本技術(shù)涉及車床，具體來說是一種具備自適應(yīng)動平衡功能的高速數(shù)控車床主軸。

背景技術(shù)：

1、一種具備自適應(yīng)動平衡功能的高速數(shù)控車床主軸，集成了自適應(yīng)動平衡、熱變形補償和主動冷卻三大核心技術(shù)。自適應(yīng)動平衡通過伺服電機調(diào)節(jié)平衡塊位置，實時補償高速旋轉(zhuǎn)不平衡力；熱變形補償利用溫度傳感器監(jiān)測并自動補償熱變形對精度的影響；主動冷卻則通過增壓缸和渦輪風扇強化主軸冷卻效果，控制溫升。現(xiàn)有的一種高速數(shù)控車床主軸(公開號：cn105290430a)存在以下弊端，需要進一步改進。

2、1.傳統(tǒng)的設(shè)備在高速旋轉(zhuǎn)時，由于工件質(zhì)量分布不均、切削力不平衡等因素，極易產(chǎn)生振動，從而影響加工精度和表面粗糙度。而且隨著主軸轉(zhuǎn)速的提高，離心不平衡力也會迅速增大，振動問題更加嚴重。會降低加工效率和工件質(zhì)量，也會加速主軸軸承磨損，縮短使用壽命。因此，傳統(tǒng)主軸在高速高精密加工領(lǐng)域存在明顯局限性，很難滿足日益提高的加工要求。所以急需一種具有自適應(yīng)動平衡功能的數(shù)控車床主軸。

3、2.傳統(tǒng)的設(shè)備在長時間高速運轉(zhuǎn)過程中，由于摩擦和切削熱等因素，會產(chǎn)生不可避免的溫升和熱變形。這種熱變形會導致主軸發(fā)生微小的徑向和軸向位移，從而影響加工精度。尤其是在一些對精度要求極高的精密加工領(lǐng)域，如航空航天制造等，熱變形帶來的影響就更加顯著和不可忽視。而傳統(tǒng)主軸由于缺乏熱變形檢測和補償機制，無法主動調(diào)節(jié)以抵消熱變形效應(yīng)，因此加工精度在高速長時間運轉(zhuǎn)時會逐漸下降，制造出的工件尺寸精度和幾何精度難以保證，從而制約了加工質(zhì)量和效率的進一步提升。所以急需一種具有熱變形補償?shù)臄?shù)控車床主軸。

4、3.傳統(tǒng)的設(shè)備在長時間高速運轉(zhuǎn)時，由于摩擦和切削熱的持續(xù)積累，極易導致主軸溫度過高。而主軸過熱不僅會加劇熱變形問題，進一步影響加工精度，還可能導致潤滑失效、軸承過早磨損等一系列嚴重后果，從而大幅縮短主軸的使用壽命。然而，傳統(tǒng)主軸通常僅依靠簡單的風扇散熱，冷卻效果有限，無法有效控制高速運轉(zhuǎn)時的溫升問題。因此，在高速高精密加工領(lǐng)域，傳統(tǒng)主軸的冷卻能力往往無法滿足要求，制約了機床的整體加工性能，也限制了主軸在更高轉(zhuǎn)速和更長時間內(nèi)的運轉(zhuǎn)能力。所以急需一種具有主軸冷卻設(shè)計的數(shù)控車床主軸。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的主要目的在于提供一種具備自適應(yīng)動平衡功能的高速數(shù)控車床主軸，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為：有一種具備自適應(yīng)動平衡功能的高速數(shù)控車床主軸，所述主體上方安裝有伺服電機，所述主體上方安裝有主動旋轉(zhuǎn)軸體，所述主動旋轉(zhuǎn)軸體上方安裝有從動旋轉(zhuǎn)軸體，所述主體一側(cè)安裝有高速數(shù)控車床主軸，所述高速數(shù)控車床主軸上方安裝有平衡塊，高速數(shù)控車床主軸一側(cè)安裝有溫度控制器，所述溫度控制器上方安裝有溫度傳感器，所述高速數(shù)控車床主軸一側(cè)安裝有支撐筋，所述支撐筋上方安裝以后增壓缸。

3、優(yōu)選的，所述主體外部采用倒圓角設(shè)計。

4、優(yōu)選的，所述渦輪風扇可旋轉(zhuǎn)，并采取流線型設(shè)計。

5、優(yōu)選的，所述伺服電機外部安裝有散熱扇。

6、優(yōu)選的，所述高速數(shù)控車床主軸兩側(cè)安裝有滑軌，與平衡塊產(chǎn)生交互。

7、優(yōu)選的，所述主動旋轉(zhuǎn)軸體與增壓缸采取統(tǒng)一軸設(shè)計。

8、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果：

9、1.本實用新型通過加入伺服電機和平衡塊可以實時調(diào)節(jié)平衡塊的位置，從而產(chǎn)生相對應(yīng)的離心力，有效抵消主軸旋轉(zhuǎn)時的不平衡力，實現(xiàn)自適應(yīng)動態(tài)平衡。這種自適應(yīng)動平衡機制可以顯著減小主軸在高速旋轉(zhuǎn)時的振動，提高加工精度和表面粗糙度，避免因振動而降低加工效率和工件質(zhì)量，也可以減緩主軸軸承磨損，延長使用壽命。

10、2.本實用新型通過加入溫度傳感器和溫度控制器可以實時監(jiān)測主軸在長時間高速運轉(zhuǎn)過程中由于摩擦和切削熱等因素而產(chǎn)生的溫升情況。當檢測到主軸溫度升高時，溫度控制器就會根據(jù)溫升數(shù)據(jù)，計算出主軸由于熱膨脹而引起的徑向和軸向位移量，并對主軸運動軌跡進行相應(yīng)的補償調(diào)整，從而有效抵消熱變形對加工精度的影響。通過這種熱變形檢測和補償機制，可以確保主軸在長時間高速加工過程中，即使產(chǎn)生一定程度的溫升和熱變形，也能夠自動校正運動軌跡，保持加工精度不受影響。這對于航空航天等對尺寸和幾何精度要求極高的精密加工領(lǐng)域尤為重要，可以避免熱變形導致的工件精度下降問題，從而保證加工質(zhì)量和效率的穩(wěn)定提升。

11、3.本實用新型通過加入增壓缸和渦輪風扇可以向主軸周圍提供高壓氣流，而渦輪風扇則利用其旋轉(zhuǎn)和流線型設(shè)計，產(chǎn)生強勁的旋轉(zhuǎn)氣流，與增壓氣流形成協(xié)同效應(yīng)，大大增強了對主軸的冷卻效率。這種主動冷卻機制可以有力地加速主軸表面的熱量散發(fā)，及時帶走由于長時間高速運轉(zhuǎn)而積累的切削熱和摩擦熱，從而有效控制主軸溫升，避免過熱問題。相比傳統(tǒng)被動風扇散熱，該設(shè)計的主動強化冷卻性能更加卓越，可以顯著延長主軸在高溫高速工況下的運轉(zhuǎn)時間。充分的冷卻不僅可以減緩主軸熱變形，確保加工精度。

技術(shù)特征：

1.一種具備自適應(yīng)動平衡功能的高速數(shù)控車床主軸，包括主體(1)、渦輪風扇(11)，其特征在于：所述主體(1)上方安裝有伺服電機(2)，所述主體(1)上方安裝有主動旋轉(zhuǎn)軸體(3)，所述主動旋轉(zhuǎn)軸體(3)上方安裝有從動旋轉(zhuǎn)軸體(4)，所述主體(1)一側(cè)安裝有高速數(shù)控車床主軸(5)，所述高速數(shù)控車床主軸(5)上方安裝有平衡塊(6)，高速數(shù)控車床主軸(5)一側(cè)安裝有溫度控制器(9)，所述溫度控制器(9)上方安裝有溫度傳感器(10)，所述高速數(shù)控車床主軸(5)一側(cè)安裝有支撐筋(7)，所述支撐筋(7)上方安裝以后增壓缸(8)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備自適應(yīng)動平衡功能的高速數(shù)控車床主軸，其特征是：所述主體(1)外部采用倒圓角設(shè)計。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備自適應(yīng)動平衡功能的高速數(shù)控車床主軸，其特征是：所述渦輪風扇(11)可旋轉(zhuǎn)，并采取流線型設(shè)計。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備自適應(yīng)動平衡功能的高速數(shù)控車床主軸，其特征是：所述伺服電機(2)外部安裝有散熱扇。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備自適應(yīng)動平衡功能的高速數(shù)控車床主軸，其特征是：所述高速數(shù)控車床主軸(5)兩側(cè)安裝有滑軌，與平衡塊(6)產(chǎn)生交互。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備自適應(yīng)動平衡功能的高速數(shù)控車床主軸，其特征是：所述主動旋轉(zhuǎn)軸體(3)與增壓缸(8)采取統(tǒng)一軸設(shè)計。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種具備自適應(yīng)動平衡功能的高速數(shù)控車床主軸，涉及車床技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種具備自適應(yīng)動平衡功能的高速數(shù)控車床主軸。包括主體、伺服電機、主動旋轉(zhuǎn)軸體、從動旋轉(zhuǎn)軸體、高速數(shù)控車床主軸、平衡塊、支撐筋、增壓缸、溫度控制器、溫度傳感器、渦輪風扇。在本技術(shù)中，具備自適應(yīng)動平衡、熱變形補償和主動冷卻三大核心功能的創(chuàng)新高速數(shù)控車床主軸。它通過伺服電機調(diào)節(jié)平衡塊位置，實時補償高速旋轉(zhuǎn)不平衡力；利用溫度傳感器監(jiān)測并自動補償熱變形對精度的影響；通過增壓缸和渦輪風扇強化主軸冷卻效果，控制溫升。

技術(shù)研發(fā)人員：王超
受保護的技術(shù)使用者：煙臺黃金職業(yè)學院
技術(shù)研發(fā)日：20240409
技術(shù)公布日：2025/4/10