一种高效热交换散热主轴结构的制作方法

本发明属于主轴散热结构，具体是一种高效热交换散热主轴结构。

背景技术：

1、高速主轴单元是高速加工机床最为关键的部件，工作过程中主轴内部会产生热量，且主轴的转速越高热量越大，热量积聚会导致金属零件发生轻微的热膨胀而导致转轴不平衡导致加工零件的误差增大，而目前基本上采用水冷的方式对主轴外壳进行散热，但是这种方式散热效率低下；

2、另外位于壳体内部的热量难以向外散出的，主要集中在轴承处，轴承在高速转动摩擦而产生大量的热，会导致轴承内圈与外圈产生温差而导致滚珠的间隙加大，也会导致主轴平衡性下降，影响加工精度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高效热交换散热主轴结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种高效热交换散热主轴结构，包括主轴本体，所述主轴本体至少包括壳体，所述壳体中设有若干热交换管以及冷却水路结构；

4、所述热交换管用于吸收壳体对应轴承位置处的热量，并在壳体的中部形成待冷却部；

5、所述冷却水路结构用于吸收壳体的热量，且途经待冷却部吸收热交换管内的工质热量。

6、进一步的技术方案，沿壳体的长度方向，位于壳体的外周一体成型有若干凸筋，所述凸筋为环形围绕壳体的外周设置；

7、每一条凸筋均设有若干第一凹槽，所述壳体对应第一凹槽设有第二凹槽，以及与第二凹槽同向延伸的第三凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽结合形成限位通道，所述热交换管穿入限位通道中，且热交换管与限位通道的内壁即第三凹槽的内壁充分接触。

8、进一步的技术方案，所述凸筋上固设有防尘罩。

9、进一步的技术方案，位于最前端的凸筋与壳体之间形成限位通道为入口，所述入口处设有密封件。

10、进一步的技术方案，所述主轴本体还包括转轴，所述转轴穿设在壳体之中，且分别与前轴承组件和后轴承组件连接，所述壳体中设有预紧组件，所述预紧组件作用在前轴承组件或/和后轴承组件上，用于抵消工作时产生热量导致间隙。

11、进一步的技术方案，所述后轴承组件包括至少两个前后堆叠的滚珠轴承；

12、所述预紧结构包括设在壳体内圆筒固定凸块，所述固定凸块的端部沿其周长方向设有若干弹簧，位于固定凸块的端面设有外预紧环，所述外预紧环与壳体内壁为间隙配合，且外预紧环端面设有抵触部，所述抵触部与其中一个滚珠轴承的外圈抵触；

13、所述滚珠轴承的内圈与转轴连接，所述转轴上设有内预紧环，所述内预紧环与同一个滚珠轴承的内圈接触，另一个滚珠轴承的内圈与壳体上的后端盖接触。

14、本发明的有益效果：

15、主轴在工作时所产生的热量主要是从轴承处向外扩散，热交换管覆盖壳体对应前后轴承的位置，工作时通过热交换管和冷却水路结构同时对壳体靠近轴承位置进行吸热降温，热交换管内的工质气化并向中间位置流动形成待冷却部，冷却水路结构的冷却水途经壳体的中部位置，吸收待冷却部的热量使热交换管内的工质冷凝液化回流至两端，重新参与散热工作，热交换管和冷却水路结构二者形成"内部吸热-外部排热"的协同散热机制，解决了传统仅靠壳体外部水冷时、内部热量难以传导至外部的瓶颈问题。

16、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

1.一种高效热交换散热主轴结构，包括主轴本体(1)，其特征在于：所述主轴本体(1)至少包括壳体(11)，所述壳体(11)中设有若干热交换管(2)以及冷却水路（3）结构；

2.根据权利要求1所述的一种高效热交换散热主轴结构，其特征在于：沿壳体(11)的长度方向，位于壳体(11)的外周一体成型有若干凸筋(12)，所述凸筋(12)为环形围绕壳体(11)的外周设置；

3.根据权利要求2所述的一种高效热交换散热主轴结构，其特征在于：所述凸筋(12)上固设有防尘罩(14)。

4.根据权利要求2所述的一种高效热交换散热主轴结构，其特征在于：位于最前端的凸筋(12)与壳体(11)之间形成限位通道(132)为入口(151)，所述入口(151)处设有密封件(152)。

5.根据权利要求1所述的一种高效热交换散热主轴结构，其特征在于：所述主轴本体(1)还包括转轴(16)，所述转轴(16)穿设在壳体(11)之中，且分别与前轴承组件(17)和后轴承组件(18)连接，所述壳体(11)中设有预紧组件(19)，所述预紧组件(19)作用在前轴承组件(17)或/和后轴承组件(18)上，用于抵消工作时产生热量导致间隙。

6.根据权利要求5所述的一种高效热交换散热主轴结构，其特征在于：所述后轴承组件(18)包括至少两个前后堆叠的滚珠轴承；