CN101579749B - 机床的主轴装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种构造简单,可确保切屑粉的高吸引效率的机床的主轴装置。本发明包含将卡合爪(11)卡合于刀具刀柄(4)或解除该卡合的拉刀杆(7)、使上述卡合爪(11)向与刀具刀柄(4)卡合的卡合位置移动的卡合驱动部(9),以及连接于该卡合驱动部(9)的拉刀杆主体(10),上述卡合驱动部(9)插入上述拉刀杆主体(10)内,以可装卸的方式连接于该拉刀杆主体(10)的内面。
Description
技术领域
本发明涉及一种机床的主轴装置,具体而言,涉及一种可以改善特别是轻金属加工时产生之粉尘状切削粉的回收效率的主轴装置。
背景技术
例如在专利文献1中,记载了一种铣削刀具,可以回收对镁合金进行切削加工时产生的粉尘状切削粉。此铣削刀具具有形成于刀柄轴芯的吸出开口,该吸出开口与安装于紧固·供给装置的吸出斗连通。
专利文献1:日本专利特表2005-532917号公报
上述以往的铣削刀具是在紧固·供给装置上安装吸出斗,因此构造复杂,并且存在其构造上无法自动更换刀具的问题。
这里,本申请人开发了一种可解决上述问题的主轴装置,其形成有从刀具刀柄贯通主轴内拉刀杆的吸引孔,通过该吸引孔吸引切屑粉。要形成此吸引孔,根据拉刀杆构造,拉刀杆的外径、甚至主轴的内径可能比以往更大,进而可能从与驱动拉刀杆进退的驱动机构连接的连接部吸入空气,从而降低吸引效率。
发明内容
本发明鉴于上述以往的问题开发而成,其目的在于提供一种构造简单、可进行刀具自动更换,且可抑制主轴内径变大、并确保切削粉高吸引效率的机床的主轴装置。
本申请的一项发明是一种机床的主轴装置,其具有主轴头、主轴、以及夹紧机构,该主轴由该主轴头支撑,可自由旋转,可安装刀具刀柄,该夹紧机构将上述刀具刀柄夹紧在主轴上或从主轴上松开,上述夹紧机构具有将卡合爪卡合于上述刀具刀柄或者解除该卡合的拉刀杆和使该拉刀杆向松开方向移动的驱动机构,上述拉刀杆上形成有拉刀杆侧吸引孔,该拉刀杆侧吸引孔在轴方向贯通该拉刀杆,与形成于上述刀具刀柄的固定侧吸引孔连通,上述拉刀杆包含使上述卡合爪向与刀具刀柄卡合的卡合位置移动的卡合驱动部,以及与该卡合驱动部连接的拉刀杆主体,上述卡合驱动部插入于上述拉刀杆主体内,以可装卸的方式连接于该拉刀杆主体的内面。
根据本发明的优选实施方式,上述卡合驱动部螺插于上述拉刀杆主体的内面。
依据本发明以及上述优选实施方式,构成拉刀杆前部的卡合驱动部的后端部是插入构成后部的拉刀杆主体的前端部内,并通过旋入其内部使两者以可装卸的方式连接,因此无需特别扩大卡合驱动部部分的主轴内径,便可以确保拉刀杆侧吸引孔的直径较大,提高切削粉的吸引效率。
此外,将卡合驱动部的后端部罩在拉刀杆主体的前端部并旋入时,即便使拉刀杆侧吸引孔的直径相同,卡合驱动部的后端部直径仍会变大,在将卡合爪配置于其外侧的构造上,主轴的贯通孔径、甚至主轴外径会变大。
本申请的其他发明是一种机床的主轴装置,其具有主轴头、主轴、以及夹紧机构,该主轴由该主轴头支撑,可自由旋转,可安装刀具刀柄,该夹紧机构将上述刀具刀柄夹紧在主轴上或从主轴上松开,上述夹紧机构具有将卡合爪卡合于上述刀具刀柄或者解除该卡合的拉刀杆和使该拉刀杆向松开方向移动的驱动机构,该拉刀杆上形成有拉刀杆侧吸引孔,该拉刀杆侧吸引孔在轴方向贯通该拉刀杆,与形成于上述刀具刀柄的固定侧吸引孔连通,上述驱动机构具有上述拉刀杆后端部插入的内管,该内管和上述拉刀杆之间,设有将密封部材固定于内管,并使该密封部材滑接于上述拉刀杆外周面的密封机构。
根据上述其他发明,内管和拉刀杆主体的后端部之间设有密封机构,因此可以避免空气从外部被吸入内管内,可以提高切削粉的回收效率。
在上述其他发明的优选实施方式中,上述密封机构具备弹性部材,该弹性部材向上述固定方向对上述密封部材施力,使其压接于上述内管的台阶部。
根据上述实施方式,由于密封机构设有将滑接于拉刀杆主体后端部外周面的密封部材向内管台阶部压接的弹性部材,因此藉由该弹性部材的弹力,可以使上述密封圈的端面一直压接在上述台阶部,并且使内周面滑接于拉刀杆主体的外周面,因此可以确实防止外部空气的进入。
附图说明
图1是本发明之一种实施方式所述的主轴装置的截面侧视图。
图2是上述主轴装置的刀具刀柄的截面侧视图。
图3是上述刀具刀柄的截面侧视图(沿图2III-III线的截面图)。
图4是上述刀具刀柄的立体图。
图5是上述主轴装置的刀具刀柄夹紧部分的截面侧视图。
图6是上述主轴装置的拉刀杆前部连接部分的截面侧视图。
图7是上述主轴装置的拉刀杆后部连接部分的截面侧视图。
图8是上述拉刀杆后部连接部分的密封机构部分的截面侧视图。
(元件符号说明)
1 主轴装置
2 主轴头
3 主轴
4 刀具刀柄
5 夹紧机构
11 卡合爪
7 拉刀杆
8 驱动机构
a1 第1吸引孔
a2 第2吸引孔
9 卡合驱动部
10 拉刀杆主体
10b 拉刀杆后端部
16 内管
21 密封机构
22 密封部材
16c 内管的台阶部
23 弹性部材
具体实施方式
实施例1:
以下,根据附图说明本发明的实施方式。图1~图8是用于说明本发明一种实施方式所述之机床的主轴装置的图。
图中,1代表立式或卧式加工中心等机床所具备的主轴装置。该主轴装置1具备由立柱支撑的主轴头2,由该主轴头2支撑、可自由旋转的主轴3,由该主轴3的前端部支撑的刀具刀柄4,以及将该刀具刀柄4夹紧在主轴3或从主轴3上松开的夹具机构5。
上述主轴3是在轴心上具有贯通孔3a的筒体。该主轴3的前部及后部经由前轴承6a及后轴承6b,通过上述主轴头2支撑,可自由旋转。此外,在上述主轴3的贯通孔3a的前端部形成有锥形孔3b,该锥形孔3b中嵌合固定上述刀具刀柄4。此外,虽然没有图示,但上述主轴3与主轴头2之间配置有旋转驱动该主轴3的电动马达。
上述刀具刀柄4具有刀具12、以及该刀具12经由夹套13被安装于安装孔14d的刀柄主体14。利用与刀具12的直径等相对应的夹套13,可将各种刀具安装于共通的刀柄主体。
上述夹具机构5具有拉刀杆7及驱动机构(汽缸机构)8,该拉刀杆7插入配置于上述主轴3的贯通孔3a内,将上述刀具刀柄4夹紧于上述锥形孔3b,或者将上述刀具刀柄4从上述锥形孔3b中松开,该驱动机构(汽缸机构)8使该拉刀杆7向松开方向移动。
上述拉刀杆7包含筒状的卡合驱动部9,以及以可装卸的方式与该卡合驱动部9连接的筒状拉刀杆主体10。上述卡合驱动部9的后端部9b插入上述拉刀杆主体10的前端部10a内,螺插于该前端部10a的内面。上述卡合驱动部9构造为,插入上述锥形孔3b附近配置的多个卡合爪11内,要使该卡合爪11卡合于上述刀柄主体14后端部上形成的卡合台阶部14a。
上述卡合爪11构造为以其基端部11a为中心,前端爪部11b可在直径方向上扩开。上述卡合驱动部9的前端形成有凸轮9a,该凸轮9a滑接于上述爪部11b的内面,当处于后退位置(图1右方位置)时,使该爪部11b卡合于卡合台阶部14a,位于前进位置(图1左方位置)时,解除上述卡合。
上述拉刀杆主体10和主轴3的贯通孔3a之间介隔有多个碟形弹簧15。此外,15a是限制碟形弹簧15的轴方向位置的挡圈部材。上述碟形弹簧15使上述拉刀杆7向夹紧方向(图1中的右方向)施加弹力。在此弹力的作用下,卡合驱动部9向夹紧方向移动,于是上述凸轮9a将爪部11b扩开,使其与上述卡合台阶部14a卡合,将刀柄主体14的锥形部14b牢牢嵌合于上述锥形孔3b。
上述驱动机构8是将活塞18d插入汽缸孔18c内配置而成的构造,该汽缸孔18c由通过螺栓8a固紧于上述主轴头2之后端部的外壳18a以及外盖部材18b形成。当油腔b被供给油压时,此活塞18d向图1左方移动,通过按压板24使上述拉刀杆7对抗上述碟形弹簧15的弹力而向松开方向(图1左边方向)移动,解除上述刀柄主体14锥形部14b和锥形孔3b的嵌合。
此外,在上述卡合驱动部9的凸轮9a内以同轴的方式插入有连结管17,该连结管17通过螺母部材17a固定于刀柄主体14内。
进而,上述拉刀杆主体10的后端部10b插入于上述驱动机构8的内管16的前端部16a内。此内管16插入于上述外盖部材18b内,且固定于该外盖部材18b。
上述内管16和上述拉刀杆主体10的后端部10b之间设有密封机构21,用于避免空气从外部被吸入内管16内。此密封机构21具备密封圈22、压环23、以及固定环4,该密封圈22由碳制造而成,滑接于上述拉刀杆主体10后端部10b的外周面,该压环23由弹性部材制造而成,使该密封圈22隔着衬垫23a压接于上述内管16的台阶部16c,该固定环4用于限制该压环23的轴方向位置。
在上述弹性部材的弹力作用下,上述密封圈22的端面压接于上述台阶部16c,内周面滑接于拉刀杆主体10的外周面,由此防止外部空气进入。另一方面,上述密封圈22的外周面与内管16的内周面之间设有空隙c。由此,可以避免因拉刀杆主体10和内管16之间的振动而造成密封圈22破损。
上述连结管17、拉刀杆7以及内管16的轴芯部形成有使这三者于轴方向贯通的第4吸引孔a4。此第4吸引孔a4的上述连结管17内部分、卡合驱动部9内部分、拉刀杆主体10内部分以及内管16内部分均被设定为相同的直径。此外,上述内管16的后端部16b上连接有吸引装置,图上未显示。另外,本发明中,形成于拉刀杆7的吸引孔称为拉刀杆侧吸引孔,此处该拉刀杆侧吸引孔是与刀柄侧吸引孔连通,但本发明也包含拉刀杆7的吸引孔经由连结管17与刀柄侧吸引孔连通的情况,如本实施方式。
上述刀具刀柄4的刀具12的轴芯上形成有第1吸引孔a1,该第1吸引孔a1贯通于轴方向。上述刀柄主体14上形成有第2吸引孔(刀柄侧吸引孔)a2,该第2吸引孔a2与上述第1吸引孔a1连通,并贯通于轴方向。进而上述刀柄主体14上形成有第3吸引孔a3,该第3吸引孔a3与上述第2吸引孔a2连通。该第3吸引孔a3可吸引上述刀具12上第1吸引孔a1所吸引空气之外的空气,因此提高了第2吸引孔a2的流速,可调整其实质的通道面积。
上述第3吸引孔a3以如下的方式构造而成。在刀柄主体14外周与上述第2吸引孔a2对应的部分,即在刀具12与连结管17之间的部分,安装有环状的环形部材19,该环形部材19可旋转,且可以通过固定螺丝20固定于所需的角度位置。在该环形部材19的内面上,每90°形成有向轴方向的前方开口的槽形吸入部19a。此外,上述刀柄主体14上形成有连通部14c,其可连通上述各吸入部19a和上述第2吸引孔a2。此吸入部19a和连通部14c构成第3吸引孔a3,其可以将上述第1吸引孔a1所吸引的空气之外的空气吸入上述第2吸引孔a2,提高该第2吸引孔a2的流速。此外,通过调整上述环形部材19的角度位置,便可调整上述吸入部19a和连通部14c的连通面积,即可以调整上述第3吸引孔a3实质的通道面积。
如此,在本实施方式中,是将第1吸引孔a1形成于刀具12,将第2吸引孔a2及第3吸引孔a3形成于刀柄主体14,将第4吸引孔a4形成于拉刀杆7及内管16,并在内管16上连接吸引装置,因此可以利用简单的构造实现粉尘状切屑粉的吸引。
进而,由于在刀柄主体14上不仅形成第2吸引孔a2,还形成有第3吸引孔a3,因此即使刀具直径较小,无法充分确保第1吸引孔a1的通道面积,也可以通过第3吸引孔a3,吸引第1吸引孔a1所吸引空气以外的空气,故而可以提高第2吸引孔a2的流速,可防止切屑粉堆积在刀具刀柄或拉刀杆内。
此外,上述第3吸引孔a3具有以可旋转的方式安装于刀柄主体14的环形部材19的吸入部19a,以及可连通该吸入部19a和上述第2吸引孔a2的连通部14c,因此可通过调整上述环形部材19的角度位置,调整上述第3吸引孔a3的实质的通道面积,使其适合刀具直径或切屑粉的产生量,防止切屑粉的内部堆积。
依据本实施方式,构成上述拉刀杆7前部的卡合驱动部9的后端部9b插入构成后部的拉刀杆主体10的前端部10a内,并通过旋入其内面使两者以可装卸的方式连接,因此无需特别扩大卡合驱动部9部分的主轴内径,便可以确保第1吸引孔a1的直径较大,从这一点也可以提高切削粉的吸引效率。
此外,将卡合驱动部9的后端部9b罩在拉刀杆主体10的前端部10a并旋入时,即使使第4吸引孔a4的直径相同,卡合驱动部9的后端部直径仍会变大,在将卡合爪11配置于其外侧的构造上,主轴的贯通孔径、甚至主轴外径会变大。
此外,上述内管16和上述拉刀杆主体10的后端部10b之间设有密封机构21,因此可以避免空气从外部被吸入内管16内,从这一点也可以提高切削粉的回收效率。
此外,上述密封机构21设有由弹性部材制造的、将滑接于上述拉刀杆主体10后端部10b外周面的密封圈22压接于上述内管16的台阶部16c的压环23,因此藉由该弹性部材的弹力,可使上述密封圈22的端面一直压接于上述台阶部16c,并且使内周面滑接于拉刀杆主体10的外周面,由此便可确实防止外部空气的进入。另一方面,由于上述密封圈22的外周面和内管16的内周面之间设有间隙c,因此可以避免由于拉刀杆主体10和内管16之间的振动而造成密封圈22损伤。
Claims (4)
1.一种机床的主轴装置,其具有
主轴头,
主轴,其由该主轴头支撑,可自由旋转,可安装刀具刀柄,以及
夹紧机构,该夹紧机构将上述刀具刀柄夹紧在主轴上或从主轴上松开,
其特征在于,
上述夹紧机构具有将卡合爪卡合于上述刀具刀柄或者解除该卡合的拉刀杆和使该拉刀杆向松开方向移动的驱动机构,
该拉刀杆上形成有拉刀杆侧吸引孔,该拉刀杆侧吸引孔在轴方向贯通该拉刀杆,与形成于上述刀具刀柄的固定侧吸引孔连通,
上述驱动机构具有上述拉刀杆后端部插入的内管,该内管和上述拉刀杆之间,设有将密封部材固定于内管,并使该密封部材滑接于上述拉刀杆外周面的密封机构。
2.如权利要求1所述的机床的主轴装置,其特征在于,
上述拉刀杆包含使上述卡合爪向与刀具刀柄卡合的卡合位置移动的卡合驱动部,以及与该卡合驱动部连接的拉刀杆主体,
上述卡合驱动部插入于上述拉刀杆主体内,以可装卸的方式连接于该拉刀杆主体的内面。
3.如权利要求2所述的机床的主轴装置,其特征在于,
上述卡合驱动部螺插于上述拉刀杆主体的内面。
4.如权利要求1所述的机床的主轴装置,其特征在于,
上述密封机构具备弹性部材,该弹性部材向上述固定方向对上述密封部材施力,使其压接于上述内管的台阶部。
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