專利名稱：一種恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及精密機(jī)械制造領(lǐng)域，特別涉及一種恒溫變頻電動(dòng)主軸磨 具單元。
背景技術(shù)：
在不斷發(fā)明和創(chuàng)造中提高加工質(zhì)量并使質(zhì)量日臻完善，這是機(jī)床制造業(yè) 的努力方向，那些對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量起重要影響的機(jī)床，例如磨床、車床等，這 種問題就更為突出。
變頻電動(dòng)主軸磨具單元是機(jī)床中的重要部分，其內(nèi)部含有高精度軸承， 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)是采用滾動(dòng)軸承實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，但由于這 些高精度軸承隨著工作時(shí)間的加長(zhǎng)會(huì)不斷升溫，高溫將使其產(chǎn)生熱變形而喪
失原有的回轉(zhuǎn)精度，具體帶來了如下缺陷
1、 運(yùn)轉(zhuǎn)物質(zhì)不平衡而產(chǎn)生離心力；
2、 產(chǎn)生軸承游隙變化；
3、 滾動(dòng)軸承脂潤(rùn)滑使用壽命周期短；
4、 滾動(dòng)軸承的加工精度變差。
上述回轉(zhuǎn)精度的喪失，會(huì)導(dǎo)致在精磨削環(huán)型件時(shí)，出現(xiàn)圓形偏差、圓度 誤差、直線性和粗糙度等幾何精度的缺欠。
為了改善這種高溫狀態(tài)，現(xiàn)有技術(shù)中往往使用循環(huán)水對(duì)變頻電動(dòng)主軸磨 具單元進(jìn)行冷卻，但這種冷卻方式會(huì)帶來如下缺陷
1、 循環(huán)水容易滲漏造成電機(jī)燒毀；
2、 循環(huán)水滲漏造成軸承損壞，維修費(fèi)用高。
實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元，其內(nèi)部工 作溫度恒定，從而不會(huì)產(chǎn)生高溫變形導(dǎo)致的各種缺陷，并且不會(huì)因?yàn)楹銣卮?施使軸承和電機(jī)損壞。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元，關(guān)鍵在于，包括制冷器和變頻電動(dòng)主 軸磨具單元；
所述制冷器安裝在所述變頻電動(dòng)主軸磨具單元的尾部；所述變頻電動(dòng)主軸 磨具單元的頭部設(shè)置有排氣槽；
所述制冷器將制冷后的空氣由變頻電動(dòng)主軸磨具單元的尾部輸入其內(nèi) 部；該冷卻后的空氣進(jìn)行熱交換后由所述排氣槽排出。
可見，本實(shí)用新型在變頻電動(dòng)主軸磨具單元上加裝了制冷器，即將變頻 電動(dòng)主軸磨具單元與制冷器進(jìn)行了融合，4吏變頻電動(dòng)主軸磨具單元融合先進(jìn) 制冷技術(shù)。該制冷器是小型空氣磁性熱交換系統(tǒng)，能夠?qū)⒗鋮s后的空氣輸出 到變頻電動(dòng)主軸磨具單元內(nèi)部，與變頻電動(dòng)主軸磨具單元內(nèi)部的高溫空氣進(jìn) 行熱交換。這樣一來，既可以利用該制冷器使變頻電動(dòng)主軸磨具單元工作在 恒溫狀態(tài)，同時(shí)又由于該制冷器是利用空氣制冷，而非采用循環(huán)水冷卻，不 會(huì)使軸承和電機(jī)損壞。


圖1為本實(shí)用新型中恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí) 用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元的一般設(shè)計(jì)要求包括如下幾方面 1、具有良好的防止熱變形能力；2、 具有良好的防振性能，以提高旋轉(zhuǎn)零件的動(dòng)穩(wěn)定性；
3、 采用較高的軸承精度、性能；
4、 具有良好的整體通用性和互換性；
5、 使用簡(jiǎn)單而可靠。
上述一般設(shè)計(jì)要求在一定程度上對(duì)變頻電動(dòng)主軸磨具單元中的滾動(dòng)軸 承也有相當(dāng)針對(duì)性，但主要還是針對(duì)變頻電動(dòng)主軸磨具單元所采用的滾動(dòng)軸 承精度和使用客觀條件等。本實(shí)用新型僅介紹有效地采用滾動(dòng)軸承支承的設(shè) 計(jì)。
本實(shí)用新型的核心思想，是在變頻電動(dòng)主軸磨具單元上加裝了制冷器， 即將變頻電動(dòng)主軸磨具單元與制冷器進(jìn)行了融合，使變頻電動(dòng)主軸磨具單元 融合先進(jìn)制冷技術(shù)。該制冷器是小型空氣磁性熱交換系統(tǒng)，能夠?qū)⒗鋮s后的 空氣輸出到變頻電動(dòng)主軸磨具單元內(nèi)部，與變頻電動(dòng)主軸磨具單元內(nèi)部的高 溫空氣進(jìn)行熱交換。這樣一來，既可以利用該制冷器使變頻電動(dòng)主軸磨具單 元工作在恒溫狀態(tài)，同時(shí)又由于該制冷器是利用空氣制冷，而非采用循環(huán)水 冷卻，不會(huì)使軸承和電機(jī)損壞。
圖1為本實(shí)用新型中恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元的結(jié)構(gòu)示意圖，該恒溫 變頻電動(dòng)主軸磨具單元包括制冷器3和變頻電動(dòng)主軸磨具單元12。
上述變頻電動(dòng)主軸磨具單元12的頭部設(shè)置有排氣槽2，變頻電動(dòng)主軸 磨具單元12還包括第一軸承支承體4、轉(zhuǎn)子5、定子6、平衡器7、前主 體8、殼體9、第二軸承支承體lO和浮動(dòng)座ll。上述變頻電動(dòng)主軸磨具單 元12內(nèi)部各部件的連接關(guān)系、以及內(nèi)部各部件與前主體8及殼體9的配合 關(guān)系，與現(xiàn)有技術(shù)中常用的結(jié)構(gòu)相同，也并非本實(shí)用新型討論的重點(diǎn)，這里 不再贅述。
上述制冷器3安裝在變頻電動(dòng)主軸磨具單元12的尾部，安裝方式可以 根據(jù)實(shí)際需要任意選擇，如采用螺釘將制冷器3固定在變頻主軸磨具單元 12上，或者采用粘貼的方式將制冷器3固定在變頻主軸磨具單元12上。制 冷器3上設(shè)置有進(jìn)氣接頭1。該制冷器3選用先進(jìn)的小型空氣磁性熱交換系統(tǒng)，其制冷原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)，這里不再贅述。
制冷器3、定子6、轉(zhuǎn)子5、殼體9、浮動(dòng)座ll、第一軸承支承體4、第 二軸承支承體10和平衡器7構(gòu)成一個(gè)精確的軸系，進(jìn)行磁力切割高精度旋 轉(zhuǎn)。
圖1所示恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元的工作流程如下所述
1)空壓站供給的壓縮空氣，經(jīng)節(jié)流、油霧后由進(jìn)氣接頭1進(jìn)入制冷器
.2)制冷器3對(duì)進(jìn)入的空氣進(jìn)行制冷處理后，通過變頻電動(dòng)主軸磨具單 元12尾部上的縫隙將冷卻的空氣輸入變頻電動(dòng)主軸磨具單元12的內(nèi)部，該 冷卻的空氣分別經(jīng)過第一軸承支承體4、第二軸承支承體IO和前主體8,進(jìn) 行封閉循環(huán)熱交換，最后經(jīng)排氣槽2排出，完成制冷、潤(rùn)滑工作狀態(tài)。
與現(xiàn)有技術(shù)中變頻電動(dòng)主軸磨具單元的工作情況相同，本實(shí)用新型中的 變頻電動(dòng)主軸磨具單元12在恒溫條件下也可以由計(jì)算機(jī)控制，這也使得本 實(shí)用新型的恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元12可兼用于普通和數(shù)控系統(tǒng)中。由 于這里并非本實(shí)用新型討論的重點(diǎn)，只簡(jiǎn)述具體流程如下
1) 計(jì)算機(jī)發(fā)出控制信號(hào)；
2) 計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)經(jīng)過數(shù)字模擬D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，通過航空 插頭控制定子6、殼體9、浮動(dòng)座11和轉(zhuǎn)子5進(jìn)行磁力切割傳遞負(fù)荷，由砂 輪平衡器、砂輪等機(jī)構(gòu)組成精度旋轉(zhuǎn)。
至于上述計(jì)算機(jī)控制中涉及到的具體執(zhí)行方式，以及航空插頭、砂輪平 衡器、砂輪等部件的相互配合方式，均屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。
本實(shí)用新型中的制冷器3可以將變頻電動(dòng)主軸磨具單元12的溫度恒定 在室溫或低于室溫，從而使得變頻電動(dòng)主軸磨具單元12中的所有高精度軸 承不會(huì)由于工作時(shí)溫度升高產(chǎn)生熱變形而喪失原有的回轉(zhuǎn)精度，達(dá)到傳遞高 精度、高平穩(wěn)性等目的，其回轉(zhuǎn)精度可達(dá)0.02微米。這樣在精磨削加工環(huán) 型件時(shí)，將不會(huì)出現(xiàn)圓形偏差、圓度誤差、直線性和粗糙度等幾何精度的缺 欠。而傳統(tǒng)的變頻電動(dòng)主軸磨具單元，如在夏季不采取冷卻措施，溫度升高將達(dá)75度，會(huì)使加工的產(chǎn)品精度下降造成廢品損失，也可能造成高精度軸 承提前損壞而報(bào)廢。
本實(shí)用新型中的恒溫變頻電主軸磨具單元還具備以下優(yōu)點(diǎn)啟動(dòng)性能 好，效率高，低速力矩大；轉(zhuǎn)速可調(diào)，噪音低，振動(dòng)小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單；使用方便；容易維修。
本實(shí)用新型提供的恒溫變頻主軸磨具單元最適用于機(jī)械制造、信息產(chǎn) 業(yè)、數(shù)控機(jī)床制造和機(jī)床數(shù)控的改造等。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替 換以及改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元，其特征在于，包括制冷器(3)和變頻電動(dòng)主軸磨具單元(12)；所述制冷器(3)安裝在所述變頻電動(dòng)主軸磨具單元(12)的尾部；所述變頻電動(dòng)主軸磨具單元(12)的頭部設(shè)置有排氣槽(2)；所述制冷器(3)將制冷后的空氣由變頻電動(dòng)主軸磨具單元(12)的尾部輸入其內(nèi)部；該冷卻后的空氣進(jìn)行熱交換后由所述排氣槽(2)排出。
2、 如權(quán)利要求l所述的恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元，其特征在于，所述制 冷器(3 )上設(shè)置有進(jìn)氣接頭(1 )。
3、 如權(quán)利要求1所述的恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元，其特征在于，所述恒 溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元(12)包括定子(6)、轉(zhuǎn)子(5)、殼體(9)、浮動(dòng) 座(11)、第一軸承支承體(4)、第二軸承支承體(10)和平衡器(7);所述制冷器(3)和定子(6)、轉(zhuǎn)子(5)、殼體(9)、浮動(dòng)座(11)、第一 軸承支承體(4)、第二軸承支承體(10)及平衡器(7)構(gòu)成一個(gè)軸系，進(jìn)行磁 力切割旋轉(zhuǎn)。
4、 如權(quán)利要求3所述的恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元，其特征在于，所述制 冷器(3)和定子(6)、轉(zhuǎn)子(5)、殼體(9)、浮動(dòng)座(11)、第一軸承支承體(4)、第二軸承支承體(10)及平衡器(7)融為一體。
5、 如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元，其特征在 于，所述制冷器(3 )通過螺釘或粘貼的方式安裝在變頻電動(dòng)主軸磨具單元(12 ) 的尾部。
6、 如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元，其特征在 于，所述制冷器(3)為磁性熱交換制冷器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元，包括磁性熱交換制冷器和變頻電動(dòng)主軸磨具單元，其中制冷器安裝在變頻電動(dòng)主軸磨具單元的尾部；變頻電動(dòng)主軸磨具單元的頭部設(shè)置有排氣槽；制冷器將制冷后的空氣由變頻電動(dòng)主軸磨具單元的尾部輸入其內(nèi)部；該冷卻后的空氣進(jìn)行熱交換后由所述排氣槽排出。該恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元是磁性熱交換制冷器與變頻電動(dòng)主軸磨具單元融為一體的典型高科技產(chǎn)品，其中實(shí)現(xiàn)恒溫精度傳遞的軸系維持變頻電動(dòng)主軸的加工過程精度。該恒溫變頻電動(dòng)主軸磨具單元可以廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、信息產(chǎn)業(yè)、數(shù)控機(jī)床制造和機(jī)床數(shù)控的改造等不同接口的主軸系列。
文檔編號(hào)B24B41/04GK201423570SQ200920106789
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者平 陳 申請(qǐng)人:平 陳