CN104625103A - 一种改进的机械直联主轴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种改进的机械直联主轴，包括机体、轴芯、拉杆、复位弹簧及联轴器，所述轴芯穿接在机体内部，轴芯的上下两端分别通过上轴承和下轴承枢接于机体内；所述拉杆活动地穿接在轴芯内部，拉杆下端连接有刀柄，拉杆上端固定有打刀盘；所述复位弹簧安装于拉杆与轴芯之间，复位弹簧用于提供一个将拉杆向上顶推的弹性应力；本发明在轴芯上端部和联轴器的下端部均设有沿各自圆周方向开设的多个通孔，并通过穿设于通孔内的螺栓实现轴芯于联轴器的固定连接，这不仅简化了联轴器的结构，特别是省略了现有技术中装配锥面的加工成本，且减少了装配时间，同时能很好的保证联轴器与轴芯的同轴度，运行更加稳定。

Description

一种改进的机械直联主轴
技术领域
本发明涉及数控铣床和加工中心设备，尤其涉及一种改进的机械直联主轴。
背景技术
机械直联主轴是数控铣床和加工中心常用的一种电主轴工具。现有的机械直联主轴的拉刀机构多采用碟簧及拉爪组件，碟簧及拉爪组件加工工艺复杂，成本高且碟簧的装配过程极其繁琐，一般需要将上百片碟簧以特殊的组合方式穿设在拉杆上，且碟簧与拉杆是间隙配合，碟簧与拉杆之间的不同轴会产生载荷偏差，这将直接影响拉刀力的稳定性。而传统的弹簧在单位长度所能提供的弹性力上稍有不足。其次，联轴器多采用滑套结构，其安装调试过程复杂，且拆卸时由于联轴器内孔变形，常常需要专门的工具拆卸，造成精度受损，降低联轴器与轴的同轴度，从而影响传动平稳性，产生振动和噪声。联轴器的结构中包含与轴紧密贴合的锥面，该锥面加工成本高。
有鉴于此，急需一种新机械直联主轴来解决上述技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种稳定性更高、结构更加简化、易于制造及装配的改进的机械直联主轴。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种改进的机械直联主轴，包括：
机体；
穿接在机体内部的轴芯，该轴芯通过分别设置在机体上下端部的上轴承和下轴承枢接于机体内，轴芯的底端部设置有一直径由下至上逐渐缩小的锥状孔；
活动地穿接在轴芯内部的拉杆，拉杆的下端部连接有一与锥状孔匹配且用于安装刀具的刀柄，拉杆的上端部固定有一打刀盘，打刀盘穿接在轴芯上开设的长孔内且可在该长孔的上端部和下端部之间活动；
安装在轴芯和拉杆之间的复位弹簧，该复位弹簧用于提供一个将拉杆向上顶推的弹性应力；
固定连接于轴芯上端部的联轴器，该轴芯上端部及联轴器的下端部均设有沿各自圆周方向开设的多个通孔，轴芯上端部插接于联轴器内部，且轴芯通过穿设于联轴器侧壁和轴芯侧壁的螺栓固定于联轴器上。
进一步的，所述联轴器内部设有一联轴器螺母，所述螺栓的前端穿设并固定于该联轴器螺母上。
进一步的，所述复位弹簧由两根并联缠绕在一起的弹簧单元构成。
进一步的，所述拉杆的下端部设有拉杆头，拉杆头底部设有开口朝下的卡持槽，该卡持槽的侧壁沿其周向均匀开设有多个钢珠孔，每个钢珠孔内安装有一可在径向来回移动的钢珠；所述轴芯下部对应设有供拉杆头上下移动的活动腔，该活动腔包括上腔室和下腔室，下腔室的孔径大于上腔室的孔径，上腔室与下腔室的连接处设有倾斜的台阶面；所述刀柄的顶端部设有膨胀的刀柄头，刀柄头与刀柄的颈部之间形成用于供所述钢珠部分嵌入的凹位。
进一步的，所述钢珠孔内设有用于防止钢珠掉落的圆弧面或台阶。
进一步的，所述拉杆轴线上开设有拉杆内孔，所述打刀盘通过一圆柱销穿接在轴芯的长孔内，所述圆柱销的轴线上设有卸刀吹气孔，该卸刀吹气孔与拉杆内孔连通。
进一步的，所述机体内设有下轴承冷却通道及上轴承冷却通道，该下轴承冷却通道和上轴承冷却通道通过一深孔相互连通。
进一步的，该改进的机械直联主轴还包括固定于机体下端部的端盖，该端盖内设有前端吹气口，端盖与轴芯的装配面上设有与前端吹气口连通的环气槽。
相比于现有技术，本发明在轴芯上端部和联轴器的下端部均设有沿各自圆周方向开设的多个通孔，并通过穿设于通孔内的螺栓实现二者之间的固定连接，这不仅简化了联轴器的结构，特别是省略了现有技术中装配锥面的加工成本，且减少了装配时间，同时能很好的保证联轴器与轴芯的同轴度，运行更加稳定。
附图说明
图1为本发明一种改进的机械直联主轴的结构示意图；
图2为图1中A处局部放大图。
其中：1、机体；11、上轴承；12、下轴承；13、下轴承冷却通道；14、上轴承冷却通道；15、深孔；16、冷却液入口；2、轴芯；22、活动腔；221、台阶面；3、拉杆；31、复位弹簧；32、拉杆头；321、卡持槽；322、钢珠；33、拉杆内孔；4、打刀盘；41、圆柱销；411、卸刀吹气孔；5、联轴器；51、联轴器螺母；52、螺栓；6、端盖；61、前端吹气口；62、环气槽；70、刀柄；71、刀柄头；72、凹位。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
请参阅图1及图2，其为本发明一种改进的机械直联主轴，包括机体1、轴芯2、拉杆3、打刀盘4、联轴器5及端盖6，其中轴芯2穿接在机体1内部，且该轴芯2通过分别设置在机体1上下端部的上轴承11和下轴承12枢接于机体1内，轴芯2的底端部设置有一直径由下至上逐渐缩小的锥状孔；所述拉杆3活动地穿接在轴芯2内部，拉杆3的下端部连接有一与锥状孔匹配且用于安装刀具的刀柄70；所述打刀盘4穿接在轴芯2上开设的长孔(图中未标示)内且可在该长孔的上端部和下端部之间活动，且该打刀盘4与拉杆3的上端部固定连接；所述轴芯2和拉杆3之间设有复位弹簧31，该复位弹簧31用于提供一个将拉杆3向上顶推的弹性应力，具体在本实施例中，该复位弹簧31由两根并联缠绕在一起的弹簧单元构成，此设计不仅能确保复位弹簧31能够足够的弹性应力，还能避免现有技术中装配大量离散的碟簧带来的繁琐工序，提高装配效率及装配精度；所述联轴器5固定连接于轴芯2上端部，本实施例中，该轴芯2上端部及联轴器5的下端部均设有沿各自圆周方向开设的多个通孔(图中未标示)，联轴器5内部穿设有一联轴器螺母51，轴芯2上端部插接于联轴器5与联轴器螺母51之间形成的插接槽(图中未标示)内，并通过一穿设于联轴器5侧壁和轴芯2侧壁的螺栓52将轴芯2固定于联轴器5上；这种连接方式相比于现有技术中锥面连接的方式，不仅简化了联轴器5的结构，特别是省略了现有技术中装配锥面的加工成本，且减少了装配时间，同时能很好的保证联轴器5与轴芯2的同轴度，使主轴运行更加稳定；值得一提地，对于实心轴芯2，可省去所述联轴器螺母51，只需在轴芯2外壁开设数个螺孔，使螺栓52穿设并固定于螺孔内便可实现联轴器5与轴芯2的固定连接；所述端盖6固定于机体1的下端部，该端盖6内部设有水平的前端吹气口61，端盖6与轴芯2的装配面上设有与前端吹气口61连通的环气槽62，主轴在工作时，向所述前端吹气口61吹入气体，气体在环气槽62内混合均匀后可在轴芯2下端外圆面形成均匀气幕，对主轴端部进行气幕密封，可防止灰尘从间隙落入主轴内部，提高主轴的使用寿命。
进一步的，所述拉杆3的下端部设有拉杆头32，拉杆头32底部设有开口朝下的卡持槽321，该卡持槽321的侧壁沿其周向均匀开设有多个钢珠孔(图未示)，每个钢珠孔内安装有一可在径向来回移动的钢珠322，钢珠孔的内壁设有圆弧面或台阶，用于防止钢珠322从钢珠孔内掉落；所述轴芯2下部对应设有供拉杆头32上下移动的活动腔22，该活动腔22包括上腔室和下腔室，下腔室的孔径大于上腔室的孔径，上腔室与下腔室的连接处设有倾斜的台阶面221；所述刀柄70的顶端部设有膨胀的刀柄头71，刀柄头71与刀柄70的颈部之间形成用于供所述钢珠322部分嵌入的凹位72；进一步的，所述拉杆3轴线上开设有拉杆内孔33，所述打刀盘4通过一圆柱销41穿接在轴芯2的长孔内，所述圆柱销41的轴线上设有卸刀吹气孔411，该卸刀吹气孔411与拉杆内孔33连通，退刀时，机床上的打刀机构会将打刀盘4下压，打刀盘4通过圆柱销41下压拉杆3使之下移，拉杆头32的下部移动至所述下腔室，所述钢珠322沿径向向外移动从而退出刀柄头71的凹位72，进而松开刀柄头71，实现将刀柄70顺利取下；此时，向卸刀吹气孔411内通入气体，气体通过圆柱销41而通入拉杆内孔33，最终从拉杆3底端吹出，从而可防止在换刀过程中外界杂物附着在轴芯2内锥状孔上，进而影响刀柄70安装精度；新刀柄70插入后，刀柄头71插入所述卡持槽321内，机床上的打刀机构松开，拉杆3在复位弹簧31的作用下上移，所述拉杆头32缩回上腔室，在上腔室内壁的挤压下，所述钢珠322沿径向向内移动，进而卡持于刀柄头71与刀柄70颈部之间的凹位72内，从而将刀柄70牢固的卡持于拉杆3下端，配合所述锥状孔的锥面提供的预紧力，可使刀柄70的位置完全固定。
进一步的，所述机体1内设有下轴承冷却通道13及上轴承冷却通道14，该下轴承冷却通道13和上轴承冷却通道14分别用于冷却下轴承12和上轴承11，所述机体1侧壁设有凸缘，该凸缘设有冷却液入口16，所述下轴承冷却通道13通过水道与冷却液入口16连通；该下轴承冷却通道13和上轴承冷却通道14通过一深孔15相互连通，这种将冷却通道分别设置在上、下轴承11、12位置处的设计充分考虑了轴承作为主轴内部主要热源的产生地，因而进行重点冷却，而深孔15将两段水道进行连接，可减少进出水孔的个数，减少加工工艺，降低制造难度。
相比于现有技术，本发明在轴芯2上端部和联轴器5的下端部均设有沿各自圆周方向开设的多个通孔，并通过穿设于通孔内的螺栓52实现轴芯2和联轴器5的固定连接，这不仅简化了联轴器5的结构，特别是省略了现有技术中装配锥面的加工成本，且减少了装配时间，同时能很好的保证联轴器5与轴芯2的同轴度，使主轴运行更加稳定。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种改进的机械直联主轴，其特征在于，包括：
机体；
穿接在机体内部的轴芯，该轴芯通过分别设置在机体上下端部的上轴承和下轴承枢接于机体内，轴芯的底端部设置有一直径由下至上逐渐缩小的锥状孔；
活动地穿接在轴芯内部的拉杆，拉杆的下端部连接有一与锥状孔匹配且用于安装刀具的刀柄，拉杆的上端部固定有一打刀盘，打刀盘穿接在轴芯上开设的长孔内且可在该长孔的上端部和下端部之间活动；
安装在轴芯和拉杆之间的复位弹簧，该复位弹簧用于提供一个将拉杆向上顶推的弹性应力；
固定连接于轴芯上端部的联轴器，该轴芯上端部及联轴器的下端部均设有沿各自圆周方向开设的多个通孔，轴芯上端部插接于联轴器内部，且轴芯通过穿设于联轴器侧壁和轴芯侧壁的螺栓固定于联轴器上。
2.如权利要求1所述的改进的机械直联主轴，其特征在于：所述联轴器内部设有一联轴器螺母，所述螺栓的前端穿设并固定于该联轴器螺母上。
3.如权利要求1所述的改进的机械直联主轴，其特征在于：所述复位弹簧由两根并联缠绕在一起的弹簧单元构成。
4.如权利要求1所述的改进的机械直联主轴，其特征在于：所述拉杆的下端部设有拉杆头，拉杆头底部设有开口朝下的卡持槽，该卡持槽的侧壁沿其周向均匀开设有多个钢珠孔，每个钢珠孔内安装有一可在径向来回移动的钢珠；所述轴芯下部对应设有供拉杆头上下移动的活动腔，该活动腔包括上腔室和下腔室，下腔室的孔径大于上腔室的孔径，上腔室与下腔室的连接处设有倾斜的台阶面；所述刀柄的顶端部设有膨胀的刀柄头，刀柄头与刀柄的颈部之间形成用于供所述钢珠部分嵌入的凹位。
5.如权利要求4所述的改进的机械直联主轴，其特征在于：所述钢珠孔内设有用于防止钢珠掉落的圆弧面或台阶。
6.如权利要求1所述的改进的机械直联主轴，其特征在于：所述拉杆轴线上开设有拉杆内孔，所述打刀盘通过一圆柱销穿接在轴芯的长孔内，所述圆柱销的轴线上设有卸刀吹气孔，该卸刀吹气孔与拉杆内孔连通。
7.如权利要求1所述的改进的机械直联主轴，其特征在于：所述机体内设有下轴承冷却通道及上轴承冷却通道，该下轴承冷却通道和上轴承冷却通道通过一深孔相互连通。
8.如权利要求1所述的改进的机械直联主轴，其特征在于：还包括固定于机体下端部的端盖，该端盖内设有前端吹气口，端盖与轴芯的装配面上设有与前端吹气口连通的环气槽。
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