[发明专利]一种机床主轴冷却装置和机床

说明书

本发明公开了一种机床主轴冷却装置和机床，包括：主轴组件，包括主轴箱体和轴芯，所述轴芯通过轴承支承于所述主轴箱体；冷却系统，包括压缩机、冷凝器、节流部件和冷却环，所述冷却环内部设有冷媒流道，所述压缩机、冷凝器、节流部件和冷却环通过冷媒管线连接形成回路，所述冷却环安装于所述主轴箱体，并位于所述轴承的外周。本装置将冷媒直接引入轴承的外周，通过冷媒的汽‑液转换，迅速制冷，达到快速控制轴承温度的目的，很好的解决了主轴在不同加工工序中产生的不稳定温升进行控制，使得主轴轴承始终在最佳状态运行，因此，能有效提高主轴的使用寿命、加工精度以及稳定性。

技术领域

本发明用于机床领域，特别是涉及一种机床的附件，具体为一种机床主轴冷却装置和机床。

背景技术

为提高高速运转下的主轴轴承的寿命和主轴切削稳定性，就要使轴承在最佳的有效游隙状态下工作，游隙是指轴承的滚动体与轴承内外圈壳体之间的间隙，轴承中存在游隙是为了保证轴承得以灵活无阻的运转，但同时也要求能保证轴承运转平稳，最佳的有效游隙会使承担载荷的滚动体数目尽可能的多。因此，轴承游隙对轴承动态性能，回转精度，使用寿命，承载力都有很大的影响，而主轴装配后的初始游隙并非有效游隙，即并不是工作状态下的游隙，而工作状态下的有效游隙，是在一定的载荷作用下，达到一定温升的稳定运转状态下存在的，因此，能否控制轴承工作温度是其能否在最佳状态下工作的重要指标。常见的主轴冷却装置，冷却液从主轴整个主轴箱体表面流通或喷淋进行降温，由于现有的主轴冷却装置采用水冷，或油冷，冷却效率低，且无法快速实现对轴承的降温、控温。对于主轴由于承受不同的加工负载所产生的不同的温度不能快速反应、控制，长期以往，高速运转的轴承，不能在稳定的状态下运转，会加速轴承的疲劳损坏。主轴在加工时，精度会下降，且造成主轴的震动、异响，频繁的温度变化使轴承使用寿命降低甚至损坏。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种机床主轴冷却装置和机床。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，一种机床主轴冷却装置，包括：

主轴组件，包括主轴箱体和轴芯，所述轴芯通过轴承支承于所述主轴箱体；

冷却系统，包括压缩机、冷凝器、节流部件和冷却环，所述冷却环内部设有冷媒流道，所述压缩机、冷凝器、节流部件和冷却环通过冷媒管线连接形成回路，所述冷却环安装于所述主轴箱体，并位于所述轴承的外周。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述轴承包括前轴承和后轴承，所述冷却环包括设在所述前轴承外周的第一冷却环和设在所述后轴承外周的第二冷却环。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述主轴箱体的前端面开设环绕所述前轴承的第一环槽，所述第一冷却环沿轴向套装于所述第一环槽。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一冷却环通过耐高温硅胶覆盖并限定于所述第一环槽中。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述主轴箱体的后端的外周面开设环绕所述后轴承的第二环槽，所述第二冷却环包括第二冷却环A和第二冷却环B，所述第二冷却环A和第二冷却环B均呈半圆环形，所述第二冷却环A和第二冷却环B具有独立的冷媒流道，所述第二冷却环A和第二冷却环B沿周向布置于所述第二环槽。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第二冷却环A和第二冷却环B通过耐高温硅胶覆盖并限定于所述第二环槽中。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，还包括：

温度传感器，安装于所述主轴箱体，并位于所述前轴承和后轴承的外周；

温度控制器，所述温度传感器、压缩机均与所述温度控制器连接。