一種具有中心水冷結(jié)構(gòu)的電主軸的制作方法
【專利摘要】一種具有中心水冷結(jié)構(gòu)的電主軸，包括連接座、軸芯、進(jìn)水軸、電機(jī)、轉(zhuǎn)子和殼體，殼體固設(shè)于連接座下方，軸芯設(shè)于殼體內(nèi)部，進(jìn)水軸穿設(shè)并固定于連接座中，進(jìn)水軸內(nèi)部設(shè)有第一冷卻通道，進(jìn)水軸上端設(shè)有進(jìn)水口；軸芯內(nèi)部設(shè)有第二冷卻通道，第一冷卻通道的兩端分別連通于進(jìn)水口和第二冷卻通道，第二冷卻通道下端連通于刀具接口。本發(fā)明在進(jìn)行加工時，可將中心水冷與傳統(tǒng)的水冷結(jié)構(gòu)結(jié)合使用，將很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)冷卻方式的不足，可很好地帶走軸芯由于轉(zhuǎn)子工作產(chǎn)生的熱量，降低軸芯的溫度；減小主軸分別在冷機(jī)及熱機(jī)狀態(tài)存在的加工誤差，提高電主軸的加工精度；對加工刀具進(jìn)行冷卻，可大大增長刀具的使用壽命，提高加工效率及精度。
【專利說明】一種具有中心水冷結(jié)構(gòu)的電主軸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種具有中心水冷結(jié)構(gòu)的電主軸。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電主軸包括殼體、連接座、上蓋、電機(jī)和軸芯，上蓋蓋設(shè)于連接座上方，殼體固設(shè)于連接座下方，電機(jī)安裝于殼體的內(nèi)緣，軸芯設(shè)于殼體內(nèi)部。目前電主軸的水冷結(jié)構(gòu)一般是殼體上設(shè)置冷卻水槽，這樣，電機(jī)和電機(jī)上的定子產(chǎn)生的熱量傳遞到殼體時，便可以通過冷卻水槽冷卻。
[0003]然而，由于軸芯與殼體并沒有接觸，軸芯、軸芯表面的轉(zhuǎn)子以及固定在軸芯下方的刀具便不能有效地冷卻，轉(zhuǎn)子的發(fā)熱占電機(jī)總發(fā)熱量的1/3左右，而轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱量引起的軸芯熱膨脹，對加工精度的影響是致命的。同時在超高速磨削過程中，刀具的溫度會非常高，這對加工精度也有很大的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的旨在于提供一種可有效冷卻軸芯、轉(zhuǎn)子以及刀具，保證加工精度的具有中心水冷結(jié)構(gòu)的電主軸。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種具有中心水冷結(jié)構(gòu)的電主軸，包括連接座、軸芯、電機(jī)、與所述電機(jī)上的定子對應(yīng)設(shè)置的轉(zhuǎn)子以及具有冷卻水槽的殼體，所述殼體固設(shè)于所述連接座下方，所述電機(jī)安裝于所述殼體的內(nèi)緣，所述軸芯設(shè)于所述殼體內(nèi)部，所述軸芯下方設(shè)有刀具接口，所述轉(zhuǎn)子固設(shè)于所述軸芯的外表面，所述電主軸還包括進(jìn)水軸，所述進(jìn)水軸穿設(shè)并固定于所述連接座中，所述進(jìn)水軸內(nèi)部沿其軸向設(shè)有第一冷卻通道，所述進(jìn)水軸上端設(shè)有進(jìn)水口 ；所述軸芯上端可轉(zhuǎn)動地連接于所述進(jìn)水軸下端，所述軸芯內(nèi)部沿其軸向設(shè)有第二冷卻通道，所述第一冷卻通道的兩端分別連通于所述進(jìn)水口和所述第二冷卻通道，所述第二冷卻通道下端連通于所述刀具接口。
[0007]所述軸芯上端設(shè)有連接部，所述連接部內(nèi)設(shè)有連接槽，所述進(jìn)水軸下端設(shè)于所述連接槽中，所述連接槽的兩端分別連通所述第一、第二冷卻通道；所述連接槽內(nèi)側(cè)壁與所述進(jìn)水軸之間具有可供冷卻水溢出的第一間隙；所述電主軸還包括吹氣墊塊，所述吹氣墊塊夾設(shè)于所述連接部外側(cè)與所述連接座內(nèi)側(cè)之間，所述吹氣墊塊與所述連接部外側(cè)壁之間具有第二間隙；所述吹氣墊塊上設(shè)有通氣孔，所述連接座上設(shè)有用于持續(xù)進(jìn)氣的進(jìn)氣通道，所述通氣孔的兩端分別連通所述進(jìn)氣通道和所述第二間隙；所述連接座上設(shè)有用于排出冷卻水的排水通道，所述第一間隙上端和第二間隙上端均連通于所述排水通道。
[0008]所述排水通道包括第一、第二排水通道，所述第一排水通道開設(shè)于所述進(jìn)水軸的周向外側(cè)，并位于所述第一、第二間隙的上方；所述第二排水通道開設(shè)于所述連接座的一側(cè)；所述連接座上還設(shè)有出水口 ；所述第一、第二間隙的上端均連通于所述第一排水通道，所述第二排水通道的兩端分別連通所述第一排水通道和所述出水口。
[0009]所述連接座上設(shè)有進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口連通于所述進(jìn)氣通道遠(yuǎn)離所述通氣孔的一端。
[0010]所述電主軸還包括連接頭，所述連接頭固設(shè)于所述軸芯上方，所述連接頭上開設(shè)有通孔，所述通孔連通于所述進(jìn)水口。
[0011]所述電主軸還包括壓蓋，所述壓蓋的外側(cè)螺接在所述連接座上部，同時將所述進(jìn)水軸壓緊在所述連接座中，所述軸芯的上端穿設(shè)于所述壓蓋中。
[0012]所述壓蓋與所述軸芯之間設(shè)有第一密封圈，所述壓蓋與所述連接座之間設(shè)有第二密封圈。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
[0014]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在進(jìn)行加工時，可將中心水冷與傳統(tǒng)的水冷結(jié)構(gòu)結(jié)合使用，將很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)冷卻方式的不足，可很好地帶走軸芯由于轉(zhuǎn)子工作產(chǎn)生的熱量，降低軸芯的溫度，有效提高軸芯的動力學(xué)性能，進(jìn)一步提高電主軸的整體穩(wěn)定性；大大減小軸芯的熱伸長量，明顯減小主軸分別在冷機(jī)及熱機(jī)狀態(tài)存在的加工誤差，提高電主軸的加工精度；對加工刀具進(jìn)行冷卻，可大大增長刀具的使用壽命，提高加工效率及精度，有效降低生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明省略了殼體和電機(jī)后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]其中:10、連接座；11、進(jìn)氣通道；12、排水通道；121、第一排水通道；122、第二排水通道；13、出水口 ； 14、進(jìn)氣口 ；20、軸芯；21、刀具接口 ；22、第二冷卻通道；23、連接部；24、連接槽；40、轉(zhuǎn)子；50、進(jìn)水軸；51、第一冷卻通道；52、進(jìn)水口 ；60、吹氣墊塊；61、通氣孔；70、連接頭；71、通孔；80、壓蓋；90、第一密封圈；100、第二密封圈。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0018]如圖1所示，本發(fā)明的具有中心水冷結(jié)構(gòu)的電主軸包括連接座10、軸芯20、電機(jī)、與電機(jī)上的定子對應(yīng)設(shè)置的轉(zhuǎn)子40以及具有冷卻水槽的殼體和進(jìn)水軸50。殼體固設(shè)于連接座10下方，電機(jī)安裝于殼體的內(nèi)緣，軸芯20設(shè)于殼體內(nèi)部，軸芯20下方設(shè)有刀具接口21，轉(zhuǎn)子40固設(shè)于軸芯20的外表面；進(jìn)水軸50穿設(shè)并固定于連接座10中，進(jìn)水軸50內(nèi)部沿其軸向設(shè)有第一冷卻通道51，進(jìn)水軸50上端設(shè)有進(jìn)水口 52 ;軸芯20上端可轉(zhuǎn)動地連接于進(jìn)水軸50下端，軸芯20內(nèi)部沿其軸向設(shè)有第二冷卻通道22，第一冷卻通道51的兩端分別連通于進(jìn)水口 52和第二冷卻通道22，第二冷卻通道22的下端連通于刀具接口 21。
[0019]該電主軸在進(jìn)行加工時，刀具安裝于刀具接口 21上，一方面冷卻水通過殼體的冷卻水槽冷卻電機(jī)和定子；同時，冷卻水還可以通過進(jìn)水口 52流入第一冷卻通道51，再通過第二冷卻通道22流進(jìn)軸芯20內(nèi)部，再進(jìn)一步通過刀具接口 21流到刀具，這樣可以對軸芯20及刀具進(jìn)行有效地冷卻，而且由于轉(zhuǎn)子40與軸芯20是相互接觸的，一般情況下還是過盈配合，因此，也能有效冷卻轉(zhuǎn)子40。
[0020]因此在該電主軸進(jìn)行加工時，本發(fā)明可將中心水冷與傳統(tǒng)的水冷結(jié)構(gòu)結(jié)合使用，將很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)冷卻方式的不足，可很好地帶走軸芯20由于轉(zhuǎn)子40工作產(chǎn)生的熱量，降低軸芯20的溫度，有效提高軸芯20的動力學(xué)性能，進(jìn)一步提高電主軸的整體穩(wěn)定性；大大減小軸芯20的熱伸長量，明顯減小主軸分別在冷機(jī)及熱機(jī)狀態(tài)存在的加工誤差(約
0.05_，此問題尤其對模具行業(yè)產(chǎn)品精度的影響特別大)，提高電主軸的加工精度；對加工刀具進(jìn)行冷卻，可大大增長刀具的使用壽命，提高加工效率及精度，有效降低生產(chǎn)成本。
[0021]進(jìn)一步地，軸芯20上端設(shè)有連接部23，連接部23內(nèi)設(shè)有連接槽24，進(jìn)水軸50下端設(shè)于連接槽24中，連接槽24的兩端分別連通第一冷卻通道51和第二冷卻通道22 ;連接槽24內(nèi)側(cè)壁與進(jìn)水軸50之間具有可供冷卻水溢出的第一間隙；該電主軸還包括吹氣墊塊60，吹氣墊塊60夾設(shè)于連接部23外側(cè)與連接座10內(nèi)側(cè)之間，吹氣墊塊60與連接部23外側(cè)壁之間具有第二間隙；吹氣墊塊60上設(shè)有通氣孔61，連接座10上設(shè)有用于持續(xù)進(jìn)氣的進(jìn)氣通道11，通氣孔61的兩端分別連通進(jìn)氣通道11和第二間隙；連接座10上設(shè)有用于排出冷卻水的排水通道12，第一間隙上端和第二間隙上端均連通于排水通道12。
[0022]當(dāng)冷卻水過多或者因堵設(shè)不能從下方流出時，便會從第一間隙中溢出，到達(dá)排水通道12，為了防止冷卻水從第二間隙泄漏，進(jìn)氣通道11持續(xù)進(jìn)氣，依次通過通氣孔61和第二間隙后，沿著第二間隙的上下方向分別吹出來，并吹入位于第二間隙上方的排水通道12中，從而使溢出來的冷卻水從排水通道12吹出去，因此，冷卻水不會從第二間隙中向下流出，進(jìn)入殼體內(nèi)部而造成短路，保證該電主軸對冷卻水的有良好密封效果。排出的冷卻水還可通過水冷系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)利用。
[0023]在現(xiàn)有的技術(shù)中，要實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的軸芯與軸芯配合的非旋轉(zhuǎn)體(比如連接座)之間的密封時，一般采用接觸式密封，在兩者之間夾設(shè)密封件，由于密封件與旋轉(zhuǎn)的軸芯在工作時會產(chǎn)生摩擦力，其使用會直接受到軸芯轉(zhuǎn)速的影響，從而進(jìn)一步限制到電主軸轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì)，并且由于摩擦力的因素，密封件的使用壽命也比較短。而本發(fā)明的電主軸通過在軸芯20外側(cè)設(shè)置吹氣墊塊60并持續(xù)吹氣，實(shí)現(xiàn)了軸芯20與非旋轉(zhuǎn)體之間的非接觸式氣封密封，在此密封結(jié)構(gòu)中，由于旋轉(zhuǎn)軸與非旋轉(zhuǎn)體并無直接接觸，使用過程中沒有相互摩擦，因此非接觸式氣封密封方式在理論上適用于任何轉(zhuǎn)速的主軸，并且擁有非常高的壽命，從而提高該電主軸的使用壽命。
[0024]再進(jìn)一步地，排水通道12包括第一排水通道121和第二排水通道122，第一排水通道121開設(shè)于進(jìn)水軸50的周向外側(cè)，并位于第一、第二間隙的上方；第二排水通道122開設(shè)于連接座10的一側(cè)；連接座10上還設(shè)有出水口 13 ;第一、第二間隙的上端均連通于第一排水通道121，第二排水通道122的兩端分別連通第一排水通道121和出水口 13。
[0025]再進(jìn)一步地，連接座10上設(shè)有進(jìn)氣口 14，進(jìn)氣口 14連通于進(jìn)氣通道11遠(yuǎn)離通氣孔61的一端。
[0026]優(yōu)選地，該電主軸還包括連接頭70，連接頭70固設(shè)于軸芯20上方，連接頭70上開設(shè)通孔71，通孔71連接于進(jìn)水口 52。
[0027]進(jìn)一步地，該電主軸還包括壓蓋80，壓蓋80的外側(cè)螺接在連接座10上部，同時將進(jìn)水軸50壓緊在連接座10中，軸芯20的上端穿設(shè)于壓蓋80中。壓蓋80蓋設(shè)于第一排水通道121的上方。
[0028]優(yōu)選地，壓蓋80與軸芯20之間設(shè)有第一密封圈90，壓蓋80與連接座10之間設(shè)有第二密封圈100。這樣可以保證壓蓋80密封蓋設(shè)于第一排水通道121上方。
[0029]在加工時，刀具安裝于刀具接口 21中，優(yōu)選地，刀具上設(shè)有用于排出冷卻水的中心出水孔。這樣，冷卻水可以流經(jīng)刀具的中心，有效冷卻到刀具的中心部分。
[0030]對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有中心水冷結(jié)構(gòu)的電主軸，包括連接座、軸芯、電機(jī)、與所述電機(jī)上的定子對應(yīng)設(shè)置的轉(zhuǎn)子以及具有冷卻水槽的殼體，所述殼體固設(shè)于所述連接座下方，所述電機(jī)安裝于所述殼體的內(nèi)緣，所述軸芯設(shè)于所述殼體內(nèi)部，所述軸芯下方設(shè)有刀具接口，所述轉(zhuǎn)子固設(shè)于所述軸芯的外表面，其特征在于，所述電主軸還包括進(jìn)水軸，所述進(jìn)水軸穿設(shè)并固定于所述連接座中，所述進(jìn)水軸內(nèi)部沿其軸向設(shè)有第一冷卻通道，所述進(jìn)水軸上端設(shè)有進(jìn)水口 ；所述軸芯上端可轉(zhuǎn)動地連接于所述進(jìn)水軸下端，所述軸芯內(nèi)部沿其軸向設(shè)有第二冷卻通道，所述第一冷卻通道的兩端分別連通于所述進(jìn)水口和所述第二冷卻通道，所述第二冷卻通道下端連通于所述刀具接口。
2.如權(quán)利要求1所述的具有中心水冷結(jié)構(gòu)的電主軸，其特征在于，所述軸芯上端設(shè)有連接部，所述連接部內(nèi)設(shè)有連接槽，所述進(jìn)水軸下端設(shè)于所述連接槽中，所述連接槽的兩端分別連通所述第一、第二冷卻通道；所述連接槽內(nèi)側(cè)壁與所述進(jìn)水軸之間具有可供冷卻水溢出的第一間隙；所述電主軸還包括吹氣墊塊，所述吹氣墊塊夾設(shè)于所述連接部外側(cè)與所述連接座內(nèi)側(cè)之間，所述吹氣墊塊與所述連接部外側(cè)壁之間具有第二間隙；所述吹氣墊塊上設(shè)有通氣孔，所述連接座上設(shè)有用于持續(xù)進(jìn)氣的進(jìn)氣通道，所述通氣孔的兩端分別連通所述進(jìn)氣通道和所述第二間隙；所述連接座上設(shè)有用于排出冷卻水的排水通道，所述第一間隙上端和第二間隙上端均連通于所述排水通道。
3.如權(quán)利要求2所述的具有中心水冷結(jié)構(gòu)的電主軸，其特征在于，所述排水通道包括第一、第二排水通道，所述第一排水通道開設(shè)于所述進(jìn)水軸的周向外側(cè)，并位于所述第一、第二間隙的上方；所述第二排水通道開設(shè)于所述連接座的一側(cè)；所述連接座上還設(shè)有出水口 ；所述第一、第二間隙的上端均連通于所述第一排水通道，所述第二排水通道的兩端分別連通所述第一排水通道和所述出水口。
4.如權(quán)利要求2所述的具有中心水冷結(jié)構(gòu)的電主軸，其特征在于，所述連接座上設(shè)有進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口連通于所述進(jìn)氣通道遠(yuǎn)離所述通氣孔的一端。
5.如權(quán)利要求1所述的具有中心水冷結(jié)構(gòu)的電主軸，其特征在于，所述電主軸還包括連接頭，所述連接頭固設(shè)于所述軸芯上方，所述連接頭上開設(shè)有通孔，所述通孔連通于所述進(jìn)水口。
6.如權(quán)利要求1所述的具有中心水冷結(jié)構(gòu)的電主軸，其特征在于，所述電主軸還包括壓蓋，所述壓蓋的外側(cè)螺接在所述連接座上部，同時將所述進(jìn)水軸壓緊在所述連接座中，所述軸芯的上端穿設(shè)于所述壓蓋中。
7.如權(quán)利要求6所述的具有中心水冷結(jié)構(gòu)的電主軸，其特征在于，所述壓蓋與所述軸芯之間設(shè)有第一密封圈，所述壓蓋與所述連接座之間設(shè)有第二密封圈。
【文檔編號】B23B19/02GK104439300SQ201410637348
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】湯秀清, 胡騰 申請人:廣州市昊志機(jī)電股份有限公司