专利名称：能改善冷却及除尘效果的主轴装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加工机械，特别是涉及一种用以夹持刀具皿行加工的能改善 冷却及除尘效果的主轴装置。
背景技术：
如图1及图2所示，现有一种加工机主轴装置(美国专利5798587号专禾膝)， 包括有一个心轴单元1、 一个套设在该心轴单元1外部的壳体2、 一个安装在该心轴 单元1与该壳体2间且用以驱动诙O轴单元1转动的马达3、使得该心轴单元1的 前、后^M可旋转地被该壳体2所支撑的一个前轴承单元4、 一个后轴承单元5及 一条设置在该壳体2内部的冷却回路6。该冷却回路6具有一个沿该壳体2轴向延 伸的导Ail601、 一个与该导入道601导通JJ^应MT轴承单元4的辦由承冷却区 602、一个与iMfl由承冷却区602导MJ(t应该马达3的马达冷却区603及一个与该 马达冷却区603导通JJ^应该后轴承单元5的后轴承7令却区604。当该主轴^g运 转时，禾,一个冷源产生器7将)ti卩流体导入该导入道601，会先引魅该前轴承 冷却区602对iM^承单元4进行冷却，再弓l流至该马达7賴口区603对马达3进行 冷却，最后再引流至该后轴承冷却区604对该后轴承单元5进行冷却。且借该冷却 流体流经该冷却回路，可以降低轴承旋转摩擦及马达线圈激磁所产生的热能。
虽然上述的主轴體可达到预期的加工目的，但是在实际应用时却有下列缺失
一、 主轴體运转时，该马达3是发热量最大处，其次分别是前轴承单元4及 后轴承单元5，且因为7鄉流体是先流经该前轴承Jt4卩区602，再依序^^马达7賴卩 区603及后轴承冷却区604，显然，冷却流体并未依发热量的大小作先后配置，以 致于冷却效果不佳，也容易影响主轴装置的加工精度。
二、 因为^卩流体是依序流经 轴承冷却区602、马达冷却区603及后轴承 冷却区604，且该马达冷却区603是呈螺旋环状，以致于该导入道601必须设在该 马达冷却区603外部，如此一来，主轴装置整体的直径大，体积也较大。
三、 为了在该壳体l内部产生该冷却回路6，必须在该壳体1内部钻设许多孔 洞，且於孔洞的夕刚端口必须塞设管塞7 (pipeplug)，造成加工的复杂性，成本也会较高。
另外，该主轴装置进行钻孔、铣切等加工时，所产生的碎屑、粉尘容易对鄉
轴承单元4造成不良影响，上述的主轴装置并无法提供改善的方案。
发明内容
本发明的目的是在鄉一种冷却效果佳、体积小且加工容易的能改薪衬卩及除 尘效果的主轴装置。
本发明能改善冷却及除尘效果的主轴装置，包括一个心轴单元、 一个套设在该 心轴单元外部的壳体、 一个安驗该心轴单元与该壳体间的马达及分别设置在该马
达两侧的一个前轴座单元、 一个后轴座单元。该心轴单元是沿一条轴线延伸，并具 有一个前支撑段、一个后支撑皿一个介于该前、后支撑段间的被驱动段。该壳体
超中空筒aa套设在该心轴单元外部，并具有一个对应iMr支撑段的第一端部、 一个对应该后支撑段的第二端部、 一个介于織一、二端部间舰应该被驱动段的 中间段、 一条冷却流道及一个导入气流的导气道，该冷却流道是沿环向来回环舰 依序流经该中间段、第一端部及第二端部。该马达是安装在该心轴单元与该壳体间 且驱动该心轴单元转动，并具有一个固定于该中间段的定子及一个安装在该定子内 部且固定在该被驱动段的转子。该辦由座单元是使该心轴单元的前支撑段被该壳体 的第一端部所支撑，并具有一个与该导气道导通且围绕该轴线设置的第一混合槽、 一个与，一混合槽间隔设置的第二混合槽及多数1 该第一、二混合槽的导流 道，该第二混合槽围绕在诙o轴单元的前支撑段侧端外部。该后轴座单元是使该心 轴单元的后支撑段被该壳体的第二端部所支撑。
本发明的有益效果在于禾佣该冷却流道依发热量大小且使糊流体依序流经 对应于该马达、前轴座单元及后轴座单元，达到较佳的冷却效果，且该主轴，整 体体积小、加工较为容易。
图1是现有一种主轴装置的冷却回路示意图； 图2是该种主轴装置的组合示意图； 图3是本发明一个实施例的组合剖面图； 图4是本发明上述较佳实施例的侧视图；图5是本发明战较佳实施例的立体示意图，说明一个壳体的一个内筒件外周 面凹设有一条冷却流道；
图6是本发明上述较佳实施例的冷却流道展开示意图7是本发明上述较佳实施例的平面分解图，说明一个前轴座单元的一个前座 体与一个侧盖；
图8是沿图7中的直线Vffl—WI所取的剖视示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明进4f详细说明-
如图3及图4所示，本发明能改善冷却及除尘效果的主轴装置的较佳实施例， 包括一个心轴单元IO、 一个套设在该心轴单元10外部的壳体20、 一个安装在该心 轴单元10与该壳体20间的马达30、 一个设置在该马达30前侧的辦由座单元40、 一个设置在该马达30后侧的后轴座单元50及一个固设在该后轴座单元50后侧的头 座单元60。
该心轴单元10是沿一条轴线L延伸，并具有一个轴套ll、 一支沿该轴线L穿 设在该轴套11中的拉杆12及一个与该拉杆12锁接的筒夹B，该轴套11的外周面 具有一个前支撑段14、 一个后支撑段15及一个介于该前、后支撑段14、 15间的被 驱动段16。在对应该筒夹13的前支撑段14还固设有一个挡环17。
该壳体20是呈中空筒状且套设在该心轴单元10外部，并具有一个内筒件21 、 一个密封固设在该内筒件21外部的外筒件22、 一个对应该前支撑段14的第一端部 23、 一个对应i^B支撑段15的第二端部24、 一个介于该第一、二端部23、 24间且 对应该被驱动段16的中间段25、 一条冷却流道26及一条导入气流的导气道27。该 冷却M26是以铣沟加工方式凹设在该内筒件21的外周面，且借激卜筒件22固设 在该内筒件21的外周ra获得封闭，如图5及图6所示，该内筒件21其中一侧具 有一个间隔区域211 ，该7賴卩流道26是在该间隔区域211的两侧间沿环向来回环绕， 且具有一^Hiil至i^二端部24端面并导入7賴卩流体的导入口 261、 一个与该导入 口 261 M且沿环向来回环绕该中间段25的第一冷却段262、 一个与该第一冷却段 262ma沿环向来回环绕该第一端部23的第二冷却段263、 一个与，二冷却段 263 且沿环向来回环绕，二端部24的第三冷却段264及一个与，三冷却段 264 且与该导入口261间隔设置的导出口265，也就是说，该7賴口流道26是依序流经该中间段25、第一端部23皿二端部24，且该导入口 261及导出口 265分 别设置在该间隔区域211两侧，且该第一、二、三冷却段262、 263、 264都在同一 个《被上作铣沟加工。该导气道27是设置在该内筒件21内部，朋应该间隔区域 211而设置在该导入口 261及导出口 265间，并由織二端部24延伸至織一端部 23。
该马达30是安装在该心轴单元10的轴套11与该壳体20的内筒件21间，且驱 动该心轴单元10转动，并具有一个固定于该中间段25的定子31及一个安装在该定 子31内部且固定在该被驱动段16的转子32。
该辦由座单元40是使该心轴单元10的前支撑段14呈可旋转地被该壳体20的 第一端部23所支撑，配合参阅图7及图8，并具有一个固定在i^一端部23的前 座体41 、多数个组设在该前支撑段14与该前座体41间的轴承42及一^^f设在所 述轴承42外侧的侧盖43。该前座体41具有一个界定出一个座孔411的内侧周面412、 一个设于该内侧周面412夕卜侧且界定出一个套孔413的外侧周面414、 一个介于该 内、夕卜侧周面412、 414间的肩面415、 一个设于外周面且与该导气道27导通且围 绕该轴线L设置的第一混合槽416、多数个呈等间隔设置且沿轴向由，一混合槽 416贯通至该肩面415的导流道417。所述轴承42是固设在 支撑段14与该内侧 周面412上，该侧盖43是嵌套在套孔413中，且具有一个对应于i鈔卜侧周面414 的夕卜环面431、 一个垂直衔接在该外环内431内侧^Sj^lh定位在i^i面415的内侧 端面432、 一个与该内侧端面432相反设置的夕卜侧端面433、 一个凹设于激卜侧端面 433的第二混合槽434及多数个与戶;M导流道417导通且由该内侧端面432延伸至 第二混合槽434的导孔435，该第二混合槽432是与该第一混合槽416间隔设置， 且围绕在该心轴单元10的前支撑段14侧端外部，，二混合槽434与该挡环17 间隔设置，彼此间留有一个间隙。
该后轴座单元50是使该心轴单元10的后支撑段15呈可旋转地被该壳体20的 第二端部24所支撑。并具有一个固设在该第二端部24的后座体51及一个组设在该 后支撑段15与该后座体51间的轴承52。
该头座单元60具有一个固设在该后轴座单元50夕刚的头座61及一个推掣该拉 杆13的压力缸62,该头座61具有一个将气源导入该导气道27的导气接头611、 一 个设于该导气接头611 —侧且粉令却流体导入该导入口 261的导入接头612及一个 设于该导气接头611另一侧且将冷却流体自该导出口 265导出的导出接头613。再如图3及图6所示，当该主轴，进行加工，且电源M该定子31，产生激 磁作用而使转子32转动时，该心轴单元10被驱动而产生高速转动，且因为该马达 30运转时具有最大发热量，因此，加工时，由该导入接头612导入7，流体，且由 该导入口261导引至第一冷却段262，舰发热量最大的马达30进行7衬卩，接着， 7賴卩流体再鹏^M織二、三冷却段263 、 264，依序对该前、后轴座单元40、 50 进行y賴卩，最后由该导出口265排出，所以是依发热量的大小依序进行7賴卩，如此 的配置，产生较佳的冷却效果，也确保主轴装置的加工精度。同时，配合参阅图7，禾佣该导气接头611将气源导入该壳体20的导气道27， 且气源会先注入该第一混合槽416,并在沿环向导送的同时进行第一次的混合，且 再由戶脱导流道417、导孔435导弓l至織二混合槽434中，且气源在織二混合 槽434中进行第二次混合后可以均匀地由i^二混合槽434与该挡环17间的间隙喷 出，并防止车削时的碎屑、粉尘渗入该前轴座单元40内部，且避^Jf腿轴承42 造成不良影响，以确保主轴，运输顿畅。因此，本发明的优点再归纳如下一、 主轴装置运转时，冷却流体是依发热量的大小，依序流经織一冷却段262 及第二、三冷却段263、 264，且依序对马达30及该前、后轴座单元40、 50进行冷 却，所以，使得主轴装置产生较佳的^P效果，主轴體也确保较稳定的加工精度。二、 因为该7转卩流道26不设置现有的导入道601，该第一、二、三冷却段262、 263、 264都在同一个《被上作铣沟加工，所以该壳体20的壁厚小，主轴體 的直纟级体积也会较小，此外，该导气道27魏应该间隔区域211且體在该导入 口261及导出口 265间，也充分利用空间。三、 壳体20是由该内筒件21形卜筒件22组成，且该7鄉流道26凹设在该内 筒件21外周面，大幅地减少管塞的使用量，不但加工容易且成本也较低。
权利要求
1.一种能改善冷却及除尘效果的主轴装置，包括一个心轴单元、一个套设在该心轴单元外部的壳体、一个安装在该心轴单元与该壳体间的马达、一个安装在该心轴单元与该壳体间的前轴座单元及一个安装在该心轴单元与该壳体间的后轴座单元；该主轴装置的特征在于该心轴单元，是沿一条轴线延伸，并具有一个前支撑段、一个后支撑段及一个介于该前、后支撑段间的被驱动段；该壳体，是呈中空筒状且套设在该心轴单元外部，并具有一个对应该前支撑段的第一端部、一个对应该后支撑段的第二端部、一个介于该第一、二端部间且对应该被驱动段的中间段、一条冷却流道及一条导入气流的导气道，该冷却流道是沿环向来回环绕且依序流经该中间段、第一端部及第二端部；该马达，是驱动该心轴单元转动，并具有一个固定于该中间段的定子及一个安装在该定子内部且固定在该被驱动段的转子；该前轴座单元，是使该心轴单元的前支撑段被该壳体的第一端部所支撑，并具有一个与该导气道导通且围绕该轴线设置的第一混合槽、一个与该第一混合槽间隔设置的第二混合槽及多数个连通该第一、二混合槽的导流道，该第二混合槽围绕在该心轴单元的前支撑段侧端外部；该后轴座单元，是使该心轴单元的后支撑段被该壳体的第二端部所支撑。
2. 如权利要求1所述的能改薪令却及除尘效果的主轴装置，其特征在于该壳体的冷却 具有一个导入冷却流体的导入口、 一个与该导入口iiM沿环向来回环绕该中间段的第一冷却段、 一个与織一冷却段M且沿环向来回环绕織一端 部的第二7賴卩段、 一个与该第二冷却段M^沿环向来回环绕織二端部的第三 ，皿一个与该第三冷却段连通的导出口 。
3. 如权利要求2所述的能改善冷却及除尘效果的主轴，，其特征在于该壳体还 具有一个内筒件及一个密封固设在该内筒件外部的外筒件，该7賴喊道是凹设在 该内筒件的外周面，该外筒件固设在该内筒件的外周面。
4. 如权利要求3所逸的能改，却及除尘效果的主轴^S，其特征在于该壳体的 7袖流道的第一冷却段、第二7夠舰第三7賴暇都在该内筒件同一个径度上作 铣沟加工。
5. 如权利要求4所述的能改善冷却及除尘效果的主轴装置，其特征在于该壳体的 冷却流道的导入口及导出口均设于该第二端部且彼此间隔设置。
6. 如权利要求5所述的能改薪令却及除尘效果的主轴装置，其特征在于该壳体的内筒件其中一侧具有一个间隔区域，该m喊道是在该间隔区域的两侧间沿环向 来回环绕，该导气道是设置在该内筒f牛内部，皿应该间隔区域而设置在该导入 口及导出口间。
7. 如权利要求i戶;M的能改善7^p及除尘玄M的主轴^a，其特征在于该前轴座 单，具有一个固定在该第一端部的前座体、多数个组设在该前支撑段与该前座 体间的轴承及一^i寸设在戶诚轴承夕Ki的侧盖，该第一混合槽环设于Mr座体的 外周面，戶腐导流道呈等间隔设置且沿轴向与i魏一混合槽相通，该侧盖具有多 数个与所述导流道导通的导孔，第二混合槽设于该侧盖且与所述导孔导通。
8. 如权利要求7所述的能改敦令却及除尘效果的主轴装置，其特征在于 $由座单元的前座体还具有一个界定出一个座孔的内顿l调面、 一个设于该内侧周面外侧 且界定出一个套孔的夕刚周面及一个介于该内、夕卜侧周面间的肩面，戶腿轴承固设在该内侧周面，该侧盖的一个外环面对应于激卜侧周面，且一个内侧端面ffeih定位在该肩面。
9. 如权利要求8所述的能改善冷却及除尘效果的主轴装置，其特征在于该前轴座 单元的侧盖还具有一个与该内侧端面相反设置的外侧端面，，二混合槽凹设于i鈔Ki端面，且该心轴单元具有一个与该外侧端面间隔设置的挡环。
全文摘要
本发明公开了一种能改善冷却及除尘效果的主轴装置，包括一个心轴单元、一个套设在该心轴单元外部的壳体及安装在该心轴单元与该壳体间的一个马达、一个前轴座单元、一个后轴座单元。该壳体具有一条冷却流道，该冷却流道是沿环向来回环绕且依序流经一个中间段、一个第一端部及一个第二端部，且该前轴座单元具有一个第一混合槽及一个第二混合槽。借此，该冷却流道依发热量作冷却顺序配置，以产生较佳的冷却效果，该第一、二混合槽使得气流充分混合且均匀地由前轴座单元外侧周围喷出，达到防粉尘、除屑目的。
文档编号B23B19/02GK101628342SQ200810133589
公开日2010年1月20日 申请日期2008年7月17日 优先权日2008年7月17日
发明者王铭杰 申请人:达航工业股份有限公司