[实用新型]一种永磁同步内置水冷轴承电主轴

说明书

本实用新型提供一种永磁同步内置水冷轴承电主轴，包括壳体，壳体的两端贯穿有通孔并形成安装区，安装区包括用于安装轴承的第一安装区及用于安装电机的第二安装区，第一安装区与第二安装区之间设有台阶面，第一安装区内设有冷却套，冷却套的端部与台阶面接触并实现轴向定位，冷却套的两端贯穿有用于安装轴承的轴承安装孔，第一安装区内壁或所述冷却套上设有第一冷却流道，第一冷却流道的两端分别设有孔并形成进液孔和出液孔，壳体的外壁设有与出液孔连通的第二冷却槽。本实用新型永磁同步内置水冷轴承电主轴，制造成本低，冷却效率高且效果好，大大提高了主轴的运行精度，确保机加工的产品质量。

技术领域

本实用新型涉及一种电主轴，特别涉及一种永磁同步内置水冷轴承电主轴。

背景技术

电主轴是最近些年，在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。高速数控机床主传动系统取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。

电主轴省去了皮带、齿轮或联轴器的传动环节，实现了机床主轴系统的“零传动”，是数控机床传动系统的重大变革；它克服了传统机械主轴在高速下打滑、振动和噪声大、惯量大等缺点，有效改善了主轴高速情况下的整体性能，具有机械主轴不可替代的优越性。

同时电主轴具有相对体积小,可以实现无极调速。而且加减速时间短，零传动动力损失。定位精度高，可以很方便的实现自动化,由于传动环节少,所以加工精度稍高等优点。

目前电主轴的缺点：

目前市场上常见的数控车床电主轴，通常都是采用套筒式壳体，然后内置异步或者同步电机，电机两端分别配有精密轴承，轴承内配有机床主轴，主轴贯穿电机转子，跟两端的轴承，实现精密旋转跟动力输出。

由于所有的零部件都存在热胀冷缩的事实原因，会引起各类热变形，比如目前配电主轴的数控车床，都存在冷热机的情况，影响机床的加工精度，以及自动化的检测等。电主轴的最大发热源，来自于电主轴的内置电机，所以常规的解决方式是在电主轴壳体上做螺旋水槽，或者回字槽水道用于冷却电机，解决电机发热源的情况。

以上方案看是很完美，其实还有一个忽略点，那就是主轴轴承的高速旋转引起的摩擦热，做过实验来验证主轴轴承的高速旋转，引起的摩擦热有多厉害。将三条电主轴置于恒温房间内一夜，第二天测得房间稳定温度25摄氏度，电主轴壳体，电主轴内孔，也为25摄氏度。然后把电主轴开到5000转，运转1小时，一小时后获得的主轴内孔温度分别为50,52,55摄氏度。这个实验只是验证了主轴轴承的高速旋转摩擦热。

为了验证这的热源给机床带来的精度影响，又分别将主轴装与机床上，用实际加工对比。结果发现都存在机床冷热机的情况。刚开机的时候机床的精度是好的，运行一小时后，测量加工的产品，发现产品长度都变短了，最大短了0.04毫米，继续运行一天(8小时)，通过系统刀补值，确保产品直径不变(在图纸要求公差范围内)，8小时后测量产品获得的结果是长度都短了，其中最严重的一台机加工的产品短了0.07毫米。于是关机，等第二天早上再开机做产品验证直径的变化。第二天早上开机，每台机分别做相同产品，结果做出的第一个产品都不合格，变化最小的其产品直径都小了0.03毫米，最大的达到了0.06毫米。

通过以上实验获得的结果，可用证明主轴轴承的高速旋转引起的摩擦热，会引起机床冷热机，对机床的加工精度影响还比较大。

实用新型内容

【1】要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种加工方便、组装快捷且能同时对轴承及电机进行冷却、进而提高主轴加工精度的永磁同步内置水冷轴承电主轴。

【2】解决问题的技术方案