CN105436529B - 一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于数控机床技术领域，特别涉及一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构。由电主轴、刀柄、上定位锁紧体和下定位锁紧体组成，上定位锁紧体安装于电主轴的固定端面上，或者安装于电主轴的夹紧套上；下定位锁紧体安装于刀柄上；主轴拉紧刀柄时，上定位锁紧体与下定位锁紧体相互配合。本发明不需要其他辅助设备即可完成电主轴锁紧，结构简单，加工制造方便，易于安装，成本低，刀柄互换性强，适合大规模批量生产。

Description

一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构
技术领域
本发明属于数控机床技术领域，特别涉及一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构。
背景技术
车铣复合加工中心属于多轴联动机床，能在一次装夹中完成车、铣、钻、镗、攻丝等多种工序，它的出现为提高零件的加工精度和效率提供了一种有效的解决方案。大多数车铣复合加工中心的车、铣刀都共用一个主轴，由于加工情况的不同，需要做主轴车铣状态的转换，铣削时，主轴处于旋转状态；车削时，需将主轴锁紧保持静止状态。目前，主轴常用的锁紧技术有三种，分别为三齿盘锁紧机构、刹车片锁紧机构和碟簧--涨紧套的锥面摩擦锁紧机构。三齿盘锁紧机构是在主轴内部利用齿盘锁紧，要求齿与齿之间具有较高的配合度，加工难度较大，且主轴内部零件较多，不易安装，轴长较长，高速状态下齿条旋转会产生较大噪音；刹车片锁紧机构和锥面摩擦锁紧机构，均是利用油压制动锁紧，装配调试过程复杂，效率低，且使用液压系统装置，不仅给机床带来了较大负重，而且受环境等外界影响易产生漏油等问题，增加了使用和维护成本。随着机床和主轴性能的不断提升飞跃，主轴的锁紧方式已成为制约机床性能发挥的重要因素。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、加工制造方便、易于安装、成本低的主轴锁紧机构，通过在主轴固定部位和刀柄上安装相互配合的定位锁紧体实现主轴的定位锁紧，不需要其他辅助设备即可完成。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构，由电主轴、刀柄、上定位锁紧体和下定位锁紧体组成，上定位锁紧体安装于电主轴的固定端面上，或者安装于电主轴的夹紧套上；下定位锁紧体安装于刀柄上；主轴拉紧刀柄时，上定位锁紧体与下定位锁紧体相互配合。
上述一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构，所述上定位锁紧体和下定位锁紧体采用销与销孔配合，上定位锁紧体由调整块、预紧装置、锁紧锥销和定位顶丝组成，调整块与电主轴固定安装；锁紧锥销置于调整块中，其上方设置有预紧装置；锁紧锥销的圆周面上设置有定位键槽，并通过定位顶丝进行导向定位；下定位锁紧体固定于刀柄上，其上设置有与锁紧锥销相配合的锥销孔。
上述一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构，所述锁紧锥销的锥部结构是由平行于中心轴的两个对称平面将圆台两侧部分切除而成。
上述一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构，所述上定位锁紧体和下定位锁紧体采用键与键槽配合，所述刀柄的圆周面上设置有沿轴向的导向键槽，下定位锁紧体通过紧固螺钉固定于该导向键槽内；下定位锁紧体为锥面键结构，即键体的两个相对的侧面为斜锥面，上定位锁紧体上设置有与该斜锥面相配合的锥面凹槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明无需更改电主轴结构，无需在其内部增加零件，不会增加电主轴的体积和重量，结构简单，安装方便；而且无需外接油压系统设备，经济环保，节省了制造成本，降低了制造难度；同时，利用刀柄进行定位锁紧，定位牢靠无间隙，不同的刀柄互换性强，适合大规模批量生产。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例1锁紧锥销的结构示意图。
图3是本发明实施例2的结构示意图。
图4是本发明实施例2下定位锁紧体的结构示意图。
图5是本发明实施例2上定位锁紧体与下定位锁紧体配合的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1。
如图1所示，本发明的一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构，由电主轴1、刀柄2、上定位锁紧体3、下定位锁紧体4和紧固螺钉5组成。其中，上定位锁紧体3包括调整块31、锁紧锥销32、预紧装置33和定位顶丝34，调整块31固定安装于电主轴1的固定端面上；锁紧锥销32置于调整块31中，并在锁紧锥销32的上方设置预紧装置33；锁紧锥销32的圆周面上设置有定位键槽，并通过定位顶丝34进行导向定位，保证锁紧锥销32只能沿竖直方向运动，而不能进行旋转运动；下定位锁紧体4通过紧固螺钉5固定于刀柄2上，其上设置有与锁紧锥销32相配合的锥销孔。
如图2所示，锁紧锥销32的锥部结构是由平行于中心轴的两个对称平面将圆台两侧部分切除而成，即锥部两边去掉，只留大径部分。该结构一方面可以保证与下定位锁紧体4压紧的时候轴向贴紧，不会由于加工精度引起的径向偏差而导致锥孔配合变差，出现间隙；另一方面还可以实现刀柄的互换性安装，无需对下定位锁紧体4进行选配和调节。
当需要由铣削向车削转换时，电主轴1执行自动换刀动作，刀柄2被拉紧到电主轴1上，刀柄2轴向固定，与此同时，锁紧锥销32的锥部插入到下定位锁紧体4的锥销孔中，在预紧装置33预紧力的作用下，锁紧锥销32与下定位锁紧体4完全贴紧，无轴向间隙，刀柄2被周向固定，不能转动，电主轴被锁紧，完成了铣削向车削的转换。
实施例2。
结合图3、图4和图5所示，本发明的一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构，由电主轴1、刀柄2、上定位锁紧体3、下定位锁紧体4和紧固螺钉5组成。上定位锁紧体3固定安装于电主轴1的固定端面上；刀柄2的圆周面上设置有沿轴向的导向键槽21，下定位锁紧体4通过紧固螺钉5固定于该导向键槽21内；下定位锁紧体4上部的两个侧面41和42为斜锥面结构，上定位锁紧体3上设置有与该斜锥面结构相配合的锥面凹槽35。
当需要由铣削向车削转换时，电主轴1执行自动换刀动作，刀柄2被拉紧到电主轴1上，下定位锁紧体4的斜锥面恰好插入上定位锁紧体3的锥面凹槽35内，通过调节下定位锁紧体4的轴向位置，使二者紧密配合，无轴向间隙，此时刀柄2被周向固定锁紧，不能转动，电主轴被锁紧，从而完成铣削向车削的转换。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构，其特征在于，由电主轴、刀柄、上定位锁紧体和下定位锁紧体组成，上定位锁紧体安装于电主轴的固定端面上，或者安装于电主轴的夹紧套上；下定位锁紧体安装于刀柄上；主轴拉紧刀柄时，上定位锁紧体与下定位锁紧体相互配合。
2.根据权利要求1所述的一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构，其特征在于，所述上定位锁紧体和下定位锁紧体采用销与销孔配合。
3.根据权利要求2所述的一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构，其特征在于，所述上定位锁紧体由调整块、预紧装置、锁紧锥销和定位顶丝组成，调整块与电主轴固定安装；锁紧锥销置于调整块中，其上方设置有预紧装置；锁紧锥销的圆周面上设置有定位键槽，并通过定位顶丝进行导向定位；下定位锁紧体固定于刀柄上，其上设置有与锁紧锥销相配合的锥销孔。
4.根据权利要求3所述的一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构，其特征在于，所述锁紧锥销的锥部结构是由平行于中心轴的两个对称平面将圆台两侧部分切除而成。
5.根据权利要求1所述的一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构，其特征在于，所述上定位锁紧体和下定位锁紧体采用键与键槽配合。
6.根据权利要求5所述的一种利用刀柄定位锁紧的主轴锁紧机构，其特征在于，所述刀柄的圆周面上设置有沿轴向的导向键槽，下定位锁紧体通过紧固螺钉固定于该导向键槽内；下定位锁紧体为锥面键结构，即键体的两个相对的侧面为斜锥面，上定位锁紧体上设置有与该斜锥面相配合的锥面凹槽。
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