佳的熱平衡效果。數(shù)控滾齒機(jī)的熱變形不可消除，但可以通過調(diào)整“Τ設(shè)”來改變熱變形趨勢，使數(shù)控滾齒機(jī)熱變形隨時處于可控狀態(tài)。每種數(shù)控滾齒機(jī)當(dāng)“Τ設(shè)”取值定后，開機(jī)即可直接加工進(jìn)行CPK值測定(一般情況下“Τ設(shè)” =1° C)，由此大大提高數(shù)控滾齒機(jī)的工作效率。所述油池(12)由前油槽(12a)、后油槽(12b)和側(cè)油槽(12c)組成，前油槽(12a) 與后油槽(12b)相平行，兩者的右端通過側(cè)油槽(12c)相連通。以上結(jié)構(gòu)一方面加工制作容易，另一方面能夠增大潤滑油在油池內(nèi)的流程，有利于潤滑油散熱冷卻。在所述接油盤(14)上接有五根回油管(18、19、20、21、22)，第一回油管(18)與前油槽(12a)的左部相通，第二回油管(19)與前油槽(12a)的中部相通，第三回油管(20)與前油槽(12a)的右部相通，第四回油管(21)與后油槽(12b)的右部相通，第五回油管(22) 與后油槽(12b)的中部相通。對蝸桿副噴淋后的潤滑油通過五根回油管分散迅速回到床身油池內(nèi)，有利于潤滑油溫在床身內(nèi)迅速達(dá)到熱平衡。所述第一回油管(18)的內(nèi)徑最大，其余回油管(19、20、21、22)的內(nèi)徑均比第一回油管(18)的內(nèi)徑小。潤滑油從前油槽左部到后油槽左部的流動距離最長，與前油槽左部相通的第一回油管采用大管回流，其余四根回油管采用小管回流，這樣能夠使盡可能多的潤滑油在油池內(nèi)沿最大流程流動，進(jìn)一步提高了潤滑油的冷卻平衡效果。為了簡化結(jié)構(gòu)、方便管路連接，并有利于大立柱及刀架內(nèi)潤滑油的冷卻，所述后油槽(12b)的左部接有第一潤滑油管，該第一潤滑油管串聯(lián)第一油泵(23)后，與分油閥(24) 的進(jìn)口連接，所述分油閥(24)的第一出口通過第二潤滑油管與大流量噴頭(13)連接，分油閥(24)的第二出口通過第三潤滑油管與大立柱(6)內(nèi)部第一潤滑油道(8)的進(jìn)口連接，分油閥(24)的第三出口通過第四潤滑油管與刀架(7)內(nèi)部第二潤滑油道(9)的進(jìn)口連接，所述第一潤滑油道(8)和第二潤滑油道(9)的出口均與前油槽(12a)的左部相通。有益效果本發(fā)明能夠使數(shù)控滾齒機(jī)熱變形隨時處于可控狀態(tài)，開機(jī)即可直接加工進(jìn)行工序能力指數(shù)CPK值測定，且CPK值大幅提高，具有簡單實用、成本低、效果顯著等特點，在各種類型的數(shù)控滾齒機(jī)上均可適用。


圖1為數(shù)控滾齒機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖。圖2為本發(fā)明中蝸桿副與大流量噴頭的布置示意圖。圖3為本發(fā)明中潤滑油及冷卻油的循環(huán)油路圖。圖4為本發(fā)明中油池的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
如圖1、圖2所示，數(shù)控滾齒機(jī)由床身1、工作臺4、小立柱5和大立柱6等幾大部分組成。其中大立柱6安裝在床身1上端的左部，在大立柱6上安裝有用于裝夾刀具的刀架7， 該刀架7上裝有噴嘴10，在加工的時候，噴嘴10噴淋冷卻油，用于冷卻刀具及工件。在所述床身1上端的右部安裝小立柱5，所述工作臺4位于大立柱6與小立柱5之間，該工作臺 4通過螺釘與床身1上表面連接，且工作臺4內(nèi)裝有蝸桿副3。以上各部件的位置關(guān)系及連接關(guān)系與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不做贅述。如圖3所示，在床身1的上表面上設(shè)有回油槽11，用于承接噴嘴10噴淋后的冷卻油。床身1的旁邊設(shè)置冷卻油箱15，該冷卻油箱15的內(nèi)部分為第一腔室和第二腔室，回油槽11中的冷卻油由冷卻油箱15的第一腔室承接，該第一腔室通過第一冷卻油管串聯(lián)第二油泵(圖中未畫出)后，與油冷機(jī)2的進(jìn)油口連接，該油冷機(jī)2安裝在床身1旁邊靠近其右端的位置，油冷機(jī)2的出油口通過第二冷卻油管與冷卻油箱15的第二腔室連通，該第二腔室通過第三冷卻油管串聯(lián)第三油泵(圖中未畫出)后，與刀架7上的噴嘴10連接?；赜筒?1 內(nèi)的冷卻油流入冷卻油箱15的第一腔室，并通過第二油泵泵入油冷機(jī)2中冷卻，冷卻后的冷卻油回到冷卻油箱15的第二腔室，在第三油泵的作用下流向噴嘴10，完成冷卻液循環(huán)。 (冷卻油的流動方向如圖3中空心箭頭所示)。如圖2、圖3、圖4所示，床身1的下部空間設(shè)有油池12，該油池12由前油槽12a、 后油槽12b和側(cè)油槽12c組成，前油槽12a與后油槽12b相平行，均沿床身1的長度方向開設(shè)，前、后油槽12a、12b的右端通過側(cè)油槽12c相連通，側(cè)油槽12c沿床身1的寬度方向開設(shè)。所述后油槽12b的左部(圖4中A點)接有第一潤滑油管，該第一潤滑油管串聯(lián)第一油泵23后，與分油閥24的進(jìn)口連接，所述分油閥24的第二出口通過第三潤滑油管與大立柱 6內(nèi)部第一潤滑油道8 (圖3中點劃線所示)的進(jìn)口連接，分油閥24的第三出口通過第四潤滑油管與刀架7內(nèi)部第二潤滑油道9 (圖3中點劃線所示)的進(jìn)口連接，所述第一潤滑油道 8和第二潤滑油道9的出口均與前油槽12a的左部(圖4中F點)相通。所述分油閥24的第一出口通過第二潤滑油管與大流量噴頭13連接，大流量噴頭13安裝在工作臺4的殼體上，大流量噴頭13的噴口伸入工作臺4內(nèi)，并正對蝸桿副3的嚙合處。如圖3、圖4并結(jié)合圖2所示，在蝸桿副3的下方設(shè)有接油盤14，該接油盤14上接有五根回油管18、19、20、21、22，第一回油管18的內(nèi)徑最大，其余四根回油管19、20、21、22 的內(nèi)徑相等。所述第一回油管18與前油槽12a的左部(圖4中F點)相通，第二回油管19 與前油槽12a的中部(圖4中E點)相通，第三回油管20與前油槽12a的右部(圖4中D點) 相通，第四回油管21與后油槽12b的右部(圖4中C點)相通，第五回油管22與后油槽12b 的中部(圖4中B點)相通。
第一油泵23提供動力，使后油槽12b的左部(Α點)的潤滑油流出，經(jīng)分油閥24分成三路，其中兩路分別流向大立柱6和刀架7，對大立柱6和刀架7的內(nèi)部潤滑后流回前油槽12a的左部(F點)；第三路流向大流量噴頭13，由大流量噴頭13對著工作臺蝸桿副3的嚙合處進(jìn)行強(qiáng)力噴淋，噴淋后的潤滑油流向蝸桿副3下方的接油盤14，再由接油盤14分成五路分別流回床身油池的F、E、D、C、B點。如圖3所示，在油箱15的第一腔室內(nèi)裝有第一溫度傳感器16，油池12內(nèi)的C點處安裝有第二溫度傳感器17，所述第一溫度傳感器16和第二溫度傳感器17均通過導(dǎo)線與油冷機(jī)2電連接。油箱內(nèi)的第一溫度傳感器16將冷卻油溫度信息傳遞給油冷機(jī)2，油池內(nèi)的第二溫度傳感器17將潤滑油溫度信息也傳遞給油冷機(jī)2，油冷機(jī)將潤滑油溫作為基準(zhǔn)對冷卻油采用同溫調(diào)節(jié)方式處理。油冷機(jī)同溫調(diào)節(jié)方式的工作原理為當(dāng)“T潤(潤滑油溫度) +T設(shè)(設(shè)定溫度)”>1° C時，油冷機(jī)啟動；當(dāng)“T潤+T設(shè)” <1° C時，油冷機(jī)停止。只要“T 設(shè)”取值合理，便能使床身1上下獲得較佳的熱平衡效果，使得數(shù)控滾齒機(jī)熱變形隨時處于可控狀態(tài)，這樣開機(jī)即可直接加工進(jìn)行CPK值測定(一般情況下“T設(shè)”=1° C)，由此大大提高數(shù)控滾齒機(jī)的工作效率。盡管以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行了描述，但本發(fā)明不限于上述具體實施方式
，上述具體實施方式
僅僅是示意性的而不是限定性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以作出多種類似的表示， 如床身油池通過一根潤滑油管串聯(lián)第一油泵后與大流量噴頭連接，或者將接油盤與床身油池之間的回油管改為兩根、三根、四根、六根……等，這樣的變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)床熱平衡系統(tǒng)，包括床身(1)、冷卻油箱(15)和油冷機(jī)(2)，在床身(1)的上表面上設(shè)有回油槽(11)，且床身(1)上表面通過螺釘連接有工作臺(4)，該工作臺(4)內(nèi)設(shè)有蝸桿副(3)，在所述工作臺(4)的右側(cè)設(shè)有小立柱(5)，左側(cè)設(shè)置大立柱(6)，在所述大立柱(6)上裝有刀架(7)，該刀架(7)上安裝噴嘴(10)，其特征在于所述床身(1)的下部空間設(shè)有油池(12)，該油池(12)通過潤滑油管路與大流量噴頭(13)連通，該潤滑油管路上裝有第一油泵(23)，所述大流量噴頭(13)安裝在工作臺(4)的殼體上，該大流量噴頭(13)的噴口伸入工作臺(4)內(nèi)，并正對蝸桿副(3)的嚙合處，在所述蝸桿副(3)的下方設(shè)有接油盤 (14)，該接油盤(14)與油池(12)相連通；所述冷卻油箱(15)的內(nèi)部具有第一腔室和第二腔室，回油槽(11)中的冷卻油由冷卻油箱(15)的第一腔室承接，該第一腔室通過第一冷卻油管串聯(lián)第二油泵后，與油冷機(jī)(2)的進(jìn)油口連接，油冷機(jī)(2)的出油口通過第二冷卻油管與冷卻油箱(15)的第二腔室連通，該第二腔室通過第三冷卻油管串聯(lián)第三油泵后，與刀架 (7)上的噴嘴(10)連接；在所述冷卻油箱(15)的第一腔室內(nèi)裝有第一溫度傳感器(16)，油池(12)內(nèi)安裝有第二溫度傳感器(17)，所述第一溫度傳感器(16)和第二溫度傳感器(17) 均通過導(dǎo)線與油冷機(jī)(2)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床熱平衡系統(tǒng)，其特征在于所述油池(12)由前油槽 (12a)、后油槽(12b)和側(cè)油槽(12c)組成，前油槽(12a)與后油槽(12b)相平行，兩者的右端通過側(cè)油槽(12c)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)床熱平衡系統(tǒng)，其特征在于在所述接油盤(14)上接有五根回油管(18、19、20、21、22)，第一回油管(18)與前油槽(12a)的左部相通，第二回油管 (19)與前油槽(12a)的中部相通，第三回油管(20)與前油槽(12a)的右部相通，第四回油管(21)與后油槽(12b)的右部相通，第五回油管(22)與后油槽(12b)的中部相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)床熱平衡系統(tǒng)，其特征在于所述第一回油管(18)的內(nèi)徑最大，其余回油管(19、20、21、22)的內(nèi)徑均比第一回油管(18)的內(nèi)徑小。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的機(jī)床熱平衡系統(tǒng)，其特征在于所述后油槽(12b) 的左部接有第一潤滑油管，該第一潤滑油管串聯(lián)第一油泵(23)后，與分油閥(24)的進(jìn)口連接，所述分油閥(24)的第一出口通過第二潤滑油管與大流量噴頭(13)連接，分油閥(24)的第二出口通過第三潤滑油管與大立柱(6)內(nèi)部第一潤滑油道(8)的進(jìn)口連接，分油閥(24) 的第三出口通過第四潤滑油管與刀架(7)內(nèi)部第二潤滑油道(9)的進(jìn)口連接，所述第一潤滑油道(8)和第二潤滑油道(9)的出口均與前油槽(12a)的左部相通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機(jī)床熱平衡系統(tǒng)，床身(1)的下部空間設(shè)有油池(12)，油池(12)通過管路與大流量噴頭(13)連通，大流量噴頭(13)的噴口正對蝸桿副(3)的嚙合處，在蝸桿副(3)的下方設(shè)有接油盤(14)與油池(12)相連通；回油槽(11)中的冷卻油由冷卻油箱(15)的第一腔室承接，該第一腔室與油冷機(jī)(2)的進(jìn)油口連接，油冷機(jī)(2)的出油口與冷卻油箱(15)的第二腔室連通，該第二腔室與刀架(7)上的噴嘴(10)連接。本發(fā)明能夠使數(shù)控滾齒機(jī)熱變形隨時處于可控狀態(tài)，開機(jī)即可直接加工進(jìn)行工序能力指數(shù)CPK值測定，且CPK值大幅提高，具有簡單實用、成本低、效果顯著等特點。
文檔編號B23F23/00GK102423863SQ20111044333
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者劉宇, 唐正夔, 唐珉, 李先廣, 蔣林, 陳周 申請人:重慶機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司