[實用新型]電主軸及其拉桿機構

有效

• 申請號: 201721358310.6
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN207521714U
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 鄭紹堅;湯秀清
• 申請（專利權）人: 廣州市昊志機電股份有限公司
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02;B23Q3/155
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 代春蘭;徐燕萍

本實用新型公開了一種電主軸的拉桿機構和電主軸。拉桿機構包括：軸芯，軸芯具有軸向貫通的內孔；拉桿，拉桿具有相對的上端和下端，拉桿鄰近上端的外周面上設置有凸起，拉桿的下端和凸起位于軸芯的內孔中；彈簧壓蓋，彈簧壓蓋固定在軸芯的內孔中，彈簧壓蓋套設在拉桿上且位于拉桿的下端和凸起之間；彈簧組件，彈簧組件容置于軸芯的內孔中，彈簧組件包括至少一個左旋貝勒維爾墊圈式圓柱螺旋彈簧和至少一個右旋貝勒維爾墊圈式圓柱螺旋彈簧，左旋貝勒維爾墊圈式圓柱螺旋彈簧和右旋貝勒維爾墊圈式圓柱螺旋彈簧套設在拉桿上，彈簧組件的兩端分別抵接拉桿的凸起和彈簧壓蓋。上述拉桿機構具有精密的動平衡結構，能有效延長使用壽命。

技術領域

本實用新型涉及機床電主軸技術領域，尤其涉及一種電主軸的拉桿機構及使用該拉桿機構的電主軸。

背景技術

隨著經濟發展和技術騰飛的需求，越來越多的新技術不斷涌現，機械加工行業也在異軍突起，尤其是占據領先地位的主軸行業技術創新非常明顯。隨著航空航天(鋁合金、鈦合金)、汽車、精密模具(石墨電極、紫銅電極)、重工業(大型鑄件、鋼件)、3C(鋁合金、塑料)等行業對加工效率、加工成本和加工精度的要求，主軸加工的重點往精加工、轉速快、表面精度高的方向發展。

其中，拉桿機構作為高速電主軸自動換刀技術的核心零件因各種不足成為制約電主軸高速精度及運轉穩定性的瓶頸之一，從而直接制約了電主軸在高光高精場合的應用，同時這些缺陷已成為彈性拉桿機構改進的發展方向。

具體而言，現有的拉桿機構存在以下缺陷：

(1)彈性元件壽命不足。

拉桿機構通常用彈性元件的回復力作為電主軸裝夾刀柄或夾頭的動力來源，目前，加工中心集合多種加工功能，加工中心刀庫容量大，少則數十把刀柄，多則上百把刀柄。如加工中心銑、鉆、剛性攻絲整體復合加工技術短時內需多次更換刀具，部分鉆攻中心要在0.5S內完成刀具更換。高頻的換刀操作直接導致彈性元件過載工作，最終導致使用壽命縮短，進而失效。

(2)剛性不足。

拉桿機構通常用彈性元件的回復力作為電主軸裝夾刀柄或夾頭的動力來源，而彈性元件多選用碟形彈簧、圓柱螺旋彈簧。

其中，碟形彈簧又稱貝勒維爾墊圈，簡稱碟簧，碟形彈簧優勢在于：能實現低行程高補償力，行程短、負荷重、吸振性能強，適合于軸向空間小的場合。碟形彈簧的吸振原理在于成組疊合的碟簧因碟簧片之間的摩擦有較大阻尼，且因具有多組疊合的碟簧而阻尼成倍增長，從而消散沖擊能量，壓縮比小，壽命長。碟形彈簧缺點在于：為獲得足夠的回復力，碟簧需多組疊合，用作拉桿機構的彈性元件會導致：1)摩擦力增大，降低彈性元件的回復力；2)在電主軸不裝夾刀柄高加速度的加速及減速的違法操作時，這些違法操作會導致碟簧相對拉桿外徑轉動，碟簧片數量較大時發生轉動的碟簧數量相應增大，最終導致殘余不平衡位置發生改變。

圓柱螺旋彈簧按類型分可分為：圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧、矩形截面圓柱螺旋壓縮彈簧、扁形截面圓柱螺旋壓縮彈簧等。圓柱螺旋彈簧優勢在于：尺寸精度高，剛度穩定。圓柱螺旋彈簧缺點在于：壓縮比大，壽命相對較短，因此，同等回復力情況下所需行程比碟形彈簧長，用作拉桿機構的彈性元件最終會導致拉桿長度過長。

綜上所述，現有彈性元件工作過程可能出現偏心卡滯、摩擦力增大，導致彈性元件回復力損失，電主軸裝夾刀柄或夾頭的夾持力不足，最終導致電主軸拉刀系統剛性不足。

(3)影響動平衡。

1)彈性元件在高速離心力下變形導致質心偏移；2)普通圓柱螺旋彈簧在受壓時存在一個與螺旋方向相反的旋轉力，受壓時內徑及外徑同時變大，影響電主軸平衡精度。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型的目的之一在于提供一種電主軸的拉桿機構，該拉桿機構能有效延長使用壽命，改善電主軸拉刀系統的剛性，并具有精密的動平衡結構。