一種高速機(jī)床主軸及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的恒溫冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的冷卻系統(tǒng)，具體是一種高速機(jī)床主軸及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的恒溫冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著模具加工行業(yè)迅猛的發(fā)展勢(shì)頭，對(duì)模具加工的高速機(jī)床提出了更高的要求，要求機(jī)床具有更高的精度、更高的效率和更好的熱穩(wěn)定性，對(duì)高速機(jī)床的主軸、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的恒溫控制越來(lái)越重要。但現(xiàn)有的高速機(jī)床，一般只有主軸配有冷卻系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(主要是絲杠)無(wú)冷卻；或者，對(duì)于主軸和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)需分別單獨(dú)配備一套冷卻設(shè)備，兩套冷卻設(shè)備增加了成本，且這種冷卻設(shè)備通過(guò)節(jié)流閥和流量開(kāi)關(guān)控制冷卻過(guò)程，需人為調(diào)節(jié)冷卻油流量，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)適時(shí)、有效的恒溫冷卻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種可控性好、成本低的高速機(jī)床主軸及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的恒溫冷卻系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)一套冷卻系統(tǒng)對(duì)主軸和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的同時(shí)恒溫冷卻。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種高速機(jī)床主軸及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的恒溫冷卻系統(tǒng)，包括油箱及與所述的油箱經(jīng)管路連接的油冷機(jī)，所述的油冷機(jī)的出油口分別經(jīng)管路與主軸冷卻油路和擺線齒輪泵相連，所述的擺線齒輪泵的出油口經(jīng)管路與絲杠冷卻油路相連，所述的主軸冷卻油路設(shè)置在主軸上，所述的絲杠冷卻油路設(shè)置在絲杠螺母上，絲杠包括X軸絲杠、Y軸絲杠和Z軸絲杠，所述的油箱上分別設(shè)有第一回油口和第二回油口，所述的主軸冷卻油路與所述的第一回油口經(jīng)管路連接，所述的絲杠冷卻油路與所述的第二回油口經(jīng)管路連接。可根據(jù)主軸和絲杠的發(fā)熱功率合理選擇不同制冷功率的油冷機(jī)，并選擇相應(yīng)規(guī)格的擺線齒輪泵對(duì)冷卻油進(jìn)行分流，以同步實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的恒溫冷卻。從油冷機(jī)的出油口流出的油分流成兩路油路，其中一路油路為主軸冷卻油路，另一路為絲杠冷卻油路，對(duì)主軸和絲杠進(jìn)行循環(huán)冷卻后的熱油再分別回流至油箱內(nèi)，從而完成各自獨(dú)立的冷卻循環(huán)。本實(shí)用新型解決了傳統(tǒng)高速機(jī)床驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)冷卻、熱穩(wěn)定性差、精度不佳的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一套冷卻系統(tǒng)對(duì)主軸和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的同時(shí)恒溫冷卻，同時(shí)避免了兩套高成本冷卻設(shè)備的配置，降低了設(shè)備成本，且增強(qiáng)了冷卻系統(tǒng)的可控性。
[0005]所述的主軸冷卻油路環(huán)繞在所述的主軸的表面，所述的絲杠冷卻油路迂回設(shè)置在所述的絲杠螺母內(nèi)，以增大冷卻面積，獲得更好的冷卻效果。
[0006]所述的油冷機(jī)的制冷功率與所述的主軸的發(fā)熱功率和所述的絲杠的發(fā)熱功率之和相同，所述的油箱根據(jù)所述的油冷機(jī)的制冷功率來(lái)提供供油流量，所述的擺線齒輪泵根據(jù)所述的絲杠的發(fā)熱功率來(lái)分擔(dān)并提供所述的絲杠所需的冷卻流量。通過(guò)控制油冷機(jī)的制冷功率和油箱的供油流量及擺線齒輪泵分擔(dān)的冷卻流量，可實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的冷卻功率的合理分配，確保恒溫冷卻效果，保證機(jī)床加工精度。
[0007]所述的主軸裝配于MOU13系列機(jī)型，所述的油冷機(jī)的制冷功率為5kW，所述的主軸的發(fā)熱功率為3.5kW，所述的絲杠的發(fā)熱功率為1.5kW。除了 M0U13系列機(jī)型外，本實(shí)用新型恒溫冷卻系統(tǒng)也適用于由絲杠驅(qū)動(dòng)的其他系列機(jī)型，例如HUP系列機(jī)型。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型公開(kāi)的高速機(jī)床主軸及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的恒溫冷卻系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)高速機(jī)床驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)冷卻、熱穩(wěn)定性差、精度不佳的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一套冷卻系統(tǒng)對(duì)主軸和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的同時(shí)恒溫冷卻，同時(shí)避免了兩套高成本冷卻設(shè)備的配置，降低了設(shè)備成本，且增強(qiáng)了冷卻系統(tǒng)的可控性。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為實(shí)施例的恒溫冷卻系統(tǒng)的原理圖；
[0010]圖2為實(shí)施例的恒溫冷卻系統(tǒng)的正視圖；
[0011 ] 圖3為實(shí)施例的恒溫冷卻系統(tǒng)的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0013]實(shí)施例的高速機(jī)床主軸及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的恒溫冷卻系統(tǒng)如圖2-3所示，包括油箱I及與油箱I經(jīng)管路連接的油冷機(jī)2，油冷機(jī)2的出油口 21分別經(jīng)管路與主軸冷卻油路41和擺線齒輪泵3相連，擺線齒輪泵3的出油口 31經(jīng)管路與絲杠冷卻油路51相連，主軸冷卻油路41環(huán)繞在主軸4的表面，絲杠冷卻油路51迂回設(shè)置在絲杠螺母(圖中未示出)內(nèi)，絲杠5包括X軸絲杠、Y軸絲杠和Z軸絲杠，油箱I上分別設(shè)有第一回油口 11和第二回油口 12，主軸冷卻油路41與第一回油口 11經(jīng)管路連接，絲杠冷卻油路51與第二回油口 12經(jīng)管路連接。油冷機(jī)2的制冷功率與主軸4的發(fā)熱功率和絲杠5的發(fā)熱功率之和相同，油箱I根據(jù)油冷機(jī)2的制冷功率來(lái)提供供油流量，擺線齒輪泵3根據(jù)絲杠5的發(fā)熱功率來(lái)分擔(dān)并提供絲杠5所需的冷卻流量。圖1為上述恒溫冷卻系統(tǒng)的原理圖。
[0014]以MOU13系列機(jī)型為例，上述恒溫冷卻系統(tǒng)的工作過(guò)程及原理:經(jīng)計(jì)算，主軸4的發(fā)熱功率Pl為3.5kW，絲杠5 (包括X、Y、Z三軸)的總發(fā)熱功率P2為1.5kff (單軸絲杠的發(fā)熱功率為0.5kW)，油冷機(jī)2的制冷功率P為Pl與P2之和，即5kW ;油冷機(jī)2所配齒輪泵的總流量Q為30L/min，油冷機(jī)2從油箱I吸油并制冷后，冷卻油到達(dá)出油口 21，根據(jù)絲杠5的發(fā)熱功率所占比例，擺線齒輪泵3通過(guò)三通從出油口 21分流的流量Q2為9L/min，從出油口 31供給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(即絲杠5)冷卻，分流后剩下的流量Ql為21L/min，則供給主軸4冷卻，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)主軸4和絲杠5的冷卻功率的準(zhǔn)確分配；經(jīng)過(guò)主軸4和絲杠5的熱油再分別回流到油箱I內(nèi)，完成各自獨(dú)立的冷卻循環(huán)。最終解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)冷卻、熱溫度性差、精度不佳的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一套冷卻系統(tǒng)對(duì)主軸和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的同時(shí)、共同恒溫冷卻，同時(shí)避免了兩套高成本冷卻設(shè)備的配置，降低了設(shè)備成本，且增強(qiáng)了冷卻系統(tǒng)的可控性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高速機(jī)床主軸及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的恒溫冷卻系統(tǒng)，其特征在于包括油箱及與所述的油箱經(jīng)管路連接的油冷機(jī)，所述的油冷機(jī)的出油口分別經(jīng)管路與主軸冷卻油路和擺線齒輪泵相連，所述的擺線齒輪泵的出油口經(jīng)管路與絲杠冷卻油路相連，所述的主軸冷卻油路設(shè)置在主軸上，所述的絲杠冷卻油路設(shè)置在絲杠螺母上，絲杠包括X軸絲杠、Y軸絲杠和Z軸絲杠，所述的油箱上分別設(shè)有第一回油口和第二回油口，所述的主軸冷卻油路與所述的第一回油口經(jīng)管路連接，所述的絲杠冷卻油路與所述的第二回油口經(jīng)管路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速機(jī)床主軸及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的恒溫冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述的主軸冷卻油路環(huán)繞在所述的主軸的表面，所述的絲杠冷卻油路迂回設(shè)置在所述的絲杠螺母內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高速機(jī)床主軸及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的恒溫冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述的油冷機(jī)的制冷功率與所述的主軸的發(fā)熱功率和所述的絲杠的發(fā)熱功率之和相同，所述的油箱根據(jù)所述的油冷機(jī)的制冷功率來(lái)提供供油流量，所述的擺線齒輪泵根據(jù)所述的絲杠的發(fā)熱功率來(lái)分擔(dān)并提供所述的絲杠所需的冷卻流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高速機(jī)床主軸及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的恒溫冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述的主軸裝配于M0U13系列機(jī)型，所述的油冷機(jī)的制冷功率為5kW，所述的主軸的發(fā)熱功率為3.5kW，所述的絲杠的發(fā)熱功率為1.5kW。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高速機(jī)床主軸及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的恒溫冷卻系統(tǒng)，包括油箱及與油箱經(jīng)管路連接的油冷機(jī)，油冷機(jī)的出油口分別經(jīng)管路與主軸冷卻油路和擺線齒輪泵相連，擺線齒輪泵的出油口經(jīng)管路與絲杠冷卻油路相連，主軸冷卻油路設(shè)置在主軸上，絲杠冷卻油路設(shè)置在絲杠螺母上，油箱上分別設(shè)有第一回油口和第二回油口，主軸冷卻油路與第一回油口經(jīng)管路連接，絲杠冷卻油路與第二回油口經(jīng)管路連接。本實(shí)用新型公開(kāi)的恒溫冷卻系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)高速機(jī)床驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)冷卻、熱穩(wěn)定性差、精度不佳的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一套冷卻系統(tǒng)對(duì)主軸和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的同時(shí)恒溫冷卻，同時(shí)避免了兩套高成本冷卻設(shè)備的配置，降低了設(shè)備成本，且增強(qiáng)了冷卻系統(tǒng)的可控性。
【IPC分類(lèi)】B23Q11-14, B23B19-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204584294
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520171208
【發(fā)明人】馬瑛, 王可, 鄔偉軍, 魯銀慧, 丁峰
【申請(qǐng)人】寧波海天精工股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年3月25日