專利名稱：自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種加工機(jī)械，特別是涉及一種自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的主軸裝置，包含一個(gè)心軸單元、一個(gè)套設(shè)在該心軸單元外部的殼體、一個(gè)安裝在該心軸單元與該殼體之間的馬達(dá)、一個(gè)設(shè)置在該馬達(dá)前側(cè)且安裝在該心軸單元與該殼體之間的前軸承、一個(gè)設(shè)置在該馬達(dá)后側(cè)且安裝在該心軸單元與該殼體之間的后軸承。有一種主軸裝置，是在該殼體設(shè)有一個(gè)冷卻流道，且在啟動(dòng)馬達(dá)時(shí)，將冷卻流體導(dǎo)入該冷卻流道，借以對(duì)該前軸承、該后軸承因?yàn)樵撔妮S單元高速旋轉(zhuǎn)摩擦空氣產(chǎn)生的熱能及馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱能進(jìn)行冷卻。另一種主軸裝置(如中國(guó)臺(tái)灣公開編號(hào)201103691號(hào))，是將該殼體分制成一個(gè)外套件及一個(gè)套固在該外套件內(nèi)部的冷卻套，在該冷卻套內(nèi)設(shè)置一個(gè)冷卻流道，則能使該主軸裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生冷卻效果。雖然上述的主軸裝置都能自該馬達(dá)、該前軸承、該后軸承外部進(jìn)行冷卻，但是都無(wú)法直接冷卻位于最內(nèi)部的心軸單元，且隨著馬達(dá)轉(zhuǎn)速的提升，磨擦損失與馬達(dá)功率會(huì)隨著增加，導(dǎo)致心軸單元溫度上升，且當(dāng)該心軸單元與該馬達(dá)的定子溫度上升時(shí)，電性損耗會(huì)增加，連帶電流、滑差等都會(huì)變大。另外，心軸單元溫度越高，相關(guān)零組件的熱變化越嚴(yán)重，對(duì)于精密加工的表現(xiàn)會(huì)有負(fù)面影響，如加工熱位移增加、加工精度下降等。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能直接冷卻心軸單元且產(chǎn)生較佳冷卻效果、提升加工精度的自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置。本實(shí)用新型自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，包含一個(gè)頭座單元、一個(gè)心軸單元、 一個(gè)殼體單元、一個(gè)馬達(dá)及一個(gè)軸承單元，該頭座單元具有一個(gè)頭座、一個(gè)設(shè)置在該頭座的壓力缸及一支推桿，該推桿沿著一條軸線延伸，受該壓力缸驅(qū)動(dòng)能沿著該軸線移動(dòng)，該推桿具有一個(gè)對(duì)應(yīng)該壓力缸的第一端部及一個(gè)沿著該軸線與該第一端部相反的第二端部、一個(gè)由該第一端部延伸至該第二端部的外周面、一個(gè)沿著該軸線延伸的主流道及數(shù)個(gè)由該主流道貫穿至該外周面的歧流道，該主流道具有一個(gè)設(shè)于該第一端部且能引入外部冷空氣的入口端及一個(gè)設(shè)于該第二端部的出口端，該心軸單元沿著該軸線延伸且設(shè)置在該頭座單元一側(cè)，并具有一個(gè)軸套，該軸套具有一個(gè)能界定出一個(gè)內(nèi)孔的內(nèi)環(huán)面，該推桿伸設(shè)在該內(nèi)孔中，且在該外周面與該內(nèi)環(huán)面之間產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形空間，該殼體單元呈中空筒狀且套設(shè)在該心軸單元外部，該馬達(dá)安裝在該心軸單元與該殼體單元之間，該軸承單元安裝在該心軸單元與該殼體單元之間。本實(shí)用新型的自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，該頭座單元的頭座具有一個(gè)滑孔，該推桿自該滑孔穿出于該頭座，該頭座單元還具有數(shù)個(gè)套設(shè)在該滑孔與該推桿之間的防漏元件。本實(shí)用新型的自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，該頭座單元的頭座還具有一個(gè)連通該滑孔的進(jìn)氣孔及一個(gè)設(shè)于該滑孔一側(cè)的排氣孔，該推桿還具有一個(gè)連通該進(jìn)氣孔的導(dǎo)孔，該導(dǎo)孔位于兩個(gè)防漏元件之間，且連通該進(jìn)氣孔與該主流道的入口端，該排氣孔與該環(huán)形空間相連通。本實(shí)用新型的自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，該心軸單元還具有一個(gè)沿著該軸線滑動(dòng)套設(shè)在該軸套中的滑動(dòng)件、一個(gè)沿著該軸線與該滑動(dòng)件鎖接的筒夾及一個(gè)套設(shè)在該軸套與該滑動(dòng)件之間的彈力件，該滑動(dòng)件具有數(shù)個(gè)與該環(huán)形空間相連通的引流孔，該筒夾具有一個(gè)與所述引流孔相連通的導(dǎo)氣孔及數(shù)個(gè)由該導(dǎo)氣孔連通至該筒夾外部的散氣孔，所述散氣孔通過該筒夾與該軸套之間的縫隙連通至該主軸裝置外部。本實(shí)用新型的自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，該軸承單元包含一個(gè)設(shè)置在該馬達(dá)前側(cè)的前軸承及一個(gè)設(shè)置在該馬達(dá)后側(cè)的后軸承。本實(shí)用新型的自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，該軸承單元的前軸承與該后軸承均為空氣軸承。本實(shí)用新型的自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，該殼體單元具有一個(gè)圍繞該軸線設(shè)置的冷卻道。本實(shí)用新型的有益效果在于利用該推桿內(nèi)部設(shè)有該主流道及所述歧流道，使外部冷空氣能輸入至該推桿與該軸套之間，能自內(nèi)部對(duì)該心軸單元進(jìn)行冷卻，進(jìn)而產(chǎn)生較佳冷卻效果、提升加工精度。

圖1是本實(shí)用新型自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置一較佳實(shí)施例的平面組合圖；圖2是圖1的局部放大示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1及圖2所示，本實(shí)用新型自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置的較佳實(shí)施例，包含一個(gè)頭座單元10、一個(gè)心軸單元20、一個(gè)殼體單元30、一個(gè)馬達(dá)40及一個(gè)軸承單元。該頭座單元10具有一個(gè)頭座11、一個(gè)設(shè)置在該頭座11的壓力缸12、一支受該壓力缸12驅(qū)動(dòng)的推桿14及數(shù)個(gè)套設(shè)在該頭座11與該推桿14之間的防漏元件15。該頭座11具有一個(gè)沿著一條軸線L設(shè)置的滑孔111、一個(gè)連通該滑孔111的進(jìn)氣孔112及一個(gè)設(shè)于該滑孔111 一側(cè)的排氣孔113。該推桿14自該滑孔111穿出于該頭座11，且所述防漏元件15套設(shè)在該滑孔111 與該推桿14之間，本實(shí)施例的防漏元件15設(shè)置在該推桿14，并使該滑孔111產(chǎn)生氣密，該推桿14具有一個(gè)連通該進(jìn)氣孔112的導(dǎo)孔140，該導(dǎo)孔140 —端位于兩個(gè)防漏元件15之間。該推桿14沿著該軸線L延伸，受該壓力缸12驅(qū)動(dòng)能沿著該軸線L移動(dòng)，還具有一個(gè)對(duì)應(yīng)該壓力缸12的第一端部141、一個(gè)沿著該軸線L與該第一端部141相反的第二端部142、 一個(gè)由該第一端部141延伸至該第二端部142的外周面143、一個(gè)沿著該軸線L延伸的主流道144及數(shù)個(gè)由該主流道144貫穿至該外周面143的歧流道145，該主流道144具有一個(gè)設(shè)于該第一端部141且能引入外部冷空氣的入口端146及一能設(shè)于該第二端部142的出口端147，該導(dǎo)孔140連通該進(jìn)氣孔112與該主流道144的入口端146。值得說明的是，該推桿14可為單件式或兩件式，以單件式而言，該第一端部141及第二端部142位在同一個(gè)元件上，以兩件式而言，該第一端部141及第二端部142分別位在上、下串接的兩個(gè)元件上。該心軸單元20沿著該軸線L延伸且設(shè)置在該頭座單元10 —側(cè)，并具有一個(gè)軸套 21、一個(gè)沿著該軸線L滑動(dòng)套設(shè)在該軸套21中的滑動(dòng)件22、一個(gè)沿著該軸線L與該滑動(dòng)件 22鎖接的筒夾23及一個(gè)套設(shè)在該軸套21與該滑動(dòng)件22之間的彈力件M。該軸套21具有一個(gè)能界定出一個(gè)內(nèi)孔211的內(nèi)環(huán)面212，該推桿14伸設(shè)在該內(nèi)孔 211中，且在該外周面143與該內(nèi)環(huán)面212之間產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形空間70，該排氣孔113與該環(huán)形空間70相連通，且該環(huán)形空間70通過該排氣孔113連通至該主軸裝置外部。該滑動(dòng)件22沿著該軸線L設(shè)置在該推桿14 一側(cè)，并具有數(shù)個(gè)與該環(huán)形空間70相連通的引流孔221。該筒夾23具有一個(gè)沿著該軸線L與所述引流孔221相連通的導(dǎo)氣孔231及數(shù)個(gè)由該導(dǎo)氣孔231連通至該筒夾23外部的散氣孔232，所述散氣孔232通過該筒夾23與該軸套21之間的縫隙連通至該主軸裝置外部(如箭頭所示)。該彈力件M以數(shù)個(gè)盤形彈簧構(gòu)成且套設(shè)在該滑動(dòng)件22與該軸套21之間，提供該滑動(dòng)件22拉掣該筒夾23朝該軸套21內(nèi)部套合的彈力，且使該筒夾23朝該軸線L產(chǎn)生束夾，該壓力缸12推掣該推桿14、該滑動(dòng)件22能帶動(dòng)該筒夾23相對(duì)于該軸線L擴(kuò)張。該殼體單元30呈中空筒狀且套設(shè)在該心軸單元20外部，并具有一個(gè)圍繞該軸線 L設(shè)置的冷卻道31，借冷卻流體導(dǎo)入該冷卻道31能由外部對(duì)該馬達(dá)40及該軸承單元進(jìn)行冷卻。該馬達(dá)40安裝在該心軸單元20與該殼體單元30之間，且能驅(qū)動(dòng)該心軸單元20 轉(zhuǎn)動(dòng)。該軸承單元安裝在該心軸單元20與該殼體單元30之間。在本實(shí)施例中，該軸承單元包含一個(gè)設(shè)置在該馬達(dá)40前側(cè)的前軸承50及一個(gè)設(shè)置在該馬達(dá)40后側(cè)的后軸承60。該前軸承50為空氣軸承。 該后軸承60為空氣軸承。再如圖1所示，當(dāng)該主軸裝置進(jìn)行加工且使該馬達(dá)40運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該心軸單元20能被驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生高速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)自該頭座11的進(jìn)氣孔112導(dǎo)入冷空氣，且如箭頭所示，冷空氣隨即循著該主流道144流動(dòng)，并由所述歧流道145竄流至該環(huán)形空間70，大部分竄流至環(huán)形空間70的冷空氣會(huì)再反向地朝該頭座11方向流動(dòng)，能對(duì)該心軸單元20內(nèi)部進(jìn)行冷卻，吸熱后的空氣最后經(jīng)由該頭座11的排氣孔113排出至該主軸裝置外部。配合參閱圖1、圖2，另一部分的空氣由該環(huán)形空間70流經(jīng)所述引流孔221、該導(dǎo)氣孔231、所述散氣孔232，最后由該筒夾23與該軸套21之間的縫隙排出至該主軸裝置外部， 能對(duì)該筒夾23周邊進(jìn)行除塵，具有防止粉塵自該筒夾23與該軸套21套合處侵入的功效。因此，本實(shí)用新型的主軸裝置，利用該殼體單元30的冷卻道31的設(shè)置，能在該馬達(dá)40運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)自外部產(chǎn)生冷卻的效果，且還能利用該推桿14內(nèi)部所設(shè)置的主流道144、歧流道145，以及該推桿14與該內(nèi)環(huán)面212之間所產(chǎn)生的環(huán)形空間70等，能導(dǎo)入冷空氣并自內(nèi)部直接冷卻該心軸單元20，冷卻效果佳，即使該馬達(dá)40高速運(yùn)轉(zhuǎn)，也能防止該心軸單元20溫度上升，所以該馬達(dá)40的電性損耗、電流、滑差的變化性小，且也因?yàn)樵撔妮S單元20溫度降低，相關(guān)零組件的熱變化較小，能降低加工熱位移，進(jìn)而提升加工精度。 值得一提的是，本實(shí)施例的殼體單元呈單件式，但是也能采用雙件式(圖未示)， 將該殼體單元分制成一個(gè)外套件及一個(gè)套固在該外套件內(nèi)部的冷卻套(例如中國(guó)臺(tái)灣公開編號(hào)201103691號(hào))，也能使該主軸裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)自外部產(chǎn)生冷卻效果。另外，該前軸承50 與該后軸承60不限于采用空氣軸承，也能采用滾珠軸承。
權(quán)利要求1.一種自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，包含一個(gè)頭座單元、一個(gè)心軸單元、一個(gè)殼體單元、一個(gè)馬達(dá)及一個(gè)軸承單元，該主軸裝置的特征在于該頭座單元，具有一個(gè)頭座、一個(gè)設(shè)置在該頭座的壓力缸及一支推桿，該推桿沿著一條軸線延伸，受該壓力缸驅(qū)動(dòng)能沿著該軸線移動(dòng)，該推桿具有一個(gè)對(duì)應(yīng)該壓力缸的第一端部及一個(gè)沿著該軸線與該第一端部相反的第二端部、一個(gè)由該第一端部延伸至該第二端部的外周面、一個(gè)沿著該軸線延伸的主流道及數(shù)個(gè)由該主流道貫穿至該外周面的歧流道，該主流道具有一個(gè)設(shè)于該第一端部且能引入外部冷空氣的入口端及一個(gè)設(shè)于該第二端部的出 □端；該心軸單元，沿著該軸線延伸且設(shè)置在該頭座單元一側(cè)，并具有一個(gè)軸套，該軸套具有一個(gè)能界定出一個(gè)內(nèi)孔的內(nèi)環(huán)面，該推桿伸設(shè)在該內(nèi)孔中，且在該外周面與該內(nèi)環(huán)面之間產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形空間；該殼體單元，呈中空筒狀且套設(shè)在該心軸單元外部；該馬達(dá)，安裝在該心軸單元與該殼體單元之間；該軸承單元，安裝在該心軸單元與該殼體單元之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，其特征在于該頭座單元的頭座具有一個(gè)滑孔，該推桿自該滑孔穿出于該頭座，該頭座單元還具有數(shù)個(gè)套設(shè)在該滑孔與該推桿之間的防漏元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，其特征在于該頭座單元的頭座還具有一個(gè)連通該滑孔的進(jìn)氣孔及一個(gè)設(shè)于該滑孔一側(cè)的排氣孔，該推桿還具有一個(gè)連通該進(jìn)氣孔的導(dǎo)孔，該導(dǎo)孔位于兩個(gè)防漏元件之間，且連通該進(jìn)氣孔與該主流道的入口端，該排氣孔與該環(huán)形空間相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，其特征在于該心軸單元還具有一個(gè)沿著該軸線滑動(dòng)套設(shè)在該軸套中的滑動(dòng)件、一個(gè)沿著該軸線與該滑動(dòng)件鎖接的筒夾及一個(gè)套設(shè)在該軸套與該滑動(dòng)件之間的彈力件，該滑動(dòng)件具有數(shù)個(gè)與該環(huán)形空間相連通的引流孔，該筒夾具有一個(gè)與所述引流孔相連通的導(dǎo)氣孔及數(shù)個(gè)由該導(dǎo)氣孔連通至該筒夾外部的散氣孔，所述散氣孔通過該筒夾與該軸套之間的縫隙連通至該主軸裝置外部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，其特征在于該軸承單元包含一個(gè)設(shè)置在該馬達(dá)前側(cè)的前軸承及一個(gè)設(shè)置在該馬達(dá)后側(cè)的后軸承。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，其特征在于該軸承單元的前軸承與該后軸承均為空氣軸承。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，其特征在于該殼體單元具有一個(gè)圍繞該軸線設(shè)置的冷卻道。
專利摘要一種自內(nèi)部冷卻心軸單元的主軸裝置，包含一個(gè)頭座單元、一個(gè)心軸單元、一個(gè)殼體單元、一個(gè)馬達(dá)及一個(gè)軸承單元。該頭座單元的一支推桿與該心軸單元的一個(gè)軸套之間產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形空間，該推桿具有一個(gè)能引入外部冷空氣的主流道及數(shù)個(gè)由該主流道貫穿至該環(huán)形空間的歧流道，借此，該主軸裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，利用冷空氣導(dǎo)入該推桿內(nèi)部以及該環(huán)形空間，能自內(nèi)部對(duì)該心軸單元進(jìn)行冷卻，且能提高加工精度。
文檔編號(hào)B23Q11/12GK202155533SQ20112019415
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者吳嘉達(dá) 申請(qǐng)人:達(dá)航工業(yè)股份有限公司