一种机床主轴的散热结构的制作方法

本技术属于机械加工设备，尤其涉及一种机床主轴的散热结构。

背景技术：

1、机床是用于加工金属或其他材料的设备，它通过切削、磨削、钻孔、铣削等手段，改变材料的形状、尺寸和表面质量。机床通常由多个组成部分和系统组成，包括主轴、刀架、工作台、驱动系统、控制系统等，机床主轴是机床中最关键的部分之一，它是负责承载和旋转刀具的组件，通常与电机直接连接，并通过一系列的传动装置（如齿轮、皮带、轴承等）实现旋转运动；

2、机床主轴在长时间工作过程中会不断的累积热量，传动的机床主轴冷却手段包括水冷和风冷，然而，水冷式需设计复杂冷却流道，易因密封失效导致冷却液泄漏，损坏主轴或影响加工精度，传统风冷则仅通过散热片、热管等整体散热，未针对轴承（主要热源）集中冷却，散热效率低，轴承过热导致精度下降，导致机床主轴仍然容易发生过热的现象，机床主轴的工作稳定性差，由此有必要做出改进。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种机床主轴的散热结构，以有效防止机床主轴出现过热的现象，提高机床主轴的工作稳定性。

2、有鉴于此，本实用新型提供一种机床主轴的散热结构，包括：

3、主轴体，所述主轴体的一端与机床的驱动系统连接，另一端用于安装刀架；

4、轴承，所述轴承具有多个并分布在主轴体的两端用于支撑主轴体的自重和加工载荷；

5、还包括：

6、散热外壳，所述散热外壳内设置有用于容纳主轴的容纳空间，所述散热外壳的两端设置有壳端盖；

7、定向冷却单元，所述定向冷却单元设置在轴承的内侧用于将冷却气体均匀喷射向轴承表面；

8、其中，所述轴承的内圈固定主轴体、外圈固定散热外壳，所述壳端盖与主轴体之间、轴承的内外圈之间均具有间隙供冷却气体流通。

9、在本技术方案中，通过散热外壳和定向冷却单元的设置，外部冷却气体由定向冷却单元引导输送并喷射至轴承的核心发热区域，冷却气体与轴承表面直接接触，通过对流换热快速吸收轴承工作过程中因摩擦产生的热量，使轴承温度维持在合理工作范围，避免因过热导致轴承材料硬度下降或润滑失效，吸收热量后的冷却气体（热气体）因密度降低，会沿轴承内外圈之间、壳端盖与主轴体之间的间隙向外扩散，相对于现有技术，本实用新型能够提升散热效率，保障主轴精度：通过定向冷却单元对轴承（主轴主要热源）进行集中冷却，避免传统风冷“整体散热”导致的热量集中问题；同时，冷却气体定向喷射至核心发热区域，换热效率较传统风冷显著提升，可有效防止轴承过热，避免因轴承精度下降导致的主轴径向跳动或轴向窜动，进而保障机床的加工精度，提高机床主轴的工作稳定性。

10、在上述技术方案中，进一步的，还包括：

11、通孔，所述通孔具有若干个并均匀分布在散热外壳的表面，所述通孔与容纳空间连通用于实现自然吸气与排气。

12、在上述技术方案中，进一步的，所述定向冷却单元还包括：

13、环形壳体，所述环形壳体通过散热外壳定位设置在轴承的内侧，所述环形壳体由第一壳体和第二壳体组合形成；

14、冷却气体流道，所述冷却气体流道设置在环形壳体中；

15、喷嘴，所述喷嘴具有若干个并沿环形壳体的周向均匀间隔分布在环形壳体朝向轴承一侧的表面；

16、其中，所述喷嘴的输入端与冷却气体流道连通，所述冷却气体流道用于将外部冷却气体输送至喷嘴。

17、在上述技术方案中，进一步的，还包括：

18、降噪件，所述降噪件设置在喷嘴的输出端用于降低气流噪音。

19、在上述技术方案中，进一步的，所述降噪件还包括：

20、安装槽，所述安装槽设置在喷嘴的输出端，所述安装槽沿喷嘴的轴向由喷嘴的输出端端面向喷嘴的输入端延伸分布；

21、降噪外壳，所述降噪外壳设置在安装槽中，所述降噪外壳由阻尼材料构成且降噪外壳内具有供冷却气体通过的轴向孔；

22、降噪内壳，所述降噪内壳呈具有多个开口的框架状，所述降噪内壳设置在降噪外壳中且同样具有供冷却气体通过的轴向孔。

23、本实用新型的有益效果是：

24、1.提升散热效率，保障主轴精度：通过定向冷却单元对轴承（主轴主要热源）进行集中冷却，避免传统风冷“整体散热”导致的热量集中问题；同时，冷却气体定向喷射至核心发热区域，换热效率较传统风冷显著提升，可有效防止轴承过热，避免因轴承精度下降导致的主轴径向跳动或轴向窜动，进而保障机床的加工精度（如零件尺寸公差、表面粗糙度）。

25、2.规避泄漏风险，提升使用安全性：相较于水冷式冷却结构，采用气体冷却，无需设计复杂的冷却液流道及密封结构，从根本上避免了因密封失效导致冷却液泄漏的问题，防止冷却液渗入主轴内部损坏轴承润滑系统或腐蚀主轴材料，同时减少因冷却液泄漏引发的设备故障停机时间，提升机床的使用安全性与可靠性。

26、3.简化结构设计，降低成本与维护难度：散热外壳、定向冷却单元等部件均采用可拆卸连接（如螺栓连接、粘接），便于安装与维护；冷却气体循环依赖自然吸气与通孔排气，无需额外设计抽气或导流装置，结构简化且降低制造成本；同时，定向冷却单元的环形壳体采用分体式设计（第一壳体+第二壳体），便于后期对冷却气体流道的清洁或维修，减少维护成本。

27、4.降低工作噪音，改善环境舒适度：传统风冷因气流喷射集中，易产生60db以上的气流噪音，长期影响操作人员的听力健康；通过降噪件的协同设计，可将气流噪音降低至50db以下，且不影响冷却效率，有效改善机床工作环境的舒适度，降低操作人员的劳动强度。

1.一种机床主轴的散热结构，包括：

2.根据权利要求1所述的一种机床主轴的散热结构，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的一种机床主轴的散热结构，其特征在于，所述定向冷却单元(4)还包括：

4.根据权利要求3所述的一种机床主轴的散热结构，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的一种机床主轴的散热结构，其特征在于，所述降噪件(5)还包括：