一种具有冷却系统的AC摆头和数控机床的制作方法

本技术涉及数控机床设备，具体涉及一种具有冷却系统的ac摆头和数控机床。

背景技术：

1、摆头技术在数控机床领域处于核心地位，是实现五轴联动加工的核心技术，广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械、3c电子等高端制造领域。数控机床摆头技术集传统电主轴、伺服驱动、液压驱动、直驱电机等技术于一体，是数控机床领域的重要创新。

2、然而，摆头运转过程中产生的热量是制约其性能与精度的关键问题，其散热与冷却技术的突破将直接决定未来高端制造的加工精度与效率。其中，直驱电机部分产生的电磁损耗，是摆头内部热量的主要来源之一。如cn221828753u，摆头壳体内设有对a轴电机进行冷却的散热组件，散热组件包括螺旋缠绕在电机外的导热管，冷却效率低，结构复杂；cn202701905u，公开了一种主轴的冷却系统，包括制冷机、冷却液箱、输出管，冷却效率低，占地面积大。

3、由于现有技术中的摆头存在内部热量无法有效散出，导致冷却散热效率低，等技术问题，因此本实用新型研究设计出一种具有冷却系统的ac摆头和数控机床。

技术实现思路

1、因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的摆头存在内部热量无法有效散出，导致冷却散热效率低的缺陷，从而提供一种具有冷却系统的ac摆头和数控机床。

2、为了解决上述问题，本实用新型提供一种具有冷却系统的ac摆头，其包括：

3、ac摆头箱体、a轴组件和c轴组件，所述ac摆头箱体具有第一安装位置，所述a轴组件被安装固定到所述第一安装位置上，所述ac摆头箱体具有第二安装位置，所述c轴组件被安装固定到所述第二安装位置上，所述第一安装位置处和/或所述a轴组件上还设置有第一冷却流道，所述第一冷却流道中能流通冷媒流体，以能对所述a轴组件进行散热冷却，所述第二安装位置处和/或所述c轴组件上还设置有第二冷却流道，所述第二冷却流道中能流通冷媒流体，以能对所述c轴组件进行散热冷却。

4、在一些实施方式中，

5、还包括压缩机a和压缩机c，所述ac摆头箱体还具有第三安装位置和第四安装位置，所述压缩机a设置于所述第三安装位置处，且所述压缩机a能与所述第一冷却流道连通，为所述第一冷却流道提供冷媒流体，所述压缩机c设置于所述第四安装位置处，且所述压缩机c能与所述第二冷却流道连通，为所述第二冷却流道提供冷媒流体。

6、在一些实施方式中，

7、所述第一安装位置包括第一安装槽的结构，所述a轴组件的至少部分结构插设于所述第一安装槽中，所述第一安装槽的内壁上设置所述第一冷却流道，所述压缩机a的出口的冷媒能流至所述第一冷却流道中，以在所述第一冷却流道中流动对所述a轴组件换热。

8、在一些实施方式中，

9、所述第二安装位置包括第二安装槽的结构，所述c轴组件的至少部分结构插设于所述第二安装槽中，

10、所述c轴组件包括c轴转轴，所述c轴转轴上设置有所述第二冷却流道，所述压缩机c的出口的冷媒能流至所述第二冷却流道中，以在所述第二冷却流道中流动对所述c轴组件换热。

11、在一些实施方式中，

12、所述第二冷却流道包括位于所述c轴转轴的内壁与外壁之间的第一流通通道和位于所述c轴转轴的外壁上的第二流通通道，所述第一流通通道的进气端能与所述压缩机c连通，所述第一流通通道的出气端能与所述压缩机a连通，所述第二流通通道与所述第一流通通道连通，所述第二流通通道为至少一个。

13、在一些实施方式中，

14、所述第三安装位置为第三安装槽的结构，所述第三安装槽的一侧壁上设置有第三冷却流道，所述压缩机a的出口的冷媒流动至所述第三冷却流道中，以在所述第三冷却流道中流动释放热量，所述第四安装位置为第四安装槽的结构，所述第四安装槽的一侧壁上设置有第四冷却流道，所述压缩机c的出口的冷媒流动至所述第四冷却流道中，以在所述第四冷却流道中流动释放热量。

15、在一些实施方式中，

16、所述ac摆头箱体上还开设有第五槽，所述第五槽位于所述第三安装槽与所述第四安装槽之间，所述第五槽包括第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁相对于所述第二侧壁靠近所述第三冷却流道，所述第二侧壁相对于所述第一侧壁靠近所述第四冷却流道，所述第一侧壁上开设有第五冷却流道，所述第五冷却流道能流通空气，以能与所述第三冷却流道中的冷媒换热，所述第二侧壁上开设有第六冷却流道，所述第六冷却流道中能流通空气，以能与所述第四冷却流道中的冷媒换热。

17、在一些实施方式中，

18、所述第五槽沿竖直方向向上贯穿至所述第二安装位置，所述第五槽在水平方向贯穿至所述ac摆头箱体的a轴安装面，所述a轴安装面位于所述第一安装位置的上方；所述第五冷却流道包括多个平行且连通的第五子流道，所述第三冷却流道包括多个平行且连通的第三子流道，所述第五子流道与所述第三子流道夹设45°~135°的夹角，所述第六冷却流道包括多个平行且连通的第六子流道，所述第四冷却流道包括多个平行且连通的第四子流道，所述第六子流道与所述第四子流道夹设45°~135°的夹角；

19、所述第三冷却流道与所述第五冷却流道之间为所述ac摆头箱体的实体结构，所述第三冷却流道与所述第五冷却流道通过该部分实体结构进行传热，所述第四冷却流道与所述第六冷却流道之间也为所述ac摆头箱体的实体结构，所述第四冷却流道与所述第六冷却流道通过该部分实体结构进行传热。

20、在一些实施方式中，

21、所述ac摆头箱体上还设置有第一进气孔、第一出气孔、第二进气孔和第二出气孔，所述第一进气孔从所述ac摆头箱体的上端贯穿至与所述第五冷却流道的进口端连通，所述第一出气孔从所述ac摆头箱体的上端贯穿至与所述第五冷却流道的出口端连通，所述第二进气孔从所述ac摆头箱体的上端贯穿至与所述第六冷却流道的进口端连通，所述第二出气孔从所述ac摆头箱体的上端贯穿至与所述第六冷却流道的出口端连通。

22、在一些实施方式中，

23、还包括膨胀阀a和膨胀阀c，所述膨胀阀a连通在所述第三冷却流道的出口与所述第一冷却流道的进口之间，使得经过所述第三冷却流道放热后的冷媒进入所述膨胀阀a中膨胀节流，再进入所述第一冷却流道中吸热；

24、所述膨胀阀c连通在所述第四冷却流道的出口与所述第二冷却流道的进口之间，使得经过所述第四冷却流道放热后的冷媒进入所述膨胀阀c中膨胀节流，再进入所述第二冷却流道中吸热。

25、在一些实施方式中，

26、所述膨胀阀a也设置于所述第三安装位置，所述膨胀阀c也设置于所述第四安装位置，

27、当所述第二冷却流道包括位于所述c轴转轴的内壁与外壁之间的第一流通通道和位于所述c轴转轴的外壁上的第二流通通道时：

28、所述ac摆头箱体的内部还设置有第一连通通道、第二连通通道、连接孔a和连接孔c，所述第一连通通道的一端与所述压缩机a的入口端连通，所述第一连通通道的另一端通过所述连接孔a与所述第一流通通道的出气端连通，所述第二连通通道的一端与所述膨胀阀c的出口端连通，所述第二连通通道的另一端通过所述连接孔c与所述第一流通通道的进气端连通。

29、在一些实施方式中，

30、当所述第一安装位置包括第一安装槽的结构，所所述第一安装槽的内壁上设置所述第一冷却流道时：

31、所述第一安装槽的内壁上设置有至少一个所述第一冷却流道，所述ac摆头箱体的内部还设置有第三连通通道和第四连通通道，所述第三连通通道的一端与所述膨胀阀a的出口端连通，所述第三连通通道的另一端与所述第一冷却流道的进口端连通，所述第四连通通道的一端与所述压缩机c的进口端连通，所述第四连通通道的另一端与所述第一冷却流道的出口端连通。

32、本实用新型还提供一种数控机床，其包括前述的具有冷却系统的ac摆头。

33、本实用新型提供的一种具有冷却系统的ac摆头和数控机床具有如下有益效果：

34、1.本实用新型通过采用在ac摆头箱体和/或a轴组件和/或c轴组件上设置第一和第二冷却流道，以能分别通入冷媒，从而分别对a轴组件和c轴组件进行冷却降温，形成分体式封闭循环回路的ac摆头冷却结构，利用制冷剂在高压与低压之间的状态及温度变化，在流经电机发热部位时吸收热量，实现高效热交换，该结构能够显著提升ac摆头电机的冷却效率，延长设备使用寿命，提升加工精度与系统稳定性，达到高效、稳定、安全运行的技术效果；有效解决现有技术中的摆头存在内部热量无法有效散出，导致冷却散热效率低的问题。

35、2. 本实用新型还进一步通过在ac摆头箱体上的第三和第四位置处分别设置压缩机a和压缩机c，从而在ac摆头内部设置两个压缩机，以在摆头内部形成封闭的循环回路结构，结合双压缩机制冷剂循环系统，针对摆头a、c轴直驱电机位置进行独立冷却，避免了传统冷却方式中冷却流道需与外部系统连接所带来的旋转密封与管路布局难题；本实用新型提出一种摆头内部的双压缩机制冷剂冷却方法，有两个压缩机串联行程冷却回路，形成二级压缩循环系统，从而实现电机位置的高效、快速降温。

36、3.本实用新型通过在第三安装位置和第四安装位置之间设置的第五槽，在第五槽上分别设置第五和第六冷却流道，第五冷却流道中流入空气，以能与第三安装位置的第三冷却流道中的冷媒进行换热，保证将热量朝外部进行散出，第六冷却流道中流入空气，以能与第四安装位置的第四冷却流道中的冷媒进行换热，保证将热量朝外部进行散出，从而有效地将ac摆头的a轴组件的热量和c轴组件的热量通过第五槽的空气流动进行导出，并且结合两个压缩机和两个膨胀阀形成封闭的内部制冷剂循环回路，保证在ac摆头运行过程中持续有效地将内部热量朝外散出的效果，提高对ac摆头的散热效率。