CN105666241B - 一种中心出水延伸头 - Google Patents

Abstract

本发明公开的中心出水延伸头包括延伸头打刀钉、锥柄、箱体及安装在箱体内的延伸头主轴，锥柄的外侧套设有锥套，锥套与锥柄之间安装有第一O型密封圈，延伸头主轴内设置有依次上下相连的拉杆、打刀杆和拉爪，拉杆上套设有碟簧，延伸头打刀钉的尾端固设有带内孔的连接嘴，连接嘴的外径与机床主轴拉爪打刀杆的内孔孔径相适配，机床主轴拉爪打刀杆的内孔的底端安装有两道第二O型密封圈；本发明通过细致精密的防水设计和排水设计，保证中心出水的冷却水能够无渗漏地进入刀具内孔，即便延伸头在极特殊的恶劣工作情况下工作，冷却水也不会进入延伸头主轴的前轴承和后轴承中，在有效保护轴承的同时，保证了中心出水延伸头工作的可靠性。

Description

一种中心出水延伸头

技术领域

本发明涉及机床附件延伸头技术领域，具体是一种中心出水延伸头。

背景技术

带中心出水结构的延伸头与普通自动延伸头的大体结构相似，由一根延伸头主轴通过前后轴承承托，固定在延伸头箱体中，主轴尾端花键连接的花键套与机床主轴键块连接，将机床主轴动力传递至延伸头主轴，完成切削等加工功能。对于带中心出水结构的延伸头来说，设计的重点在于防水，防止带压力的冷却水溢流到主轴外部并进到轴承、碟簧等处。由于中心出水水压大，一旦密封措施不得当，会导致灾难性后果。现有的带中心出水结构的延伸头，防水效果不佳，比如，其锥柄和拉杆之间通过螺纹连接，这个螺纹无法起到密封作用，实际由锥柄与拉杆间安装的O型密封圈密封，其密封效果有限，对于有一定压力的冷却液，会发生渗漏现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种中心出水延伸头，通过细致精密的防水设计和排水设计，使中心出水的冷却水能够无渗漏地进入刀具内孔，在有效保护延伸头主轴的前轴承和后轴承的同时，可保证中心出水延伸头工作的可靠性，确保机床加工精度和效率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种中心出水延伸头，包括延伸头打刀钉、锥柄、箱体及安装在所述的箱体内的延伸头主轴，所述的锥柄的外侧套设有锥套，所述的锥套与所述的锥柄之间安装有第一O型密封圈，所述的延伸头主轴由前轴承和后轴承承托，所述的前轴承和所述的后轴承安装在所述的延伸头主轴与所述的箱体之间，所述的延伸头主轴的后端花键连接有花键套，所述的花键套与机床主轴键块连接，所述的延伸头主轴内设置有依次上下相连的拉杆、打刀杆和拉爪，所述的拉杆上套设有碟簧，所述的拉杆的后端伸入所述的锥柄的内孔内与所述的锥柄螺纹连接，所述的延伸头打刀钉的尾端固设有带内孔的连接嘴，所述的连接嘴的外径与机床主轴拉爪打刀杆的内孔孔径相适配，所述的机床主轴拉爪打刀杆的内孔的底端安装有两道第二O型密封圈。

本发明的中心出水延伸头中，延伸头打刀钉的尾端固设有带内孔的连接嘴，延伸头正常工作时，连接嘴插入机床主轴拉爪打刀杆的内孔中，且连接嘴与机床主轴拉爪打刀杆之间通过安装在机床主轴拉爪打刀杆的内孔的底端的两道第二O型密封圈密封，同时锥套与锥柄之间安装有第一O型密封圈，上述延伸头打刀钉防水设计可以保证机床主轴拉爪孔内的带压力（2MPa左右）的冷却水无泄漏地进入延伸头打刀钉内。在机床主轴打刀时，机床主轴拉爪打刀杆顶在延伸头打刀钉的台阶面，保证顺利打刀。

所述的延伸头主轴的尾端安装有过渡套，所述的过渡套套设在所述的锥柄上，所述的过渡套包括上下设置的螺纹部和定位部，所述的螺纹部与所述的锥套螺纹连接，所述的定位部与所述的延伸头主轴的内孔的后端定心，所述的锥套的外圈安装有开口向上的U型密封圈，安装后所述的锥套与主轴锥孔之间具有环形间隙但不接触，所述的U型密封圈用于保证锥套与主轴锥孔之间的密封效果。在延伸头打刀钉防水设计构成第一道防水结构的基础上，过渡套、U型密封圈及第一O型密封圈构成第二道防水结构，可进一步保证防水效果，安全可靠。因为如果机床长时间使用，机床主轴拉爪打刀杆的内孔的底端安装的两道第二O型密封圈有可能会破损或脱落，造成第一道防水结构失效，在这种情况下，第二道防水结构仍可起到较好的防水作用，第一O型密封圈可保证锥套与锥柄之间的密封，U型密封圈可保证锥套与机床主轴锥孔之间的密封。由于过渡套上的螺纹部与锥套螺纹连接，因此安装调试时可相应调节锥套高低位置，把锥套调节至贴近主轴锥孔但两者并不接触的位置，在调节时可以通过涂抹红丹粉等方法进行测试，U型密封圈开口向上，可保证上部漏下来的冷却水能够进入U型密封圈的凹槽内并使U型密封圈的外圈向外涨，在锥套与机床主轴锥孔之间起到更优的密封效果。安装后锥套与主轴锥孔之间具有环形间隙但不接触的设计，是为了防止安装及使用过程中出现过定位，同时使U型密封圈尽可能发挥其密封作用。

所述的锥套的侧壁上穿设有紧定螺钉，所述的紧定螺钉将所述的过渡套与所述的锥套固定在一起。锥套高低位置调好后，拧紧紧定螺钉固定锥套和过渡套，对锥套高低位置进行限位，防止过渡套返松，确保安装精度及可靠性。

所述的锥柄与所述的拉杆的后端之间压紧安装有过渡垫，所述的过渡垫上开设有纵向通孔，所述的纵向通孔的上下端分别与所述的锥柄的内孔和所述的拉杆的内孔相连通，所述的过渡垫的顶端开设有第一密封槽，所述的过渡垫的底端开设有第二密封槽，所述的第一密封槽和所述的第二密封槽内均安装有第三O型密封圈。虽然此前第一道防水结构及第二道防水结构已经能够起到较好的防水效果，但是由于锥柄和拉杆之间为螺纹连接方式，长期使用后仍有渗水的风险，因此内孔防水设计非常关键，目的在于防止中心孔的带压力冷却水从螺纹连接处的缝隙渗出去。本发明通过一个顶端开设有第一密封槽、底端开设有第二密封槽的过渡垫可以有效解决内孔防水问题，该内孔防水设计通过在第一密封槽和第二密封槽内分别安装第三O型密封圈，使锥柄内的冷却水无渗漏地进入拉杆的内孔。

所述的拉杆的前端与所述的延伸头主轴之间安装有第四O型密封圈。过渡垫及第三O型密封圈构成的内孔防水设计实际构成第三道防水结构，在拉杆的前端与延伸头主轴之间增设的第四O型密封圈能够使不慎突破第三道防水结构的冷却水不会在碟簧安装处倒灌回去。

所述的花键套设置在所述的过渡套的外侧，所述的花键套与所述的过渡套之间安装有第五O型密封圈，所述的花键套的外边沿设有下凸的上挡水檐，所述的花键套的外侧安装有上防水环，所述的上防水环设置在所述的花键套与所述的箱体之间，所述的上防水环与所述的箱体之间安装有第六O型密封圈，所述的上防水环的内侧设有上凸的上防水檐，所述的上防水檐位于所述的上挡水檐的内侧，所述的上防水檐与所述的箱体之间形成有第一蓄水空间，所述的延伸头箱体上开设有与所述的第一蓄水空间相连通的若干上漏水孔，所述的上防水檐与所述的上挡水檐构成迷宫结构。在机床松开延伸头时，机床主轴拉爪打刀杆的内孔内的残余冷却液会滴落下来，因此对于中心出水延伸头来说，排水结构设计也较为关键。本发明的延伸头中，第五O型密封圈、第六O型密封圈、上防水檐与上挡水檐构成的迷宫结构及第一蓄水空间和上漏水孔构成第一道排水结构，第五O型密封圈可保证冷却水不会往延伸头主轴的内孔内流，上防水檐与上挡水檐构成的迷宫结构有利于使冷却水顺利导出，第六O型密封圈可以将流入的冷却水顺利导入第一蓄水空间，并通过若干上漏水孔将冷却水排到箱体外。

所述的后轴承的上方安装有起隔套作用的下挡水环，所述的下挡水环的上方安装有锁紧螺母，所述的下挡水环的外边沿设有下凸的下挡水檐，所述的下挡水环的外侧安装有下防水环，所述的下防水环的内侧设有上凸的下防水檐，所述的下防水环与所述的箱体之间形成有第二蓄水空间，所述的延伸头箱体上开设有与所述的第二蓄水空间相连通的若干下漏水孔，所述的下防水檐与所述的下挡水檐构成迷宫结构。下防水檐与下挡水檐构成的迷宫结构及第二蓄水空间和下漏水孔构成第二道排水结构。第二道排水结构起预防作用，在第一蓄水空间突然进入大量冷却液的情况下，第二道排水结构可起到少量排水作用，下防水檐与下挡水檐构成的迷宫结构能够保证下流的冷却水进入第二蓄水空间内并通过若干下漏水孔排到箱体外，通过第一道排水结构和第二道排水结构的双重排水，排水效果好，能够实现对上轴承和下轴承的有效防护。

所述的前轴承的下方安装有外迷宫环和内迷宫环，所述的外迷宫环和所述的内迷宫环构成迷宫结构。外迷宫环和内迷宫环能够从前端进一步实现对前轴承的可靠防护。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的中心出水延伸头，通过细致精密的防水设计和排水设计，保证中心出水的冷却水能够无渗漏地进入刀具内孔，即便延伸头在极特殊的恶劣工作情况下工作，冷却水也不会进入延伸头主轴的前轴承和后轴承中，在有效保护轴承的同时，保证了中心出水延伸头工作的可靠性，确保机床加工精度和效率。

附图说明

图1为实施例的中心出水延伸头与机床主轴装配后的结构示意图；

图2为图1中A处放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1的中心出水延伸头，如图所示，包括延伸头打刀钉1、锥柄2、箱体3及安装在箱体3内的延伸头主轴4，锥柄2的外侧套设有锥套21，锥套21与锥柄2之间安装有第一O型密封圈51，延伸头主轴4由前轴承41和后轴承42承托，前轴承41和后轴承42安装在延伸头主轴4与箱体3之间，延伸头主轴4的后端花键连接有花键套43，花键套43与机床主轴键块61连接，延伸头主轴4内设置有依次上下相连的拉杆44、打刀杆45和拉爪46，拉杆44上套设有碟簧47，拉杆44的后端伸入锥柄2的内孔内与锥柄2螺纹连接，延伸头打刀钉1的尾端固设有带内孔的连接嘴11，连接嘴11的外径与机床主轴拉爪打刀杆62的内孔孔径相适配，机床主轴拉爪打刀杆62的内孔的底端安装有两道第二O型密封圈52。

实施例1中，延伸头主轴4的尾端安装有过渡套7，过渡套7套设在锥柄2上，过渡套7包括上下设置的螺纹部71和定位部72，螺纹部71与锥套21螺纹连接，定位部72与延伸头主轴4的内孔的后端定心，锥套21的侧壁上穿设有紧定螺钉22，紧定螺钉22将过渡套7与锥套21固定在一起，锥套21的外圈安装有开口向上的U型密封圈23，安装后锥套21与主轴锥孔63之间具有环形间隙64但不接触，U型密封圈23用于保证锥套21与主轴锥孔63之间的密封效果。

实施例1中，锥柄2与拉杆44的后端之间压紧安装有过渡垫8，过渡垫8上开设有纵向通孔83，纵向通孔83的上下端分别与锥柄2的内孔和拉杆44的内孔相连通，过渡垫8的顶端开设有第一密封槽81，过渡垫8的底端开设有第二密封槽82，第一密封槽81和第二密封槽82内均安装有第三O型密封圈53，拉杆44的前端与延伸头主轴4之间安装有第四O型密封圈54。

实施例2的中心出水延伸头，如图所示，包括延伸头打刀钉1、锥柄2、箱体3及安装在箱体3内的延伸头主轴4，锥柄2的外侧套设有锥套21，锥套21与锥柄2之间安装有第一O型密封圈51，延伸头主轴4由前轴承41和后轴承42承托，前轴承41和后轴承42安装在延伸头主轴4与箱体3之间，延伸头主轴4的后端花键连接有花键套43，花键套43与机床主轴键块61连接，延伸头主轴4内设置有依次上下相连的拉杆44、打刀杆45和拉爪46，拉杆44上套设有碟簧47，拉杆44的后端伸入锥柄2的内孔内与锥柄2螺纹连接，延伸头打刀钉1的尾端固设有带内孔的连接嘴11，连接嘴11的外径与机床主轴拉爪打刀杆62的内孔孔径相适配，机床主轴拉爪打刀杆62的内孔的底端安装有两道第二O型密封圈52。

实施例2中，延伸头主轴4的尾端安装有过渡套7，过渡套7套设在锥柄2上，过渡套7包括上下设置的螺纹部71和定位部72，螺纹部71与锥套21螺纹连接，定位部72与延伸头主轴4的内孔的后端定心，锥套21的侧壁上穿设有紧定螺钉22，紧定螺钉22将过渡套7与锥套21固定在一起，锥套21的外圈安装有开口向上的U型密封圈23，安装后锥套21与主轴锥孔63之间具有环形间隙64但不接触，U型密封圈23用于保证锥套21与主轴锥孔63之间的密封效果。

实施例2中，锥柄2与拉杆44的后端之间压紧安装有过渡垫8，过渡垫8上开设有纵向通孔83，纵向通孔83的上下端分别与锥柄2的内孔和拉杆44的内孔相连通，过渡垫8的顶端开设有第一密封槽81，过渡垫8的底端开设有第二密封槽82，第一密封槽81和第二密封槽82内均安装有第三O型密封圈53，拉杆44的前端与延伸头主轴4之间安装有第四O型密封圈54。

实施例2中，花键套43设置在过渡套7的外侧，花键套43与过渡套7之间安装有第五O型密封圈55，花键套43的外边沿设有下凸的上挡水檐31，花键套43的外侧安装有上防水环32，上防水环32设置在花键套43与箱体3之间，上防水环32与箱体3之间安装有第六O型密封圈56，上防水环32的内侧设有上凸的上防水檐321，上防水檐321位于上挡水檐31的内侧，上防水檐321与箱体3之间形成有第一蓄水空间33，延伸头箱体3上开设有与第一蓄水空间33相连通的若干上漏水孔34，上防水檐321与上挡水檐31构成迷宫结构；后轴承42的上方安装有起隔套作用的下挡水环35，下挡水环35的上方安装有锁紧螺母39，下挡水环35的外边沿设有下凸的下挡水檐351，下挡水环35的外侧安装有下防水环36，下防水环36的内侧设有上凸的下防水檐361，下防水环36与箱体3之间形成有第二蓄水空间37，延伸头箱体3上开设有与第二蓄水空间37相连通的若干下漏水孔38，下防水檐361与下挡水檐351构成迷宫结构；前轴承41的下方安装有外迷宫环48和内迷宫环49，外迷宫环48和内迷宫环49构成迷宫结构。

以上实施例的中心出水延伸头的安装调试需分步骤进行：首先，将延伸头打刀钉1拆除，仅通过锥套防水设计（即第一道防水结构）密封，调整锥套21安装位置，保证U型密封圈23的密封效果，此时可通过上漏水孔34流出的冷却水的流量判定U型密封圈23的密封效果，如果判定密封效果合格，将紧定螺钉22旋紧；其次，更换机床主轴拉爪打刀杆62，安装两道第二O型密封圈52，并安装延伸头打刀钉1，试验延伸头打刀钉1的防水效果，在正常情况下，上漏水孔34不会再有冷却水流出，因为通过第一道防水结构和第二道防水结构这两处防水设计，冷却水被完全密封在延伸头的中心孔内；最后，观察下漏水孔38有无冷却水流出，如有液体流出，说明过渡垫8上的第三O型密封圈53没有起到密封效果，这可能是由于拉杆44和锥套21之间的螺纹连接没有旋到底，导致过渡垫8没有被完全压住造成，此时应将拉杆44和锥套21之间的螺纹旋到底。

以上实施例的中心出水延伸头安装后，正常工作时，连接嘴11插入机床主轴拉爪打刀杆62的内孔中，且连接嘴11与机床主轴拉爪打刀杆62之间通过安装在机床主轴拉爪打刀杆62的内孔的底端的两道第二O型密封圈52密封，同时锥套21与锥柄2之间安装有第一O型密封圈51，上述延伸头打刀钉1防水设计可以保证机床主轴拉爪孔内的带压力（2MPa左右）的冷却水无泄漏地进入延伸头打刀钉1内；在延伸头打刀钉1防水设计构成第一道防水结构的基础上，过渡套7、U型密封圈23及第一O型密封圈51构成第二道防水结构，可进一步保证防水效果，安全可靠，因为如果机床长时间使用，机床主轴拉爪打刀杆62的内孔的底端安装的两道第二O型密封圈52有可能会破损或脱落，造成第一道防水结构失效，在这种情况下，第二道防水结构仍可起到较好的防水作用，第一O型密封圈51可保证锥套21与锥柄2之间的密封，U型密封圈23可保证锥套21与机床主轴锥孔63之间的密封。

在前述第一道防水结构和第二道防水结构的较好的防水效果基础上，本发明延伸头还具有内孔防水设计，通过一个顶端开设有第一密封槽81、底端开设有第二密封槽82的过渡垫8有效解决内孔防水问题，该内孔防水设计通过在第一密封槽81和第二密封槽82内分别安装第三O型密封圈53，使锥柄2内的冷却水无渗漏地进入拉杆44的内孔，防止中心孔的带压力冷却水从锥柄2与拉杆44螺纹连接处的缝隙渗出去。

由于在机床松开延伸头时，机床主轴拉爪打刀杆62的内孔内的残余冷却液会滴落下来，因此，除了防水设计，本发明延伸头还设计有两处排水设计：第一道排水结构，由第五O型密封圈55、第六O型密封圈56、上防水檐321及上挡水檐31构成，第五O型密封圈55可保证冷却水不会往延伸头主轴4的内孔内流，上防水檐321与上挡水檐31构成的迷宫结构有利于使冷却水顺利导出，第六O型密封圈56可以将流入的冷却水顺利导入第一蓄水空间33，并通过若干上漏水孔34将冷却水排到箱体3外；第二道排水结构，由下防水檐361与下挡水檐351构成的迷宫结构及第二蓄水空间37和下漏水孔38构成，在第一蓄水空间33突然进入大量冷却液的情况下，第二道排水结构可起到少量排水作用，下防水檐361与下挡水檐351构成的迷宫结构能够保证下流的冷却水进入第二蓄水空间37内并通过若干下漏水孔38排到箱体3外，通过第一道排水结构和第二道排水结构的双重排水，排水效果好，能够实现对上轴承和下轴承的有效防护。进一步地，外迷宫环48和内迷宫环49能够从前端进一步实现对前轴承41的可靠防护。

Claims (6)

1.一种中心出水延伸头，包括延伸头打刀钉、锥柄、箱体及安装在所述的箱体内的延伸头主轴，所述的锥柄的外侧套设有锥套，所述的锥套与所述的锥柄之间安装有第一O型密封圈，所述的延伸头主轴由前轴承和后轴承承托，所述的前轴承和所述的后轴承安装在所述的延伸头主轴与所述的箱体之间，所述的延伸头主轴的后端花键连接有花键套，所述的花键套与机床主轴键块连接，所述的延伸头主轴内设置有依次上下相连的拉杆、打刀杆和拉爪，所述的拉杆上套设有碟簧，所述的拉杆的后端伸入所述的锥柄的内孔内与所述的锥柄螺纹连接，其特征在于所述的延伸头打刀钉的尾端固设有带内孔的连接嘴，所述的连接嘴的外径与机床主轴拉爪打刀杆的内孔孔径相适配，所述的机床主轴拉爪打刀杆的内孔的底端安装有两道第二O型密封圈；所述的延伸头主轴的尾端安装有过渡套，所述的过渡套套设在所述的锥柄上，所述的过渡套包括上下设置的螺纹部和定位部，所述的螺纹部与所述的锥套螺纹连接，所述的定位部与所述的延伸头主轴的内孔的后端定心，所述的锥套的外圈安装有开口向上的U型密封圈，安装后所述的锥套与主轴锥孔之间具有环形间隙但不接触，所述的U型密封圈用于保证锥套与主轴锥孔之间的密封效果；所述的花键套设置在所述的过渡套的外侧，所述的花键套与所述的过渡套之间安装有第五O型密封圈，所述的花键套的外边沿设有下凸的上挡水檐，所述的花键套的外侧安装有上防水环，所述的上防水环设置在所述的花键套与所述的箱体之间，所述的上防水环与所述的箱体之间安装有第六O型密封圈，所述的上防水环的内侧设有上凸的上防水檐，所述的上防水檐位于所述的上挡水檐的内侧，所述的上防水檐与所述的箱体之间形成有第一蓄水空间，所述的箱体上开设有与所述的第一蓄水空间相连通的若干上漏水孔，所述的上防水檐与所述的上挡水檐构成迷宫结构。

2.根据权利要求1所述的一种中心出水延伸头，其特征在于所述的锥套的侧壁上穿设有紧定螺钉，所述的紧定螺钉将所述的过渡套与所述的锥套固定在一起。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的一种中心出水延伸头，其特征在于所述的锥柄与所述的拉杆的后端之间压紧安装有过渡垫，所述的过渡垫上开设有纵向通孔，所述的纵向通孔的上下端分别与所述的锥柄的内孔和所述的拉杆的内孔相连通，所述的过渡垫的顶端开设有第一密封槽，所述的过渡垫的底端开设有第二密封槽，所述的第一密封槽和所述的第二密封槽内均安装有第三O型密封圈。

4.根据权利要求3所述的一种中心出水延伸头，其特征在于所述的拉杆的前端与所述的延伸头主轴之间安装有第四O型密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种中心出水延伸头，其特征在于所述的后轴承的上方安装有起隔套作用的下挡水环，所述的下挡水环的上方安装有锁紧螺母，所述的下挡水环的外边沿设有下凸的下挡水檐，所述的下挡水环的外侧安装有下防水环，所述的下防水环的内侧设有上凸的下防水檐，所述的下防水环与所述的箱体之间形成有第二蓄水空间，所述的箱体上开设有与所述的第二蓄水空间相连通的若干下漏水孔，所述的下防水檐与所述的下挡水檐构成迷宫结构。

6.根据权利要求5所述的一种中心出水延伸头，其特征在于所述的前轴承的下方安装有外迷宫环和内迷宫环，所述的外迷宫环和所述的内迷宫环构成迷宫结构。