一种主轴冷却装置和电主轴的制作方法

本发明属于电主轴，具体涉及一种主轴冷却装置和电主轴。

背景技术：

1、电主轴，外文名hvct，是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。

2、目前，主轴上一般均设有环喷流道和电机冷却流道，环喷流道用于对主轴前端的刀具进行冷却。电机冷却流道对主轴上的电机和轴承等发热部件进行冷却。其中，环喷流道与电机冷却流道会直接影响主轴整机发热和刀具加工过程的冷却效果。

3、专利号为cn110695759a的专利公开了一种带环喷的主轴冷却装置，该结构通过在水冷内套的隔水片处增设部分凸缘，从而通过冷却优先级来改善主轴的冷却效率；该结构通过增设冷却部件的外部结构改变主轴的冷却方式，此法增大了加工装配难度，使得装配精度难以控制在合理范围内，无法大规模推广和应用。

4、专利号为cn204053633u的专利公开了一种机床主轴刀具冷却装置，该结构前端盖与锁紧螺母之间形成了防止外部切削液进入轴承的气密封沟槽，从单一的环喷角度上，改变了刀具冷却的方式。但与主轴发热源处的冷却结构为单独分别作用的结构，在对主轴整机温度和加工刀具冷却方面的效率并未有明显提升作用，优化程度有限。

5、其中，上述的环喷流道一般为轴向单通道，最后从主轴前端面喷出，达到对加工过程中的刀具和加工件的实时冷却。电机冷却流道一般为多条，其分布形式多样，主要实现对主轴轴承和电机对应位置的温度场冷却。在常规的两种流道设计中，一般较多关注两者流道设计上分别所起的作用，而较多地忽略了两者联合的作用，让两者利用效果没有达到最大化，使得主轴的冷却效率仍有提高的空间。

技术实现思路

1、因此，本发明提供一种主轴冷却装置和电主轴，主要所要解决的技术问题是：如何提高主轴的冷却效率。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种主轴冷却装置，其包括套体和用于套设在主轴的电机上的电机冷却套，所述电机冷却套上设有第一冷却流道；

3、其中，所述套体上设有第二冷却流道、第三冷却流道和进液口，所述第二冷却流道和第三冷却流道两者的一端交汇、且与进液口连通；所述第二冷却流道与所述第一冷却流道连通，以将冷却液引入所述第一冷却流道，使第一冷却流道对所述电机冷却套进行冷却；所述套体还具有回液流道，所述回液流道与所述第一冷却流道连通，以将第一冷却流道内的冷却液引出；所述套体上设有用于向主轴前端的刀具处喷射冷却液的喷嘴，所述第三冷却流道与喷嘴连通，以将冷却液引入喷嘴。

4、在一些实施方式中，所述套体具有冷却轴段，所述电机冷却套套设在所述冷却轴段的内侧；

5、其中，所述第三冷却流道在冷却轴段上延伸，所述第三冷却流道还通过冷却轴段与电机冷却套进行热交换，以对电机冷却套进行冷却。

6、在一些实施方式中，所述套体上设有第一环形流道，所述第二冷却流道和第三冷却流道两者的一端均连接至所述第一环形流道，以通过所述第一环形流道交汇；

7、所述进液口也连接至第一环形流道，使第二冷却流道和第三冷却流道两者的交汇端通过第一环形流道与进液口连通。

8、在一些实施方式中，所述套体上设有与回液流道连通的出液口；

9、所述出液口和回液流道均连接至所述第一环形流道，使出液口通过所述第一环形流道与回液流道连通。

10、在一些实施方式中，所述第二冷却流道在所述冷却轴段的壁厚内延伸，所述冷却轴段的内壁上设有贯通至所述第二冷却流道的第一连接孔，所述第二冷却流道通过所述第一连接孔与所述第一冷却流道连通；

11、和/或，所述回液流道在所述冷却轴段的壁厚内延伸，所述冷却轴段的内壁设有贯通至所述回液流道的第二连接孔，所述回液流道通过所述第二连接孔与所述第一冷却流道连通。

12、在一些实施方式中，所述的主轴冷却装置还包括用于对主轴前端的转子轴提供支撑的前轴承座；

13、所述前轴承座上设有第四冷却流道，所述第四冷却流道用于与所述第二冷却流道连通，以引入冷却液对前轴承座进行冷却；

14、所述第四冷却流道还与所述回液流道连通，以通过所述回液流道将内部的冷却液引出。

15、在一些实施方式中，所述前轴承座套设在所述套体的内侧、且位于所述电机冷却套的一侧，所述第四冷却流道包括设置在所述前轴承座外壁上的第一环形凹槽，所述第一环形凹槽内设有台阶；

16、所述第一环形凹槽的挡肩处设有缺口槽，所述第一环形凹槽通过所述缺口槽与第二冷却流道连通；其中，当第二冷却流道的数量为两个以上时，所述缺口槽的数量与第二冷却流道的数量相等、且一一对应，且各缺口槽的通流面积与相应第二冷却流道的通流面积一致。

17、在一些实施方式中，所述的主轴冷却装置还包括用于对主轴后端的转子轴提供支撑的后轴承座；

18、所述后轴承座上设有第五冷却流道，所述第五冷却流道与所述第二冷却流道连通，以引入第二冷却流道内的冷却液对后轴承座进行冷却；

19、所述第五冷却流道还与所述回液流道连通，以通过所述回液流道将内部的冷却液引出。

20、在一些实施方式中，所述第五冷却流道还与所述第三冷却流道连通，以引入第三冷却流道内的冷却液对后轴承座进行冷却。

21、在一些实施方式中，所述第三冷却流道通过第二环形流道与各喷嘴连通。

22、本发明还提供一种电主轴，其包括上述中任一项所述的主轴冷却装置。

23、本发明提供的一种主轴冷却装置和电主轴具有如下有益效果：

24、1.构成电机冷却流道的第二冷却流道和构成环喷流道的第三冷却流道两者的一端交汇后通过同一进液口进液，第二冷却流道和第三冷却流道两者的一端形成类似并联的连接结构，相对于串联的连接方式可以减小进液口处相同流量下的压强，换句话说：若控制进液口处的压强在较高的水平时，能允许通入较多的冷却流量，从而在同等压强下可以增加冷却效率。

25、2.由于第三冷却流道从冷却轴段上经过时也可以对电机冷区套进行冷却，从而构成电机冷却流道的第二冷却流道和构成环喷流道的第三冷却流道均可以对电机冷却套进行冷却，如此使电机冷却套对电机的冷却效果更佳，能够提高对主轴的冷却效率，延长主轴使用寿命。

26、3.用于对电机进行冷却的第一冷却流道、用于对前轴承座进行冷却的第四冷却流道和用于对后轴承座进行冷却的第五冷却流道三者并联在第二冷却流道和回液流道之间，相对于串联的连接方式可以减小进液口处相同流量下的压强，换句话说：若控制进液口处的压强在较高的水平时，能允许通入较多的冷却流量，从而在同等压强下可以增加冷却效率。

技术特征：

1.一种主轴冷却装置，其特征在于：包括套体(100)和用于套设在主轴的电机(200)上的电机冷却套(88)，所述电机冷却套(88)上设有第一冷却流道(80a)；

2.根据权利要求1所述的主轴冷却装置，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的主轴冷却装置，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的主轴冷却装置，其特征在于：

5.根据权利要求2至4中任一项所述的主轴冷却装置，其特征在于：

6.根据权利要求1至4中任一项所述的主轴冷却装置，其特征在于：还包括用于对主轴前端的转子轴(201)提供支撑的前轴承座(4)；

7.根据权利要求6所述的主轴冷却装置，其特征在于：

8.根据权利要求1至4、7中任一项所述的主轴冷却装置，其特征在于：还包括用于对主轴后端的转子轴(202)提供支撑的后轴承座(23)；

9.根据权利要求8所述的主轴冷却装置，其特征在于：

10.根据权利要求1至4、7、9中任一项所述的主轴冷却装置，其特征在于：

11.一种电主轴，其特征在于：包括权利要求1-10中任一项所述的主轴冷却装置。

技术总结
本发明提供一种主轴冷却装置和电主轴，其中，主轴冷却装置包括套体和用于电机冷却套，电机冷却套上设有第一冷却流道；套体上设有第二冷却流道、第三冷却流道和进液口，第二冷却流道和第三冷却流道两者的一端交汇、且与进液口连通；第二冷却流道与第一冷却流道连通，以将冷却液引入第一冷却流道，使第一冷却流道对电机冷却套进行冷却；套体还具有回液流道，回液流道与第一冷却流道连通，以将第一冷却流道内的冷却液引出；套体上设有用于向主轴前端的刀具处喷射冷却液的喷嘴，第三冷却流道与喷嘴连通，以将冷却液引入喷嘴。根据本发明的技术方案，第二冷却流道和第三冷却流道两者的一端形成类似并联的连接结构，在同等压强下可以增加冷却效率。

技术研发人员：邓扬,耿继青,卓明,王均鹏,刘蕾
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22