导轨结构及具有其的机床的制作方法

1.本发明涉及机床技术领域，具体而言，涉及一种导轨结构及具有其的机床。


背景技术：

2.目前，现有技术中的数控机床在机械加工领域应用广泛，高精度、高效率是机床发展的重要方向。而导轨是数控机床中的核心部件之一，在加工过程中滑块和导轨摩擦会产生大量的摩擦热，极易导致导轨变形，进而影响机床定位精度。现有技术中，常用的导轨冷却方法是通过润滑剂冷却，导轨运行时需要良好的润滑，润滑剂可以带走一部分摩擦热。
3.然而，该方法冷却效果较差，常常需要停机进行人工冷却，影响加工效率。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种导轨结构及具有其的机床，以解决现有技术中的导轨结构的冷却效果不好的技术问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种导轨结构，包括：导轨，导轨上设置有安装槽；吸热结构，吸热结构设置在安装槽内，以使吸热结构吸收导轨上的热量；其中，吸热结构包括石墨和相变材料，相变材料相变为液体后填充在石墨的空隙内以形成一体结构。
6.进一步地，相变材料由石蜡制成。
7.进一步地，安装槽为条形槽，条形槽沿导轨的长度方向延伸，吸热结构为条形结构，条形结构安装在条形槽内。
8.进一步地，导轨结构还包括：安装盖板，设置在导轨上，安装盖板位于安装槽的槽口处。
9.进一步地，安装盖板上设置有冷却进口、冷却出口以及与冷却进口和冷却出口均连通的冷却管道，冷却管道内用于通入冷却液。
10.进一步地，冷却管道沿安装盖板的延伸方向延伸。
11.进一步地，冷却管道为多个，多个冷却管道间隔设置在安装盖板上。
12.进一步地，冷却管道为s型管道。
13.进一步地，导轨结构还包括：温度检测件，设置在安装盖板靠近安装槽的一侧，温度检测件用于检测导轨的温度。
14.根据本发明的另一方面，提供了一种机床，机床包括：主体部和导轨结构，导轨结构安装在主体部上，导轨结构为上述提供的导轨结构。
15.应用本发明的技术方案，通过将吸热结构安装在安装槽内，吸热结构的石墨空隙内的相变材料吸热相变为液态，相变材料在相变过程中将吸收大量的热量，以便于充分将导轨上的热量吸收，从而能够充分减小导轨结构上的热量，以对导轨进行充分冷却，从而避免了导轨因发热而发生变形的情况，保证了定位精度。因此，通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中的导轨结构的冷却效果不好的技术问题。
附图说明
16.构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本发明的实施例提供的导轨结构的剖视图；
18.图2示出了根据本发明的实施例提供的导轨结构的结构示意图。
19.其中，上述附图包括以下附图标记：
20.10、导轨；11、安装槽；20、吸热结构；30、安装盖板；31、冷却进口；32、冷却出口；33、冷却管道。
具体实施方式
21.需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
22.如图1和图2所示，本发明的实施例一提供了一种导轨结构，包括导轨10和吸热结构20，导轨10上设置有安装槽11。吸热结构20设置在安装槽11内，以使吸热结构20吸收导轨10上的热量。其中，吸热结构20包括石墨和相变材料，相变材料相变为液体后填充在石墨的空隙内以形成一体结构。具体的，相变材料相变为液体后填充至石墨的空隙内并在相变材料相变为固态后与石墨形成一体结构，以便于成型制造，同时成型的结构也便于使吸热结构20安装在安装槽11内。本实施例中的导轨结构能够解决传统的润滑剂冷却导轨10时，冷却效果差，不能连续加工导致的加工效率低的问题。本次提出的导轨结构降温快速，并且能长时间稳定在较低温度，同时相变材料绿色环保，适用面积广。
23.采用本实施例提供的导轨结构，通过将吸热结构20安装在安装槽11内，吸热结构20的石墨空隙内的相变材料吸热相变为液态，相变材料在相变过程中将吸收大量的热量，以便于充分将导轨10上的热量吸收，从而能够充分减小导轨结构上的热量，以对导轨10进行充分冷却，从而避免了导轨10因发热而发生变形的情况，保证了定位精度。因此，通过本实施例提供的导轨结构，能够解决现有技术中的导轨结构的冷却效果不好的技术问题。
24.具体的，本实施例中的相变材料由石蜡或结晶水合盐类物质制成。由于石蜡的成本较低，来源较广，本实施例中的相变材料优选为石蜡制成，也便于降低生产成本。
25.在本实施例中，安装槽11为条形槽，条形槽沿导轨10的长度方向延伸，吸热结构20为条形结构，条形结构安装在条形槽内。采用这样的结构设置，能够便于更好地吸收导轨结构上的热量，以便于更好地对导轨结构进行冷却。
26.具体的，导轨结构还包括安装盖板30，安装盖板30设置在导轨10上，安装盖板30位于安装槽11的槽口处。采用这样的结构设置，能够便于对吸热结构20进行保护，避免吸热结构20暴露在外面而导致零部件对吸热件之间相互作用而产生磨损的情况。
27.为了进一步对导轨10进行冷却，在安装盖板30上设置有冷却进口31、冷却出口32以及与冷却进口31和冷却出口32均连通的冷却管道33，冷却管道33内用于通入冷却液。采用这样的结构设置，能够更好地提高对导轨10的冷却效果，同时吸热结构20内的相变材料在吸收导轨10上的热量相变为液体后，经冷却管道33内的冷却液的作用能够使得相变材料由液态继续相变为固态，从而能够使得吸热结构20内的相变材料进行循环往复的吸热和放热过程。另外，通过石墨作为载体，也能够便于吸热结构20的成型，避免相变材料吸热后变
成液体就不具有固定形态的情况，从而能够更好地提高对导轨10的冷却效果。
28.具体的，本实施例中的冷却管道33沿安装盖板30的延伸方向延伸，以便于对导轨10进行充分冷却，也便于使得吸热结构20进行充分的吸热。
29.为了进一步提高冷却效果，本实施例中的冷却管道33为多个，多个冷却管道33间隔设置在安装盖板30上。
30.具体的，本实施例中的冷却管道33的冷却进口31和冷却出口32均位于安装盖板30的端部，冷却进口31和冷却出口32间隔设置，冷却管道33为s型管道。采用这样的结构设置，能够便于通过冷却管道33对导轨10进行充分的冷却，以便于提高对导轨10的冷却效果。
31.在本实施例中，导轨结构还包括温度检测件，温度检测件设置在安装盖板30靠近安装槽11的一侧，温度检测件用于检测导轨10的温度。采用这样的结构设置，能够便于实时监控导轨10的温度，以使导轨10能够在正常温度范围内，同时通过将温度检测件设置在安装盖板30靠近安装槽11的一侧，也能够便于对温度检测件进行保护。
32.采用膨胀石墨与石蜡复合的相变材料，石蜡作为相变材料，负责热量的吸收和储存。石墨具备微观多孔结构，当石蜡相转变成液态，石墨起到吸附作用，避免材料出现液体状态。该材料具有良好导热性，且相变潜热量大，能快速吸收导轨10热量。本实施例中采用相变
‑
液冷复合冷却系统，相变材料潜热量终归有限，当相变过程全部结束后将失去冷却能力，而配合液冷系统能将相变材料迅速冷却到固态，确保温度长时间保持稳定。
33.具体的，导轨10的上表面铣槽，槽内添加膨胀石墨与石蜡复合相变材料(即为吸热结构20)，相变材料紧贴导轨10的内壁。相变材料(主要为石蜡)上方添加水冷板(安装盖板30)，水冷板(安装盖板30)上有进水孔(冷却进口31)和出水孔(冷却出口32)，内部有s型管路以增加接触面积，水冷板连接外部水冷机。相变材料和水冷板组成相变
‑
液冷复合冷却系统。
34.在本实施例中，在机床加工过程中，滑块在导轨10上快速移动，产生大量摩擦热，膨胀石墨与石蜡复合相变材料快速吸收导轨10热量，并开始发生相变，石蜡融化并被石墨吸附，保持材料固体状态，冷却水从水冷板进水孔进入，经过内部s型管路，带走膨胀石墨与石蜡复合相变材料中的热量，使石蜡恢复固体状态，从而继续快速吸收导轨10的热量，并保持温度稳定。
35.本发明的实施例二提供了一种机床，机床包括主体部和导轨结构，导轨结构安装在主体部上，导轨结构为上述实施例提供的导轨结构。
36.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：设计了一种相变材料和液冷复合的冷却系统，该系统利用相变材料从一种相变迁到另外一种相时，快速吸收大量热，再由液冷系统把这些热量带走的方式，达到快速冷却导轨的目的，冷却效果快且温度恒定。
37.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
38.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部
分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
39.在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
40.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
41.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
42.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。