CN105479229B

CN105479229B - 一种数控机床高速主轴中心出水打刀机构

Info

Publication number: CN105479229B
Application number: CN201610050446.4A
Authority: CN
Inventors: 李波音; 陈湘萍; 宁献刚; 胡忠阳
Original assignee: Yto (luoyang) Kintra Equipment Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Dongtai Fucheng Asset Management Co., Ltd
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2017-10-24
Anticipated expiration: 2036-01-26
Also published as: CN105479229A

Abstract

一种数控机床高速主轴中心出水打刀机构，包括打刀装置组件、中心出水组件、检测组件和主轴组件。打刀装置组件中的油缸壳体和法兰A借助紧固件与主轴箱体连接；中心出水组件的接杆安装在打刀装置组件活塞杆中心孔中，其尾部的调整垫、弹簧垫片和锁紧螺母将安装板位置固定，已被固定的安装板借助紧固件安装在打刀装置组件尾部的螺母撞块上；检测组件中的刀具有无检测的信号板A安装在打刀装置组件中法兰A上，其信号块为主轴组件中的法兰B；打刀信号检测的信号板B安装在打刀装置组件的端盖A上，其信号块A、信号块B安装在中心出水组件的安装板上。

Description

一种数控机床高速主轴中心出水打刀机构

技术领域

本发明属于数控机床领域，涉及一种数控机床高速主轴中心出水打刀机构。

背景技术

近年来，随着企业对机械零件加工质量和效率的不断提升，高速、高精加工中心得到快速发展，对于高端数控机床来说，自动换刀装置和刀具中心出水冷却装置是其不可或缺的配置。

就上述两种装置而言，目前大多企业采用以下技术方案：

1、在数控机床加工领域的打刀装置是由外置标准打刀油缸，通过支架安装在主轴尾端，在支架中间，打刀缸活塞杆端头处安装有打刀块，在打刀块处有中心出水的进口和调整打刀行程的调整垫。

2、中心出水接头两个密封面的贴合与分离，由前后两组弹簧力和冷却介质压力产生的不平衡，推动前、后密封副移动完成。即当无冷却介质通过时，介质压力为零，两密封面分离微小距离，当有冷却介质通过时，介质压力不为零，推动后密封副前移，两个密封面贴合。

3、打刀机构的放松刀具和打刀返回动作是否完成到位，采用压力继电器反馈信号。

上述自动换刀和刀具中心出水冷却装置的技术方案，在数控机床加工的应用方面，均产生一些积极的效果，但在现实使用过程中，具有一定的局限性和功能上的不足，为确保高速中心出水主轴的打刀机构运转顺畅，具体有以下要求：

1、要求主轴尾部中心出水和打刀装置适应机床较高的加速度运动，即两装置与主轴箱连接牢固，外部悬伸尺寸小，结构简单紧凑，走管走线大方美观，且整体装配和维修方便。

2、要求高速中心出水主轴的打刀机构，其打刀行程调整和中心出水组件位置调整简单方便；

3、要求打刀机构的放松刀具和打刀返回信号采集安全可靠，并需对主轴前端有无刀具进行信号检测，且信号采集的位置调整力求方便。

由上可见，对于上述高性能加工中心要求的条件，如中心出水和打刀装置悬伸小、牢固可靠，结构简单紧凑、维修方便，打刀行程调整和中心出水位置调整方便，反馈信号采集安全可靠且易于调整。若满足以上要求，目前大多采用的技术方案存在一定的局限性和功能的不足，这些是具有高速、高精度的机床亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够克服上述不足的数控机床高速主轴中心出水打刀机构。为了实现所述的发明目的，本发明采用以下技术方案：

所述的打刀装置组件包括:油缸壳体、活塞杆、撞块、法兰A、端盖A、螺母撞块、挡销、密封圈A、密封圈B、密封圈C、密封圈D、密封圈E、密封圈F、密封垫A、密封垫B、盖板A、盖板B、皮套、穿线板。油缸壳体与法兰A借助紧固件将其固定在主轴箱体上；安装有密封圈A、密封圈B和撞块的活塞杆装配在油缸壳体的内腔中，且活塞杆的尾部装有可以调节打刀行程的螺母撞块；安装有密封圈C、密封圈D、密封圈E和密封圈F的端盖A借助紧固件装配在油缸壳体上，且端盖A上安装有防止活塞杆在运动过程中产生回转的挡销；安装有皮套的穿线板装配在盖板A上，盖板A与密封垫A借助紧固件装配在油缸壳体的上部，盖板B与密封垫B借助紧固件装配在油缸壳体的下部。

所述的中心出水组件包括:接杆、旋转接头移动部分、调整垫、弹簧垫片、安装板、锁紧螺母、管接头A、三通管接头、管接头B、管接头C、方向控制阀A、方向控制阀B、密封圈G。安装有密封圈G的接杆装配在活塞杆的内腔中，其前端安装有旋转接头移动部分；尾部依次安装有管接头A、三通管接头，通冷却液的方向控制阀A通过管接头B连接在三通管接头一个接口处，另外一个接口通过管接头C连接通压缩空气的方向控制阀B；中部轴肩处依次安装调整垫、安装板、弹簧垫片、锁紧螺母，将其紧固一起后借助紧固件将中心出水组件固定在打刀装置组件的螺母撞块上。

所述的检测组件包括:信号板A、信号板B、接近开关A、接近开关B、接近开关C、信号块A、信号块B。检测组件包括刀具有无检测和打刀检测两个部分，在刀具有无检测中，安装有接近开关A的信号板A借助紧固件装配在打刀装置组件的法兰A上，接近开关A的信号线通过打刀装置组件的穿线板上的皮套引出打刀机构；在打刀检测中，安装有接近开关B、接近开关C的信号板B借助紧固件安装在打刀装置组件的端盖A上，信号块A、信号块B安装在中心出水组件中的安装板上。

所述的主轴组件包括:主轴、拉刀杆、旋转接头固定部分、法兰B、端盖B。所述的主轴的尾端借助紧固件安装有端盖B，尾部安装有旋转接头固定部分和法兰B的拉刀杆装配在主轴的内腔中。

由于采用以上所述的技术方案，本发明可以达到以下有益效果：

1、本发明所述的高速中心出水主轴的打刀机构，位于主轴箱尾端，外部尺寸悬伸较短，结构简单紧凑且牢固可靠，走管走线大方美观，且装配和维修方便，满足机床在高加速度情况下稳定运行；

2、本发明所述的高速中心出水主轴的打刀机构，其打刀装置中的撞块和中心出水组件中的调整垫均位于机床的外部，装配和维修时对打刀行程调整和中心出水接杆的位置调整较为方便；

3、本发明所述的高速中心出水主轴的打刀机构，打刀机构的放松刀具和打刀返回信号板位于机床外部，且采用接近开关采集信号，具有调整方便和信号采集稳定性高的特点；安装在打刀装置组件的法兰上的信号板和接近开关，用于检测主轴前端有无刀具，避免机床换刀失败产生误加工操作，采用接近开关采集信号，信号采集稳定性高。

附图说明

图1为本发明一种高速主轴中心出水打刀机构的主视图；

图2为本发明一种高速主轴中心出水打刀机构的K向视图；

图3为本发明一种高速主轴中心出水打刀机构的K向视图的A-A剖视图；

图4为本发明一种高速主轴中心出水打刀机构的K向视图的B-B旋转局部剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：由图1～图4知，一种高速主轴中心出水打刀机构，包括打刀装置组件1、中心出水组件2、检测组件3和主轴组件4。打刀装置组件1中的油缸壳体8和法兰A14借助紧固件与主轴箱体49连接；中心出水组件2的接杆25安装在打刀装置组件1活塞杆7中心孔中，其尾部的调整垫28、弹簧垫片41和锁紧螺母40将安装板29位置固定，已被固定的安装板29借助紧固件安装在打刀装置组件1尾部的螺母撞块5上；检测组件3中的刀具有无检测的信号板A15安装在打刀装置组件1中法兰A14上，其信号块为主轴组件4中的法兰B21；打刀信号检测的信号板B27安装在打刀装置组件1的端盖A6上，其信号块A32、信号块B33安装在中心出水组件2的安装板上。

由图1～图4知，所述的打刀装置组件1包括:油缸壳体8、活塞杆7、撞块11、法兰A14、端盖A6、螺母撞块5、挡销26、密封圈A43、密封圈B44、密封圈C45、密封圈D46、密封圈E47、密封圈F48、密封垫A9、密封垫B24、盖板A10、盖板B23、皮套12、穿线板13。油缸壳体8与法兰A14借助紧固件将其固定在主轴箱体49上；安装有密封圈A43、密封圈B44和撞块11的活塞杆7装配在油缸壳体8的内腔中，且活塞杆7的尾部装有可以调节打刀行程的螺母撞块5；安装有密封圈C45、密封圈D46、密封圈E47和密封圈F48的端盖A6借助紧固件装配在油缸壳体8上，且端盖A6上安装有防止活塞杆7在运动过程中产生回转的挡销26；安装有皮套12的穿线板13装配在盖板A10上，盖板A10与密封垫A9借助紧固件装配在油缸壳体8的上部，盖板B23与密封垫B24借助紧固件装配在油缸壳体的下部。

由图1～图4知，所述的中心出水组件2包括:接杆25、旋转接头移动部分22、调整垫28、弹簧垫片41、安装板29、锁紧螺母40、管接头A34、三通管接头35、管接头B37、管接头C38、方向控制阀A36、方向控制阀B39、密封圈G42。安装有密封圈G42的接杆25装配在活塞杆7的内腔中，其前端安装有旋转接头移动部分22；尾部依次安装有管接头A34、三通管接头35，通冷却液的方向控制阀A36通过管接头B37连接在三通管接头35一个接口处，另外一个接口通过管接头C38连接通压缩空气的方向控制阀B39；中部轴肩处依次安装调整垫28、安装板29、弹簧垫片41、锁紧螺母40，将其紧固一起后借助紧固件将中心出水组件2固定在打刀装置组件1的螺母撞块5上，其中，调整垫28可以调整接杆25在活塞杆7内部的位置。

由图1和图3知，所述的检测组件3包括:信号板A15、信号板B27、接近开关A16、接近开关B30、接近开关C31、信号块A32、信号块B33。检测组件包括刀具有无检测和打刀检测两个部分，在刀具有无检测中，安装有接近开关A16的信号板A15借助紧固件装配在打刀装置组件1的法兰A14上，接近开关A16的信号线通过打刀装置组件1的穿线板13上的皮套12引出打刀机构；在打刀检测中，安装有接近开关B30、接近开关C31的信号板B27借助紧固件安装在打刀装置组件1的端盖A6上，信号块A32、信号块B33安装在中心出水组件2中的安装板29上。

由图1和图3知，所述的主轴组件4包括:主轴17、拉刀杆18、旋转接头固定部分20、法兰B21、端盖B19。所述的主轴17的尾端借助紧固件安装有端盖B19，尾部安装有旋转接头固定部分20和法兰B21的拉刀杆18装配在主轴17的内腔中。

下面，继续结合由图3、图4说明一种高速主轴中心出水打刀机构的工作过程，如下：

机床打刀时，C口为进油口，D口为回油口，液压油推动活塞杆7、撞块11、螺母撞块5和中心出水组件2一起向前运动，撞块11接触法兰B21后开始压缩拉刀杆18的蝶形弹簧，直至螺母撞块5与端盖A6接触，同时信号块A32移动到位，接近开关B30发出信号，机床打刀完成。此时压缩空气由E口进入，在压缩空气的推动下，旋转接头移动部分22向前移动与旋转接头固定部分20贴合，对主轴17前端安装刀具的锥面进行清洁。

换刀完成后， D口为进油口，C口为回油口，活塞杆7带动撞块11、螺母撞块5和中心出水组件2返回，直至行程结束，此时信号块B33移动到位，接近开关C31发出信号，刀具有无检测的接近开关A16在法兰B21的作用下发出有刀信号，换刀完成。此时，冷却液由F口进入，在冷却液的推动下，旋转接头移动部分22向前移动与旋转接头固定部分20贴合，对加工刀具进行内部冷却。

需进一步说明的是：所述的一种高速主轴中心出水打刀机构中，主轴组件4中的拉刀杆18、旋转接头固定部分20；中心出水组件2中的旋转接头移动部分22、方向控制阀A36、方向控制阀B39；检测组件3中的接近开关A16、接近开关B30、接近开关C31均是选购产品，为公知技术。

上述实施例说明，一种高速主轴中心出水打刀机构，位于主轴箱尾端，外部尺寸悬伸较短，结构紧凑且牢固可靠，装配和维修方便，满足机床在较高加速度情况下稳定运行。

上述实施例说明，一种高速主轴中心出水打刀机构，其打刀装置中的撞块和中心出水组件中的调整垫均位于机床的外部，在机床装配、维修、打刀行程调整和中心出水接杆的位置调整较为方便。

上述实施例说明，一种高速主轴中心出水打刀机构，打刀机构的刀具放松和拉紧的信号板位于机床外部，在调整信号采集的位置较为方便，且采用接近开关采集信号，采集数据稳定性高；安装在打刀装置组件法兰上的信号板和接近开关，用于检测主轴前端有无刀具，避免机床换刀失败后产生误加工操作，且采用接近开关采集信号，采集数据稳定性高。

Claims

1.一种高速主轴中心出水打刀机构，包括打刀装置组件（1）、中心出水组件（2）、检测组件（3）和主轴组件（4）；其特征在于：打刀装置组件（1）中的油缸壳体（8）和法兰A（14）借助紧固件与主轴箱体（49）连接；中心出水组件（2）的接杆（25）安装在打刀装置组件（1）活塞杆（7）中心孔中，其尾部的调整垫（28）、弹簧垫片（41）和锁紧螺母（40）将安装板（29）位置固定，已被固定的安装板（29）借助紧固件安装在打刀装置组件（1）尾部的螺母撞块（5）上；检测组件（3）中的刀具有无检测的信号板A（15）安装在打刀装置组件（1）中法兰A（14）上，其信号块为主轴组件（4）中的法兰B（21）；打刀信号检测的信号板B（27）安装在打刀装置组件（1）的端盖A（6）上，其信号块A（32）、信号块B（33）安装在中心出水组件（2）的安装板上；打刀装置组件（1）包括:油缸壳体（8）、活塞杆（7）、撞块（11）、法兰A（14）、端盖A（6）、螺母撞块（5）、挡销（26）、密封圈A（43）、密封圈B（44）、密封圈C（45）、密封圈D（46）、密封圈E（47）、密封圈F（48）、密封垫A（9）、密封垫B（24）、盖板A（10）、盖板B（23）、皮套（12）、穿线板（13）；油缸壳体（8）与法兰A（14）借助紧固件将其固定在主轴箱体（49）上；安装有密封圈A（43）、密封圈B（44）和撞块（11）的活塞杆（7）装配在油缸壳体（8）的内腔中，且活塞杆（7）的尾部装有可以调节打刀行程的螺母撞块（5）；安装有密封圈C（45）、密封圈D（46）、密封圈E（47）和密封圈F（48）的端盖A（6）借助紧固件装配在油缸壳体（8）上，且端盖A（6）上安装有防止活塞杆（7）在运动过程中产生回转的挡销（26）；安装有皮套（12）的穿线板（13）装配在盖板A（10）上，盖板A（10）与密封垫A（9）借助紧固件装配在油缸壳体（8）的上部，盖板B（23）与密封垫B（24）借助紧固件装配在油缸壳体的下部；中心出水组件（2）包括:接杆（25）、旋转接头移动部分（22）、调整垫（28）、弹簧垫片（41）、安装板（29）、锁紧螺母（40）、管接头A（34）、三通管接头（35）、管接头B（37）、管接头C（38）、方向控制阀A（36）、方向控制阀B（39）、密封圈G（42）；安装有密封圈G（42）的接杆（25）装配在活塞杆（7）的内腔中，其前端安装有旋转接头移动部分（22）；尾部依次安装有管接头A（34）、三通管接头（35），通冷却液的方向控制阀A（36）通过管接头B（37）连接在三通管接头（35）一个接口处，另外一个接口通过管接头C（38）连接通压缩空气的方向控制阀B（39）；中部轴肩处依次安装调整垫（28）、安装板（29）、弹簧垫片（41）、锁紧螺母（40），将其紧固一起后借助紧固件将中心出水组件（2）固定在打刀装置组件（1）的螺母撞块（5）上，其中，调整垫（28）可以调整接杆（25）在活塞杆（7）内部的位置；检测组件（3）包括:信号板A（15）、信号板B（27）、接近开关A（16）、接近开关B（30）、接近开关C（31）、信号块A（32）、信号块B（33）；检测组件包括刀具有无检测和打刀检测两个部分，在刀具有无检测中，安装有接近开关A（16）的信号板A（15）借助紧固件装配在打刀装置组件（1）的法兰A（14）上，接近开关A（16）的信号线通过打刀装置组件（1）的穿线板（13）上的皮套（12）引出打刀机构；在打刀检测中，安装有接近开关B（30）、接近开关C（31）的信号板B（27）借助紧固件安装在打刀装置组件（1）的端盖A（6）上，信号块A（32）、信号块B（33）安装在中心出水组件（2）中的安装板（29）上；主轴组件（4）包括:主轴（17）、拉刀杆（18）、旋转接头固定部分（20）、法兰B（21）、端盖B（19）；所述的主轴（17）的尾端借助紧固件安装有端盖B（19），尾部安装有旋转接头固定部分（20）和法兰B（21）的拉刀杆（18）装配在主轴（17）的内腔中。