一种电机座及具有该电机座的机床的制作方法

背景技术：

随着科技的发展，数控机床作为工业支柱产品，应用越来越广泛，人们对其精度以及可靠性有着很高的要求与期待。有鉴于此，我们对机床从整机与零部件及其数控系统等方面均提出了较高的要求，对于高精密的数控机床来说，发热对其精度的影响已经越来越引起人们的重视，有学者研究结果表明，在机床加工的制造误差中，50％的误差来源于机床结构的热变形。不难发现，分析机床热特性，减少机床热变形成为提高机械加工精度水平的重要课题。机床的主要热源大略分为内部热源与外部热源，内部热源如滚珠丝杠系统其丝母与丝杆的摩擦、各个传动轴的轴承旋转发热；外部热源如各个轴的电机、冷却系统等。

电机座作为直接与外部热源——电机发生热交换的一个机床零件，电机本身产生的热量大部分都会经过电机座传递到机床内的结构大件上。传统形式上的电机座已经难以满足高精密机床的制造与使用需求。此外鉴于在数控机床上电机座处于传动系统的输入端，电机座本身的刚性对于传动系统的刚性也会有一定的影响。

针对数控机床的温升问题我院曾做过相关的实验，实验图片如图11所示：由图11我们不难发现电机自身所产生的热量使得电机座的底座面也就是电机在电机座的固定面的温升要高于未曾与电机直接接触左右的两个面。此外，我们也能发现，对于传动轴轴承的安装处，也就是电机座的轴孔座处，由于传动轴上的轴承旋转所造成的温升也是相当高的。

现有技术中，针对电机座的散热有如下方案：

方案一，中国专利申请cn201410593517.6，其仅是发明出一款电机座，其发明主要为一体化设计，解决零件多、拆装麻烦的问题。其远端螺钉孔过长，加工时较为麻烦，结合刚度低，可靠性差。在底部留有一散热孔，利用空气对流进行散热，散热效果差。

方案二、中国专利申请cn201810653145.x，其对电机固定方式为夹持式固定，不适用于我们数控机床，其散热为方式依靠散热风扇对其实施，对其电机座进行风冷。对于机床来说，考虑到电机安装位置与电机防护罩的安装，使得散热风扇很难安装与机床电机处。

另外还有如下方案，中国专利申请cn201410593517.6的专利公开一种一体式电机座，利用空气对电机进行散热，散热效果差。

中国专利申请cn201810653145.x的专利公开了一种带散热功能的夹持式电机座，但是其结构不适用于数控机床，并且其散热方式对于机床的结构安装与使用要求来说安装不方便而且效果不理想。

技术实现要素：

鉴于此，本发明针对现有技术存在的上述问题，发明一种散热效果好的高刚性的数控机床电机座。具体地：

一种电机座，包括轴孔座(1)、连接室(3)和底座(6)，轴孔座(1)上开设有第一通道(8-5)，连接室(3)上开设有第二通道(8-6，8-7)，底座(6)上设有第三通道(8-1，8-2，8-3，8-4)，第一通道(8-5)、第二通道(8-6，8-7)和第三通道(8-1，8-2，8-3，8-4)依次连通，流体介质可通过第一通道(8-5)、第二通道(8-6，8-7)、第三通道(8-1，8-2，8-3，8-4)实现电机座冷却。

优选地，轴孔座(1)上设有小孔(12)和第四通道(8-8)，小孔(12)和第四通道(8-8)与安装于轴孔座(1)内的轴承连通。

优选地，小孔(12)与第一通道(8-5)连通。

优选地，轴孔座(1)包括轴孔、外表面和内表面，所述外表面包括多个矩形平面，内表面围成所述轴孔(10-1，10-2，10-3)。

优选地，轴孔(10-1，10-2，10-3)包括同中心设置的第一阶梯孔，第二阶梯孔，第三阶梯孔(10-3)，第一阶梯孔(10-1)与第三阶梯孔(10-3)的直径相同，且第一阶梯孔(10-1)的直径大于第二阶梯孔(10-2)的直径。

优选地，在轴孔座(1)的第一阶梯孔(10-1)处安置骨架油封。

优选地，第一通道(8-5)形成在轴孔座(1)的外表面与内表面之间，第一通道(8-5)为直通道或弯曲通道。

优选地，连接室(3)包括与轴孔座(1)连通的第一端面，第一侧边结构、第二侧边结构和底面，第一侧边结构包括竖直平面结构(3-2)和圆弧面结构(3-1)，第二侧边结构包括另一竖直平面结构(3-4)和另一圆弧面结构(3-3)，连接室(3)的左右两侧由第一侧边结构、第二侧边结构构成，第一侧边结构、第二侧边结构下端与底面固定连接，上端形成开口，第一侧边结构、第二侧边结构的一端与第一端面连接，另一端与底座(6)连接。

优选地，所述第二通道(8-6，8-7)包括位于连接室(3)第一端面的连接室通道a(8-7)和位于第一侧边结构或第二侧边结构内的连接室通道b(8-6)，其中连接室通道a与第一通道(8-5)连通，连接室通道b(8-6)与第三通道(8-1，8-2，8-3，8-4)连通，连接室通道a、连接室通道b(8-6)为直通道或弯曲通道。

优选地，底座包括底座孔、底座内侧和底座外侧，底座内侧形成所述底座孔，所述第三通道(8-1，8-2，8-3，8-4)位于底座内侧和底座外侧之间，所述第三通道(8-1，8-2，8-3，8-4)包括与连接室通道b(8-6)连通的底座通道a(8-3)，及环绕底座(6)设置的底座通道b(8-1，8-2，8-4)，底座通道a、底座通道b为直通道或弯曲通道。

优选地，底座(6)为方形结构，第三通道(8-1，8-2，8-3，8-4)为依次连接的底座通道a(8-3)，沿底座(6)一侧设置的竖直通道(8-2)，沿底座(6)下部设置的水平通道(8-4)和沿底座(6)另一侧设置的另一竖直通道(8-1)。

优选地，轴孔座(1)、连接室(3)和底座(6)为一体构成。

优选地，还包括电机座安装平面(4)，其安装于轴孔座(1)和连接室(3)的底面，电机座安装平面(4)上形成有电机座固定用凸台面(2)，电机座固定用凸台面(2)位于轴孔座(1)和连接室(3)的沿轴孔座(1)轴向方向的左右两侧，电机座安装平面(4)与电机座固定用凸台面(2)形成台阶结构。

优选地，凸台面(2)在其左右两侧沿轴向方向均设有至少3个固定孔，分别为：第一固定孔(2-1)、第二固定孔(2-2)和第三固定孔(2-3)，第一固定孔(2-1)与第二固定孔(2-2)位于同一轴线上，左右两侧两个第三固定孔(2-3)之间的垂直于轴向的横向距离大于左右两侧两个第一固定孔(2-1)之间的垂直于轴向的横向距离，第三个固定孔(2-3)与第二固定孔(2-2)之间的轴向距离大于第一个固定孔(2-1)至第二固定孔(2-2)的距离。

另外还提供一种机床，包括本发明任一所述的电机座。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的电机座的立体示意图。

图2是本发明的电机座的左侧视图。。

图3是本发明发明的电机座的俯视图。

图4是本发明电机座的冷却流道示意图。

图5是本发明电机座的轴向剖面示意图。

图6是本发明电机座的连接室的端部剖面示意图。

图7是本发明电机座的又一轴向剖面示意图。

图8是本发明电机座的底面剖面示意图。

图9是本发明电机座的安装轴承后的轴向剖面示意图。

图10是本发明电机座的安装轴承后的径向剖面示意图。

图11现有的机床电机座的工作时的温度示意图。

图中：1-轴孔座，2-凸台面，2-1-第一固定孔，2-2-第二固定孔，2-3-第三固定孔，3-连接室，3-1，3-3-弧形面，3-2，3-4，竖直面，4-电机底板，5-连接筋，6-底座，7-1，7-2，7-3，7-4-底座螺纹孔，8-1，8-2，8-3，8-4-第三通道，8-3-底座通道a，8-1，8-2，8-4-底座通道b，8-2-竖直通道，8-4-水平通道，8-1-另一竖直通道，8-6，8-7-第二通道，8-7-连接室通道a，8-6-连接室通道b，8-5-第一通道，8-8-第四通道，11-1，11-2，11-3，11-4，11-5-堵头，9-螺孔，10-1-第一阶梯孔，10-2-第二阶梯孔，10-3-第三阶梯孔，12-小孔

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本公开概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本公开所必须的，因此不能用于限制本公开的保护范围。

下面结合具体的实施例来对本公开中的内容进行详细描述：

如图1-10所示：一种电机座，包括轴孔座1、连接室3和底座6，轴孔座1上开设有第一通道8-5，连接室3上开设有第二通道8-6，8-7，底座6上设有第三通道8-1，8-2，8-3，8-4，第一通道8-5、第二通道8-6，8-7和第三通道8-1，8-2，8-3，8-4依次连通，第一通道8-5、第二通道8-6，8-7、第三通道8-1，8-2，8-3，8-4实现电机座冷却。

优选地，轴孔座1上还设有小孔12，小孔12与安装于轴孔座1内的轴承14连通，小孔12可将介质输送到轴承内部，轴承内部的介质可通过轴孔座1上的第四通道8-8排出。进而实现轴承的冷却或润滑。小孔12可采用与轴承的一端连通，第四通道8-8与轴承的另一端连通的方式；也可采用小孔12直接与轴承贯通，第四通道8-8与轴承贯通的方式，只要能实现对轴承的冷却或润滑即可。

优选地，小孔12与第一通道8-5连通。

优选地，轴孔座1包括外表面和内表面，所述外表面包括多个矩形平面，其内表面形成有轴孔10-1，10-2，10-3。

优选地，轴孔10-1，10-2，10-3包括同中心设置的第一阶梯孔，第二阶梯孔，第三阶梯孔10-3，第一阶梯孔10-1与第三阶梯孔10-3的直径相同，且第一阶梯孔10-1的直径大于第二阶梯孔10-2的直径。

优选地，在轴孔座1的第一阶梯孔10-1处安置骨架油封。

优选地，第一通道8-5形成在轴孔座1的外表面与内表面之间，第一通道8-5为直通道或弯曲通道。

优选地，连接室3包括与轴孔座1连通的第一端面，第一侧边结构、第二侧边结构和底面，第一侧边结构包括竖直平面结构3-2和圆弧面结构3-1，第二侧边结构包括另一竖直平面结构3-4和另一圆弧面结构3-3，连接室3的左右两侧由第一侧边结构、第二侧边结构构成，第一侧边结构、第二侧边结构下端与底面固定连接，上端形成开口，第一侧边结构、第二侧边结构的一端与第一端面连接，另一端与底座6连接。

优选地，所述第二通道8-6，8-7包括位于连接室3第一端面的连接室通道a8-7和位于第一侧边结构或第二侧边结构内的连接室通道b8-6，其中连接室通道a与第一通道8-5连通，连接室通道b8-6与第三通道8-1，8-2，8-3，8-4连通，连接室通道a8-7、连接室通道b8-6为直通道或弯曲通道。

优选地，底座6包括底座孔、底座内侧和底座外侧，底座内侧形成所述底座孔，所述第三通道8-1，8-2，8-3，8-4位于底座内侧和底座外侧之间，所述第三通道8-1，8-2，8-3，8-4包括与连接室通道b8-6连通的底座通道a8-3，及环绕底座6设置的底座通道b8-1，8-2，8-4，底座通道a8-3、底座通道b8-1，8-2，8-4为直通道或弯曲通道。

优选地，底座6为方形结构，第三通道8-1，8-2，8-3，8-4为依次连接的底座通道a8-3，沿底座6一侧设置的竖直通道8-2，沿底座6下部设置的水平通道8-4和沿底座6另一侧设置的另一竖直通道8-1。

优选地，轴孔座1、连接室3和底座6为一体构成。

优选地，还包括电机座安装平面4，其安装于轴孔座1和连接室3的底面，电机座安装平面4上形成有电机座固定用凸台面2，电机座固定用凸台面2位于轴孔座1和连接室3的沿轴孔座1轴向方向的左右两侧，电机座安装平面4与电机座固定用凸台面2形成台阶结构。

优选地，凸台面2在其左右两侧沿轴向方向均设有至少3个固定孔，分别为：第一固定孔2-1、第二固定孔2-2和第三固定孔2-3，第一固定孔2-1与第二固定孔2-2位于同一轴线上，左右两侧两个第三固定孔2-3之间的垂直于轴向的横向距离大于左右两侧两个第一固定孔2-1之间的垂直于轴向的横向距离。第三个固定孔2-3与第二固定孔2-2之间的轴向距离大于第一个固定孔2-1至第二固定孔(2-2)的距离。

在轴孔座1里面的第一阶梯孔10-1处安置骨架油封，避免切削加工产生的碎屑、油污与废液等进入轴承安置处(第三阶梯孔10-3)，大大提高轴承的使用寿命，减少维护的成本。

优选地外表面为5个矩形平面，

下面结合附图1-10对本发明的结构和工作过程作一简单说明：

如图1所示，从左往右依次为轴孔座1、连接室3与底座6，三者可为一体式结构。轴孔座1，其内部用于安放传动轴的轴端及其轴系部件如轴承14、密封圈等。其外表面形状为五个矩形平面，相比于直接做成圆弧面这种只有一个包容面的方案，五平面方案增加了四个接触面，提高散热面积可以更好的利用空气对其表面进行散热，带走部分轴孔座1内由轴承14高速旋转所产生的热量。

在轴孔座1的上面经由第一通道8-5将润滑冷却液送入电机座6，轴孔座1顶面开的小孔12贯穿第一通道8-5直至轴承处，利用通道8-5中流动的润滑冷却液在小孔12中流至第三阶梯孔10-3中的轴承内表面，用于对位于第三阶梯孔10-3中的轴承进行润滑。此外，第三阶梯孔10-3内的润滑液可经过轴孔座1右上方的通道8-8流出，输送至外部废液回收装置。

在轴孔座1内部有阶梯状轴孔，分别为第一阶梯孔10-1、第二阶梯孔10-2与第三阶梯孔10-3。其第一阶梯孔10-1与第三阶梯孔10-3直径相同，第二阶梯孔10-2直径要小于第一与第三阶梯孔10-1，10-3。这三个阶梯孔10-1、10-2、10-3的轴线与底座6上的圆孔轴线是相同的，即在同一直线上。第三阶梯孔10-3用以安置传动轴端部的轴承，在第一阶梯孔10-1处安置骨架油封，防止切削产生的废渣与废液等进入阶梯孔第三10-3，提高轴承寿命。

电机座固定螺孔安装凸台面2，其上共分布有六个固定孔，优选为固定螺孔，用于安装固定螺钉。左右两侧各有三个，从左至右分别为第一固定螺孔2-1、第二固定螺孔2-2、第三固定螺孔2-3。其中第三固定螺孔2-3位于连接安装平面与方形底座6的支撑筋5上，第一固定螺孔2-1与第二固定螺孔2-2位于同一轴线上，两个螺孔2-3之间的横向距离要大于两个螺孔2-1或者2-2之间的距离。其中最右侧第三个螺孔2-3与第二个螺孔2-2的距离要大于左侧数第一个螺孔2-1至第二个螺孔2-2的距离。螺孔2-1与2-2布置于轴孔座1的两侧，可以大大减少轴孔座1里面轴承转动造成的噪声与振动等不良因素。

连接室3，传动轴与电机就是在这个室内通过联轴器等进行连接，将电机的动力传入传动系统。传动轴通过轴孔座1将传动轴与联轴器连接的轴段送入连接室3，电机与联轴器相连轴段则由方形底座6上的底座孔，其为圆孔进入连接室3，在连接室3内通过联轴器将传动轴轴段与电机轴轴段相连。连接室3室内腔体底面为一个矩形平面，连接室3左右两侧为矩形竖直平面3-2和3-4，连接室3的包容面由左右两个圆弧面3-1与3-3与两竖直平面3-2、3-4连接构成。其上方不封闭，并且前后分别与轴孔座1和底座6通过轴孔相通。轴孔座1上的第三阶梯孔10-3与连接室3相连接的面上均布有六个螺孔9，其用于固定安装轴承端盖。这六个螺孔的深度短，一方面提高加工工艺性，另一方面使得连接更加稳定，提高可靠性与刚性。

电机座安装平面4，其宽度要大于电机座固定螺孔安装凸台面2，电机安装平面4为一矩形平面，其上有六个通孔为电机固定螺孔2-1、2-2、2-3。其与电机安装面的接触面积大，安装更为牢固并且增大整个电机座的刚性。电机座固定螺孔安装台面2与电机座安装平面4在附图1的方向看，二者构成一台阶面。

支撑筋5连接电机座安装平面4与底座6之间的一支撑筋，其上有电机固定螺孔2-3。

底座6，为方形结构，在其周围开设冷却通道。冷却液的流动路线如图4所示。进口8-5位于轴孔座1的上面，经由连接室的圆弧壁3-1流入方形底座6。由图5我们可以看见，在方形底座内，由通道8-3送入通道8-2，在通道8-2流入方形底座6的下方通道8-4中，由通道8-4按图1所示方位将润滑冷却液经由通道8-4向右送入通道8-1。在方形底座的上方由通道8-1将润滑冷却液排出。使得冷却液通过这一系列的流动，带走电机本身所产生的部分热量。

在这里我们将除了进出口8-5与8-1以及轴承润滑液出口8-8以外的所有通道口均利用堵头11-系列将其密封，避免液体的流出。方形底座6与电机接触的结合面上有四个螺孔7用于固定电机，这四个螺孔分别位于方形底座的四个角上。对称式的布置提高连接稳定性，使电机安装更加稳定可靠。

对于第一-第三阶梯孔10-1、10-2与10-3等的孔径大小做的改动以及位置排列顺序与阶梯孔个数等所做的改变均可依据实际情况开展，且对于冷却通道的布置形式包括布置的平面与直径、形状和线路的形状等也可根据实际情况来进行恰当的修改。各螺孔的长度直径等也可依据实际情况进行合理的修正。与空气接触的电机座外表面，特别是轴孔座1处的外表面，其形状与个数等可根据实际情况来进行修改。对于轴孔座1上方开的小孔12，其孔径大小可根据对轴承润滑量的大小来进行修改，其孔的个数可随着轴承个数的变化而变化，并且其各个孔之间的间隔也可根据实际情况来进行修改。第四通道即轴承润滑通道8-8也可根据实际的情况来进行包括位置、孔径、个数等的调整。

本发明具有以下有益效果：

首先，通过本发明电机座与电机连接方形底座上及轴孔座内流动的润滑冷却液，带走轴承旋转与电机本身产生的部分热量，同时由轴孔座1上的通道8-5流入的润滑冷却液还经过小孔12对轴承进行润滑。并且电机座外表面(包括轴孔座1处的五个矩形平面与连接室3的四周的壁面)与空气接触的面多，面积大，对流散热效果好，使得电机座受电机影响所导致的温升大幅度下降。第二，本发明电机座的底面与床身等安装固定面的接触面积大，刚度好。此外，由于减少轴承端盖固定螺孔的长度，提高其刚性与可靠性。在电机座远端阶梯孔10-1处安置的骨架油封防止异物进入轴承处，提高轴承的使用寿命。

电机座与空气接触面多，润滑冷却液由轴孔座1处通道8-5流入并经过小孔12对轴承进行润滑，同时带走部分轴承旋转的热量。而且利用冷却液强制冷却电机座方形底座6，散热效果好。

电机座安装平面面积大，与床身等固定面接触面积大，且为一体式结构，提高电机座的刚性与可靠性。

轴承端盖连接螺孔短，一方面提高螺孔的可加工性，另一方面提高连接的刚性，使得连接更加牢固可靠。

应用骨架油封安置于电机座远端阶梯孔10-1处，减少轴承的损坏几率，提高其使用寿命。

本发明通过对电机座设置强制冷却流路和通过电机座外观的改变，可显著提高散热效果。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。