[發明專利]一種機床主軸冷卻裝置和機床

在審

• 申請號: 202110305633.3
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112975570A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 楊海峰;張世洋;高吉科;湯秀清
• 申請（專利權）人: 廣州市昊志機電股份有限公司
• 主分類號: B23Q11/12
• 分類號: B23Q11/12
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種機床主軸冷卻裝置和機床，包括：主軸組件，包括主軸箱體和軸芯，所述軸芯通過軸承支承于所述主軸箱體；冷卻系統，包括壓縮機、冷凝器、節流部件和冷卻環，所述冷卻環內部設有冷媒流道，所述壓縮機、冷凝器、節流部件和冷卻環通過冷媒管線連接形成回路，所述冷卻環安裝于所述主軸箱體，并位于所述軸承的外周。本裝置將冷媒直接引入軸承的外周，通過冷媒的汽?液轉換，迅速制冷，達到快速控制軸承溫度的目的，很好的解決了主軸在不同加工工序中產生的不穩定溫升進行控制，使得主軸軸承始終在最佳狀態運行，因此，能有效提高主軸的使用壽命、加工精度以及穩定性。

技術領域

本發明用于機床領域，特別是涉及一種機床的附件，具體為一種機床主軸冷卻裝置和機床。

背景技術

為提高高速運轉下的主軸軸承的壽命和主軸切削穩定性，就要使軸承在最佳的有效游隙狀態下工作，游隙是指軸承的滾動體與軸承內外圈殼體之間的間隙，軸承中存在游隙是為了保證軸承得以靈活無阻的運轉，但同時也要求能保證軸承運轉平穩，最佳的有效游隙會使承擔載荷的滾動體數目盡可能的多。因此，軸承游隙對軸承動態性能，回轉精度，使用壽命，承載力都有很大的影響，而主軸裝配后的初始游隙并非有效游隙，即并不是工作狀態下的游隙，而工作狀態下的有效游隙，是在一定的載荷作用下，達到一定溫升的穩定運轉狀態下存在的，因此，能否控制軸承工作溫度是其能否在最佳狀態下工作的重要指標。常見的主軸冷卻裝置，冷卻液從主軸整個主軸箱體表面流通或噴淋進行降溫，由于現有的主軸冷卻裝置采用水冷，或油冷，冷卻效率低，且無法快速實現對軸承的降溫、控溫。對于主軸由于承受不同的加工負載所產生的不同的溫度不能快速反應、控制，長期以往，高速運轉的軸承，不能在穩定的狀態下運轉，會加速軸承的疲勞損壞。主軸在加工時，精度會下降，且造成主軸的震動、異響，頻繁的溫度變化使軸承使用壽命降低甚至損壞。

發明內容

本發明的目的在于至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種機床主軸冷卻裝置和機床。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

第一方面，一種機床主軸冷卻裝置，包括：

主軸組件，包括主軸箱體和軸芯，所述軸芯通過軸承支承于所述主軸箱體；

冷卻系統，包括壓縮機、冷凝器、節流部件和冷卻環，所述冷卻環內部設有冷媒流道，所述壓縮機、冷凝器、節流部件和冷卻環通過冷媒管線連接形成回路，所述冷卻環安裝于所述主軸箱體，并位于所述軸承的外周。

結合第一方面，在第一方面的某些實現方式中，所述軸承包括前軸承和后軸承，所述冷卻環包括設在所述前軸承外周的第一冷卻環和設在所述后軸承外周的第二冷卻環。

結合第一方面和上述實現方式，在第一方面的某些實現方式中，所述主軸箱體的前端面開設環繞所述前軸承的第一環槽，所述第一冷卻環沿軸向套裝于所述第一環槽。

結合第一方面和上述實現方式，在第一方面的某些實現方式中，所述第一冷卻環通過耐高溫硅膠覆蓋并限定于所述第一環槽中。

結合第一方面和上述實現方式，在第一方面的某些實現方式中，所述主軸箱體的后端的外周面開設環繞所述后軸承的第二環槽，所述第二冷卻環包括第二冷卻環A和第二冷卻環B，所述第二冷卻環A和第二冷卻環B均呈半圓環形，所述第二冷卻環A和第二冷卻環B具有獨立的冷媒流道，所述第二冷卻環A和第二冷卻環B沿周向布置于所述第二環槽。

結合第一方面和上述實現方式，在第一方面的某些實現方式中，所述第二冷卻環A和第二冷卻環B通過耐高溫硅膠覆蓋并限定于所述第二環槽中。

結合第一方面和上述實現方式，在第一方面的某些實現方式中，還包括：

溫度傳感器，安裝于所述主軸箱體，并位于所述前軸承和后軸承的外周；

溫度控制器，所述溫度傳感器、壓縮機均與所述溫度控制器連接。