一種新型油脂潤滑電主軸的制作方法

本發明涉及電主軸技術領域，尤其是涉及一種新型油脂潤滑電主軸。

背景技術：

針對油霧潤滑電主軸的缺點，油脂潤滑電主軸的使用得到越來越廣范的歡迎。影響油脂潤滑電主軸壽命的主要因素有二點，一是油脂因長時間受高溫影響產生了化學變化，潤滑效果逐漸降低直至失效；二是外部切屑液和微小的切屑從前壓蓋和前螺帽之間的間隙進入主軸內部，發生油脂被稀釋降低了潤滑效果和線圈受潮降低了絕緣等級的現象。為了使電主軸具有長的使用壽命，在應用使用壽命更長的密封陶瓷球軸承的同時，如何降低電主軸內部和軸承的溫度，防止油脂溫度過高而降低潤滑效果；同時防止切屑液和切屑進入電主軸內部，對軸承和線圈帶來損傷，是油脂潤滑電主軸的技術重點。

在以往的電主軸結構中，單獨使用液冷或單獨使用風冷都只有一種冷卻效果，效果單一且作用有限。如授權公布號為CN 203831238U的電主軸結構，只能對線圈外徑和軸承冷卻；授權公布號為CN 105134963A的電主軸結構只能對內部冷卻。

傳統的迷宮式密封結構只能依靠增加迷宮長度、減小配合間隙來被動式地防止切屑液和切屑進入電主軸內部，如授權公布號為CN 203115099U的密封結構，不能起到主動防護的效果，防護作用有限。

技術實現要素：

本發明針對現有技術的不足，所要解決的技術問題是提供一種新型油脂潤滑電主軸，利用冷卻液和風冷對電主軸和軸承進行雙重降溫以期提高電主軸壽命；利用特殊結構形成壓風作用，提高空氣的風速加強冷卻效果，同時產生氣封效果。

本發明是通過以下技術方案使上述技術問題得以解決。

一種新型油脂潤滑電主軸，機殼、前軸承座、后蓋組合形成液冷通道使冷卻液循環流動對線圈和軸承的外表面進行冷卻，前螺帽、前壓蓋、前軸承座、機殼、后蓋組合形成風冷通道對線圈內表面和主軸外表面進行冷卻，前螺帽和前壓蓋組合形成軸向壓風結構，使主軸后部朝向前部形成風壓差，驅使外部空氣從后蓋進入主軸內部朝向前部流動并經軸向壓風結構排出時形成氣封效果。

液冷通道使液體冷卻介質在其中循環流動，帶走線圈和軸承產生的熱量，對線圈和軸承進行強制降溫。風冷通道使外部空氣進入電主軸內部，對流經的線圈和轉軸進行強制冷卻。采用雙重降溫方式，獲得優異的降溫冷卻效果，大大延緩了電主軸的使用壽命。

作為優選，后蓋設置有進液口和出液口，機殼設置有雙螺旋通路，前軸承座設置有冷卻腔體，冷卻液通過進液口進入雙螺旋通路的一條支路，經冷卻腔體進入雙螺旋通路的另一條支路，再通過后蓋的出液口完成一個循環。采用了雙螺旋結構，通過增加冷卻液通路路徑長度來增強冷卻效果。

作為優選，后蓋設置有獨立的空氣通道，前軸承座設置有空氣通路，外部空氣從空氣通道進入線圈內表面和主軸外表面之間的空隙，再經空氣通路進入軸向壓風結構。外部空氣從后蓋的獨立空氣通道進入電主軸內部，空氣不與線圈引線焊接點直接接觸，能有效防止焊接點受潮短路現象發生。

作為優選，后蓋設置有連通空氣通道與主軸內部的過濾腔，過濾腔內設置有用于過濾空氣中的水分和塵埃的過濾材料。后蓋具有過濾功能，能對空氣中的水分和塵埃進行過濾，避免進入電主軸內部的空氣使線圈受潮和使軸承進灰塵。

作為優選，前螺帽和前壓蓋之間設有用于排風的環形縫隙。從環形縫隙排出的氣流具有阻止切屑液和切屑進入電主軸內部的作用。

作為優選，前螺帽和前壓蓋之間設有兩組環狀凸起和環狀凹槽且相互配合形成迷宮密封結構。起到控制密封間隙、增加密封長度的作用。

作為優選，前壓蓋的外圈與前軸承座相配合設有第一通氣槽，前壓蓋的內圈與前螺帽相配合設有第二通氣槽，第一通氣槽和第二通氣槽之間連通設置有與軸線相傾斜的通氣斜孔。第一通氣槽、通氣斜孔和第二通氣槽共同形成的通路是空氣進入壓氣結構的初始路徑。

作為優選，前螺帽的外圈上沿圓周方向均布若干與過軸心的垂線相傾斜的徑向斜孔，通過環形縫隙的空氣流經徑向斜孔向外部加速排出。起到將空氣流從迷宮配合內部向外部加速排出的作用，得到氣密封的效果。

作為優選，前螺帽的外圈上沿圓周方向均布若干與軸線成螺旋傾角的斜槽。起到與風扇相似的壓風效果，形成從電主軸后部朝向前部方向的風壓差，風壓差能加速空氣的流動性、增加風冷效果，同時增強氣密封阻擋外部冷卻液和切屑的效果。

作為優選，主軸上間隙套設有防水蓋，防水蓋包裹住壓風結構，防水蓋設有排泄口。防水蓋包裹著壓風機構且防水蓋與主軸伸出端為小間隙配合，起到防止冷卻液直接沖刷到壓風機構的環形縫隙。防水蓋設計有向下的排泄口，能將少量的通過防水蓋與主軸伸出端之間的小間隙的切屑液及混合切屑排出。

總而言之，本發明具有液冷和風冷二路冷卻通道同時對電主軸冷卻，雙重降溫效果有效的提高了電主軸的使用壽命。前螺帽和前壓蓋組合形成的軸向壓風結構產生了風壓差，起到了加速空氣流動的作用，提高了空氣的風速加強冷卻效果，同時，從環形縫隙排出的氣流具有阻止切屑液和切屑進入主軸內部的作用，起到了氣封效果。通過兩組環狀凸起和環狀凹槽使前螺帽和前壓蓋之間形成迷宮密封結構，與軸向壓風結構共同起到雙重密封效果。

附圖說明

結合以下附圖旨在便于描述較佳實施例，并不構成對本發明保護范圍的限制。

圖1是本發明的整體結構示意圖；

圖2是本發明的前端局部結構示意圖；

圖3是本發明的前螺帽結構示意圖。

具體實施方式

為了方便理解本發明，下面結合附圖中給出的本發明的較佳的實施例對本發明進行詳細的描述。

如圖1所示，新型油脂潤滑電主軸的實施例，本實施例中前軸承座5安裝在機殼2的一端為前端，后蓋1安裝在機殼2的一端為后端。液冷通道由后蓋1、機殼2、前軸承座5組成密閉的循環腔路，其中用于冷卻最大熱源-線圈4外表面的通路是雙螺旋結構，即機殼設置有雙螺旋通路，通過雙螺旋通路來增加冷卻液路徑長度，用來增強冷卻效果。前軸承座5內部設置有冷卻腔體用來冷卻密封陶瓷球軸承61。冷卻液通過后蓋上的進液口13，進入雙螺旋通路的一條支路22，進入前軸承座5下端的冷卻腔體52，流經前軸承座5上端的冷卻腔體53后進入雙螺旋通路的另一條支路，最后通過后蓋的出液口(圖中未示出)，完成一個循環。

如圖1所示，本實施例中后蓋1、機殼2和主軸3之間的空間、前軸承座5、前壓蓋7、前螺帽8組成風冷通道。外部空氣從后蓋1的獨立的空氣通道11進入電主軸內部，經過內置在后蓋通路中的過濾材料12對空氣中的水分和塵埃進行過濾，避免進入電主軸內部的空氣含水份使線圈4受潮和軸承62進灰塵。過濾后的空氣通過線圈4內表面和轉軸3外表面之間的空間時帶走兩個零件產生的部分熱量，空氣流經前軸承座5的通路51，開始進入前螺帽8和前壓蓋7組合構成的壓氣結構，并通過壓氣結構來提高風壓并加快空氣流動速度，來提高風冷降溫效果，并利用氣流從前壓蓋7、前螺帽8之間環形縫隙加速吹出的效果起到氣封作用。

如圖2所示，為壓風結構的實施例，下面結合附圖對壓風結構的具體實施方式進行詳細說明。壓風結構由前螺帽8和前壓蓋7組成。電主軸內部空氣通過前軸承座5上的通氣孔51與壓風結構相連，空氣通過前壓蓋7上的第一通氣槽71、均勻分布的通氣斜孔72、第二通氣槽73，進入和前螺帽8相配合的環形縫隙并向前流動。前螺帽8的外圈上沿圓周方向均布若干與過軸心的垂線相傾斜的徑向斜孔82，前螺帽8和前壓蓋7相配合的環形縫隙中的空氣流在前螺帽8高速旋轉中通過斜孔82向外部加速排出的作用，得到氣密封的效果。

如圖3所示，進一步地前螺帽8的外圈上沿圓周方向均布若干與軸線成螺旋傾角的斜槽84。起到與風扇相似的壓風效果，形成從電主軸后部朝向前部方向的風壓差，風壓差能加速空氣的流動性、增加風冷效果，同時增強氣密封阻擋外部冷卻液和切屑的效果。

如圖2所示，前壓蓋7和前螺帽8之間還具有兩對環狀凹槽74、75和環狀凸起81、83相互配合形成的迷宮密封結構，起到控制密封間隙、增加密封長度的作用。壓氣結構和迷宮結構起到雙重密封效果。

如圖3所示，本實施例中前螺帽8結構。前螺帽8最大外徑上設計有與過軸心的垂線成夾角20°的等分徑向斜孔82，詳見局部放大圖B和C，根據應用的轉速和最大外徑尺寸不同，其它實施例中孔的夾角也可以為不同的度數。本實施例中徑向斜孔82的等分為4等分，其它實施例中孔的等分數也可以改變。本實施例中徑向斜孔82的傾斜方向適用于從主軸前端看主軸3的旋轉方向為逆時針方向；當主軸3的旋轉方向為順時針方向時，徑向斜孔82的傾斜方向相反為-20°。

如圖3所示，本實施例中前螺帽8最大外徑設計有沿圓周均勻分布，且與軸線成螺旋傾角41°的等分斜槽84，槽寬為5mm，起到與風扇相似的壓風效果，形成從電主軸后部朝向前部方向的風壓差，風壓差能加速空氣的流動性、增加風冷效果，同時增強氣密封阻擋外部冷卻液和切屑的能力。根據應用的轉速和最大外徑尺寸不同，其它實施例中螺旋傾角也可以為不同的度數。本實施例中斜槽84的等分為4等分，其它實施例中斜槽的等分數也可以改變。本實施例中斜槽84的傾斜方向適用于從主軸前端看主軸3的旋轉方向為逆時針方向；當主軸3的旋轉方向為順時針方向時，斜槽84的傾斜方向相反為-41°。

結合圖1和2所示，本實施例的電主軸具有防水蓋9，主軸3上間隙套設防水蓋9，防水蓋9包裹著壓風結構且防水蓋9與主軸3伸出端為小間隙配合，起到防止冷卻液直接沖刷到壓風結構的環形縫隙。防水蓋9設計有向下的排泄口91，能將少量的通過防水蓋9與主軸伸出端之間的小間隙的切屑液混合切屑排出。

本發明所使用的若干技術術語僅僅是為了便于描述，并不構成對本發明的限制，本發明不局限于以上所述的較佳的實施方式，基于本技術領域的技術人員所能夠獲知的公知技術或者采用現有技術中所能夠等效替換的各種變形及更改的實施方式，凡是基于本發明的精神或者技術構思，均應包含在本發明的保護范圍之內。