CN105689749A - 一种离心补偿高速液压夹头 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种离心补偿高速液压夹头，包括夹头主体、一对离心动力缸及活塞，夹头主体内安装有膨胀套，两个离心动力缸轴对称地安装在夹头主体中段上，膨胀套上设有两个环形油槽，相邻该两个环形油槽的中间轴段的外径小于两端轴段的外径使得膨胀套外表面与夹头主体内表面之间形成连通的环形油腔，夹头主体内动力缸孔与环形油腔之间通过轴向油路和径向油路相连通，环形油腔与各油路内充满专用液压油，高速时离心动力缸内的活塞在离心力的作用下向外移动，挤压液压油使环形油腔内的油压增加，从而使夹头与刀具之间保持足够的夹持力。本发明能够有效解决高速下液压夹头对刀具夹持力不足的问题，还具有极限转速高，寿命长，易于实现等优点。

Description

一种离心补偿高速液压夹头

技术领域

本发明属于机械加工领域，特别涉及一种应用于高速加工的夹头。

背景技术

高速加工已经成为四大先进制造技术之一。高速加工工具系统是高速机床的重要组成部分，是主轴与刀具的连接系统，由主轴、刀柄、刀具和夹紧机构等组成，其核心是刀柄。它不仅包括刀柄与机床主轴的联接部分(称为接口)，还包括刀柄与刀具的联接部分(称为夹头)。夹头与刀具的联接性能会影响高速加工的加工质量和安全可靠性，只提高刀柄与机床主轴的联接性能是不够的，这就使得对高速下夹头与刀具的联接性能进行研究也很有必要。

随着转速的提高，传统的弹簧夹头、螺钉等装夹技术在高速加工中逐步被淘汰，而液压膨胀刀具夹头，由于其具有回转精度高、重复定位精度高、传递较高扭矩，阻尼减振性能好，夹紧系统具有全封闭结构，磨损小，装、卸操作方便等优点，具有广泛的市场前景。但是，液压膨胀刀具夹头存在高速时夹头对刀具夹持力下降，导致定位不准确，加工误差大等问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用离心力对液压油进行加压，可使夹头夹紧刀具，极限转速高，使用寿命长，结构简单，易于实现的离心补偿高速液压夹头。

本发明目的通过以下技术方案来实现：一种离心补偿高速液压夹头，包括夹头主体、一对离心动力缸、活塞及弹簧，所述夹头主体内安装有膨胀套，刀具安装在膨胀套内孔中，所述膨胀套上开有两个环形油槽，膨胀套上相邻该两个环形油槽的中间轴段的外径小于其两端轴段的外径使得膨胀套外表面与夹头主体内表面之间形成连通的环形油腔，所述夹头主体的中段关于轴对称的分布一组相同的用于安装离心动力缸的动力缸孔、轴向油路Ⅰ、径向油路，所述轴向油路I与径向油路互相交叉，所述动力缸孔与环形油腔之间通过轴向油路Ⅰ和径向油路相连通，所述夹头主体上设有用于安装内六角螺钉的加压螺钉孔及与加压螺钉孔连通的轴向油路Ⅱ，所述加压螺钉孔通过轴向油路Ⅱ与环形油腔相连通，环形油腔与各油路内充满专用液压油，高速时离心动力缸内的活塞在离心力以及弹簧的作用下向外移动，挤压液压油使环形油腔内的油压增加，从而使夹头与刀具之间保持足够的夹持力。

所述膨胀套与夹头主体之间采用两端焊接的连接方式，防止高速时膨胀套两端与夹头主体之间出现间隙，两端焊接均采用单面点焊的形式。

所述动力缸孔下段内表面设有螺纹,用于连接离心动力缸。

所述轴向油路Ⅰ一端与所述动力缸孔相连通，另一端与外界之间用油塞进行密封。

本发明具有如下优点：

1、本发明结合液压夹头的优点，通过增加一对离心动力缸和开有环形油槽的膨胀套，并在夹头主体上设置轴向和径向油路与环形油槽相连通，可有效解决高速下液压夹头对刀具夹持力不足问题，提高加工质量和安全性。

2、本发明的夹头主体保留了HSK-E50液压夹头外形尺寸，与原有主轴内孔具有互换性。

3、本发明中有离心动力缸、活塞及弹簧，形成弹簧振子阻尼器，吸收振动，起到减振作用。

4、本发明具有结构简单、易于实现、寿命长与动平衡好等特点。

附图说明

图1为本发明三维结构示意图。

图2为本发明二维结构示意图。

图3为本发明夹头主体二维结构示意图。

图4为本发明夹头主体三维结构示意图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施例。

本发明实施例的离心补偿高速液压夹头，如图1、图2所示，该夹头主要包括夹头主体1、膨胀套5、离心动力缸12、活塞13、弹簧14、油塞10等，膨胀套与夹头主体之间采用两端焊接方式连接。

在初始状态下，膨胀套5内径略大于所要夹持的刀具6直径，将刀具安装在夹头内，利用一个六角扳手，拧紧内六角加压螺钉3，加压螺钉沿径向向内移动，挤压螺钉孔2内的专用液压油，液压油通过轴向油路Ⅱ4挤压环形油腔7内的液压油，增大油压，由于环形油腔7、8互相连通，可认为膨胀套外表面所受油压处处相等，油压使膨胀套发生弹性变形，夹紧刀具，此时弹簧14处于压缩状态。

高速时，由于存在离心力，靠近膨胀套外表面的油压下降，弹性变形减小，对刀具的夹持力下降，导致刀具定位不准确，引起加工质量下降。本发明中，在夹头主体中段增加一对关于轴对称分布的离心动力缸12，由于离心力的存在，离心动力缸内活塞13会在离心力以及弹簧恢复力作用下沿径向向外移动，挤压离心动力缸内的液压油，增大油压，油压通过轴向油路I11与径向油路9传递到环形油腔8内，使油腔内油压增加，补偿下降的油压，进而使膨胀套的弹性变形增加，夹头对刀具保持足够夹紧力。

如图3所示，夹头主体上的动力缸孔16通过通气孔15与夹头内孔相连通，工作时缸盖与活塞间气体保持与外界大气压一致，利于活塞运动。轴向油路I11与径向油路9互相交叉，使动力缸孔16与环形油腔8相互连通。轴向油路Ⅰ11一端与动力缸孔16相连通，另一端与外界之间用油塞10进行密封，防止液压油泄露，使整个液压油处于一个全封闭的环境中。在夹头主体后段外表面上设有一个V型换刀槽17，便于快速自动换刀。

如图4所示，动力缸孔下段内表面设有螺纹，用于连接离心动力缸。

Claims (4)

1.一种离心补偿高速液压夹头，包括夹头主体、一对离心动力缸及活塞，其特征在于，所述夹头主体内安装有膨胀套，刀具安装在膨胀套内孔中，所述膨胀套上开有两个环形油槽，膨胀套上相邻该两个环形油槽的中间轴段的外径小于其两端轴段的外径使得膨胀套外表面与夹头主体内表面之间形成连通的环形油腔，所述夹头主体的中间段关于轴对称的分布一组相同的用于安装离心动力缸的动力缸孔、轴向油路Ⅰ、径向油路，所述轴向油路Ⅰ与径向油路互相交叉，所述动力缸孔与环形油腔之间通过轴向油路Ⅰ和径向油路相连通，所述夹头主体上设有用于安装内六角螺钉的加压螺钉孔及与加压螺钉孔连通的轴向油路Ⅱ，所述加压螺钉孔通过轴向油路Ⅱ与环形油腔相连通，环形油腔与各油路内充满专用液压油，高速时离心动力缸内的活塞在离心力的作用下向外移动，挤压液压油使环形油腔内的油压增加，从而使夹头与刀具之间保持足够的夹持力。

2.根据权利要求1的一种离心补偿高速液压夹头，其特征在于，所述膨胀套与夹头主体之间采用两端焊接的连接方式。

3.根据权利要求1的一种离心补偿高速液压夹头，其特征在于，所述动力缸孔下段内表面设有螺纹。

4.根据权利要求1的一种离心补偿高速液压夹头，其特征在于，所述轴向油路Ⅰ一端与所述动力缸孔相连通，另一端与外界之间用油塞密封。