CN102909589A - 直联加工中心机械换刀主轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直联加工中心机械换刀主轴，其壳体后端固定连接有缸体，主轴后端固定连接有定位活塞，缸体与定位活塞之间形成间隔的环形夹层内套装有环形的运动活塞；拉杆后端定位活塞之间键配合并能相对平移，定位活塞的后端通过联轴器与动力机构输出轴连接。本发明直联加工中心机械换刀主轴针对机械换刀主轴而设计，在不影响对主轴直联驱动的情况下可实现对主轴内腔中的拉杆推动控制，从而实现换刀动作，其结构合理使用效果好，非常利于推广实施。

Description

直联加工中心机械换刀主轴
技术领域：
本发明涉及机械加工领域的换刀电主轴，特别是涉及一种直联加工中心机械换刀主轴。
背景技术：
目前，可用于换刀的主轴通常为电主轴，电主轴内腔中套装有拉杆，拉杆前端设置有可以通过伸缩控制的夹具，拉杆后端与气缸或液压缸的活塞杆连接，这种结构不适用于机械主轴，机械主轴的一端安装有刀具，另一端需要伸出壳体后盖通过皮带或齿轮与驱动机构连接，而换刀主轴内腔设置的拉杆，对拉杆施加推力通常也是在主轴后端，与驱动机构形成干扰关系，实现方式交复杂。专利号为200520093314.7的“立卧式兼用的主轴头结构”，通过在主轴侧壁设置锥齿轮，与另一垂直安装的锥齿轮啮合驱动来实现主轴动力驱动，其结构比较复杂，实现难度大。
发明内容：
本发明是针对现有机械主轴换刀方式中存在的问题和不足，提供一种直联加工中心机械换刀主轴。
技术方案：一种直联加工中心机械换刀主轴，主轴通过前、后轴承组套装于壳体内腔中，并设置有密封机构和注油机构，主轴设置有内腔，内腔中套装有拉杆，拉杆的前端安装有换刀机构，其中，壳体后端固定连接有油缸或气缸的缸体，主轴后端固定连接有定位活塞，油缸或气缸的缸体与定位活塞之间形成间隔的环形夹层，在该环形夹层内套装有环形的运动活塞；在所述拉杆的后端固定一个连接座，连接座上固定有一个花键盘，花键盘上均布有扁键；所述定位活塞设置有定位内腔，该定内腔侧壁设置有扁键槽，所述连接座和花键盘位于定内腔中，并且各扁键匹配插入各扁键槽中，扁键槽的宽度大于扁键宽度从而使扁键在扁键槽中可以轴向平移，扁键的直径大于扁键槽的直径从而使扁键能与所述运动活塞相贴合传动；主轴内腔设置有内台阶面，在该内台阶面与所述连接头之间设置有碟簧；所述定位活塞的后端通过联轴器与动力机构输出轴连接。
所述定位活塞中心位置设置有导向孔，所述连接块或花键盘的中心设置有导向柱，该导向柱与所述导向孔匹配套装在一起。
在导向柱上设置有外台阶面，在导向孔内设置有内台阶面，外台阶面和内台阶面配合形成限位结构。
所述联轴器为弹性联轴器。
本发明的有益效果：本发明直联加工中心机械换刀主轴针对机械换刀主轴而设计，在不影响对主轴直联驱动的情况下可实现对主轴内腔中的拉杆推动控制，从而实现换刀动作，其结构合理使用效果好，非常利于推广实施。
附图说明：
图1是本发明直联加工中心机械换刀主轴剖面结构示意图；
图2是图1中拉杆与连接座及花键盘组合结构的放大示意图；
图3是图2的右视结构示意图；
图4是图1中缸体与运动活塞及定位活塞的配合关系的放大示意图。
图中，编号1为键，2为主轴，3为密封内环，4为密封外环，5为前盖，6为壳体，7为前内隔环，8为前外隔环，9为后盖，10为后螺母，11为气缸支架1，12为活塞，13为油封，14为小盖，15为后小盖，16为拉杆，17为后密封环，18为垫片，19为前密封环，20为气缸或油缸的缸体，21为气缸支架2，22为弹性联轴器，23为驱动机构的输出轴，24为花键盘，25为连接座，26为导向杆，27为密封套，28和29分别为固定螺栓，30为定位内腔，31为平键槽，32为导向孔，33为外台阶面，34为内台阶面。
具体实施方式：                                        
图1中显示了一种直联加工中心机械换刀主轴，其主轴2通过前、后轴承组套装于壳体6内腔中，壳体前端设置有前盖5、后端设置有后盖9，利用前、后螺母将主轴固定在前后轴承内圈上，并设置有密封机构，以及对前后轴承组润滑的注油机构。主轴2设置有内腔，内腔中套装有拉杆16，拉杆的前端安装有换刀机构。
图1中可以看出，壳体6的后端通过两个气缸支架11和21与气缸的缸体固定连接（壳体后端也可以通过延长后直接与气缸连接，不详述）。主轴2后端固定连接有一个定位活塞12，该定位活塞12设置有定位内腔30，定内腔30侧壁设置有扁键槽31。气缸（也可以为油缸）的缸体20与定位活塞12之间形成间隔的环形夹层，在该环形夹层内套装有环形的运动活塞13，对气缸内供气或排气可以驱动环形的运动活塞13产生径向平移运动。
在所述拉杆16的后端固定一个连接座25，连接座25上固定有一个花键盘24（连接座与花键盘也可以为一体结构），花键盘24上均布有扁键14。所述连接座25和花键盘24位于所述定位活塞的定内腔30中，并且各扁键14匹配插入各扁键槽31中，扁键槽31的宽度大于扁键宽度从而使扁键在扁键槽中可以轴向平移，扁键14的直径大于扁键槽的直径从而使扁键能与所述运动活塞13相贴合传动。从而，当运动活塞向前平移时，可以推断扁键向前平移，进而带动拉杆向前平移。
主轴2内腔设置有内台阶面，在该内台阶面与所述连接头之间设置有碟簧，从而在正常工作时，碟簧推动连接座使拉杆向后移动并定位，刀具被固定。
所述定位活塞的后端通过弹性联轴器与动力机构输出轴连接，工作时定位活塞随主轴一起转动。
另外，所述定位活塞中心位置设置有导向孔，所述连接块或花键盘的中心设置有导向柱，该导向柱与所述导向孔匹配套装在一起。并且，在导向柱上设置有外台阶面，在导向孔内设置有内台阶面，外台阶面和内台阶面配合形成限位结构。

Claims (4)

1.一种直联加工中心机械换刀主轴，主轴通过前、后轴承组套装于壳体内腔中，并设置有密封机构和注油机构，主轴设置有内腔，内腔中套装有拉杆，拉杆的前端安装有换刀机构，其特征是：壳体后端固定连接有油缸或气缸的缸体，主轴后端固定连接有定位活塞，油缸或气缸的缸体与定位活塞之间形成间隔的环形夹层，在该环形夹层内套装有环形的运动活塞；在所述拉杆的后端固定一个连接座，连接座上固定有一个花键盘，花键盘上均布有扁键；所述定位活塞设置有定位内腔，该定内腔侧壁设置有扁键槽，所述连接座和花键盘位于定内腔中，并且各扁键匹配插入各扁键槽中，扁键槽的宽度大于扁键宽度从而使扁键在扁键槽中可以轴向平移，扁键的直径大于扁键槽的直径从而使扁键能与所述运动活塞相贴合传动；主轴内腔设置有内台阶面，在该内台阶面与所述连接头之间设置有碟簧；所述定位活塞的后端通过联轴器与动力机构输出轴连接。
2.根据权利要求1所述的直联加工中心机械换刀主轴，其特征是：所述定位活塞中心位置设置有导向孔，所述连接块或花键盘的中心设置有导向柱，该导向柱与所述导向孔匹配套装在一起。
3.根据权利要求2所述的直联加工中心机械换刀主轴，其特征是：在导向柱上设置有外台阶面，在导向孔内设置有内台阶面，外台阶面和内台阶面配合形成限位结构。
4.根据权利要求1所述的直联加工中心机械换刀主轴，其特征是：所述联轴器为弹性联轴器。
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