能提高冷却效果的主轴装置.pdf

1、10申请公布号CN102039426A43申请公布日20110504CN102039426ACN102039426A21申请号200910204176822申请日20091019B23B19/02200601B23Q11/1220060171申请人达航工业股份有限公司地址中国台湾台北市中山区南京东路1段132巷15号3楼72发明人丁志辉吴嘉达74专利代理机构中国商标专利事务所有限公司11234代理人万学堂桑丽茹54发明名称能提高冷却效果的主轴装置57摘要本发明公开了一种能提高冷却效果的主轴装置，包括一个心轴单元、一个套设在该心轴单元外部的壳体、一个套设在该心轴单元与该壳体间的外冷却套以及安装在

2、该心轴单元与该外冷却套间的一个马达、一个前轴承、一个后轴承、一个止推轴承，该外冷却套具有一个外冷却道，且借该外冷却道的设置对该马达、该前轴承、该后轴承与该止推轴承进行冷却，以达到较佳的冷却效果。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图9页CN102039428A1/1页21一种能提高冷却效果的主轴装置，包括一个心轴单元、一个套设在该心轴单元外部的壳体、一个套设在该心轴单元与该壳体间的外冷却套以及安装在该心轴单元与该外冷却套间的一个马达、一个前轴承、一个后轴承、一个止推轴承；该主轴装置的特征在于该心轴单元，具有一个前端部、一个后端部、一个介于该前

3、端部与该后端部间的中段以及一个设于该后端部且沿着径向延伸的定位盘件；该壳体，呈中空筒状且套设在该心轴单元外部；该外冷却套，呈中空筒状且套设在该心轴单元与该壳体间，并具有一个对应该前端部的第一端部、一个对应该后端部的第二端部、一个介于该第一端部与第二端部间的中间部以及一个设置范围涵盖该第一端部、第二端部与该中间部的外冷却道，该外冷却道导入冷却流体；该马达，安装在该心轴单元的中段与该外冷却套的中间部间且驱动该心轴单元转动；该前轴承，安装在该心轴单元的前端部与该外冷却套的第一端部间；该后轴承，安装在该心轴单元的后端部与该外冷却套的第二端部间，且设置在该定位盘件一侧；该止推轴承，安装在该心轴单元的后端

4、部与该外冷却套的第二端部间，且相对于该后轴承设置在该定位盘件另一侧。2如权利要求1所述的能提高冷却效果的主轴装置，其特征在于该外冷却套的外冷却道具有多数个沿着轴向延伸的轴向部以及多数个凹设于该第一端部与第二端部端面且连通相邻二个轴向部的环向部，该外冷却套还具有多数个密封该环向部开放端的密封盖。3如权利要求2所述的能提高冷却效果的主轴装置，其特征在于该止推轴承具有一个抵止在该外冷却套的第二端部端面的固定盘部以及一个设置在该固定盘部一侧且套设在该第二端部内部的延伸部，该延伸部对应于该外冷却道的环向部。4如权利要求3所述的能提高冷却效果的主轴装置，其特征在于还包括有一个套设在该马达与该外冷却套间且呈

5、中空筒状的内冷却套，该内冷却套具有一个沿环向迂回环绕的内冷却道，该内冷却道具有一个趋近于该后轴承的引入端以及一个趋近于该前轴承的引出端，该外冷却道具有一个与该引入端相连通的导入口以及一个与该导入口相隔开且与该引出端相连通的导出口。5如权利要求1所述的能提高冷却效果的主轴装置，其特征在于该前轴承、该后轴承与该止推轴承皆为空气轴承，该前轴承、后轴承各具有多数个沿着径向设置且沿着轴向互相连通的空气流道，该止推轴承具有多数个沿着轴向设置的空气流道，该外冷却套还具有一个与所述空气流道相连通的导气道。权利要求书CN102039426ACN102039428A1/3页3能提高冷却效果的主轴装置技术领域000

6、1本发明涉及一种加工机械，特别是涉及一种能提高冷却效果的主轴装置。背景技术0002如图1所示，现有一种主轴装置，包括一个心轴单元1、一个套设在该心轴单元1外部的壳体2、一个套设在该心轴单元1与该壳体2间的冷却套3、一个安装在该心轴单元1与该冷却套3间的马达4、一个设置在该马达4前侧且安装在该心轴单元1与该冷却套3间的前空气轴承5、一个设置在该马达4后侧且安装在该心轴单元1与该冷却套3间的后空气轴承6以及一个设置在该后空气轴承6与该冷却套3外侧的止推空气轴承7。该冷却套3设有一冷却流道301，当启动该马达4，且带动该心轴单元1产生高速运转可高达300000RPM时，将冷却流体导入该冷却流道301

7、，该前空气轴承5、后空气轴承6因为该心轴单元1高速旋转摩擦空气产生的热能以及马达4线圈励磁所产生的热能被冷却。0003但是，由于该止推空气轴承7设置在该冷却套3外侧，所以该冷却套3无法对该止推空气轴承7所产生的热能进行冷却，冷却效果仍然有待改善。发明内容0004本发明的目的是在提供一种冷却范围涵盖各个热能产生部位且产生较佳冷却效果的能提高冷却效果的主轴装置。0005本发明能提高冷却效果的主轴装置，包括一个心轴单元、一个壳体、一个外冷却套、一个马达、一个前轴承、一个后轴承以及一个止推轴承。该心轴单元具有一个前端部、一个后端部、一个介于该前端部与该后端部间的中段以及一个设于该后端部且沿着径向延伸的

8、定位盘件。该壳体呈中空筒状且套设在该心轴单元外部。该外冷却套呈中空筒状且套设在该心轴单元与该壳体间，并具有一个对应该前端部的第一端部、一个对应该后端部的第二端部、一个介于该第一端部与该第二端部间的中间部以及一个设置范围涵盖该第一端部、第二端部与该中间部的外冷却道，该外冷却道导入冷却流体。该马达安装在该心轴单元的中段与该外冷却套的中间部间且驱动该心轴单元转动。该前轴承安装在该心轴单元的前端部与该外冷却套的第一端部间。该后轴承安装在该心轴单元的后端部与该外冷却套的第二端部间，且设置在该定位盘件一侧。该止推轴承安装在该心轴单元的后端部与该外冷却套的第二端部间，且相对于该后轴承设置在该定位盘件另一侧。

9、0006本发明的有益效果在于冷却流体流经该外冷却套的外冷却道，对马达、前轴承、后轴承以及该止推轴承等热能产生部位进行散热，以达到较佳冷却效果。附图说明0007图1是现有一种主轴装置的组合剖面图；0008图2是本发明能提高冷却效果的主轴装置的一个较佳实施例的俯视平面组合图；0009图3是沿图2中的直线IIIIII所取的剖视示意图；说明书CN102039426ACN102039428A2/3页40010图4是沿图2中的直线IVIV所取的剖视示意图；0011图5是该较佳实施例的一个外冷却套的剖面图；0012图6是该较佳实施例的外冷却套俯视图；0013图7是该较佳实施例的外冷却套的展开图；0014图8

10、是该较佳实施例的一个内冷却套的平面图；0015图9是沿图2中的直线IXIX所取的剖视示意图。具体实施方式0016下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明0017如图2及图3所示，本发明能提高冷却效果的主轴装置较佳实施例，包括一个心轴单元10、一个套设在该心轴单元10外部的壳体20、一个套设在该心轴单元10与该壳体20间的外冷却套30、一个安装在该心轴单元10与该外冷却套30间的马达40、一个套设在该马达40与该外冷却套30间的内冷却套50、一个设置在该马达40前侧的前轴承60、一个设置在该马达40后侧的后轴承70、一个设置在该后轴承70后侧的止推轴承80以及一个设置在该止推轴承80后侧的头座单

11、元90。0018该心轴单元10具有一个轴套11、一个穿设在该轴套11中的滑动座12以及一个与该滑动座12螺锁的筒夹13，该轴套11具有一个前端部111、一个后端部112、一个介于该前端部111与该后端部112间的中段113以及一个设于该后端部112且沿着径向延伸的定位盘件114。0019该壳体20呈中空筒状。0020配合参阅图4及图5，其中图4及图5分别是取自图2中线VIVI、IIIIII的剖面线，且图5与图3的剖面相同，该外冷却套30呈中空筒状，并具有一个对应该前端部111的第一端部31、一个对应该后端部112的第二端部32、一个介于该第一端部31与该第二端部32间的中间部33、一个设置范围

12、涵盖该第一端部31、该第二端部32与该中间部33的外冷却道34以及一个导气道35。该外冷却道34导入冷却流体，且如图6及图7所示，该外冷却道34具有一个入口341以及一个与该入口341沿环向间隔设置的出口342，该入口341与该出口342间又具有多数个沿着轴向延伸的轴向部343、多数个凹设于该第一端部31、第二端部32端面且连通相邻二个轴向部343的环向部344以及多数个密封该环向部344开放端的密封盖345，对应该入口341的轴向部343呈不连续状，在该入口341内侧且对应于中间部33设有一个导入口343以及一个与该导入口343相隔开且间隔设置的导出口343”。0021该马达40安装在该心轴

13、单元10的中段113与该外冷却套30的中间部33间且驱动该心轴单元10转动。0022配合参阅图8，该内冷却套50呈中空筒状，并具有一个沿着环向迂回环绕的内冷却道51，该内冷却道51具有一个趋近于该后轴承70且对应于该导入口343的引入端511以及一个趋近于该前轴承60且对应于该导出口343”的引出端512。0023该前轴承60为空气轴承，安装在该心轴单元10的前端部111与该外冷却套30的第一端部31间，并具有多数个沿径向设置且沿着轴向互相连通的空气流道61，该空气流道61与该外冷却套30的导气道35互相连通。0024该后轴承70为空气轴承，安装在该心轴单元10的后端部112与该外冷却套30的

14、说明书CN102039426ACN102039428A3/3页5第二端部32间，且设置在该定位盘件114一侧，并具有多数个沿着径向设置且沿着轴向互相连通的空气流道71，该空气流道71与该外冷却套30的导气道35互相连通。0025该止推轴承80为空气轴承，安装在该心轴单元10的后端部112与该外冷却套30的第二端部32间，且相对于该后轴承70设置在该定位盘件114另一侧，并具有一个抵止在该外冷却套30的第二端部32端面的固定盘部81、一个设置在该固定盘部81一侧且套设在该第二端部32内部的延伸部82以及多数个沿轴向设置的空气流道83，该延伸部82对应于该外冷却道34的环向部344。0026该头座

15、单元90具有一个设置在该止推轴承80后侧的头座91以及一个推掣该滑动座12的压力缸92，该头座91也套设在该壳体20内部，并具有一个导气接头911、一个设于该导气接头911一侧的导入接头912、一个设于该导气接头911另一侧的导出接头913、一个设于该导入接头912一侧的出气接头914、二个连接该导气接头911且将气源导入该导气道35与空气流道83的入气流道915见图3、一个连接该导入接头912且将冷却流体导入该外冷却道34的入口341的引入流道916见图4、一个连接该导出接头913且将冷却流体自该出口342导出的引出流道917见图9以及一个与该出气接头914相连通的排气流道918见图3。00

16、27再如图3所示，当该主轴装置进行加工，且驱动该马达40转动时，该心轴单元10被驱动而产生高速转动，同时，高压空气自该导气接头911引入见虚线箭头，并经入气流道915、导气道35引流至该前轴承60、后轴承70以及该止推轴承80的空气流道61、71、83，且提供该心轴单元10转动顺畅，且该马达40产生最大的发热量，该前轴承60、后轴承70以及该止推轴承80也都会因为空气摩擦产生热能。此时，如图4所示，由该导入接头912导入冷却流体见实线箭头，经由该引入流道916引入该外冷却道34的入口341、导入口343后，先流经该内冷却道51且对该马达40进行冷却配合参图8，由该导出口343”流出后，再流经轴

17、向部343、环向部344配合参图7，且再对前轴承60、后轴承70以及止推轴承80进行冷却，最后由出口342、引出流道917、导出接头913配合参图9排出，因此，该主轴装置进行加工时，在该马达40、前轴承60、后轴承70以及止推轴承80等构件所产生的热能，都产生较佳的冷却效果，也确保主轴装置的加工精度。说明书CN102039426ACN102039428A1/9页6图1说明书附图CN102039426ACN102039428A2/9页7图2说明书附图CN102039426ACN102039428A3/9页8图3说明书附图CN102039426ACN102039428A4/9页9图4说明书附图CN102039426ACN102039428A5/9页10图5说明书附图CN102039426ACN102039428A6/9页11图6说明书附图CN102039426ACN102039428A7/9页12图7说明书附图CN102039426ACN102039428A8/9页13图8说明书附图CN102039426ACN102039428A9/9页14图9说明书附图CN102039426A