[发明专利]一种机床热平衡系统

说明书

技术领域

本发明属于机床技术领域，具体地说，特别涉及一种机床的热平衡系统。

背景技术

    目前，数控滚齿机工作台的蜗杆副均采用循环油池润滑。数控滚齿机的热变形主要来源于传动元件摩擦生热和冷却油温升，工作台发热主要来源于蜗杆副滑移生热、轴承运动生热和高速回转蜗杆搅拌润滑油而产生大量的热。数控滚齿机属于高效机床，工作台转速较高，蜗杆副滑移生热和蜗杆搅拌润滑油生热尤为明显。工作台蜗杆副滑移产生的热及蜗杆搅拌润滑油而产生的热远大于大立柱及刀架内传动元件产生的热。由于循环油池的热量不能迅速带走，且循环油池回床身润滑油池的热油没有分散回流，热平衡效果较差，要想整个数控滚齿机迅速达到热平衡，现有技术采用油冷机对冷却油与润滑油进行同温调节，虽然有一定效果，但不明显，数控滚齿机仍然有明显的热变形。数控滚齿机必须经过一段时间（大约需要1小时左右）达到热平衡后，才可切削齿坯进行工序能力指数CPK值测定，由此大大降低了数控滚齿机的工作效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够使数控滚齿机热变形随时处于可控状态的机床热平衡系统。

本发明的技术方案如下：一种机床热平衡系统，包括床身（1）、冷却油箱（15）和油冷机（2），在床身（1）的上表面上设有回油槽（11），且床身（1）上表面通过螺钉连接有工作台（4），该工作台（4）内设有蜗杆副（3），在所述工作台（4）的右侧设有小立柱（5），左侧设置大立柱（6），在所述大立柱（6）上装有刀架（7），该刀架（7）上安装喷嘴（10），其关键在于：所述床身（1）的下部空间设有油池（12），该油池（12）通过润滑油管路与大流量喷头（13）连通，该润滑油管路上装有第一油泵（23），所述大流量喷头（13）安装在工作台（4）的壳体上，该大流量喷头（13）的喷口伸入工作台（4）内，并正对蜗杆副（3）的啮合处，在所述蜗杆副（3）的下方设有接油盘（14），该接油盘（14）与油池（12）相连通；所述冷却油箱（15）的内部具有第一腔室和第二腔室，回油槽（11）中的冷却油由冷却油箱（15）的第一腔室承接，该第一腔室通过第一冷却油管串联第二油泵后，与油冷机（2）的进油口连接，油冷机（2）的出油口通过第二冷却油管与冷却油箱（15）的第二腔室连通，该第二腔室通过第三冷却油管串联第三油泵后，与刀架（7）上的喷嘴（10）连接；在所述冷却油箱（15）的第一腔室内装有第一温度传感器（16），油池（12）内安装有第二温度传感器（17），所述第一温度传感器（16）和第二温度传感器（17）均通过导线与油冷机（2）电连接。

为了避免高速回转蜗杆搅拌润滑油而产生大量的热，同时将蜗杆副滑移生热迅速带走，本发明将工作台蜗杆副的润滑方式由传统的油池润滑改为大流量淋浴润滑。床身的下腔作为润滑油油池，该油池内的润滑油在第一油泵的作用下通过润滑油管路流向大流量喷头，由大流量喷头对着工作台蜗杆副的啮合处进行强力喷淋；同时，其它元件（工作台内的轴承等）的循环润滑油出口设置在蜗杆副的上方，该出口流出的润滑油也对蜗杆副啮合处同时淋浴，所有喷淋后的润滑油流向蜗杆副下方的接油盘，再由接油盘分散迅速流回床身油池。

喷嘴喷出的冷却油通过床身上表面的回油槽回到冷却油箱的第一腔室，再由第二油泵泵入油冷机中冷却，冷却后的冷却油回到冷却油箱的第二腔室，在第三油泵的作用下流向喷嘴，完成冷却液循环。

一般情况下，冷却油的温度远高于润滑油的温度。冷却油箱内的第一温度传感器将冷却油温度信息传递给油冷机，床身油池内的第二温度传感器将润滑油温度信息也传递给油冷机，油冷机将润滑油温作为基准对冷却油采用同温调节方式处理。油冷机同温调节方式的工作原理为：当“T润（润滑油温度）+T设（设定温度）”>1°C时，油冷机启动；当“T润+T设”<1°C时,油冷机停止。“T设”的取值是关键，将直接影响床身上下温差的控制，从而导致床身热变形。当“T设”取值过小，床身上面温度过低于下面温度时，上面收缩，下面膨胀，从而导致大、小立柱往中间倾倒，使得M值（齿轮公法线值）数据逐渐减小，反之会使M值数据逐渐增大。只要“T设”取值合理，便能获得较佳的热平衡效果。数控滚齿机的热变形不可消除，但可以通过调整“T设”来改变热变形趋势，使数控滚齿机热变形随时处于可控状态。每种数控滚齿机当“T设”取值定后，开机即可直接加工进行CPK值测定（一般情况下“T设”=1°C），由此大大提高数控滚齿机的工作效率。