本发明属于数控机床技术领域，尤其涉及一种机床温控装置及数控机床。
背景技术：
近年来，数控机床得益于其自动化程度和加工精度高的优势，被广泛应用于精密加工生产制造领域中。而随着数控机床向高精度和高自动化的方向不断发展，数控机床内主轴的转速也在不断提升，这样主轴轴承在主轴转动过程中产生的热变形问题就尤为突出。
目前，为防止主轴高速转动导致主轴轴承升温过快发生变形，多采用保持数控机床间歇性工作的方法，避免主轴持续转动，以此来避免主轴轴承升温过快而发生热变形。然而，上述方法虽能够有效解决主轴轴承升温过快的问题，却也导致了数控机床持续性工作的能力下降。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种机床温控装置，旨在解决现有技术中无法兼顾防止主轴轴承热变形和保证数控机床持续性工作的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种机床温控装置，包括主轴冷却机构，所述主轴冷却机构包括冷却发生器、用于流通压缩空气的主流管和若干用于分别对应机床主轴的各轴承设置的第一冷气喷嘴，所述冷却发生器固定安装于所述主流管上，各所述第一冷气喷嘴均与所述冷却发生器连接。
进一步地，所述主轴冷却机构还包括冷流管，所述冷流管与所述主流管穿过所述冷却发生器的一端连通，各所述第一冷气喷嘴均固定安装于所述冷流管上。
进一步地，所述主轴冷却机构还包括第一分流管，所述第一分流管与所述冷流管连通，各所述第一冷气喷嘴均固定安装于所述第一分流管上。
进一步地，所述机床温控装置还包括刀具冷却机构，所述刀具冷却机构包括第二分流管和至少一个用于对应机床刀具设置的第二冷气喷嘴，所述第二分流管与所述冷流管连通，各所述第二冷气喷嘴均固定安装于所述第二分流管上。
进一步地，所述机床温控装置还包括若干用于分别对应各机床丝杠设置的丝杠冷却机构，各所述丝杠冷却机构均包括第三分流管和若干用于对应所述机床丝杠设置的第三冷气喷嘴，所述第三分流管与所述冷流管连通，各所述第三冷气喷嘴均固定安装于所述第三分流管上。
进一步地，所述机床温控装置还包括用于安装在切削液箱中的切削液温控机构，所述切削液温控机构包括往复回折管，所述往复回折管的第一端与所述主流管穿过所述冷却发生器的一端连通，所述往复回折管的第二端与所述冷流管连通。
进一步地，所述切削液温控机构还包括若干针翅片，各所述针翅片均固定安装于所述往复回折管上。
进一步地，所述机床温控装置还包括电箱温控机构，所述电箱温控机构包括第四分流管和用于伸入电气控制箱的第四冷气喷嘴，所述第四分流管的第一端与所述主流管连通，所述第四冷气喷嘴固定安装于所述第四分流管的第二端。
进一步地，所述电箱温控机构还包括电箱冷却器，所述电箱冷却器固定安装于所述第四分流管上。
本发明的有益效果：本发明的机床温控装置，工作时，主轴冷却机构的主流管内的压缩空气首先被固定安装于主流管上的冷却发生器所冷却，形成冷却气体，再通过与冷却发生器固定连接的各第一冷气喷嘴喷入到主轴上设有的各主轴轴承上，如此便实现了对主轴轴承的冷却，这样当主轴高速旋转时，主轴轴承便因为受到冷却气体的吹拂作用而保持温度不明显上升，避免了发生热变形，保证了主轴转动稳定且精确，进而也保证了数控机床能够持续保持高精度加工水平，实现了兼顾防止主轴轴承热变形和保证数控机床持续性工作。
本发明采用的另一技术方案是：数控机床，包括有上述的机床温控装置。
本发明的数控机床，由于包括有上述的机床温控装置，那么机床温控装置便能够在数控机床的运行过程中保证机床主轴上设有的主轴轴承的温度稳定性，有效地抑制了主轴轴承随主轴高速转动而发生热变形的现象，如此就保证了主轴长时间高速转动的稳定性，进而保证了数控机床中与主轴固定连接的刀具长时间加工工件的精确性，这样就使得数控机床能够长时间稳定服役。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的机床温控装置的结构示意图。
其中，图中各附图标记：
10—主轴冷却机构11—主流管12—冷却发生器
13—第一冷气喷嘴14—冷流管15—第一分流管
20—刀具冷却机构21—第二分流管22—第二冷气喷嘴
23—刀具30—丝杠冷却机构31—第三冷气喷嘴
32—第三分流管40—切削液温控机构41—往复回折管
42—针翅片43—切削液箱50—电箱温控机构
51—电箱冷却器52—第四分流管53—第四冷气喷嘴
54—电气控制箱60—主轴61—主轴轴承
62—丝杠。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例提供的一种机床温控装置，包括主轴冷却机构10，主轴冷却机构10包括冷却发生器12、用于流通压缩空气的主流管11和若干用于分别对应机床主轴60的各轴承设置的第一冷气喷嘴13，冷却发生器12固定安装于主流管11上，各第一冷气喷嘴13均与冷却发生器12连接。
本发明的机床温控装置，工作时，主轴冷却机构10的主流管11内的压缩空气首先被固定安装于主流管11上的冷却发生器12所冷却，形成冷却气体，再通过与冷却发生器12相连接的各第一冷气喷嘴13喷入到主轴60上设有的各主轴轴承61上，如此便实现了对主轴轴承61的冷却，这样当主轴60高速旋转时，主轴轴承61便因为受到冷却气体的吹拂作用而保持温度不明显上升，避免了发生热变形，保证了主轴60转动稳定且精确，显著缩减了机床的主轴60达到热平衡所需的时间，并实现了主轴60在热平衡时间内(一般为120min)的温升不超过30℃～35℃。如此便保证了数控机床能够持续保持高精度加工水平，实现了兼顾防止主轴轴承61热变形和保证数控机床持续性工作。
在本实施例中，如图1所示，主轴冷却机构10还包括冷流管14，冷流管14与主流管11穿过冷却发生器12的一端连通，各第一冷气喷嘴13均固定安装于冷流管14上。
具体地，通过设置冷流管14，使得冷流管14首先与主流管11穿过冷却发生器12的一端固定连接，再使得各第一冷气喷嘴13均固定安装于冷流管14上，这样压缩空气便能够通过冷流管14进入到各第一冷气喷嘴13处，再由各第一冷气喷嘴13喷射至机床主轴60的各主轴轴承61上。同时，通过增设冷流管14也避免了各第一冷气喷嘴13直接与主流管11穿过冷却发生器12的一端固定连接所导致的安装空间局促的现象发生。
进一步地，通过增设冷流管14，这样便显著拓宽了机床温控装置的空间拓展性，使得固定安装在冷流管14上的各第一冷气喷嘴13更容易地与主轴60上设有的各主轴轴承61相匹配。
在本实施例中，如图1所示，主轴冷却机构10还包括第一分流管15，第一分流管15与冷流管14连通，各第一冷气喷嘴13均固定安装于第一分流管15上。
具体地，通过设置第一分流管15，并使得第一分流管15与冷流管14连通，这样各第一冷气喷嘴13和冷流管14之间便存在有第一分流管15，如此便进一步地增强了机床温控装置的空间拓展性，使得固定安装在冷流管14上的各第一冷气喷嘴13与主轴60上设有的各主轴轴承61更为容易地实现相互匹配对应。
在本实施例中，如图1所示，机床温控装置还包括刀具冷却机构20，刀具冷却机构20包括第二分流管21和至少一个用于对应机床刀具23设置的第二冷气喷嘴22，第二分流管21与冷流管14连通，各第二冷气喷嘴22均固定安装于第二分流管21上。
具体地，通过设置刀具冷却机构20，那么与数控机床的主轴60固定连接的刀具23便能够受到自第二冷气喷嘴22所喷出的冷却气体的冷却作用而得到降温，这样便保证了刀具23不会在与加工对象金属高速摩擦的过程中因温升过大而导致强度下降，发生脆断，进而利用洁净、低温的冷却气体显著提升了刀具的干式加工速率。
进一步地，由于刀具冷却机构20是靠冷却气体对刀具23进行降温，这样就避免了传统冷却系统(比如喷雾冷却系统)易在冷却过程中产生脏物的现象发生。
进一步地，自第二冷气喷嘴22所喷出的高速气体还可以将缠绕在刀具23上的金属碎屑吹离刀具23，使得刀具23的加工动作不会受到金属碎屑的干扰，从而进一步提升了刀具23的加工精确性。
更进一步地，通过在冷流管14和第二冷气喷嘴22之间设置第二分流管21，这样便使得第二冷气喷嘴22在第二分流管21的作用下容易延伸至刀具23处，从而进一步拓展了机床温控装置的空间拓展性。
优选地，通过将第二冷气喷嘴22的数量设为多个，那么多个第二冷气喷嘴22均与第二分流管21固定连接且分别对应刀具23的不同部位设置。如此，刀具23的多个部位便均能够在自多个冷气喷嘴所喷出的冷却气体的作用下进一步地得到冷却降温，从而实现了对刀具23进行整体性冷却降温，这样便进一步地保证了刀具23在高速切屑金属过程中的整体强度不因为温升而下降。
在本实施例中，如图1所示，机床温控装置还包括若干用于分别对应各机床丝杠62轴设置的丝杠冷却机构30，各丝杠冷却机构30均包括第三分流管32和若干用于对应机床丝杠62轴设置的第三冷气喷嘴31，第三分流管32均与冷流管14连通，各第三冷气喷嘴31均固定安装于第三分流管32上。
具体地，通过设置丝杠冷却机构30，这样便实现了对数控机床内设有的各个丝杠62进行冷却降温，保证了丝杠62不会因为在转动过程中与套设其上的驱动螺母发生摩擦而升温过快，导致其强度下降。
更进一步地，通过设置若干第三冷气喷嘴31，这样由各个第三冷气喷嘴31所输出的冷却气体便能够对各丝杠62进行冷却处理。优选地，每一个丝杠62对应设置有三个第三冷气喷嘴31，三个第三冷气喷嘴31分别正对丝杠62的两端和中部设置，如此，三个第三冷气喷嘴31便能够实现对丝杠62整体区域的冷却处理。
更优选地，还可将第三分流管32设置为软管，并增设一个第三冷气喷嘴31，将该第三冷气喷嘴31通过固定机构与套设于丝杠62上的驱动螺母相连接，且该第三冷气喷嘴31正对驱动螺母与丝杠62的结合处设置，这样该第三冷气喷嘴31便能够随驱动螺母的移动而移动，始终正对驱动螺母与丝杠62的结合处，实现了对驱动螺母与丝杠62的结合处的实时跟踪降温。
更优选地，各第一冷气喷嘴13、第二冷气喷嘴22和各第三冷气喷嘴31均为冷却枪。这样，得益于冷却枪能够产生比室温低20℃～40℃的冷气流，从而达到良好的冷却降温的效果。
在本实施例中，如图1所示，机床温控装置还包括用于安装在切削液箱43中的切削液温控机构40，切削液温控机构40包括往复回折管41，往复回折管41的第一端与主流管11穿过冷却发生器12的一端连通，往复回折管41的第二端与冷流管14连通。
具体地，通过在切削液箱43中安装往复回折管41，且往复回折管41的第一端与主流管11穿过冷却发生器12的一端固定连接，这样往复回折管41便可将冷却气体导入到切削液箱43中，如此便实现了对切削液进行降温处理，保证了循环使用的切削液的温度始终在合理的温度区间内。
进一步地，由于往复回折管41往复弯折的特性，其能够触及切削液箱43内的大部分区域，如此便能够提升对切削液箱43中的切削液进行降温处理的效率。
在本实施例中，如图1所示，切削液温控机构40还包括若干针翅片42，各针翅片42均固定安装于往复回折管41上。具体地，各针翅片42均开设有通过孔，往复回折管41整体穿过各通过孔并与各针翅片42固定连接。
进一步地，由于各针翅片42的存在，这样各针翅片42便可将往复回折管41中冷却气体所发出的冷流快速传导到切削液箱43中，进而显著提高了往复回折管41对切削液的冷却效率。
可选地，还可在冷却发生器12上增设加热模块，那么当天气寒冷，导致切削液箱43内的切削液温度过低时，便可启动加热模块，将流经其的压缩空气加热处理，进而往复回折管41便可将加热气体的热量通过其自身和针翅片42快速高效地传导至切削液箱43内，进而实现了对切削液的快速加热。
在本实施例中，如图1所示，机床温控装置还包括电箱温控机构50，电箱温控机构50包括第四分流管52和用于伸入电气控制箱54的第四冷气喷嘴53，第四分流管52的第一端与主流管11连通，第四冷气喷嘴53固定安装于第四分流管52的第二端。
进一步地，通过设置伸入电气控制箱54的第四冷气喷嘴53和第四分流管52，这样主流管11内的压缩气体便能够通过第四分流管52和第四冷气喷嘴53喷射至电气控制箱54内，从而实现了对电气控制箱54内部进行降温，避免了电气控制箱54由于内部过热而造成器件老化。
进一步地，通过使得压缩气体喷射入电气控制箱54内，也实现了对电气控制箱54内的除尘、除潮和除油污沉积。避免了通过排风扇排风无法控制灰尘和油污，易导致灰尘和油污电气控制箱54内的现象发生。同时，使用压缩空气作为对电气控制箱54内的除尘、除潮和除油污沉积的手段，这样也显著降低了使用成本，避免了在电气控制箱的机柜内安装空调所导致的空调运行震动大、安装和维护空调成本高的现象发生。
在本实施例中，如图1所示，电箱温控机构50还包括电箱冷却器51，电箱冷却器51固定安装于第四分流管52上。如此，压缩空气便可经电箱冷却器51内的涡旋管分为冷气流和热气流，冷气流则可通过空气分配套件传输到电气控制箱54的内部，从而实现对电气控制箱54的冷却降温和除尘除油污。
进一步地，通过设置主轴冷却机构10、刀具冷却机构20、丝杠冷却机构30、切削液温控机构40和电箱温控机构50，这样便实现了对数控机床整体的全面温控调节。而通过主流管11和冷流管14将上述各机构串连连接在一起，这样便仅需设置一根主流管11和一根冷流管14便实现了对上述各机构的冷却气体的供给，进而显著降低了冷却气体的供给成本，显著提高了冷却气体的供给效率。
本发明实施例还提供了一种数控机床，包括有上述的机床温控装置。
本发明实施例的数控机床，由于包括有上述的机床温控装置，那么机床温控装置便能够在数控机床的运行过程中保证机床主轴60上设有的主轴轴承61的温度稳定性，有效地抑制了主轴轴承61随主轴60高速转动而发生热变形的现象，如此就保证了主轴60长时间高速转动的稳定性，进而保证了数控机床中与主轴60固定连接的刀具23长时间加工工件的精确性，这样就使得数控机床能够长时间稳定服役。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。