一种具有自动冷却功能的数控机床的制作方法

1.本发明涉及数控机床相关设备领域，特别是一种具有自动冷却功能的数控机床。


背景技术：

2.数控机床在加工工件过程中所用的切削液其主要作用是用来对刀具和加工工件进行冷却，在冷却的过程中切削液将刀具和工件上的热量不断带走，而自身温度就会不断升高，需要对切削液进行冷却处理。
3.在专利cn201711398713
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一种数控机床用切削液冷却装置中，通过设置冷却泵、连接管、旋转管、分流管、散流器、传动皮带盘、电机、转轴、驱动皮带盘、传动皮带、冷风管、冷风电机、冷风转轴、风扇、冷却器、导热层和喷洒泵之间的相互配合，使数控机床用切削液冷却装置的冷却效果变的更好，使切削液所带出的热量能够及时且彻底的被散去；通过设置密封垫和密封环起到了密封的作用，使旋转管在转动的时候更好的与连接管相连接，通过设置轴承降低了旋转管与冷却箱之间的摩擦力，使旋转管转动的更加流畅。
4.但是由于数控机床在加工过程中，刀具和工件的温度过高，使用风冷对切削液进行降温时，由于风冷的降温速度较低，导致冷却液的冷却效果较慢，无法快速降低冷却液的温度，影响数控机床刀具和工件的降温效果。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种具有自动冷却功能的数控机床。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具有自动冷却功能的数控机床，包括箱体和安装在箱体内侧表面上的保温材料，所述箱体上方设有切削液过滤装置，所述箱体内部上方设有多重螺旋循环水冷装置，所述箱体内部一端设有半导体制冷装置，所述箱体内部下方设有切削液存放装置；所述多重螺旋循环水冷装置包括所述箱体内部上方安装有水冷下挡板，所述水冷下挡板上表面外端安装有外筒体，所述水冷下挡板上表面中心处安装有内筒体，所述外筒体套装在内筒体上，所述水冷下挡板上表面安装有若干冷却筒体，所述若干冷却筒体位于外筒体和内筒体之间，所述若干冷却筒体依次套装在一起，所述最内端的冷却筒体套装在内筒体上，所述最外端的冷却筒体位于外筒体内部，所述水冷下挡板上方设有水冷上挡板，所述水冷上挡板与外筒体、内筒体、冷却筒体固定连接，所述内筒体和冷却筒体的外侧表面上安装有螺旋挡板，所述螺旋挡板的宽度低于相邻两个冷却筒体之间的间距，所述螺旋挡板的外端套装有螺旋式密封垫，所述螺旋式密封垫与相邻的冷却筒体的内侧表面滑动连接，所述最外端冷却筒体上的螺旋式密封垫与外筒体的内侧表面滑动连接，所述水冷上挡板上表面安装有若干切削液进管，所述切削液进管均匀分布在水冷上挡板的上表面上，所述切削液进管位于两个冷却筒体之间，所述水冷上挡板上表面安装有若干冷却水出管，所述冷却水出管均匀分布在水冷上挡板的上表面上，所述冷却水出管位于两个冷却筒体之间、冷却筒体与外筒体之间和冷却筒体与内筒体之间，所述冷却水出管和切削液进管交错
分布，所述水冷下挡板上安装有若干切削液出管和冷却水进管，所述切削液出管与切削液进管的位置相对应，所述冷却水进管与冷却水出管的位置相对应，所述内筒体的内部填充有保温材料；所述半导体制冷装置包括所述外筒体一侧侧表面上方安装有冷却箱体，所述冷却箱体内部设有冷却水，所述冷却箱体的一侧侧表面上安装有半导体制冷器，所述半导体制冷器的制冷端位于冷却箱体内部，所述半导体制冷器的制热端位于箱体外，所述半导体制冷器的制冷端和制热端安装有散热器，所述半导体制冷器制热端的散热器上安装有散热风扇，所述制冷箱体的上方安装有冷却水回流管，所述冷却水回流管与冷却水出管固定连接，所述制冷箱体的下方安装有冷却水流出管，所述冷却水流出管与冷却水进管固定连接，所述箱体的一侧侧表面上安装有循环水泵，所述循环水泵与冷却水流出管固定连接。
7.进一步的，所述切削液存放装置包括所述箱体内部下方安装有切削液存放箱，所述切削液存放箱与切削液出管固定连接，所述切削液存放箱内设有切削液，所述切削液存放箱的侧表面下方安装有切削液排出管，所述箱体另一侧侧表面上安装有切削液泵，所述切削液泵安装在切削液排出管上。
8.进一步的，所述切削液过滤装置包括所述箱体上方中心处一侧安装有切削液过滤箱，所述切削液过滤箱的下表面与切削液进管固定连接，所述切削液过滤箱内部上方设有筛网支撑座，所述筛网支撑座上安装有过滤筛网，所述切削液过滤箱内部下方安装有过滤棉。
9.进一步的，所述冷却水的流动方式由下向上。
10.进一步的，所述切削液的流动方式由上到下。
11.进一步的，所述冷却筒体之间的冷却水和切削液交错分布。
12.进一步的，所述冷却筒体的数量为偶数。
13.进一步的，所述螺旋挡板与冷却筒体和外筒体之间通过螺旋式密封垫进行密封。
14.进一步的，所述水冷上挡板由若干环形挡板和一个圆形挡板焊接拼成。
15.进一步的，所述位于箱体外部的冷却水流出管和切削液排出管外表面上安装有保温套。
16.利用本发明的技术方案制作的一种具有自动冷却功能的数控机床，具有以下有益效果：本发明，通过切削液和冷却水在冷却筒体两侧进行螺旋式的流动进行热交换，使切削液能够通过两侧的冷却水进行冷却，从而加快切削液的冷却速度，而通过保温材料对箱体内部进行保温，并通过半导体制冷器对冷却水进行降温冷却，从而提高装置的热交换效率。
17.本发明，通过将半导体制冷器的制热端、循环水泵、切削液泵放置在箱体外部，从而避免半导体制冷器的制热端、循环水泵、切削液泵工作时产生的热量对箱体内部的切削液和冷却水产生影响，以保证切削液的温度恒定，从而保证切削液对刀具的冷却效果。
18.本发明，通过切削液的向下流动、冷却水的向上流动，从而使切削液在冷却过程中，能够冷却更加充分，保证装置的冷却效果，同时由于切削液的多重冷却，可以加快切削液的冷却效果，使装置能够向数控机床提供大量冷切后的切削液，从而可以提高切削液的排除流量，再次增加对刀具和工件的冷却效果。
附图说明
19.图1是本发明所述一种具有自动冷却功能的数控机床的结构示意图；图2是本发明所述多重螺旋循环水冷装置的示意图；图3是本发明所述水冷上挡板的示意图；图4是本发明所述多重螺旋循环水冷装置的拆解示意图；图5是本发明所述半导体制冷装置的示意图；图中，1、箱体；2、保温材料；3、水冷下挡板；4、外筒体；5、内筒体；6、冷却筒体；7、水冷上挡板；8、螺旋挡板；9、螺旋式密封垫；10、切削液进管；11、冷却水出管；12、切削液出管；13、冷却水进管；14、冷却箱体；15、冷却水；16、半导体制冷器；17、散热器；18、散热风扇；19、冷却水回流管；20、冷却水流出管；21、循环水泵；22、切削液存放箱；23、切削液；24、切削液排出管；25、切削液泵；26、切削液过滤箱；27、筛网支撑座；28、过滤筛网；29、过滤棉；30、保温套。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1
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5所示。
21.在本装置中，装置通过与数控机床的电源接入端电性连接进行供电，数控机床的电源接入端与半导体制冷器16、散热风扇18、循环水泵21和切削液泵25的电源接入端电性连接，数控机床的控制器通过继电器或晶体管与半导体制冷器16、散热风扇18、循环水泵21和切削液泵25的控制信号接入端电性连接，从而控制整个装置的运行。
22.本方案的创造点在于多重螺旋循环水冷装置的结构设计，结合附图1、附图2、附图3和附图4，多重螺旋循环水冷装置包括箱体1内部上方安装有水冷下挡板3，水冷下挡板3上表面外端安装有外筒体4，水冷下挡板3上表面中心处安装有内筒体5，外筒体4套装在内筒体5上，水冷下挡板3上表面安装有若干冷却筒体6，若干冷却筒体6位于外筒体4和内筒体5之间，若干冷却筒体6依次套装在一起，最内端的冷却筒体6套装在内筒体5上，最外端的冷却筒体6位于外筒体4内部，水冷下挡板3上方设有水冷上挡板7，水冷上挡板7与外筒体4、内筒体5、冷却筒体6固定连接，内筒体5和冷却筒体6的外侧表面上安装有螺旋挡板8，螺旋挡板8的宽度低于相邻两个冷却筒体6之间的间距，螺旋挡板8的外端套装有螺旋式密封垫9，螺旋式密封垫9与相邻的冷却筒体6的内侧表面滑动连接，最外端冷却筒体6上的螺旋式密封垫9与外筒体4的内侧表面滑动连接，水冷上挡板7上表面安装有若干切削液进管10，切削液进管10均匀分布在水冷上挡板7的上表面上，切削液进管10位于两个冷却筒体6之间，水冷上挡板7上表面安装有若干冷却水出管11，冷却水出管11均匀分布在水冷上挡板7的上表面上，冷却水出管11位于两个冷却筒体6之间、冷却筒体6与外筒体4之间和冷却筒体6与内筒体5之间，冷却水出管11和切削液进管10交错分布，水冷下挡板3上安装有若干切削液出管12和冷却水进管13，切削液出管12与切削液进管10的位置相对应，冷却水进管13与冷却水出管11的位置相对应，内筒体5的内部填充有保温材料2；通过外筒体4、冷却筒体6和内筒体5的设置，使冷却水15和切削液23能够交错的分布在冷却筒体6的两侧，从而使切削液23能够受到两侧的冷却水15的冷却，提高冷却效果，同时又可以增加切削液23的冷却量，使装置可以提供更多冷却后的切削液23，再通过螺旋挡板8好螺旋式密封垫9的使用，使冷却水15和切削液23能够进行螺旋流动，从而增加冷却水15和切削液23的流程，使热交换更加充
分，同时冷却水15从下向上流动，切削液23从下向上流动，再次提高切削液23冷却效果，而通过冷却上挡板7、螺旋挡板8和螺旋式密封垫9的使用，可以使装置制作方便，降低装置制造的困难度。
23.本方案的创造点在于半导体制冷装置的结构设计，结合附图1和附图5，半导体制冷装置包括外筒体4一侧侧表面上方安装有冷却箱体14，冷却箱体14内部设有冷却水15，冷却箱体14的一侧侧表面上安装有半导体制冷器16，半导体制冷器16的制冷端位于冷却箱体14内部，半导体制冷器16的制热端位于箱体外，半导体制冷器16的制冷端和制热端安装有散热器17，半导体制冷器16制热端的散热器17上安装有散热风扇18，制冷箱体1的上方安装有冷却水回流管19，冷却水回流管19与冷却水出管11固定连接，制冷箱体1的下方安装有冷却水流出管20，冷却水流出管20与冷却水进管13固定连接，箱体1的一侧侧表面上安装有循环水泵21，循环水泵21与冷却水流出管20固定连接，通过半导体制冷器16的使用，可以对冷却水15进行制冷，同时将半导体制冷器16的制热端放置到箱体1的外部，可以避免半导体制冷器16的制热端对冷却水15和切削液23产生影响。
24.本方案的创造点在于切削液存放装置的结构设计，结合附图1，切削液存放装置包括箱体1内部下方安装有切削液存放箱22，切削液存放箱22与切削液出管12固定连接，切削液存放箱22内设有切削液23，切削液存放箱22的侧表面下方安装有切削液排出管24，箱体1另一侧侧表面上安装有切削液泵25，切削液泵25安装在切削液排出管24上；通过将切削液泵25放置到箱体1的外部，可以避免切削液泵25工作产生的热量对冷却后的切削液23产生影响。
25.在本装置中，切削液过滤装置通过过滤筛网28进行过滤切削液23中所携带的碎屑，再通过过滤棉29进行过滤切削液23中的杂质，从而使过滤后的切削液进行冷却工作。
26.在本装置中，冷却水15的流动方式由下向上，切削液23的流动方式由上到下；可以保证切削液23冷却的更加充分彻底，从而保证刀具和工件的冷却效果。
27.在本装置中，冷却筒体6之间的冷却水15和切削液23交错分布，使切削液23能够受到两侧的冷却水15进行冷却，充分提高切削液23的冷却效率。
28.在本装置中，冷却筒体6的数量为偶数，可以保证外筒体4与冷却筒体6之间和内筒体5与冷却筒体6之间流动的为冷却水15，从而使冷却液23能够两侧进行热交换进行冷却。
29.在本装置中，螺旋挡板8与冷却筒体6和外筒体4之间通过螺旋式密封垫9进行密封，便于装置的制造，同时也可以保证切削液23和冷却水15充分的冲刷螺旋挡板12和冷却筒体6，保证换热效果。
30.在本装置中，水冷上挡板7由若干环形挡板和一个圆形挡板焊接拼成，便于装置的制造，方便工作人员焊接组装。
31.在本装置中，位于箱体1外部的冷却水流出管20和切削液排出管24外表面上安装有保温套30，充分避免外界对冷却水15和切削液23的影响，保证冷却效果。
32.工作原理：当需要使用本装置时，将装置安装到数控机床一侧的地面上，并将数控机床上的切削液排放管道放置到切削液过滤箱26内，再通过软管将切削液排出管24与数控机床上的切削液喷头进行连接，而后将装置与数控机床电性连接，并通过数控机床的控制器控制装置的运行。
33.当数控机床开始进行加工时，此时数控机床的控制器控制半导体制冷器16、散热风扇18、循环水泵21和切削液泵25开始工作；循环水泵21的工作，使循环水泵21通过冷却水流出管20开始从冷却箱体14内吸取冷却水15，并通过冷却水流出管20输送到冷却水进管13内，而后使冷却水15进入到水冷下挡板3的上方，并使冷却水15进入到外筒体4与冷却筒体6之间、内筒体5与冷却筒体6之间和相邻两个冷却筒体6之间，并通过螺旋挡板8和螺旋式密封垫9的设置，使冷却水15按照螺旋的流动方式开始进行流动，并随着流动而进行上升，而后通过冷却水出管11排放到水冷上挡板7的上方，而后通过冷却水回流管19流回冷却箱体14内；同时由于半导体制冷器16的工作，使半导体制冷器16的制冷端开始进行制冷，并通过冷却水15的流动冲刷半导体制冷器16制冷端的散热器17，从而对冷却水15进行制冷，而半导体制冷器16的制热端则通过散热器17进行散热，并通过散热风扇18的工作，使外界空气冲刷散热器17，从而加快散热器17的散热效果，使半导体制冷器16能够持续高效率的工作，通过半导体制冷器16的持续工作，并通过循环水泵21带动冷却水15的循环流动，使冷却水15的温度逐渐降低，从而使冷切水15的温度远远低于切削液23的温度；而切削液泵25的工作，使切削液泵25通过切削液排出管24从切削液存放箱22抽取切削液23，并将切削液23通过切削液排出管24和软管将切削液23输送到数控机床的切削液喷头内，而后通过切削液喷头将切削液23喷洒到刀具和工件上，从而对正在进行加工工作的刀具和工件进行冷却工作，而喷洒处的切削液23通过自身的流动，并通过数控机床上的切削液排放管道将喷洒后的切削液23排放到切削液过滤箱26内，由于切削液23的流动会携带杂质和碎屑，当切削液23进入到切削液过滤箱26内后，通过过滤筛网28的初步过滤，对切削液23中的碎屑进行过滤，而后切削液23通过过滤棉29对切削液23中携带的杂质进行过滤，从而使过滤后的切削液23通过切削液过滤箱23进入到切削液进管13内，而后通过切削液进管13进入到冷却筒体6之间，此时由于切削液23冲刷刀具和工件，使得切削液23的温度上升，当切削液23进入到冷却筒体6之间后，通过切削液23沿着螺旋挡板8进行螺旋式的流动，使切削液23充分的冲刷螺旋挡板9和两侧的冷却筒体6，而两侧的冷却筒体6通过冷却后的冷却水15的冲刷，使切削液23开始进行热交换工作，从而使切削液23通过流动逐渐降低自身的温度，随着切削液23的逐渐流动，切削液23两侧冷却筒体6内的冷却水15的温度越来越低，使得切削液23的温度逐渐降低，最后切削液23通过切削液出管12排放到切削液存放箱22内，从而完成循环流动；通过半导体制冷器16的持续工作对冷却水15进行冷却工作，同时循环水泵21的工作，使冷却水15从下到上流过冷却筒体6，而切削液23通过切削液泵25的工作对刀具和工件进行冷却，而后流回到箱体1内进行循环流动，切削液23在循环流动过程中，通过流动到冷却筒体6之间，使切削液23由上到下进行流动，通过切削液23和冷却水15流动进行热交换工作，并且通过螺旋挡板8增加切削液23和冷却水15的流程，使切削液23和冷却水15进行充分的热交换，从而降低切削液23的温度，同时切削液23通过两侧的冷却水15同时吸热，再次提高切削液23的冷却效果，从而再次降低切削液23的温度，同时由于切削液23通过多重的流动冷却，使切削液23的冷却流量较大，故，使得相对于传统的切削液冷却机构来说，本装置切削液23的冷却量更大，使得本装置可以排出更多的切削液23，从而使刀具和工件在同一时间内，能够受到更多的切削液23进行冲刷降温，从而保护刀具和工件；
同时本装置由于半导体制冷器16的制热端位于箱体1的外部，并且循环水泵21和切削液泵25页位于箱体1的外部，而箱体1内部又设置有保温材料2，使得箱体1的内部与外界隔离，同时半导体制冷器16、循环水泵21和切削液泵25又不会对箱体1内部的温度产生影响，从而使箱体1内部的冷却水15和切削液23保持冷却后的温度，使切削液23和冷却水15在下次使用时，温度不会产生太大变化，从而保证切削液23的冷却效果和切削液23对刀具和工件的冷却效果。
34.在本装置中，由于冷却水流出管20有一部分位于箱体1的外部，同时切削液排出管24也位于箱体1的外部，通过保温套30的使用，可以对冷却水流出管20和切削液排出管24进行保温，从而避免冷却水15和切削液23因外界环境而产生较大的影响，从而保证切削液23和冷却水15的冷却效果。
35.由于本装置的切削液23的冷却量较大，故可以在数控机床内部设置多个切削液喷头，从而加快切削液23的排放，使刀具和工件能够受到更多的切削液23的冷却，保证刀具和工件能够充分的进行冷却。
36.在本装置规划总，由于水冷上挡板 7由若干的环形挡板和一个圆形挡板焊接组成，使得外筒体4、内筒体5和冷却筒体6在组装式能够更加的方便，而螺旋挡板8的密封通过螺旋式密封垫9，使得螺旋挡板8在焊接安装时也更加方便，从而便于装置的制造。
37.上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。