一种直驱摆头气冷却系统的制作方法

1.本发明涉及直驱摆头冷却技术领域，更具体的说是涉及一种直驱摆头气冷却系统。


背景技术：

2.在数控机床中，直驱摆头由于高速运转，在主轴箱侧面和z轴方向会产生热变形，热变形不但降低了摆头的寿命，还影响了加工精度。目前，现有的冷却直驱摆头内部各零部件所采用的冷却结构多为冷却水路结构，其结构大致包括螺旋水路、u型导向水槽水路和垂直循环水路三种形式。其中，垂直循环水路结构水路流通性不佳，冷却过程中极易产生冷却液回流现象；u型导向水槽水路改进了垂直循环水路的直角弯管型结构，解决了冷却液回流问题，但u型水路设计会造成冷却面积不均匀，冷却效果不佳的影响；螺旋水路结构是现有技术冷却效果较好的冷却方式，但采用液冷方式冷却直驱摆头的冷却面积较小，对密封技术要求较高且不能快速达到直驱摆头内部各零部件的冷却效果。同时，现有技术中对于直驱摆头在冷却温度控制方面上也存在不足，不能对电机的冷却效果进行实时有效的控制，使直驱摆头因高温出现热位移现象，降低了摆头的加工精度。
3.因此，如何提供一种散热面积广，气路流通性好，散热稳定且实时可调，有效抑制热变形的直驱摆头气冷却系统是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种直驱摆头气冷却系统，旨在解决上述背景技术中的问题之一，能够实现a轴壳体、c轴和a轴内部零部件的快速冷却。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种直驱摆头气冷却系统，包括：c轴、a轴、电主轴、主轴箱、a轴壳体、冷气机和冷却管路，所述电主轴安装于所述主轴箱内，所述a轴安装于所述a轴壳体的内部，所述c轴和a轴均为中空结构，所述冷却管路的一端与所述冷气机连接，所述冷却管路的另一端贯穿所述c轴的内部，并由所述a轴壳体的内部延伸至所述a轴的内部，位于所述c轴、a轴和主轴箱内部的冷却管路上具有气孔。
7.进一步地，在所述冷气机与c轴之间的所述冷却管路上依次设置有开关、泄压阀、保压阀和流量阀。
8.进一步地，该直驱摆头气冷却系统还包括热敏电阻温度传感器，所述热敏电阻温度传感器设于所述a轴壳体的内部，所述热敏电阻温度传感器用于监测所述a轴壳体内部的工作温度。
9.进一步地，该直驱摆头气冷却系统还包括控制器，所述控制器分别与所述泄压阀、保压阀、流量阀和热敏电阻温度传感器连接。
10.进一步地，位于所述a轴内部的冷却管路具有第一支管，位于所述c轴内部的冷却管路具有第二支管。
11.进一步地，所述第一支管和第二支管上均具有所述气孔。
12.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种直驱摆头气冷却系统，通过在c轴、a轴和a轴壳体的内部设置有冷却管路，并在冷却管路上设置有气孔，进而能够实现对c轴、a轴和a轴壳体内部的零部件快速冷却，通过第一支管和第二支管的设置，能够增大换热范围和换热面积，有助于快速冷却，提高散热效率，降低了热变形影响；通过热敏电阻温度传感器的设置，能够判断a轴壳体的内部温度，判断a轴壳体温度是否达到工作要求，进而避免发生冷却速率慢，周期较长的现象；通过采用泄压阀、保压阀和流量阀，在热敏电阻温度传感器的实时监测下，根据直驱摆头的实时温度，控制冷却气体的流量，有效地抑制主轴箱侧面热伸长且主轴箱z轴方向热位移量缩小一半左右，进而通过增强冷却效果以提高摆头的加工精度。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
14.图1为本发明提供的直驱摆头气冷却系统的结构示意图；
15.图2为本发明提供的图1中a的局部放大图；
16.图3为本发明提供的冷气机、冷却管路、泄压阀、保压阀和流量阀的连接关系示意图。
17.其中：1为c轴；2为a轴；3为电主轴；4为主轴箱；5为a轴壳体；6为冷气机；7为冷却管路；8为气孔；9为开关；10为泄压阀；11为保压阀；12为流量阀；13为热敏电阻温度传感器；14为第一支管；15为第二支管。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.参见图1
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3，本发明实施例公开了一种直驱摆头气冷却系统，包括：c轴1、a轴2、电主轴3、主轴箱4、a轴壳体5、冷气机6和冷却管路7，电主轴3安装于主轴箱4内，a轴2安装于a轴壳体5的内部，c轴1和a轴2均为中空结构，冷却管路7的一端与冷气机6连接，冷却管路7的另一端贯穿c轴1的内部，并由a轴壳体5的内部延伸至a轴2的内部，位于c轴1、a轴2和主轴箱4内部的冷却管路7上具有气孔8，同时在c轴1上还设置有与a轴壳体5内部连通的排气管，便于将a轴壳体5经过冷却换热后的气体排出。其中，c轴1通过c轴1前端连接件与a轴壳体5连接，a轴2通过连接件与电主轴3连接，c轴、a轴2和电主轴3之间的具体连接关系与现有技术中的五轴摆头连接方式相同，在此不做详细介绍。
20.在本实施例中，在冷气机6与c轴1之间的冷却管路7上依次设置有开关9、泄压阀10、保压阀11和流量阀12；此外，该直驱摆头气冷却系统还包括热敏电阻温度传感器13，热
敏电阻温度传感器13设于a轴壳体5的内部，热敏电阻温度传感器13用于监测a轴壳体5内部的工作温度，通过热敏电阻温度传感器13所监测的数据进而对泄压阀10、保压阀11和流量阀12进行相应的调节，以实现对冷气流量进行调节。
21.根据本发明的一些实施例，优选地，该直驱摆头气冷却系统还包括控制器，控制器分别与泄压阀10、保压阀11、流量阀12和热敏电阻温度传感器13连接。通过热敏电阻温度传感器13的设置能够对a轴壳体5内部的工作温度进行实时监测，当a轴壳体5内部的工作温度高于一定的预设阈值时，控制器控制泄压阀10、保压阀11和流量阀12协同工作，进而对冷却管路7中的冷气流量进行控制，确保冷却工作正常进行的同时有效抑制主轴箱4侧面和主轴箱4在z轴方向的热变形，从而提高直驱摆头的加工精度。
22.在上述实施例中，位于a轴2内部的冷却管路7具有第一支管14，位于c轴1内部的冷却管路7具有第二支管15，优选地，第一支管14的结构为u形结构，且第一支管14和第二支管15上均具有气孔8。在另一些实施例中，位于a轴2内部的冷却管路7和位于c轴1内部的冷却管路7均为单独结构的管路，该单独结构的管路与冷却管路7通过管接头连接，以及该单独结构的管路可以根据实际需求设置分支管，在此对位于a轴2内部和位于c轴1内部的单独结构的管路的具体结构不做具体限制。
23.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
24.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。