[實用新型]機(jī)床主軸自動換刀裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820192556.5
• 申請日: 2008-11-13
• 公開（公告）號: CN201295852Y
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱正輝
• 申請（專利權(quán)）人: 東風(fēng)汽車有限公司設(shè)備制造廠
• 主分類號: B23Q3/155
• 分類號: B23Q3/155
• 代理公司: 十堰博迪專利事務(wù)所
• 代理人: 宋志雄

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及設(shè)備零部件領(lǐng)域，尤其是一種機(jī)床主軸自動換刀裝置。

背景技術(shù)

一般常見加工中心的主軸自動換刀裝置有這樣幾種：1.褪刀油缸裝于主軸尾部，與主軸固定聯(lián)結(jié)，隨主軸旋轉(zhuǎn)，油路通過回轉(zhuǎn)接頭接入，帶或不帶拉刀增力結(jié)構(gòu)，優(yōu)點是褪刀力為主軸內(nèi)力，不會施加到主軸軸承上，缺點是回轉(zhuǎn)接頭密封要求高，容易損壞；2.褪刀油缸裝于主軸尾部，與主軸箱體固定或浮動聯(lián)結(jié)，不隨主軸旋轉(zhuǎn)，其中浮動聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)可以將褪刀力轉(zhuǎn)為主軸內(nèi)力，而不施加到主軸軸承上，帶或不帶拉刀增力結(jié)構(gòu)。

上述結(jié)構(gòu)的自動換刀裝置都有這樣的局限：必須安裝于主軸最末端，主軸傳動系如帶輪、齒輪等必須安裝于自動換刀裝置之前，這樣給主軸傳動系設(shè)計靈活性帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是解決換刀裝置給主軸傳動系設(shè)計靈活性帶來的不便，特提出一種主軸自動換刀裝置。

為此，本實用新型的技術(shù)方案為，主軸自動換刀裝置，包括主軸箱體、主軸、其特征在于：在主軸箱體外依次設(shè)有多個螺桿、彈簧、活塞中空的油缸，油缸的中空活塞內(nèi)穿有主軸，主軸柄部設(shè)有擋環(huán)，主軸孔內(nèi)設(shè)有拉刀組件，主軸外部設(shè)有發(fā)訊環(huán)、感應(yīng)開關(guān)并接有控制電源。

對上述方案的改進(jìn)在于：所述的拉刀組件向內(nèi)依次設(shè)有拉桿、碟簧組、含有120°外錐面和圓弧槽端面的下壓環(huán)、鋼球、中壓環(huán)、推桿、上壓環(huán)；上壓環(huán)上設(shè)有穿主軸側(cè)面通槽的銷軸，中壓環(huán)上也設(shè)有穿主軸側(cè)面通槽的銷軸。

有益效果：

本實用新型主軸可從中油缸中空活塞穿過，主軸傳動系設(shè)計靈活；退刀時退刀力轉(zhuǎn)換為主軸內(nèi)力，主軸軸承不會額外受到強(qiáng)大的退刀力，達(dá)到卸載效果，有利軸承壽命；拉刀力放大到碟簧組彈力的2.5倍，可滿足強(qiáng)力切削的需要。

油缸通過多個螺桿和彈簧浮動安裝于主軸箱體，主軸處拉刀位時不與旋轉(zhuǎn)主軸接觸，退刀時活塞頂?shù)嚼督M件后整個油缸升起，直到油缸本體接觸到主軸上擋環(huán)，活塞繼續(xù)伸出推動拉刀桿完成退刀，此間退刀力轉(zhuǎn)換為主軸內(nèi)力，主軸軸承不會額外受到強(qiáng)大的退刀力，達(dá)到卸載效果，有利軸承壽命，活塞中空，主軸可從中穿過以連接傳動軸。

拉刀組件安裝于主軸中心孔內(nèi)，碟簧組推動壓環(huán)進(jìn)而推動多個鋼球沿錐面上移，進(jìn)而通過另一壓環(huán)推動拉刀桿拉緊刀具，錐面采用120度錐角，可以將拉刀力放大到碟簧組彈力的2.5倍，以滿足銑削等強(qiáng)力切削的需要。鋼球移動時其分布圓直徑會變化，鋼球間間隙隨之變化，為確保鋼球始終均勻分布，保證主軸運轉(zhuǎn)動平衡，壓環(huán)端面加工出圓周均勻分布的放射狀弧形槽。

拉刀組件壓環(huán)上裝有兩個穿過主軸側(cè)面通槽的銷，褪刀油缸的退刀運動通過此銷傳遞到拉刀組件。拉刀組件另一壓環(huán)上也裝有兩個穿過主軸側(cè)面通槽的銷，用來掛住主軸外部的發(fā)訊環(huán)，通過感應(yīng)開關(guān)來指示拉刀或退刀狀態(tài)。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖。

具體實施方式

如圖1所示本實用新型是這樣組成的：

本裝置由以下關(guān)鍵另部件和其他緊固件、密封件等構(gòu)成：擋環(huán)1、油缸蓋2、活塞3、油缸筒4、螺桿5、彈簧6、主軸7、銷8、上壓環(huán)9、桿10、中壓環(huán)11、鋼球12、錐面環(huán)13、下壓環(huán)14、蝶簧組15、拉桿16、感應(yīng)開關(guān)17、發(fā)訊環(huán)18、感應(yīng)開關(guān)19、杠桿式位移放大機(jī)構(gòu)20。其中由油缸蓋2、活塞3、油缸筒4及密封件組成褪刀油缸，褪刀油缸通過螺桿5、彈簧6安裝于主軸外套或箱體上，在軸向上可以移動。擋環(huán)1固定安裝于主軸上，起到浮動褪刀油缸上止點的限位作用。感應(yīng)開關(guān)17、發(fā)訊環(huán)18執(zhí)行拉刀組件的拉刀、退刀狀態(tài)指示功能，提供機(jī)床自動運行信號。感應(yīng)開關(guān)19、杠桿式位移放大機(jī)構(gòu)20執(zhí)行褪刀油缸活塞位置指示功能，確保主軸運轉(zhuǎn)時活塞處在不與旋轉(zhuǎn)件接觸位置。銷8、上壓環(huán)9、桿10、中壓環(huán)11、鋼球12、錐面環(huán)13、下壓環(huán)14、蝶簧組15、拉桿16組成拉刀組件，其中銷8起到將褪刀油缸運動傳遞到拉刀組件的作用。

本實用新型的拉刀動作過程是這樣的：褪刀油缸活塞3處在最上位置，不與主軸旋轉(zhuǎn)件接觸；蝶簧組15通過推動下壓環(huán)14，進(jìn)而推動鋼球12沿錐面環(huán)13的錐面上行，鋼球12推動中壓環(huán)11，進(jìn)而推動拉桿16拉緊刀具刀柄。錐面環(huán)13錐面夾角120度，可將拉刀力放大到碟簧組彈力的2.5倍，可滿足強(qiáng)力切削的需要。發(fā)訊環(huán)18通過兩個穿過主軸側(cè)面通槽的銷連接，與中壓環(huán)11同時運動，指示拉刀位置信號。中壓環(huán)11端面加工出圓周均勻分布的放射狀弧形槽，確保鋼球始終均勻分布，保證主軸運轉(zhuǎn)動平衡。

本實用新型的退刀動作過程是這樣的：褪刀油缸活塞3下行，頂?shù)戒N8后褪刀油缸壓縮彈簧6升起，油缸蓋2頂?shù)綋醐h(huán)1后主軸與褪刀油缸結(jié)合，油缸退刀力轉(zhuǎn)換為主軸內(nèi)力，不會傳遞到主軸軸承承受。油缸活塞3繼續(xù)下行，相繼推動銷8、上壓環(huán)9、桿10、下壓環(huán)14，蝶簧組15壓縮，上壓環(huán)9與中壓環(huán)11、拉桿16間軸向間隙消除后，鋼球12有了下行的容納空間，油缸活塞3繼續(xù)下行，推動銷8、上壓環(huán)9、中壓環(huán)11、拉桿16下行，從而松開刀具刀柄。發(fā)訊環(huán)18通過兩個穿過主軸側(cè)面通槽的銷連接，與中壓環(huán)11同時運動，指示松刀位置信號。