CN101786239A - 机床两种型号主轴锥孔的转换装置 - Google Patents
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Abstract
机床两种型号主轴锥孔的转换装置,以一种铣头的形式放置在主轴锥孔为ISO60的机床头库中,与原主轴锥孔的导向键嵌合,其特征在于ISO50型锥孔的拉刀机构:锥柄与上锥柄上下结合成圆锥形壳体,围绕圆心设置的卡爪芯轴,在其第一大外径凸圆上设置拉钉、滑套小内径置于拉钉小外径处、卡爪上段小内径部位卡在卡爪芯轴第二大外径凸圆处、卡爪上外壁弧形槽内有弹簧,贴滑套外沿及下部设弹簧组;锥柄大径圆台侧面安装滑杆、挂钩,上面与主轴传动键结合槽内安装弹性圆柱销;ISO50型刀具的拉钉被卡爪芯轴夹持在锥柄内组成拉刀卡爪。该装置使一台机床使用两种型号的刀具,实现自动装夹、自动换刀、附带内冷接口,自动化、高效率,从而降低成本,更好地满足客户需求。
Description
技术领域
本发明涉及机械制造设备中,机床的主轴锥孔由ISO60转换为ISO50的一种锥孔转换装置,用于主轴锥孔ISO60机床可以安装ISO50刀具,满足不同加工需求。
技术背景
根据机床加工业市场需求,对数控机床的加工能力有了更高的要求,主要为大功率、大扭矩、高转数。ISO50型刀具在加工过程中,有部分不能满足用户的需求,需要用ISO60刀具;而ISO60型机床刀具成本高,不适合大量购买;并且有部分加工能用ISO50刀具代替,以节约加工成本。然而,目前装备中没有这种专用装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种机床两种型号主轴锥孔的转换装置,用于主轴锥孔ISO60的机床,换用主轴锥孔ISO50的刀具,解决了ISO60型刀具与ISO50型刀具的通用问题,为客户节约成本。
这种机床两种型号主轴锥孔的转换装置,以一种铣头的形式放置在主轴锥孔为ISO60的机床头库中,与原主轴锥孔的导向键嵌合,其特征在于ISO50型锥孔的拉刀机构:锥柄与上锥柄上下结合成圆锥形壳体,围绕圆心设置的卡爪芯轴,在其第一大外径凸圆上设置拉钉、滑套小内径置于拉钉小外径处、卡爪上段小内径部位卡在卡爪芯轴第二大外径凸圆处、卡爪上外壁弧形槽内有弹簧,贴滑套外沿及下部设弹簧组;锥柄大径圆台侧面安装滑杆、挂钩,上面与主轴传动键结合槽内安装弹性圆柱销;ISO50型刀具的拉钉被卡爪芯轴夹持在锥柄内组成拉刀卡爪。
该转换装置以一种铣头的形式放置在主轴锥孔为ISO60的机床头库中,需要使用ISO50型刀具时,主轴安装该转换装置后,就能使用ISO50型刀具。该装置可以实现自动装夹、自动换刀、附带内冷接口,实现自动化、高效率,使一台机床能使用两种型号的刀具,从而降低成本,更好地满足客户需求。
附图说明
图1是ISO60主轴锥孔与ISO50主轴锥孔转换装置结构动、静态剖视图;
图2是ISO60主轴锥孔与ISO50主轴锥孔转换装置俯视图;
图3是锥柄1轴向剖视图;
图4是上锥柄2轴向剖视图;
图5是拉钉3的轴向剖视图;
图6是滑套4的轴向剖视图;
图7是卡爪6的右视图;
图8是卡爪6的轴向剖视图;
图9是卡爪芯轴7的轴向剖视图;
图10是滑杆8的轴向剖视图;
图11是挂钩9的右视图;
图12是挂钩9的主视图;
图13是转换装置下无触点开关位置示意图;
图14是主轴与头配合的结构剖视图;
图15是电气逻辑抓头图;
图16是电气逻辑还头图。
具体实施方式
机床两种型号主轴锥孔的转换装置,图1所示为主轴锥孔ISO60转换为ISO50的转换装置,以下该转换装置通称为头。
图1为本转换装置的组合状态:将四件卡爪6外径弧形槽内装入弹簧21,径向对称,上端小内孔与大内孔间的角置于卡爪芯轴7中部第一大外径凸台与第二大外径凸台之间;密封圈11置于拉钉3有外凸缘的上孔内壁、密封环12置于内冷孔18下、调整套5置于卡爪芯轴7中部第一大外径凸台上,将滑套4内孔变径处置于拉钉3小外径处并卡在调整套5上,滑套4外径沿上安装弹簧13;卡爪6卡住拉钉,再将上述组合部件整体装入锥柄1大径锥孔、小锥孔端由上锥柄2与锥柄1外壁上沿螺纹旋紧。锥柄1大径圆台一侧安装滑杆8、水平设置的弹簧14、垂直于滑杆8的挂钩9,其下面有油塞15,另一侧安装弹性圆柱销16;ISO50型刀具的拉钉3被卡爪芯轴7夹持在锥柄1内组成拉刀卡爪,组成ISO50锥孔的拉刀机构。
装配时,拉钉3与卡爪芯轴7螺纹连接,滑套4置于拉钉3小外径外,并在拉钉3小径下端放置调整套5;拉钉3和卡爪芯轴7有内冷孔18,在卡爪芯轴7上端安置密封环12、密封圈11;锥柄1与上锥柄2通过螺纹连接组成一体,滑套4可随卡爪芯轴7在上锥柄中上下滑动。
头与头库配合关系,见图13,完成头机械结构装配后,将头放置在头库22中,与原主轴锥孔的导向键10嵌合,在头下面安装无触点开关,该开关与机床数控系统相连接。
头与主轴组23连接关系,见图14,挂钩9挂在主轴组23前端面内的环型槽内;头与主轴组连接完成。
机床控制系统中设置换头程序模块,电气逻辑抓头过程见图15:控制系统现确认主轴上无头并且主轴上无刀,开动机床到达抓头安全等待位置,主轴松刀到位,主轴到达抓头位置,主轴夹头(夹头电磁阀动作)开始执行,有头夹紧压力反馈信号,到达安全检测位置,无头在头库中检测信号,抓头完成。否则有头夹紧压力反馈信号,体现为夹头状态错误,抓头停止。或者无头在头库中检测信号,但头不在主轴上,抓头停止。
电气逻辑还头过程见图16:控制系统现确认主轴上有头并且头上无刀,开动机床到达还头安全等待位置,主轴松刀到位,主轴到达还头位置,主轴松头(松头电磁阀动作)开始执行,有头在头库中检测信号,还头到达安全检测位置,有头在头库中检测信号,还头完成。否则有头在头库中检测信号,但头在主轴上没下蓝,还头停止。或者有头在头库中检测信号,但头在主轴上,还头停止。
抓头时,机床主轴的卡爪6拉动拉钉3,同时克服弹簧组13弹簧力向上运动,挂钩9进入滑枕,同时头脱离头库,通过弹簧14弹簧力带动滑杆8和挂钩9向外运动,挂钩9的挂钩部分挂在滑枕环槽上,在松刀时头与滑枕连接,实现抓头,弹性圆柱销16起导向作用。抓刀时,机床主轴松刀,拉刀机构通过弹簧13弹簧力向下运动使卡爪6打开,ISO50刀具进入A锥孔,机床主轴抓刀,拉刀机构向上实现抓刀。
松刀、松头时顺序为先松刀后松头;松刀时主轴松刀,拉刀机构通过弹簧组13弹簧力向下运动,实现松刀;松头时,头必须回到头库相应位置,滑枕向下移动,通过头库上内圆与滑杆8斜面相互挤压,使滑杆8受力向内运动,滑杆8同时带动挂钩9共同运动,使挂钩9与滑枕环槽分离,头到达制定位置,通过反馈信号,滑枕向上体动,与头分离,完成松头动作。
本装置各部件形状描述:
图3所示锥柄1为ISO60型刀柄下部圆锥壳体,上锥柄2零件为ISO60型刀柄上部圆锥壳体,锥柄1与上锥柄2组合为圆锥形,圆锥内为ISO50锥孔A、外为ISO60锥面B,该件上部分为圆锥壳体,圆锥内为ISO50锥孔A、外为ISO60锥面B,锥柄1上端小内径至内壁为连续多个直角变径,并有两处锐角、钝角分别与直角相接变径,再渐变大径至大内径端,外径下端接水平圆台,大内径侧第一变径处壁中有三通,其垂直段至上端径向为两个排气孔19、20,径向于外壁间有油塞17。
上锥柄2零件上端外面为圆锥面,下端为外螺纹,上锥柄2零件构成ISO60型刀柄上部圆锥壳体,外锥面直径尺寸比标准尺寸小,在抓头时不与主轴锥孔接触。与锥柄1共同构成ISO60型刀柄圆锥筒形。内部为多个直角变径孔,见图4。
ISO60型刀具的拉钉3为筒状,见图5,内壁由上至下有7个直径,从上至下第一直径为变小径的圆锥形,并接第二直径,第二直径、第四直径、高度均相等,其间的第三直径大于第二、第四、第五直径,第一、第三直径高度相等,第五至第九直径渐大,第五直径与第七直径高度相等、两径之间的第六直径为变大径圆锥形,第九直径大于第八直径、第八直径和高度最大;外壁两端外径不等,且中间有两处凸台。
滑套4为筒状,见图6,内、外壁均有两个直径:上端一段小内径直角连接大内径直至下端、上端小外径延至下端直角连接大外径,并保持相同壁厚,直角处与大外径相接形成等厚外沿。
卡爪6的形状似壁厚不匀的筒状,见图7、图8,卡爪6整体加工成型后切分为四件;卡爪弹簧21放入上端外径有弧形槽内,把四件束为一体;上端内孔一段为直径渐小斜孔,并直角变大孔径至导角接下端内孔小径段;上端外径有弧形槽并由槽下沿外径渐小至导角接下端外大径缘。
卡爪芯轴7为不同径轴体,见图9,卡爪芯轴7的轴芯孔为冷却液通道18,外周不等径、两端大、小外径之间有三处凸台,大外径端与第三大凸台锐角相接,中部第一大凸台为直角、第二大凸台一侧边缘为导角、另一侧为斜面,第三大凸台为导角,小外径外端口为导角;在大外径端的内径仅一段为六边形内径、变锥形小径直到小外径端。
滑杆8的形状为不规则圆盘,见图10,上内径为球弧凸缘,深入后大内径直角接小内径,下内径最大径变小并接与上大内径相等的大径后,与小内径相接;外壁中分别有斜边圆缺和径向直角孔,直角孔内中心为锥形孔。
挂钩9的形状为偏心两圆柱体,见图11、12,上端为大圆柱体,下端为小圆柱体,小圆柱体中间为四方型扳子口。
Claims (9)
1.机床两种型号主轴锥孔的转换装置,与原主轴锥孔的导向键嵌合,其特征在于ISO50型锥孔的拉刀机构:锥柄与上锥柄上下结合成圆锥形壳体,围绕圆心设置的卡爪芯轴,在其第一大外径凸圆上设置拉钉、滑套小内径置于拉钉小外径处、卡爪上段小内径部位卡在卡爪芯轴第二大外径凸圆处、卡爪上外壁弧形槽内有弹簧,贴滑套外沿及下部设弹簧组;锥柄大径圆台侧面安装滑杆、挂钩,上面与主轴传动键结合槽内安装弹性圆柱销;ISO50型刀具的拉钉被卡爪芯轴夹持在锥柄内组成拉刀卡爪。
2.根据权利要求1所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置,其特征在于锥柄(1)与上锥柄(2)组合为圆锥形,圆锥内为ISO50锥孔A、外为ISO60锥面B;锥柄(1)上端小内径至内壁为连续多个直角变径,并有两处锐角、钝角分别与直角相接变径,再渐变大径至大内径端,外径下端接水平圆台;锥上圆壁内有三通排气孔(19)、该三通上端通弹簧(13)空隙、径向外壁处有油塞(17)、内通内壁相对卡爪(6)下端处;下壁圆台一侧直角壁内有安置滑杆(8)的空间、滑杆(8)水平端有弹簧(14)、中间垂直安装挂钩(9)、挂钩(9)下部有堵安装孔的油塞(15),另一侧圆台厚度下平面缺失、留空给导向键(10),圆台上面有安置弹性圆柱销(16)的孔,锥柄(1)壁中有三通管(19)、径向油塞(17)。
3.根据权利要求1所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置,其特征在于上锥柄(2)上段外周为圆锥筒形、下段由直角缩径接圆筒形,上锥柄(2)上口内径小,小内径直角接中内径,并直角接大内径,大内径处有径向排气孔(20)。
4.根据权利要求1所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置,其特征在于拉钉(3)为圆筒状,内壁由上至下有(7)个直径,从上至下第一直径为变小径的圆锥形,并接第二直径,第二直径、第四直径、高度均相等,其间的第三直径大于第二、第四、第五直径,第一、第三直径高度相等,第五至第九直径渐大,第五直径与第七直径高度相等、两径之间的第六直径为变大径圆锥形,第九直径大于第八直径、第八直径和高度最大;外壁两端外径不等,且中间有两处凸台。
5.根据权利要求1所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置,其特征在于滑套(4)为圆筒状,内、外壁均有两个直径:上端一段小内径直角连接大内径直至下端、上端小外径延至下端直角连接大外径,并保持相同壁厚,直角处与大外径相接形成等厚外沿。
6.根据权利要求1所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置,其特征在于卡爪(6)的形状似壁厚不匀的筒状,整体加工成型后切分为四件;上端内孔一段为直径渐小斜孔,并直角变大孔径至导角接下端内孔小径段;上端外壁有弧形槽并由槽下沿外径渐小至导角接下端外大径缘。
7.根据权利要求1所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置,其特征在于卡爪芯轴(7)的轴芯孔为冷却液通道(18),外周不等径、两端大、小外径之间有三处凸台,大外径端与第三大凸台锐角相接,中部第一大凸台为直角、第二大凸台一侧边缘为导角、另一侧为斜面,第三大凸台为导角,小外径外端口为导角;在大外径端的内径仅一段为六边形内径、变锥形小径直到小外径端。
8.根据权利要求1所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置,其特征在于滑杆(8)为不规则圆盘,上内径为球弧凸缘,深入后大内径直角接小内径,下内径最大径变小并接与上大内径相等的大径后,与小内径相接;外壁中分别有斜边圆缺和径向直角孔,直角孔内中心为锥形孔。
9.根据权利要求1所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置,其特征在于挂钩(9)为偏心两圆柱体,上端为大圆柱体,下端为小圆柱体,小圆柱体中间为四方型扳子口。
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