专利名称：一种高速车床电主轴部件冷却方法及结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高速车床电主轴部件冷却结构，尤其涉及一种高速车床电主轴部 件串联冷却结构。
背景技术：
目前，现有的高速车床主运动结构主要由主轴、内装式伺服电机、主轴轴承和箱体 组成。而温升是电主轴部件一个重要指标，车床在高速和重载工作条件下，内装式伺服电机 及主轴轴承运转的发热直接传递给箱体和主轴等零件，导致主轴轴线的线位移和角位移， 影响加工精度，甚至导致轴承过热而烧坏。针对发热问题，目前流行的解决方案是给内装式伺服电机定子外壳上增加水套， 以带走内装式伺服电机旋转时产生的热量，但这种结构在高速车床应用时存在以下不足1.这种给内装式伺服电机定子外壳上增加水套的水冷却方式仅对伺服电机产生 的热量进行了水冷却，未见到对主轴轴承产生的热量进行水冷却。在高速电主轴部件中，除 伺服电机产生大量热外，因为前轴承通常为多盘轴承组合，高速旋转时也会产生大量热，而 且比较集中，又因为前轴承靠近主轴工作端部，所以对主轴精度影响很大。2.目前大多成品内装式伺服电机在供货时，定子都带水套，这种结构要再实现对 前轴承的冷却比较困难。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术不足之处，通过本发明，把内装式伺服电机定子 所带水套与新增圆柱形水套串联起来，实现对伺服电机和主轴前轴承的同时水冷却，进一 步减少热变形对高速车床加工精度的影响。具体地说，一种高速车床电主轴部件冷却方法，其是在高速车床主运动结构的内 装式伺服电机定子与箱体之间增加一轴承水套，并将内装式伺服电机定子外壳上所带水套 与新增轴承水套串联起来构成一个封闭的水冷却循环系统。实现上述方法的一种高速车床电主轴部件冷却结构，其是在高速车床主运动结构 的内装式伺服电机定子与箱体之间装有轴承水套，该轴承水套外圆切有冷却腔槽及螺旋型 流体通道，同时内装式伺服电机定子外壳上带有螺旋水套，轴承水套和螺旋水套两个水套 通过过孔串联起来，并由箱体上冷却水进口、轴承水套、内装式伺服电机定子水套、箱体上 冷却水出口共同构成一个封闭的水冷却循环系统。本发明的有益效果是，通过更加有效地降低电主轴部件的温升，进一步提升机床 加工精度，提高主轴轴承和内装式伺服电机的使用寿命。
图1是本发明的结构简图。图2是本发明的实施工作图。
图号说明1.冷却水进口、2.冷却水出口、3.主轴箱体、4.轴承水套、5.主轴、 6.内装式伺服电机定子、7内装式伺服电机转子、8.前轴承、9.后轴承、10.后轴承座、 11.密封圈、12.定子水套。
具体实施例方式本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在内装式伺服电机与箱体之间设计 一个圆柱形轴承水套，该轴承水套外径与箱体内孔配合装配，内径与内装式伺服电机定子 上螺旋水套外圆配合。定子水套外径表面加工有一螺旋流体通道，内装式伺服电机转子通 过热装方式过盈固装在主轴上，前轴承安装于轴承水套的前部内孔，后轴承座与轴承水套 后端的后轴承座紧固在一起，用于安装后轴承。在轴承水套的外径圆柱面上加工一冷却腔 槽及一螺旋流体通道，工作时冷却水经温度自动调节器恒温控制，从冷却水进口进入轴承 水套冷却腔槽，冷却前轴承，之后进入水套螺旋流体通道，再流入定子的螺旋水套，经过多 圈螺旋流动，冷却内装式伺服电机，利用热传导原理吸收热量后从冷却流体出口流出，有效 的转移了内装式伺服电机和主轴轴承的运转发热量，吸收热量后的流体流回温度自动调节 器，释放热量后循环使用。根据图1及图2可知，本发明所述的冷却结构主要涉及到冷却水进口 1、冷却水 出口 2、主轴箱体3、轴承水套4、主轴5、内装式伺服电机定子6、内装式伺服电机转子7、前 轴承8、后轴承9、后轴承座10、密封圈11、定子水套12。其中圆柱形轴承水套4为本使用新 型的主体件，该轴承水套4外径与箱体3内孔配合装配。内装式伺服电机定子水套12配合 于轴承水套4内壁，且内装式伺服电机定子水套12外径圆柱面加工有一螺旋流体通道，内 装式伺服电机转子7通过热装方式过盈固装在主轴5上，前轴承8安装于轴承水套4的前 部内孔，后轴承座10与轴承水套4后端的后轴承座10紧固在一起，用于安装后轴承9。在 轴承水套4的外径圆柱面上加工一冷却腔槽及一螺旋流体通道，两端采用密封圈11对箱体 和水套结合进行密封。
权利要求
一种高速车床电主轴部件冷却方法，其特征是在高速车床主运动结构的内装式伺服电机定子与箱体之间增加一轴承水套，并将内装式伺服电机定子外壳上所带水套与新增轴承水套串联起来构成一个封闭的水冷却循环系统。
2.实现如权利要求1所述方法的一种高速车床电主轴部件冷却结构，其特征是在高 速车床主运动结构的内装式伺服电机定子(6)与箱体(3)之间装有轴承水套(4)，该轴承水 套(4)外圆切有冷却腔槽及螺旋型流体通道，同时内装式伺服电机定子(6)外壳上带有螺 旋水套(12)，轴承水套⑷和螺旋水套(12)两个水套通过过孔串联起来，并由箱体(3)上 冷却水进口(1)、轴承水套(4)、内装式伺服电机定子水套(12)、箱体(3)上冷却水出口(2) 共同构成一个封闭的水冷却循环系统。
3.根据权利要求2所述一种高速车床电主轴部件冷却结构，其特征是轴承水套(4) 为圆柱形且该轴承水套外径与箱体内孔配合装配，内径与内装式伺服电机定子上螺旋水套 外圆配合。
4.根据权利要求2所述一种高速车床电主轴部件冷却结构，其特征是在轴承水套(4) 的外径圆柱面上加工一冷却腔槽及一螺旋流体通道，两端采用密封圈(11)对箱体(3)和水 套结合进行密封。
全文摘要
一种高速车床电主轴部件冷却结构，其在内装式伺服电机定子与箱体之间设计一轴承水套，轴承水套外圆切有冷却腔槽及螺旋型流体通道，同样内装式伺服电机定子外壳上带有螺旋水套，两个水套通过过孔串联起来。由冷却水进口、轴承水套、内装式伺服电机定子水套、冷却水出口共同构成一个封闭的水冷却循环系统。经恒温控制的冷却水在水套及内装式伺服电机定子的螺旋水套中经过多圈螺旋流动后，转移了主轴轴承及内装式伺服电机的运转发热量，降低了电主轴部件温升，提高了高速车床热稳定性和工作精度、延长了轴承、内装式伺服电机使用寿命。
文档编号H02K5/20GK101847909SQ20101018043
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者李文祥, 王建军, 王鹏, 苏忠堂 申请人:宝鸡忠诚机床股份有限公司