一种气冷式主轴的制作方法

本实用新型涉及机械加工领域，更具体地说，涉及一种新型的气冷式主轴。

背景技术：

牙体缺损是口腔科中一种常见疾病，现代医学中，多用义齿以帮助患者恢复咀嚼或者美观等功能，而义齿制作好坏，直接影响到了患者的舒适，美观程度，随着现代技术发展，多用义齿雕刻机制作义齿。义齿雕刻机是一种技术含量很高的机电一体化产品，雕刻机电主轴属于高速旋转，其旋转速度可以为80000rpm甚至更高。在如此高速的旋转运动过程中不可避免地会产生大量的热量，造成主轴周边温度急速升高，如果长时间在高温环境下工作，将会大大缩短主轴轴承的使用寿命，因此在加工的过程中需要随时对主轴进行冷却。

电主轴冷却方式按照冷却介质的性质基本可分为两大类：液体介质(水或油等)冷却和气体介质(空气或其它气体)冷却。液体介质比热容较大，冷却效果较好，但是冷却回路结构比较复杂。一般是在定子与电机外套筒之间安装冷却套结构，冷却套上有进液口和出液口，利用液体介质循环流动而进行冷却。这种液体介质冷却方式冷却回路一旦发生液体介质的泄漏，将破坏绝缘，造成重大故障，因此对制造工艺要求严格，成本高。气体介质冷却效果虽然不如液体介质冷却效果好，但结构相对要简单，成本较低。现有技术的空气冷却方式对人工更换刀具的电主轴主要利用电主轴转子回转时同时带动安装在电主轴后端部的风扇形成流动气流，当电主轴启动后，利用该气流对转子和定子进行冷却。但是目前的气冷主轴，其冷却主轴的气体都是向四周排散，不能充分利用，对主轴不能有效的冷却，主轴的热量不容易散发。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种带有集气罩的气冷式主轴，这种主轴结构简单、加工方便，但是可以将向四周排散的冷却气体聚拢和集中，充分利用冷却气体，对主轴进行充分的冷却，延长主轴的使用寿命。

上述技术目的是采用如下的技术手段加以实现的：一种气冷式主轴，包括带动刀具旋转的主轴和套筒，套筒套装在主轴的外部且与主轴之间留有供空气流动的间隙和/或通道，套筒的上部设有进风通道，套筒的下部为开口设计，空气经由进风通道进入，在套筒和主轴之间的间隙和/或通道之间流动，再经由套筒下部的开口流出，其特征在于：套筒的下端还设有固定在套筒下端的集气罩，集气罩靠近套筒的一端装配好后与套筒外壁之间存在间隙，集气罩远离套筒的一端设有供刀具穿出的开口，开口和装配好的刀具之间存在间隙。工作时，冷却气体在由套筒下部的开口流出后，进入集气罩，由于集气罩与套筒和刀具之间均存在空隙，所以进入集气罩的冷却气体一部分经由集气罩上端与套筒之间的空隙流出，沿着套筒向上流动，进一步带走主轴工作区的热量，对主轴进行充分冷却，另一部分冷却气体经由集气罩下端与刀具之间的空隙流出，向下流动，一方面带走刀具与加工材料之间的热量，对刀具进行冷却，一方面吹走加工材料上残留的切屑，减少加工过程中切屑的影响，保证工作的稳定性。

集气罩分为用于连接套筒和集气罩的连接部和集气部，其中连接部的截面形状与套筒的截面形状相同，而连接部的截面尺寸大于套筒的截面尺寸，集气部为上大下小的空心倒锥台结构，集气罩上供刀具穿出的开口位于集气部的锥台顶部，集气罩的连接部和集气部固定连接。连接部的设计目的在于便于集气罩与套筒的连接，连接部与套筒之间，可以是通过连接部件如螺丝连接，也可以是一体成型，通过肋条连接，只要能实现连接部与套筒下端固定连接且存在可供冷却气体通过的间隙即可，都属于本实用新型的保护范围

连接部为圆筒状结构。在套筒也为筒状结构时，本优选方案最为适用。但是，除了圆筒状结构之外，连接部为不少于三条边的多边形筒状结构，如三、四、五、六等等的多边形筒状结构均可。

更进一步地，集气部的形状可以采用如下方案：集气部为空心倒圆锥台结构且与连接部一体成型。或者集气部为不少于三个侧面的空心倒多面锥台结构且与连接部一体成型。

作为一种优选方案，集气罩可以通过机米螺丝固定在套筒下端。这种方案更实用，因为更贴近于实际应用，方便换刀以及设备的日常维护。

作为另一种优选方案，集气罩与套筒一体成型，集气罩与套筒之间通过肋条相连接。这种技术方案亦能实现本实用新型的发明目的。

本实用新型的有益之处在于：原理简单，构思巧妙，利用集气罩，将主轴向四周喷射的冷却气集中起来，转而向加工材料以及主轴吹气，将加工过程中加工材料的粉尘吹走，使得刀具在加工过程中，没有废料影响，同时在加工过程中对刀具和主轴进行冷却，保持主轴及刀具在工作过程中的稳定性，使得加工精度更高，同时也更加环保。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图

具体实施方式

为了进一步阐明本实用新型的结构和设计理念，下面将结合附图加以说明。

如附图1所示的气冷式主轴，其包括带动刀具旋转的主轴(位于套筒内部，图中未画出)、圆筒状的套筒1和集气罩2，套筒1套装在主轴的外部且与主轴之间留有供空气流动的间隙和/或通道，套筒1的上部设有进风通道11，套筒1的下部为开口设计，集气罩2 固定在套筒1的下端开口处，其包括用于连接套筒和集气罩的连接部21和集气部22，连接部21和集气部22一体成型。其中连接部 21是圆筒状结构，且其筒壁上等距离设有3个螺孔；集气部22为空心的倒锥台型(或者是上大下小的漏斗形)，集气部22的下端 (倒锥台顶部)设有供加工刀具穿出的开口。连接部21的内径尺寸大于套筒1的外径尺寸1～3mm且集气部22下端的开口尺寸大于常用刀具的尺寸。

装配时，安装好刀具后，将集气罩2通过机米螺丝固定在套筒的下端即可。

工作时，空气经由进风通道11进入，在套筒1和主轴之间的间隙和/或通道之间流动，再经由套筒下部的开口流出并进入集气罩 2，由于集气罩2与套筒1和刀具之间均存在空隙，所以进入集气罩2的冷却气体一部分经由集气罩2上端与套筒1之间的空气流出，沿着套筒1向上流动，进一步带走主轴工作区的热量，对主轴进行充分冷却，另一部分冷却气体经由集气罩2下端与刀具之间的空隙流出，向下流动，一方面带走刀具与加工材料之间的热量，对刀具进行冷却，一方面吹走加工材料上残留的切屑，减少加工过程中切屑的影响，保证工作的稳定性。