[发明专利]一种主轴法兰温度调节装置、主轴和机床

说明书

本发明公开了一种主轴法兰温度调节装置、主轴和机床，包括环形部件，所述环形部件能够装配于主轴法兰的轴向端面，所述环形部件具有与主轴法兰的轴向端面匹配贴合的环形端面，所述环形部件在所述环形端面设有冷却介质流道，所述环形部件设有与所述冷却介质流道连通的冷却介质入口和冷却介质出口。本发明的主轴法兰温度调节装置能够直接装配于主轴法兰的轴向端面，安装方便，能够对机床特别是超精密机床中的主轴的法兰位置的温度调节具有显著提升，确保整只主轴法兰在有限的较短时间内热伸长达到稳定，保证了机床中主轴在整个加工过程中热伸长的稳定性，以此保障了加工精度。

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，具体是一种主轴法兰温度调节装置、主轴和机床。

背景技术

超精密与超精密加工技术是机械制造业中最重要的部分之一，直接对每个国家尖端技术与国防工业有着深远影响，亦会影响民用机械产品的加工质量，影响产品的国际竞争力。20世纪50年代，精密加工水平可达到3-5μm，超精密加工能达到的加工精度可达到1μm。20世纪70后期，精密加工精度水平可达到1μm，超精密加工水平可达0.1μm，目前精密与超精密机械加工加工精度已提升至纳米级。

对于超精密主轴，大多采用法兰螺钉锁紧的方式进行安装以保证主轴加工过程中的稳定性，但是由于加工过程中发热的影响，法兰往往会存在0.01-0.02mm的热伸长，这部分热伸长会直接导致整只主轴向下伸长相同的长度，这让纳米级别的加工精度变得难以实现，此现象无法避免。对于这种情况，或者热机启动20min到30min待热伸长稳定后再加工，又或者采用高度误差检测补偿装置进行补偿，两种方法有费时或成本过高的缺点。

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，提供一种主轴法兰温度调节装置、主轴和机床。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，一种主轴法兰温度调节装置，包括环形部件，所述环形部件能够装配于主轴法兰的轴向端面，所述环形部件具有与主轴法兰的轴向端面匹配贴合的环形端面，所述环形部件在所述环形端面设有冷却介质流道，所述环形部件设有与所述冷却介质流道连通的冷却介质入口和冷却介质出口。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述冷却介质流道沿所述环形端面周向呈蛇形延伸。

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，所述环形部件包括多个弧形块，各所述弧形块的轴向端面均设有冷却介质流道，多个所述弧形块沿周向排列，多个所述弧形块的周向端面分离或依次对接，以适配不同直径的主轴法兰。

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，相邻所述弧形块之间设有连接部件，各所述弧形块的冷却介质流道通过连接部件串联形成通路。

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，所述弧形块包括第一弧形块和多个第二弧形块，所述冷却介质入口和冷却介质出口设置于所述第一弧形块，所述第一弧形块的冷却介质流道包括入口侧冷却介质流道和出口侧冷却介质流道，所述入口侧冷却介质流道与所述冷却介质入口连接，所述入口侧冷却介质流道用于将所述冷却介质入口引入的冷却介质经所述连接部件导入下游的第一块所述第二弧形块，所述出口侧冷却介质流道与所述冷却介质出口连接，所述出口侧冷却介质流道用于将上游最后一块所述第二弧形块的冷却介质导出至所述冷却介质出口。

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，所述冷却介质入口和冷却介质出口设置于所述第一弧形块的外圆面，所述冷却介质入口沿径向延伸到所述入口侧冷却介质流道下方，并通过第一轴向孔与所述入口侧冷却介质流道连通，所述冷却介质出口沿径向延伸到所述出口侧冷却介质流道下方，并通过第二轴向孔与所述出口侧冷却介质流道连通。