CN101433970B - 主轴锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明主轴锁紧装置涉及一种精密主轴锁紧装置，主轴锁紧装置是由内涨套、外涨套、弹簧碟片、活塞块及固定柱、固定螺钉、锁紧螺钉组成，内涨套固定在主轴上，内涨套可随主轴旋转，外涨套套在内涨套上，内涨套、外涨套之间设有相互配合的锥面，外涨套通过锥面套在内涨套上，弹簧碟片套在内涨套上，外涨套位于主轴后法兰和弹簧碟片之间，弹簧碟片通过固定柱、固定螺钉与后法兰固定，弹簧碟片通过锁紧螺钉与外涨套锁紧，活塞块设在后法兰和外涨套之间。采用了弹簧碟片的变形特性和锥度锁紧方式，保证了主轴锁紧时对主轴的精度无任何影响、锁紧绝对可靠、结构简洁，从而保证了加工零部件的精度及主轴的精度和主轴的使用寿命。

Description

主轴锁紧装置 

技术领域

本发明主轴锁紧装置涉及一种精密主轴锁紧装置，尤其是一种加工中心用的高速电主轴精密的主轴锁紧装置。 

背景技术

现有的机床主轴锁紧装置体积庞大、结构复杂、锁紧不可靠，并且锁紧时由于与主轴具有偏心误差，容易影响主轴的精度；而加工中心用高速电主轴一般都用于精密数控加工中心，对主轴的精度要求特别高，如果主轴锁紧装置对主轴精度有影响，加工精度达不到，还会降低主轴轴承和主轴的使用寿命；另外高速精密加工中心电主轴多数应用于多轴联动，比如五轴联动的加工中心上，电主轴一般叠加在滑板上，需要做上下、前后移动，还需要做旋转运动，这就要求主轴的体积不能太大，现有的主轴锁紧装置一般体积庞大；由于现有的车铣加工中心为简化结构，将车刀安装在加工中心电主轴上，这就要求主轴锁紧装置锁紧绝对可靠，现有的锁紧装置难以满足要求。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种体积小、结构紧凑、锁紧可靠，且锁紧时对主轴精度没有影响的精密主轴锁紧装置。 

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种主轴锁紧装置是由内涨套、外涨套、弹簧碟片、活塞块及固定柱、固定螺钉、锁紧螺钉组成，内涨套固定在主轴上，内涨套可随主轴旋转，外涨套套在内涨套上，内涨套、外涨套之间设有相互配合的锥面，外涨套通过锥面套在内涨套上，弹簧碟片套在内涨套上，外涨套位于主轴后法兰和弹簧碟片之间，弹簧碟片通过固定柱、固定螺钉与后法兰固定，弹簧碟片通过锁紧螺钉与外涨套锁紧，活塞块设在后法兰和外涨套之间。活塞块用于提供外涨套锁紧主轴动力，弹簧碟片保证外涨套只做轴向移动而不做径向转动，内涨套具有不可自锁的20度外锥，外涨套具有不可自锁的20度内锥，利用弹簧碟片轴向可轻易变形移动而径向难以变形的原理，保证外涨套通过活塞 块和弹簧及弹簧碟片提供的动力做轴向移动而不能做径向移动，外涨套做轴向向上移动时，内涨套的外锥和外涨套的内锥啮合在一起；当液压油卸掉时，外涨套在弹簧碟片和弹簧的作用下，脱离内涨套。在外涨套外面的设有提供液压油的封套及油路等部件。由于外涨套可以在和内涨套结合后再固定在具有弹性变形的弹簧碟片上，因此外涨套锁紧时和主轴绝对同心，并且其锁紧力是轴向的，所以锁紧时对主轴的精度无任何影响，保证了主轴的精度和主轴的使用寿命；由于利用了弹簧碟片具有轴向可轻易变形而径向难以变形的特性，锁紧装置锁紧和脱离及其可靠；采用不可自锁的20度小锥度，既能保证内涨套和外涨套脱离可靠，更重要的是能将轴向力成倍放大为径向力，从而保证内涨套和外涨套可靠啮合，保证了主轴锁紧的可靠性；由于采用内外涨套和弹簧碟片的结构，锁紧装置结构紧凑，占用的空间极少，保证了加工中心主轴的结构简洁，适用各种高档的车铣复合加工中心。 

外涨套内设有油腔，活塞块置于油腔内，在外涨套外面设有提供液压油的封套及油路。 

内涨套具有不可自锁的20度外锥，外涨套具有不可自锁的20度内锥。 

本发明设6个活塞块。外涨套内设有6个均匀分布的活塞。 

本发明的有益效果是：本发明的一种精密主轴锁紧装置，采用了弹簧碟片的变形特性和锥度锁紧方式，保证了主轴锁紧时对主轴的精度无任何影响、锁紧绝对可靠、结构简洁，从而保证了加工零部件的精度及主轴的精度和主轴的使用寿命。 

附图说明

附图1是本发明的主轴锁紧装置立体结构示意图。 

附图2是本发明的主轴锁紧装置结构示意图。 

附图3是本发明的主轴锁紧装置B-B剖视示意图。 

附图4是本发明的主轴锁紧装置结构示意图。 

附图5是本发明的主轴锁紧装置F-F剖视示意图。 

附图6是本发明的内涨套结构示意图。 

附图7是本发明的内涨套结构示意图。 

附图8是本发明的外涨套结构示意图。 

附图9是本发明的弹簧碟片结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。 

图中：主轴1、内涨套2、外涨套3、弹簧碟片4、活塞块5、锁紧螺钉6、调整垫片7、后法兰8、固定柱10、固定螺钉11。 

如附图1、附图2、附图3、附图4、附图5所示，本发明主轴锁紧装置是由内涨套2、外涨套3、弹簧碟片4、活塞块5及固定柱10、固定螺钉11、锁紧螺钉6组成，内涨套和外涨套之间设有相互配合的锥面，内涨套设在主轴后法兰外侧，内涨套固定在主轴上，内涨套可随主轴旋转，外涨套和弹簧碟片套在内涨套上，外涨套位于主轴后法兰和弹簧碟片之间，弹簧碟片通过固定柱10、固定螺钉11与后法兰固定，弹簧碟片通过锁紧螺钉6与外涨套锁紧，固定柱10穿过外涨套固定在后法兰上，固定螺钉11将弹簧碟片固定在固定柱上，活塞块设在后法兰和外涨套之间，保证外涨套只做轴向移动而不做径向转动，活塞块用于提供外涨套锁紧主轴动力，内涨套具有不可自锁的20度外锥，外涨套具有不可自锁的20度内锥，活塞块设在外涨套内，利用弹簧碟片轴向可轻易变形移动而径向难以变形的原理，保证外涨套通过活塞块及弹簧碟片提供的动力做轴向移动而不能做径向移动，外涨套做轴向向上移动时，内涨套的外锥和外涨套的内锥啮合在一起；当液压油卸掉时，外涨套在弹簧碟片和弹簧的作用下，脱离内涨套。在外涨套3和弹簧碟片4之间设置安装调整垫片7。 

外涨套内设有油腔，活塞块5置于油腔内，在外涨套外面设有提供液压油的封套及油路。外涨套内设有6个均匀分布的活塞块，活塞块5在油腔内滑动将外涨套3顶起来和内涨套2接触，然后用锁紧螺钉6将外涨套3固定在弹簧碟片4上，锁紧螺钉上加调整垫片7，保证弹簧碟片4对外涨套3有向下的压力，保证在油腔压力卸载后外涨套3和内涨套2有效分离，以便主轴1旋转时外涨套3和内涨套2不接触。当油压通入油腔，利用弹簧碟片4轴向容易变形的缺点将外涨套3向上移动，外涨套3和内涨套2结合，内外涨套抱死，再利用弹簧碟片7径向刚性极好的优点，达到抱死主轴1的目的，当油压压力卸去后，在弹簧碟片4的变形压力的作用下，将外涨套3压下移动，使之与内涨套2脱离，主轴1即可自由旋转。 

内涨套2的外锥和外涨套3的内锥取为10度，使之既能可靠抱死，又能很容易分离，保证了其可靠性。 

如附图4、附图5所示，弹簧碟片通过固定柱10、固定螺钉11与后法兰固定，固定柱10穿过外涨套固定在后法兰上，固定螺钉11将弹簧碟片固定在固定柱上。 

如附图6、附图7所示，内涨套具有不可自锁的20度外锥，内涨套设在主轴后法兰外侧，内涨套固定在主轴上，内涨套可随主轴旋转。 

如附图8所示，外涨套具有不可自锁的20度内锥，外涨套内设有油腔，活塞块置于油腔内，在外涨套外面设有提供液压油的封套及油路。外涨套内设有6个均匀分布的活塞块，活塞块在油腔内滑动将外涨套顶起来和内涨套接触。 

如附图9所示，弹簧碟片轴向变形容易，而径向刚性极好，利用了弹簧碟片变形特性来达到抱死和锁紧的目的。 

Claims (3)

1.一种主轴锁紧装置，由内涨套、外涨套、活塞块、固定柱、固定螺钉、锁紧螺钉组成，内涨套固定在主轴上，内涨套可随主轴旋转，内涨套、外涨套之间设有相互配合的锥面，外涨套通过锥面套在内涨套上，其特征是弹簧碟片套在内涨套上，外涨套位于主轴后法兰和弹簧碟片之间，弹簧碟片通过固定柱、固定螺钉与所述主轴后法兰固定，弹簧碟片通过锁紧螺钉与外涨套锁紧，活塞块设在所述主轴后法兰和外涨套之间，外涨套内设有油腔，活塞块置于油腔内，在外涨套外面设有提供液压油的封套及油路。

2.根据权利要求1所述主轴锁紧装置，其特征是内涨套具有不可自锁的20度外锥，外涨套具有不可自锁的20度内锥。

3.根据权利要求1所述主轴锁紧装置，其特征是外涨套内设有6个均匀分布的活塞块。

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