本實用新型屬于機械制造領域，涉及龍門式/立式五軸加工中心的主軸箱的液位控制機構。

背景技術：

五軸加工中心可實現(xiàn)五軸聯(lián)動，完成各種復雜平面、曲面零件的加工。加工過程中，AB軸不斷變化，擺動范圍大，主軸箱內液位隨AB軸擺動不斷變化。所述液位是指潤滑冷卻油進入主軸箱內，在動態(tài)下因回油口角度不能完全流出而積累出液位高度。理想狀態(tài)是主軸箱內的潤滑油貼壁流動，不存在積存。如果不能有效控制主軸箱內的液位高度，造成主軸箱內油液積蓄過多，會影響主軸箱內冷卻效果，提高主軸箱內溫度，影響機床轉速；如果回油不暢引起主軸箱內液位高度高于主軸連接處，導致油液進入主軸內部，破壞主軸軸承潤滑，會影響主軸軸承性能及壽命，最終導致機床無法正常工作。為防止主軸連接處進油，此處設置吹氣結構形成氣密封，當主軸高速旋轉時，氣流和飛濺的油液會在主軸箱內呈現(xiàn)氣霧狀態(tài)，不能用開觀察窗、液位感應計等監(jiān)視方式。

目前五軸加工中心主軸箱內液位控制主要存在兩種形式：增設溢流孔結構和采用不帶油箱油冷機形式。盡管采用不帶油箱油冷機形式的液位控制系統(tǒng)可以控制主軸箱內油液高度，但是影響主軸箱內冷卻效果、限制主軸轉速。

因為機床加工過程中主軸箱隨AB軸大范圍擺動，機床AB軸擺角的行程限制了溢流口高度。另外，機床主軸高速旋轉時，箱內油液混合霧由溢流孔溢出造成環(huán)境污染及對加工零件的破壞。因此，主軸箱開溢流孔不可取。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種五軸加工中心主軸箱的液位控制結構，解決五軸加工中心由于AB軸擺動導致液位不穩(wěn)定導致主軸被淹的問題。

五軸加工中心主軸箱的液位控制結構，包括油液輸送裝置、主軸箱、油液回收裝置及液位電氣控制程序單元，其特征在于油液輸送裝置設置液位報警及流量監(jiān)測電氣部件并與液位電氣控制單元連通；主軸箱下部內腔為連通的四腔結構，兩處出油口分別位于主軸箱下端對角位置；油液回收裝置采用雙聯(lián)齒輪泵，泵抽油口與主軸箱對角位置的出油口通過油管連接，由液位開關執(zhí)行自動控制油箱容積的控制量，保持AB軸擺動中主軸箱內油液高度低于主軸連接處高度，防止油液進入主軸。

本設計的有益效果是：

1、采用帶有液位報警和流量監(jiān)測的油冷機作為油液輸送裝置，控制主軸箱內液壓油量，監(jiān)測油冷機與回收泵的工作狀態(tài)。

2、主軸箱前端內腔采用各腔室相通的結構，油液回收孔分別位于主軸箱對角位置，主軸箱隨AB軸擺動過程中，箱內油液多點回收。

3、主軸軸承采用油脂潤滑的機械主軸，轉速提高至4000轉/分，顯著提高了機床效率。

附圖說明

圖1是五軸加工中心主軸箱液位控制結構整體示意圖；

圖2是主軸箱前、后腔通道結構局剖圖；

圖3是圖2主軸箱A-A剖視圖；

圖4是圖2主軸箱B-B剖視圖。

具體實施方式

結合附圖和具體實例對本實用新型五軸加工中心主軸箱的液位控制結構加以說明。

本實用新型的液位控制結構采用帶有液位報警和流量監(jiān)測的油冷機作為油液輸送裝置，還包括主軸箱、油液回收裝置及液位電氣控制程序單元，其特征在于在油冷機1上增加液位開關18和流量開關3，液位開關18安裝在油冷機1箱壁上，根據(jù)油冷機出油管上的流量開關3反饋給液位電氣控制程序單元而執(zhí)行油箱容積控制的啟停指令。油箱容積的控制量是由主軸箱8內腔最大動態(tài)油液容積和管路容積相加求得。因為主軸箱8隨擺頭不斷擺動，一定容積的油液在不同時刻、不同角度時距離主軸連接處的相對高度不斷變化，所以設定內腔最大油液容積為動態(tài)中油液面距離主軸連接處安全高度時，為主軸箱8擺動過程中的最大油液容積。將這油箱最大動態(tài)油液容積控制量輸入液位電氣控制程序單元，由液位開關18執(zhí)行自動控制，保持擺動中主軸箱內油液高度低于主軸連接處高度，防止油液進入主軸。

主軸箱8下端采用均布的四腔連通結構，見圖2、3、4，圖2在通孔24軸向剖開，與圖4互為印證，主軸箱8下端有縱隔分為左、右兩腔，從圖3可見，右前腔19、左前腔20底部打孔成前腔通道23使前兩腔連通；轉90度B-B向，再由拱形左支撐筋26和右支撐筋27分隔出前、后腔：左后腔21、右后腔22，還在縱隔底部打孔成后腔通道25將左、右后腔相連通，見圖2，前腔通道23與后腔通道25之間底部有通孔24相連通，A-A向，主軸箱下部兩處出油口，后腔出油口4、前腔出油口9分別位于主軸箱下部對角位置，見圖1；主軸箱8各腔內油液在任意時刻處于流通狀態(tài)，保證主軸箱隨AB主軸箱隨擺頭擺動過程中箱內液位處于最低點，油液能及時回收。

油冷機出油口2與主軸套進油口5通過管路連接，主軸箱8與主軸套10外側形成封閉通道對主軸套10進行冷卻。主軸套出油口6與主軸箱頂端分油器7 通過管路連接，油液經(jīng)分油器7對主軸箱8上端各齒輪和軸承進行潤滑及冷卻。雙聯(lián)齒輪回收泵13固定在主軸箱8前端，雙聯(lián)齒輪泵后腔抽油口11、前腔抽油口12分別與主軸箱后腔出油口4、前腔出油口9雙管路連接，雙聯(lián)齒輪泵前腔回油口14、后腔回油口15分別與油冷機后腔回油口16、前腔回油口17雙管路連接。主軸箱后腔出油口4和前腔出油口9分別位于主軸箱8對角位置，見圖1、 2，保證主軸箱隨AB擺擺動過程中油液的及時回收。

液位電氣控制程序單元，包括對雙聯(lián)齒輪泵13、液位開關18和流量開關3 以及所有油管路上的流量計、傳感器實施作業(yè)編程，并入五軸加工中心控制系統(tǒng)，實現(xiàn)液位控制系統(tǒng)中各設備狀態(tài)信號的反饋并執(zhí)行加工中心控制指令，控制主軸箱內的液位在機床運行過程中處于安全高度。五軸加工中心啟動時，雙聯(lián)齒輪泵 13工作，通過雙聯(lián)齒輪泵后腔回油口15與前腔回油口14、油冷機后腔回油口 16與前腔回油口17雙管路形成的雙通道回收主軸箱8內積存的油液，油冷機1 啟動時間調整在10～20秒后工作；通過液位開關18和流量開關3判斷雙聯(lián)齒輪泵13和油冷機1的工作狀態(tài)，若流量開關3反饋正常，液位開關18報警可判斷雙聯(lián)齒輪泵13故障，若流量開關3報警，則油冷機1故障。若液位開關18報警，液位控制系統(tǒng)通過自控設計實現(xiàn)機床的自動停車，防止主軸被淹。氣密封關閉和手動急停是用于防止油霧進入主軸的，手動急停是機床停機。