[發明專利]數控加工中心恒溫系統

有效

• 申請號: 201310466073.5
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103481117A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 石鑫江;湯海鋒
• 申請（專利權）人: 浙江日發精密機械股份有限公司
• 主分類號: B23Q11/14
• 分類號: B23Q11/14
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 王偉光

技術領域

??本發明屬于加工中心冷卻技術領域，尤其與一種數控加工中心恒溫系統有關。

背景技術

數控加工中心包括主軸裝置和驅動主軸裝置、工藝移動的進給機構，主軸裝置的主軸箱由驅動其移動的進給機構的滑塊支撐安裝。數控加工中心在工作過程中容易使機床產生熱量，而機床的發熱會影響機床的精度，一般機床主要的發熱來源有：1、主軸刀具對工件的切削加工產生的熱量以及主軸裝置內部產生的熱量；2、機床快速行走時絲杠螺母與絲杠作相對運動產生的熱量；3、伺服電機頻繁的加減速所產生的熱量。主軸裝置包括主軸箱以及安裝于主軸箱內的主軸、主軸軸承和主軸內置電機，主軸通過主軸軸承支撐安裝，主軸高速旋轉時主軸軸承和主軸內置電機都會產生大量的熱量，有可能導致主軸軸承溫升過大而燒壞軸承，主軸也容易產生熱變形而影響加工精度。伺服電機頻繁的加減速所產生的熱量傳遞給軸承座，容易引起軸承的溫升，加上絲杠螺母產生的熱量傳遞，容易導致軸承燒壞和絲杠螺母燒壞，也容易導致絲杠變形影響加工精度。目前數控加工中心的精度主要是靠機床絲杠的預拉伸力在發熱中慢慢的減小來補償絲杠的熱膨脹量，使絲杠的公稱行程保持不變。加工中心配備的冷卻系統，只是通過冷卻油冷卻主軸軸承，向刀具和工件噴灑冷卻液冷卻刀具，而相對整個機床來說，還是處于不斷發熱的狀態，冷卻效果并不是很理想。

發明內容

本發明的目的旨在解決現有數控加工中心加工精度受主軸、絲杠機構、軸承等溫升變形影響，而冷卻系統又冷卻范圍小、冷卻效果不理想的缺陷，提供一種有效控制機床溫升、提高機床加工精度的數控加工中心恒溫系統。

為此，本發明采用以下技術方案：數控加工中心恒溫系統，包括油箱和實現恒定油溫冷卻的精密油冷機，精密油冷機出口通過管路連入油箱中的冷卻油，其特征是，所述的恒溫系統還包括主軸箱冷卻裝置和進給機構冷卻裝置，主軸箱冷卻裝置包括第一冷卻泵和第一冷卻管路，第一冷卻管路包括依次連接組成單向油路的第一出油管路、主軸裝置冷卻管路和第一回油管路，主軸裝置冷卻管路包括進口和出口設置于主軸箱表面的主軸箱管路、主軸軸承冷卻管路和主軸內置電機冷卻管路，形成從主軸箱管路進口進入、中間連接主軸箱管路、主軸軸承冷卻管路和主軸內置電機冷卻管路、從主軸箱管路出口排出的單向油路，所述第一冷卻泵設置于第一冷卻管路的第一出油管路；所述進給機構冷卻裝置包括第二冷卻泵和第二冷卻管路，第二冷卻管路包括依次連接組成單向油路的第二出油管路、進給機構冷卻管路和第二回油管路，進給機構冷卻管路為通過連接管連接Z軸絲杠螺母冷卻管路、Z軸伺服電機隔熱冷卻管路、X軸伺服電機隔熱冷卻管路、X軸絲杠螺母冷卻管路、Y軸絲杠螺母冷卻管路、Y軸伺服電機冷卻管路組成的單向油路，所述的第二冷卻泵設置于所述的第二冷卻管路的第二出油管路；所述的第一出油管路和第二出油管路連接所述油箱中的冷卻油，所述的第一回油管路和第二回油管路均與所述的精密油冷機進口連接。通過第一冷卻泵和第二冷卻泵，將油箱中的冷卻油抽取壓入第一出油管路和第二出油管路，冷卻油經第一冷卻管路和第二冷卻管路后流入精密油冷機，將主軸箱裝置、進給機構產生的熱量帶離，并由精密油冷機對攜帶大量熱量的冷卻油進行冷卻處理，使冷卻油冷卻到設定的溫度，然后將冷卻油輸送回油箱，以備冷卻循環使用。

作為對上述技術方案的補充和完善，本發明還包括以下技術特征。

所述的油箱內安裝有液位控制裝置，當油箱內的液面低于所述要求最低液面時，液位控制裝置會發生報警，提示操作人員及時補充油液。

所述的主軸箱管路的其中一段管路設置于主軸箱位于與進給機構滑塊連接安裝的部位，把滑塊在高速行走時滑塊與導軌相對運動產生的熱量隔離，避免傳遞到主軸箱上。

所述的進給機構冷卻管路為通過連接管依次連接Z軸絲杠螺母冷卻管路、Z軸伺服電機隔熱冷卻管路、X軸伺服電機隔熱冷卻管路、X軸絲杠螺母冷卻管路、Y軸絲杠螺母冷卻管路、Y軸伺服電機冷卻管路組成的單向油路，能適應機床的整體結構。

使用本發明可以達到以下有益效果：加工中心通過設置主要由流經主軸箱裝置、進給機構的獨立的單向油路組成的恒溫系統，對主軸箱、主軸及X、Y、Z各軸進給絲杠螺母和伺服電機進行全領域冷卻，冷卻范圍全面，降低了主軸、進給絲杠發生受熱變形，提高了加工精度，減少了零部件受熱損壞。

附圖說明

圖1是本發明原理示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細描述。

如圖1所示，本發明包括油箱11、主軸箱冷卻裝置、進給機構冷卻裝置和實現恒定油溫冷卻的精密油冷機8，精密油冷機8的出口通過管路連入油箱11中的冷卻油，主軸箱冷卻裝置包括第一冷卻泵9和第一冷卻管路，第一冷卻管路包括依次連接組成單向油路的第一出油管路6、主軸裝置冷卻管路和第一回油管路12，主軸裝置冷卻管路包括進口和出口設置于主軸箱1表面的主軸箱管路2、主軸軸承冷卻管路3和主軸內置電機冷卻管路4，形成從主軸箱管路2進口進入、中間連接主軸箱管路2、主軸軸承冷卻管路3和主軸內置電機冷卻管路4、從主軸箱管路2出口排出的單向油路，所述第一冷卻泵9設置于第一冷卻管路的第一出油管路6，主軸箱管路2的其中一段管路設置于主軸箱1位于與進給機構滑塊連接安裝的部位；所述進給機構冷卻裝置包括第二冷卻泵10和第二冷卻管路，第二冷卻管路包括依次連接組成單向油路的第二出油管路7、進給機構冷卻管路和第二回油管路13，進給機構冷卻管路為通過連接管依次連接Z軸絲杠螺母冷卻管路15、Z軸伺服電機隔熱冷卻管路14、X軸伺服電機隔熱冷卻管路19、X軸絲杠螺母冷卻管路16、Y軸絲杠螺母冷卻管路17、Y軸伺服電機冷卻管路18組成的單向油路，所述的第二冷卻泵10設置于所述的第二冷卻管路的第二出油管路7；所述的第一出油管路6和第二出油管路7連接所述油箱11中的冷卻油，所述的第一回油管路12和第二回油管路13均與所述的精密油冷機8的進口連接。通過第一冷卻泵9和第二冷卻泵10，將油箱11中的冷卻油抽取壓入第一出油管路6和第二出油管路7，冷卻油經第一冷卻管路和第二冷卻管路后流入精密油冷機8，將主軸箱1裝置、進給機構產生的熱量帶離，并由精密油冷機8對攜帶大量熱量的冷卻油進行冷卻處理，使冷卻油冷卻到設定的溫度，然后將冷卻油輸送回油箱11，以備冷卻循環使用，油箱11內安裝有液位控制裝置5，當油箱11內的液面低于所述要求最低液面時，液位控制裝置5會發生報警，提示操作人員及時補充油液。