CN105666220B - 一种可调式双功能主轴松拉刀控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可调式双功能主轴松拉刀控制装置，包括固定在底座平台上的加工中心主轴支座和打刀缸支座，所述底座平台上横向及纵向分别设有多个T型槽，加工中心主轴支座和打刀缸支座的底部分别设有与T型槽相匹配的突起，且可在T型槽内滑动以调整加工中心主轴支座和打刀缸支座之间的相对位置；所述加工中心主轴支座设有横向导轨、横向滑块及固定主轴筋板对不同直径待加工主轴进行径向定位，所述打刀缸支座设有纵向导轨、纵向滑板、气缸导轨及气缸托板对不同直径和长度的待加工主轴进行轴向定位；本装置适用于各种直径大小的主轴单元的测试，同时也适用于内部零件已完成装配，但未装入主轴壳体中的转轴部件的测试；使该装置具有双功能的特性。

Description

一种可调式双功能主轴松拉刀控制装置

技术领域

本发明涉及数控加工中心机床主轴的松拉刀控制技术领域，具体的说是一种可调式双功能主轴松拉刀控制装置。

背景技术

数控加工中心机床使用的主轴通常会采用有自动松拉刀柄的机构，该机构可实现机床主轴系统在加工中的自动换刀功能，进而实现机床的数控化，装配好的主轴在出厂前的各项性能指标的测定上却容易出现困难。

出现这类困难的原因包括：

一、一般机床主轴在装配好后，就可以直接在主轴的转轴轴伸部分进行打表检测，例如：径向跳动及轴向窜动等机械性能参数的测量；而带自动松拉刀柄机构的主轴，因其转轴部分未伸出主轴端部而难以实现直接测量，只能将带有检测轴的刀柄装入主轴，通过间接测量检测主轴轴伸来确定主轴的机械性能参数。

二、针对带自动松拉刀柄机构的主轴，其拉紧刀柄的能力，即拉刀力，也是衡量这类主轴性能的重要指标之一，因为只有提供恒定而准确的拉刀力，才能够实现数控加工中心机床切削加工的高效、精准。对于拉刀力的测量，同样需要将带有压力测试表的刀柄装入主轴，通过压力测试表的读数来确定拉刀力的实际数值，再通过与理论设计拉刀力数值进行比对，评定所测主轴是否合格。

无论是测量主轴的机械性能，还是主轴的拉刀力，首先都需要实现主轴拉刀这一动作，对于专业生产主轴的企业来说，能够实现这一过程的控制装置是不可缺少的。

现有的主轴测试装置都是针对普通旋转类机床主轴的综合性能指标，例如：主轴的振动、密封、温升、噪音、热变形等性能的测试，并不具有针对松拉刀类主轴的测试功能。另外，也有一些测试装置能够实现主轴松拉刀的功能，但这类装置只是单纯的为了实现单一规格的主轴在批量出厂前，对它们的松拉刀这一动作的计数达到预期的次数；类似于普通主轴在出厂前的跑合过程，并不适合对多种尺寸规格主轴的测试。因此，设计一种可调整的，适合多种尺寸规格主轴的松拉刀控制装置对专业生产主轴的企业来说是当务之急。

发明内容

本发明的目的提供一种可调式双功能主轴松拉刀控制装置，实现对多种尺寸规格的数控加工中心机床主轴松拉刀行程的控制、对主轴的拉刀力进行准确测量，并在主轴的拉刀状态下对其静态旋转精度进行准确测量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种可调式双功能主轴松拉刀控制装置，包括固定在底座平台上的加工中心主轴支座和打刀缸支座，所述底座平台上横向及纵向分别设有多个T型槽，加工中心主轴支座和打刀缸支座的底部分别设有与T型槽相匹配的突起，且可在T型槽内滑动以调整加工中心主轴支座和打刀缸支座之间的相对位置；所述加工中心主轴支座设有横向导轨、横向滑块及固定主轴筋板对不同直径待加工主轴进行径向定位，所述打刀缸支座设有纵向导轨、纵向滑板、气缸导轨及气缸托板对不同直径和长度的待加工主轴进行轴向定位。

所述加工中心主轴支座和打刀缸支座通过螺栓固定在底座平台上。

所述加工中心主轴支座包括两根平行的横向导轨、横向左滑块、横向右滑块、横向左引导块、横向右引导块、横向引导丝杠、横向丝杠定位块、固定主轴左筋板、固定主轴右筋板及横向手轮，横向左滑块和横向右滑块的端部设置在横向导轨内且可沿横向导轨滑动，固定主轴左筋板和固定主轴右筋板分别竖直固定在横向左滑块和横向右滑块上，横向左引导块和横向右引导块分别设置在横向左滑块和横向右滑块的内侧，横向左引导块和横向右引导块共同横穿横向引导丝杠，横向引导丝杠的一端由横向丝杠定位块固定，且在横向引导丝杠端部设有横向手轮。

所述打刀缸支座包括纵向左导轨、纵向右导轨、纵向引导块、纵向引导丝杠、纵向丝杠定位块、纵向手轮、打刀缸座左筋板、打刀缸座右筋板纵向滑板设置在纵向左导轨和纵向右导轨的滑动槽内且可沿导轨做纵向滑动，纵向引导块设置纵向滑板的端部，纵向引导丝杠穿过纵向引导块，且一端由纵向丝杠定位块固定，并在纵向引导丝杠的端部设置纵向手轮，打刀缸座左筋板和打刀缸座右筋板设置在纵向滑板上用于固定气缸。

所述打刀缸支座还设有引导块、气缸引导丝杠和气缸丝杠定位块，打刀缸座左筋板和打刀缸座右筋板的侧部各设置一根竖直的气缸导轨，气缸托板的侧部设置在气缸导轨内且可沿导轨上下滑动，气缸托板上固定有引导块，引导块穿过气缸引导丝杠，打刀缸座左筋板和打刀缸座右筋板的顶部安装有一根横梁，横梁上安装有气缸丝杠定位块，所述气缸引导丝杠一端被气缸丝杠定位块固定，并在气缸引导丝杠末端安装有手柄。

所述底座平台上还设有后V型支撑块和前V型支撑块。

所述底座平台上横向及纵向分别设有多个等距的T型槽。

本发明的有益效果：

本发明提供的可调式双功能主轴松拉刀控制装置，该装置的加工中心主轴支座部分，其左、右滑块可在横向引导丝杠的带动下沿纵向左、右导轨同时向两侧或向中间滑动，这种距离的变化使该装置适用于各种直径大小的主轴单元的测试，同时也适用于内部零件已完成装配，但未装入主轴壳体中的转轴部件的测试；使该装置具有双功能的特性；这样在部分完成装配后，便可测试主轴的松拉刀性能和其他技术性能，若产品合格，就可以继续完成主轴的后续装配；若产品不合格，可直接进入返修程序，省掉了后续装配及拆卸过程所做的无用功，节省时间，提高装配效率；

本发明提供的可调式双功能主轴松拉刀控制装置，该装置的底座平台上设置有横向及纵向的多个等距T型通槽，便于调整打刀缸支座和加工中心主轴支座间的相对位置，对于不同长度规格的主轴，都能调整到合适的位置上进行测试；平台上的这种等距T型通槽结构，因为能够灵活调整打刀缸支座和加工中心主轴支座间的相对位置，使该装置具有可调性的特性。

附图说明

图1是本发明结构立体图;

图2是本发明结构主视图;

图3是本发明结构俯视图；

图4是本发明结构左视图;

图5是本发明结构局部放大图;

附图标记：1.横向导轨，2.横向左滑块，3.固定主轴左筋板，4.横向左引导块，5.横向手轮，6.横向丝杠定位块，7.横向引导丝杠，8.纵向左导轨，9.气缸导轨，10.打刀缸座左筋板，11.手柄，12.纵向丝杠定位块，13.纵向手轮，14.底座平台，15.打刀缸座右筋板，16.纵向滑板，17.气缸托板，18.纵向右导轨，19.后V型支撑块，20.前V型支撑块，21.横向右引导块，22.固定主轴右筋板，23.横向右滑块，24.引导块，25.气缸引导丝杠，26.横梁，27.气缸丝杠定位块，28.纵向引导块，29.纵向引导丝杠，30. T型槽，31.加工中心主轴。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的阐述。

如图所示：一种可调式双功能主轴松拉刀控制装置，包括通过螺栓固定在底座平台14上的加工中心主轴支座和打刀缸支座，其特征在于：所述底座平台14上横向及纵向分别设有多个等距的T型槽30，加工中心主轴支座和打刀缸支座的底部分别设有与T型槽30相匹配的突起，且可在T型槽30内滑动以调整加工中心主轴支座和打刀缸支座之间的相对位置；所述加工中心主轴支座设有横向导轨、横向滑块及固定主轴筋板对不同直径待加工主轴进行径向定位，所述打刀缸支座设有纵向导轨、纵向滑板、气缸导轨及气缸托板对不同直径和长度的待加工主轴进行轴向定位；所述加工中心主轴支座包括两根平行的横向导轨1、横向左滑块2、横向右滑块23、横向左引导块4、横向右引导块21、横向引导丝杠7、横向丝杠定位块6、固定主轴左筋板3、固定主轴右筋板22及横向手轮5，横向左滑块2和横向右滑块23的端部设置在横向导轨1内且可沿横向导轨1滑动，固定主轴左筋板3和固定主轴右筋板22分别竖直固定在横向左滑块2和横向右滑块23上，横向左引导块4和横向右引导块21分别设置在横向左滑块2和横向右滑块23的内侧，横向左引导块4和横向右引导块21共同横穿横向引导丝杠7，横向引导丝杠7的一端由横向丝杠定位块6固定，且在横向引导丝杠7端部设有横向手轮5；所述打刀缸支座包括纵向左导轨8、纵向右导轨18、纵向引导块28、纵向引导丝杠29、纵向丝杠定位块12、纵向手轮13、打刀缸座左筋板10、打刀缸座右筋板15纵向滑板16设置在纵向左导轨8和纵向右导轨18的滑动槽内且可沿导轨做纵向滑动，纵向引导块28设置纵向滑板16的端部，纵向引导丝杠29穿过纵向引导块28，且一端由纵向丝杠定位块12固定，并在纵向引导丝杠29的端部设置纵向手轮13，打刀缸座左筋板10和打刀缸座右筋板15设置在纵向滑板16上用于固定气缸；所述打刀缸支座还设有引导块24、气缸引导丝杠25和气缸丝杠定位块27，打刀缸座左筋板10和打刀缸座右筋板15的侧部各设置一根竖直的气缸导轨9，气缸托板17的侧部设置在气缸导轨9内且可沿导轨上下滑动，气缸托板17上固定有引导块24，引导块24穿过气缸引导丝杠25，打刀缸座左筋板10和打刀缸座右筋板15的顶部安装有一根横梁26，横梁上安装有气缸丝杠定位块27，所述气缸引导丝杠25一端被气缸丝杠定位块27固定，并在气缸引导丝杠25末端安装有手柄11。

所述底座平台14上设置有横向及纵向的多个等距T型槽30，便于调整打刀缸支座、加工中心主轴支座间的相对位置，对于不同长度的主轴，都能调整到合适的位置上；加工中心主轴支座上安装有两根横向导轨1，两根横向导轨下面同时压住横向左滑块2和横向右滑块23，横向左滑块2和横向右滑块23可在两根横向导轨1的导向作用下进行横向滑动；横向左滑块2和横向右滑块23上分别安装有固定主轴左筋板3和固定主轴右筋板22，固定主轴左筋板3和固定主轴右筋板22可通过主轴总成的外法兰端面对主轴总成进行轴向定位；此外，横向左滑块2和横向右滑块23内分别安装有横向左引导块4和横向右引导块21，横向左引导块4和横向右引导块21内穿入一根横向引导丝杠7，横向引导丝杠7一端安装有横向手轮5，通过手动旋转横向手轮5，即可使横向引导丝杠7旋转，进而通过所述横向左引导块4和横向右引导块21带动所述横向左滑块2和横向右滑块23同时向两侧或向中间滑动，通过这一距离的调整使加工中心主轴支座部分能够适应不同规格的松拉刀主轴外径；这就实现了该控制装置对于不同安装直径主轴的可调性；同时，也可以适应未装入主轴中的转轴外径，即：转轴内部的松拉刀系统已装配完成，但未将转轴装入主轴内的状态下，也可在此装置上进行测试；这样，这种装置既能测试成品主轴，又能测试半成品状态下的转轴，就实现了该控制装置的双功能特性。

所述打刀缸支座上安装有纵向左导轨8和纵向右导轨18，纵向左导轨8和纵向右导轨18下面压住纵向滑板16，纵向滑板16可在纵向左导轨8和纵向右导轨18的导向作用下进行纵向滑动；纵向滑板16后部安装有纵向引导块28，纵向引导块内穿入一根纵向引导丝杠29，纵向引导丝杠29一端被一个纵向丝杠定位块12固定，并在纵向引导丝杠29末端安装有纵向手轮13；当转动纵向手轮13，引起纵向引导丝杠29的转动，进而通过纵向引导块28带动纵向滑板16沿纵向左导轨8和纵向右导轨18做纵向滑动；纵向滑板16上安装有打刀缸座左筋板10和打刀缸座右筋板15，它们共同对气缸起到支撑、稳固作用；打刀缸座左筋板10和打刀缸座右筋板15侧面各安装有一根气缸导轨9，这两根气缸导轨9下面共同压住一块气缸托板17，气缸就被安装固定在这块气缸托板17上，气缸托板17可在两根气缸导轨的导向作用下进行上下方向上的滑动，通过调整气缸的中心高度，来适应不同主轴因直径大小不同而产生的中心高度的变化，进一步实现该控制装置的可调性；气缸托板17后面安装有引导块24，引导块24内穿入一根气缸引导丝杠25；打刀缸座左筋板10和打刀缸座右筋板15顶部安装有一根横梁26，横梁26上安装有气缸丝杠定位块27，所述气缸引导丝杠25一端被气缸丝杠定位块27固定，并在气缸引导丝杠25末端安装有手柄11，当转动手柄11，引起气缸引导丝杠25的转动，进而通过引导块24带动气缸托板17沿气缸导轨9做上下滑动；底座平台14上还设有后V型支撑块19和前V型支撑块20，作为主轴总成的辅助径向支撑。

当装配好等待测试的主轴单元架设在后V型支撑块19和前V型支撑块20上，通过转动加工中心主轴支座侧面的横向手轮5带动横向引导丝杠7旋转，使横向左滑块2和横向右滑块23同时向主轴单元靠近，直至与主轴单元外径接触并夹紧，此时横向左滑块2和横向右滑块23上的固定主轴左筋板3和固定主轴右筋板22会挡住主轴上的法兰端面，起到轴向定位主轴的作用；然后转动平台另一侧打刀缸支座后面的纵向手轮13带动纵向引导丝杠29旋转，使纵向滑板16带动气缸托板17连同固定于气缸托板17上的气缸一同向前推进，直至气缸前端的活塞推杆端面与主轴单元后部的拉杆端面相接近；转动横梁26上面的手柄11，可带动气缸引导丝杠25旋转，使气缸托板17连同气缸一同上下滑动，调整至气缸前面的活塞推杆中心与主轴单元后部的拉杆中心对齐；再微调纵向手轮，使活塞推杆与拉杆端面完全接触。

此时，就可根据该主轴单元理论要求的松拉刀行程数据对气缸活塞推杆行程进行预先设置。启动气缸，使活塞推杆推动主轴拉杆向前推进至松刀状态，拉爪张开，在主轴前端装入刀柄；再次启动气缸，使活塞推杆向后退回，脱离主轴拉杆，使主轴内部多个叠加起来的碟簧弹性本身产生的拉刀力将刀柄拉紧，从而完成了主轴拉刀的一次动作行程。主轴前面的刀柄可以是带检测轴的刀柄，检测主轴的旋转精度；也可以是带压力表的刀柄，检测主轴内部碟簧的拉刀力。

主轴的各项出厂指标检测完成后，再次启动气缸，使活塞推杆再次推动主轴拉杆向前推进至松刀状态，拉爪再次张开，便可取下刀柄，再使活塞推杆向后退回，脱离主轴拉杆，使主轴内部的碟簧释放弹性力带动拉杆继续轴向后退至空刀状态，从而完成了主轴松刀的一次动作行程。

Claims (6)

1.一种可调式双功能主轴松拉刀控制装置，包括固定在底座平台（14）上的加工中心主轴支座和打刀缸支座，其特征在于：所述底座平台（14）上横向及纵向分别设有多个T型槽（30），加工中心主轴支座和打刀缸支座的底部分别设有与T型槽（30）相匹配的突起，且可在T型槽（30）内滑动以调整加工中心主轴支座和打刀缸支座之间的相对位置；所述加工中心主轴支座设有横向导轨、横向滑块及固定主轴筋板对不同直径待加工主轴进行径向定位，所述打刀缸支座设有纵向导轨、纵向滑板、气缸导轨及气缸托板对不同直径和长度的待加工主轴进行轴向定位；所述加工中心主轴支座包括两根平行的横向导轨（1）、横向左滑块（2）、横向右滑块（23）、横向左引导块（4）、横向右引导块（21）、横向引导丝杠（7）、横向丝杠定位块（6）、固定主轴左筋板（3）、固定主轴右筋板（22）及横向手轮（5），横向左滑块（2）和横向右滑块（23）的端部设置在横向导轨（1）内且可沿横向导轨（1）滑动，固定主轴左筋板（3）和固定主轴右筋板（22）分别竖直固定在横向左滑块（2）和横向右滑块（23）上，横向左引导块（4）和横向右引导块（21）分别设置在横向左滑块（2）和横向右滑块（23）的内侧，横向左引导块（4）和横向右引导块（21）共同横穿横向引导丝杠（7），横向引导丝杠（7）的一端由横向丝杠定位块（6）固定，且在横向引导丝杠（7）端部设有横向手轮（5）。

2.如权利要求1所述的可调式双功能主轴松拉刀控制装置，其特征在于：所述加工中心主轴支座和打刀缸支座通过螺栓固定在底座平台（14）上。

3.如权利要求1所述的可调式双功能主轴松拉刀控制装置，其特征在于：所述打刀缸支座包括纵向左导轨（8）、纵向右导轨（18）、纵向引导块（28）、纵向引导丝杠（29）、纵向丝杠定位块（12）、纵向手轮（13）、打刀缸座左筋板（10）、打刀缸座右筋板（15）纵向滑板（16）设置在纵向左导轨（8）和纵向右导轨（18）的滑动槽内且可沿导轨做纵向滑动，纵向引导块（28）设置纵向滑板（16）的端部，纵向引导丝杠（29）穿过纵向引导块（28），且一端由纵向丝杠定位块（12）固定，并在纵向引导丝杠（29）的端部设置纵向手轮（13），打刀缸座左筋板（10）和打刀缸座右筋板（15）设置在纵向滑板（16）上用于固定气缸。

4.如权利要求3所述的可调式双功能主轴松拉刀控制装置，其特征在于：所述打刀缸支座还设有引导块（24）、气缸引导丝杠（25）和气缸丝杠定位块（27），打刀缸座左筋板（10）和打刀缸座右筋板（15）的侧部各设置一根竖直的气缸导轨（9），气缸托板（17）的侧部设置在气缸导轨（9）内且可沿导轨上下滑动，气缸托板（17）上固定有引导块（24），引导块（24）穿过气缸引导丝杠（25），打刀缸座左筋板（10）和打刀缸座右筋板（15）的顶部安装有一根横梁（26），横梁上安装有气缸丝杠定位块（27），所述气缸引导丝杠（25）一端被气缸丝杠定位块（27）固定，并在气缸引导丝杠（25）末端安装有手柄（11）。

5.如权利要求1所述的可调式双功能主轴松拉刀控制装置，其特征在于：所述底座平台（14）上还设有后V型支撑块（19）和前V型支撑块（20）。

6.如权利要求1所述的可调式双功能主轴松拉刀控制装置，其特征在于：所述底座平台（14）上横向及纵向分别设有多个等距的T型槽（30）。