CN103273090A - 一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置，属于机械加工中心技术领域。现有加工中心的主轴装置在加工过程中存在冷却效果不好以及换刀时容易将铁屑进入到主轴内腔中的缺陷。本发明包括中空主轴以及安装于主轴内腔中的拉刀杆、拉刀爪、蝶簧组和分配器，通过拉刀杆和分配器的相互配合形成冷却水通道和冲屑水通道，当主轴加工时，刀具处于紧刀状态，冷却水通道对刀具进行中心冷却，有效提高冷却效果；当主轴更换刀具时，刀具处于松刀状态，冲屑水通道对主轴内腔前端进行冲屑，防止铁屑进入到主轴内部，省去清洗铁屑的时间，提高了工作效率，延长了主轴装置的使用寿命。

Description

一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置

技术领域

  本发明属于机械加工中心技术领域，尤其与一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置有关。

背景技术

在各种加工中心在对工件的工作过程中，机床的主轴装置通常采用冷却水冷却刀具和工件。主轴装置一般包括中空主轴、拉刀杆、拉刀爪和蝶簧组，蝶簧组、拉刀爪和拉刀杆容置于主轴的中空内腔中，所述拉刀爪套装于拉刀杆前端，拉刀爪与主轴前端的内腔壁之间固定设有拉刀爪套，所述蝶簧组套装于拉刀杆后半段上，当机床工作时，主轴装零件越来越复杂，为提高加工效率，通常会采用相配合的钻头，例如钻深孔、大孔时，外部喷淋的冷却水就不能全部进入切削加工区域，使刀具和工件的冷却效果不理想；另外当主轴装置松刀更换刀具时，在蝶簧组的弹力作用下拉刀杆推动其前端的拉刀爪往前端移动，使拉刀爪松开刀具，此时由于拉刀爪外壁与拉刀爪套之前存在较大缝隙，在更换刀具时就很容易将铁屑等杂质进入到拉刀爪内，需要将铁屑清理干净，降低了换刀效率，若铁屑清理不干净，会影响到机床的使用寿命。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有加工中心的主轴装置在加工过程中冷却效果不好以及换刀时容易将铁屑进入到主轴内腔中的缺陷，提供一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置。

为此，本发明采用以下技术方案：一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置，包括中空主轴、拉刀杆、拉刀爪和蝶簧组，蝶簧组、拉刀爪和拉刀杆容置于主轴的中空内腔中，所述拉刀爪装于拉刀杆前端，拉刀爪与主轴前端的内腔壁之间固定设有拉刀爪套，所述蝶簧组套装于拉刀杆后半段上，其特征是，所述的拉刀杆前后两端分别设置有前轴向孔和后轴向孔，前轴向孔和后轴向孔不连通，所述的后轴向孔内壁上设置有第一径向孔和第二径向孔，第一径向孔位于第二径向孔后方，第一径向孔和第二径向孔使后轴向孔内腔与所述拉刀杆外部连通，所述的前轴向孔内壁上设置有第三径向孔，第三径向孔使前轴向孔与所述拉刀杆外部连通；所述的主轴装置还包括分配器，分配器内设通孔，分配器套装于拉刀杆外部并位于所述主轴中空内腔中，分配器与主轴相对固定不动，所述的分配器内腔壁上设置有连接径向孔和内环槽，连接径向孔与所述的第一径向孔相对应，内环槽与所述的第二径向孔和第三径向孔相对应，所述的主轴体上设置有第一通孔和第二通孔，第一通孔的内孔口位于主轴内腔壁以及该外孔口位于主轴前端面，所述内孔口与所述连接径向孔对应连通，所述第二通孔的内孔口位于第一通孔内孔壁以及该外孔口位于所述主轴前端的内腔壁上，当紧刀时，第一径向孔与所述连接径向孔错位，后轴向孔和前轴向孔通过第二径向孔、内环槽和第三径向孔连通，形成冷却水通道，对刀具进行中心冷却；当松刀时，第一径向孔与所述连接径向孔对应连通，所述第三径向孔的孔口位于所述内环槽外，使得第二径向孔和第三径向孔不连通，所述的第一通孔和第二通孔分别与后轴向孔、第一径向孔、连接径向孔形成冲屑水通道，防止铁屑进入主轴内腔中。

作为对上述技术方案的补充和完善，本发明还包括以下技术特征。

所述的第一径向孔、第二径向孔和第三径向孔分别以拉刀杆中心线为中心沿圆周方向等分设置有多个。

所述的第一径向孔、第二径向孔和第三径向孔分别以拉刀杆中心线为中心沿圆周方向等分设置有4个。

所述的连接径向孔设置有与所述第一径向孔相对应的数量，并与所述第一径向孔的位置相对应。

所述的第一通孔和第二通孔分别设置有与所述连接径向孔相对应的数量，并与所述连接径向孔的位置相对应。

所述的第一通孔包括相互连通的径向段和轴向段，径向段的内孔口对应所述连接径向孔、其外孔口位于主轴体外壁上，所述轴向段的内孔口位于径向段内孔壁上、其外孔口位于主轴体前端面上，所述的径向段的外孔口上固定安装有堵头，将第一通孔设计成由两段组成，方便加工。

所述的分配器后端抵靠于主轴内腔中一靠肩上，前端通过一卡簧固定，对分配器进行轴向定位，使分配器与所述主轴相对固定不动，确保松紧刀时不窜动。

所述的分配器外壁与所述的主轴内腔壁之间设置有分配器密封圈进行密封。

进一步，所述的分配器密封圈设置有两个，分别设置于连接径向孔的前后两侧。

所述的拉刀杆外壁与所述分配器内腔壁之间设置有多个拉刀杆密封圈，分别设置于第一径向孔前后两侧和第三径向孔前侧，能有效起到密封作用。

使用本发明可以达到以下有益效果：通过设置拉刀杆和分配器的配合形成冷却水通道和冲屑水通道，当主轴加工时，刀具处于紧刀状态，冷却水通道对刀具进行中心冷却，有效提高冷却效果；当主轴更换刀具时，刀具处于松刀状态，冲屑水通道对主轴内腔前端进行冲屑，防止铁屑进入到主轴内部，省去清洗铁屑的时间，提高了工作效率，延长了主轴装置的使用寿命。

附图说明

图1是本发明紧刀状态的剖面结构示意图。

图2是本发明松刀状态的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1~图2所示，本发明包括中空主轴17、拉刀杆15、拉刀爪8、蝶簧组1和分配器11，蝶簧组1、拉刀爪8和拉刀杆15容置于主轴17的中空内腔中，拉刀爪套9装于拉刀杆15前端，拉刀爪8与主轴17前端的内腔壁之间固定设有拉刀爪套9，蝶簧组1套装于拉刀杆15后半段上，拉刀杆15前后两端分别设置有前轴向孔10和后轴向孔16，前轴向孔10和后轴向孔16不连通，后轴向孔16内壁上设置有第一径向孔2和第二径向孔4，第一径向孔2位于第二径向孔4后方，第一径向孔2和第二径向孔4各设置有四个，第一径向孔2和第二径向孔4使后轴向孔16内腔与拉刀杆15外部连通，前轴向孔10内壁上设置有第三径向孔6，第三径向孔6使前轴向孔10与拉刀杆15外部连通；分配器11内设通孔，分配器11套装于拉刀杆15外部并位于主轴17中空内腔中，主轴17中空内腔中设置有一靠肩，分配器11后端抵靠于该靠肩上，前端通过一卡簧7固定，对分配器11进行轴向定位，使分配器11与主轴17相对固定不动，分配器11内腔壁上设置有连接径向孔3和内环槽5，连接径向孔3与第一径向孔2相对应，内环槽5与第二径向孔4和第三径向孔6相对应，主轴体上设置有第一通孔和第二通孔20，第一通孔包括相互连通的径向段18和轴向段19，径向段18的内孔口对应连接径向孔3、其外孔口位于主轴体外壁上，轴向段19的内孔口位于径向段18内孔壁上、其外孔口位于主轴体前端面上，径向段18的外孔口上固定安装有堵头13，使连接径向孔3、轴向段19和径向段18连通；第二通孔20的内孔口位于第一通孔轴向段19内孔壁以及该外孔口位于主轴17的内腔前端，使第二通孔20与连接径向孔3、第一通孔径向段18和轴向段19连通；分配器11外壁与主轴17内腔壁之间设置有两个分配器密封圈12，分别设置于连接径向孔3的前后两侧；拉刀杆15外壁与分配器11内腔壁之间设置有多个拉刀杆密封圈14，分别设置于第一径向孔2前后两侧和第三径向孔6前侧，能有效起到密封作用，防止水外漏。

本发明使用时，主轴17装置工作时，即处于紧刀状态，第一径向孔2与连接径向孔3错位，第二径向孔4的外孔口和第三径向孔6外孔口均位于内环槽5内，因此第一径向孔2被堵住，第二径向孔4和第三径向孔6通过内环槽5连通，冷却水从拉刀杆15后端进入后轴向孔16，然后通过第二径向孔4、内环槽5和第三径向孔6进入前轴向孔10，从拉刀杆15前端面的前轴向孔10外孔口处流出，形成冷却水通道，对刀具中心冷却，有效提高冷却效果，而且即使刀具很复杂也能达到较好的冷却效果；当主轴17装置进行换刀时，在蝶簧组1的弹力作用下拉刀杆15推动其前端的拉刀爪8往前端移动，使其处于松刀状态，拉刀爪8松开刀具，此时，第三径向孔6的孔口位于内环槽5外使其被堵住，使得第二径向孔4和第三径向孔6不连通，第一径向孔2随拉刀杆15往前端移动后恰好与连接径向孔3对应连通，冲屑水从拉刀杆15后端进入后轴向孔16，然后通过第一径向孔2、连接径向孔3、第一通孔的径向段18和轴向段19，最后从主轴17前端面的第一通孔外孔口和第二通孔20的主轴17内腔的前端流出形成冲屑水通道，在换刀时对主轴17前端面和主轴17内腔前端冲刷铁屑和灰尘，防止铁屑和灰尘进入到主轴17内部，提高生产效率。

上述中第一径向孔2数量设置有四个，以拉刀杆15中心线为中心沿圆周方向等分设置，连接径向孔3的数量也同时设置有四个，分别与所述四个第一径向孔2一一对应，所述第一通孔和第二通孔20同时也设置有与连接径向孔3相对应的数量，并与连接径向孔3的位置相对应。

上述中第二径向孔4和第三径向孔6的数量各设置有四个，以拉刀杆15中心线为中心沿圆周方向等分设置，有效提高冷却水的流动速度。

Claims (10)

1.一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置，包括中空主轴（17）、拉刀杆（15）、拉刀爪（8）和蝶簧组（1），蝶簧组（1）、拉刀爪（8）和拉刀杆（15）容置于主轴（17）的中空内腔中，拉刀爪（8）套装于拉刀杆（15）前端，拉刀爪（8）与主轴（17）前端的内腔壁之间固定设有拉刀爪套（9），蝶簧组（1）套装于拉刀杆（15）后半段上，其特征在于：所述的拉刀杆（15）前后两端分别设置有前轴向孔（10）和后轴向孔（16），前轴向孔（10）和后轴向孔（16）不连通，后轴向孔（16）内壁上设置有第一径向孔（2）和第二径向孔（4），第一径向孔（2）位于第二径向孔（4）后方，第一径向孔（2）和第二径向孔（4）使后轴向孔（16）内腔与拉刀杆（15）外部连通，前轴向孔（10）内壁上设置有第三径向孔（6），第三径向孔（6）使前轴向孔（10）与拉刀杆（15）外部连通；所述的主轴装置还包括具有分配器（11），分配器（11）套装于拉刀杆（15）外部并位于主轴（17）的中空内腔中，分配器（11）与主轴（17）相对固定不动，分配器（11）的内腔壁上设置有连接径向孔（3）和内环槽（5），连接径向孔（3）与第一径向孔（2）相对应，内环槽（5）与第二径向孔（4）和第三径向孔（6）相对应，主轴（17）体上设置有第一通孔和第二通孔（20），第一通孔的内孔口位于主轴（17）内腔壁以及该外孔口位于主轴（17）前端面，第一通孔的内孔口与连接径向孔（3）对应连通，第二通孔（20）的内孔口位于第一通孔内孔壁以及该外孔口位于主轴（17）前端的内腔壁上，当紧刀时，第一径向孔（2）与连接径向孔（3）错位，第二径向孔（4）和第三径向孔（6）位于内环槽（5）内，后轴向孔（16）和前轴向孔（10）通过第二径向孔（4）、内环槽（5）和第三径向孔（6）连通，形成冷却水通道；当松刀时，第一径向孔（2）与连接径向孔（3）对应连通，第三径向孔（6）的孔口位于内环槽（5）外，使得第二径向孔（4）和第三径向孔（6）不连通，第一通孔和第二通孔（20）分别与后轴向孔（16）、第一径向孔（2）、连接径向孔（3）形成冲屑水通道。

2.根据权利要求1所述的一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置，其特征在于：所述的第一径向孔（2）、第二径向孔（4）和第三径向孔（6）分别以拉刀杆中心线为中心沿圆周方向等分设置有多个。

3.根据权利要求2所述的一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置，其特征在于：所述的第一径向孔（2）、第二径向孔（4）和第三径向孔（6）分别以拉刀杆中心线为中心沿圆周方向等分设置有4个。

4.根据权利要求2所述的一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置，其特征在于：所述的连接径向孔（3）设置有与第一径向孔（2）相对应的数量，并与第一径向孔（2）的位置相对应。

5.根据权利要求4所述的一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置，其特征在于：所述的第一通孔和第二通孔（20）分别设置有与连接径向孔（3）相对应的数量，并分别与连接径向孔（3）位置相对应。

6.根据权利要求1或5所述的一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置，其特征在于：所述的第一通孔包括相互连通的径向段（18）和轴向段（19），径向段（18）的内孔口对应所述连接径向孔（3）、其外孔口位于主轴（17）体外壁上，轴向段（19）的内孔口位于径向段（18）内孔壁上、其外孔口位于主轴（17）体前端面上，径向段（18）的外孔口上固定安装有堵头（13）。

7.根据权利要求6所述的一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置，其特征在于：所述的分配器（11）后端抵靠于主轴（17）内腔中一靠肩上，前端通过一卡簧（7）固定。

8.根据权利要求7所述的一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置，其特征在于：所述的拉刀杆（15）外壁与分配器（11）内腔壁之间设置有多个拉刀杆密封圈（14），分别设置于第一径向孔（2）前后两侧和第三径向孔（6）前侧。

9.根据权利要求8所述的一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置，其特征在于：所述的分配器（11）外壁与主轴（17）内腔壁之间设置有分配器密封圈（12）。

10.根据权利要求9所述的一种兼具冷却水通道和冲屑水通道的主轴装置，其特征在于：所述的分配器密封圈（12）设置有两个，分别设置于连接径向孔（3）的前后两侧。

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