CN106466717A - 浮动打刀式加工中心主轴单元 - Google Patents

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Abstract

两种浮动打刀式加工中心主轴单元，它主要由主轴轴芯、主轴套、主轴轴承、打刀油缸、压力弹簧、拉刀器、拉刀杆组成；它打刀时对主轴轴承没有冲击，并且适用于主轴电机与主轴轴芯的直联传动。

Description

浮动打刀式加工中心主轴单元
技术领域
本发明涉及一种加工中心主轴单元，尤其是一种浮动打刀式加工中心主轴单元。
背景技术
随着国家装备制造业的振兴与发展，数控机床作为机床工业的主流产品，已成为实现装备制造业现代化的关键设备。
传统打刀油缸打刀时对主轴轴承有冲击作用，会造成主轴轴承寿命缩短；另外随着对主轴高速的需求及多主轴加工中心的推广，对直联主轴的需求稳步上升。
发明内容
本发明的目的是提供两种打刀时对主轴轴承没有冲击并且实用于直联传动的加工中心主轴单元。
为了达到上述的发明目的，本发明所采用的技术方案为：它主要由主轴轴芯、主轴套、主轴轴承、打刀油缸、拉刀弹簧、拉刀器、拉刀杆组成，其特征在于：主轴轴芯通过主轴轴承安装在主轴套中心；打刀油缸为空心油缸，其活塞及缸体轴向均可浮动，打刀油缸的缸体与主轴轴芯和轴套均间隙配合，缸体与主轴轴芯可完全不干涉的相对回转运动；主轴套内孔安装有一用于限制打刀油缸的缸体下移及打刀油缸的活塞上移的挡圈；主轴套轴向安装有压力弹簧迫使打刀油缸的缸体向挡圈接触，主轴轴芯安装一个用于限制打刀油缸的缸体轴向上移的限位块，从而使打刀油缸的缸体只能在主轴轴芯的限位块及主轴套的挡圈间移动，其移动量优选 0.5 毫米到 3 毫米；主轴轴芯开一个孔，用于压板穿过主轴轴芯进行轴向移动；压板和拉刀杆联接为一体，使压板和拉刀杆轴向同步运动；压板与主轴轴芯间安装有一个穿过拉刀杆的拉刀弹簧，拉刀杆的另一端安装有一个拉刀器；压板宽度超出主轴轴芯开孔部的外径，使打刀时打刀油缸的活塞可以接触到压板，从而让拉刀杆下移进行松刀；主轴套轴向安装有另一个压力弹簧迫使打刀油缸的缸体向挡圈接触，从而拉刀时，打刀油缸的活塞与压板产生间隙，从而方便主轴轴芯回转；为防止在拉空刀时，打刀油缸的活塞与压板回转摩擦，压板上限位相对打刀油缸的活塞接触到挡圈时的活塞端面有间隙，该间隙值优先 0.5 毫米到 3 毫米。
为了方便说明本发明中上下方向定义为，相对主轴轴头方向轴向为向下，相对主轴轴尾方向轴向为向上。
上述的打刀油缸的缸体和活塞的位置可相互调换。
上述的主轴轴芯上用于限制打刀油缸的缸体轴向上移的限位块，可以是一个轴用挡圈，也可是个螺纹压板，或其组合体；任何可用于轴向限位的结构均可。
上述的压板和拉刀杆可用螺纹或挡圈联接为一体，任何可用于压板和拉刀杆轴向同步运动结构均可。
为了达到上述的发明目的，本发明所采用的另一个技术方案为：它主要由主轴轴芯、主轴套、主轴轴承、打刀油缸、拉刀弹簧、拉刀器、拉刀杆组成，其特征在于：主轴轴芯通过主轴轴承安装在主轴套中心；打刀油缸为空心油缸，其活塞及缸体轴向均可浮动，打刀油缸的缸体与主轴轴芯和轴套均间隙配合，缸体与主轴轴芯可完全不干涉的相对回转运动；主轴轴芯开一个孔，用于压板穿过主轴轴芯进行轴向移动；压板和拉刀杆联接为一体，使压板和拉刀杆轴向同步运动；压板与主轴轴芯间安装有一个穿过拉刀杆的拉刀弹簧，拉刀杆的另一端安装有一个拉刀器；压板宽度超出主轴轴芯开孔部的外径，压板上端面安装有一主轴轴芯隙配合的辅助轴承，辅助轴承的外圈安装在打刀油缸的活塞上，打刀时打刀油缸的活塞可通过辅助轴承推动压板下移，从而让拉刀杆下移进行松刀；主轴轴芯安装一个用于限制打刀油缸的缸体轴向上移的限位块，打刀油缸的缸体与上述主轴轴芯的限位块间安装有另一个辅助轴承；压板上限位相对打刀油缸的缸体与活塞轴向优选有间隙，从而避免拉空刀时辅助轴承有较大轴向力，防止拉空刀时主轴高速运转使辅助轴承发热。本方案辅助轴承主要考虑轴向力，因而可采用轴向大接触角的轴承，如 60 度角接触轴承；打刀时，其打刀力通过辅助轴承直接发生在主轴轴芯内，使得主轴轴承不需承受任何打刀引起的力矩；刀具拉紧时，辅助轴承由于轴向压力小，并可间隙运动，因此辅助轴承的回转阻力小，转动轻快。
本发明的有益效果是：打刀时对主轴轴承没有冲击，并且适用于主轴电机与主轴轴芯直联。
附图说明
图 1 是本发明第一实施例的结构示意图。
图 2 是图 1 的局部放大视图。
图 3 是本发明第二实施例的结构示意图。
图 4 是图 3 的局部放大视图。
图 5 是本发明第三实施例的结构示意图。
图 6 是图 5 的局部放大视图。
图 7 是本发明第四实施例的结构示意图。
图 8 是图 7 的局部放大视图。
图 9 是第二实施例与第四实施例的浮动打刀有机整合图。
图中： 1 为主轴轴芯， 2 为主轴套， 3 为主轴轴承， 4 为打刀油缸， 5 为压力弹簧， 6 为拉刀器， 7 为拉刀杆。
具体实施方式
参照图 1 、 2 所示，本实施例打刀油缸借助主轴套为打刀油缸的外套，缸体采用活塞式结构，该结构简单、制造方便，而且也易于缸体与活塞的均轴向浮动结构。
参照图 1 、 2 所示的第一实施例，它主要由主轴轴芯、主轴套、主轴轴承、打刀油缸、拉刀弹簧、拉刀器、拉刀杆组成，其特征在于：主轴轴芯通过主轴轴承安装在主轴套中心；打刀油缸为空心油缸，其活塞及缸体轴向均可浮动，打刀油缸的缸体与主轴轴芯和轴套均间隙配合，缸体与主轴轴芯可完全不干涉的相对回转运动；主轴套内孔安装有一用于限制打刀油缸的缸体下移及打刀油缸的活塞上移的挡圈；主轴套轴向安装有压力弹簧迫使打刀油缸的缸体向挡圈接触，主轴轴芯安装一个用于限制打刀油缸的缸体轴向上移的限位块，从而使打刀油缸的缸体只能在主轴轴芯的限位块及主轴套的挡圈间移动，其移动量为 1 毫米；主轴轴芯开一个孔，用于压板穿过主轴轴芯进行轴向移动；压板和拉刀杆联接为一体，使压板和拉刀杆轴向同步运动；压板与主轴轴芯间安装有一个穿过拉刀杆的拉刀弹簧，拉刀杆的另一端安装有一个拉刀器；压板宽度超出主轴轴芯开孔部的外径，使打刀时打刀油缸的活塞可以接触到压板，从而让拉刀杆下移进行松刀；主轴套轴向安装有另一个压力弹簧迫使打刀油缸的缸体向挡圈接触，从而拉刀时，打刀油缸的活塞与压板产生间隙，从而方便主轴轴芯回转；为防止在拉空刀时，打刀油缸的活塞与压板回转摩擦，压板上限位相对打刀油缸的活塞接触到挡圈时的活塞端面有间隙，该间隙值为 2 毫米。
参照图 3 、 4 所示的第二实施例，它与第一实施例主要差别在将浮动打刀机构安装在两对主轴轴承之间，从而减少主轴的长度，降低成本，并方便应用。
参照图 5 、 6 所示的第三实施例，它主要由主轴轴芯、主轴套、主轴轴承、打刀油缸、拉刀弹簧、拉刀器、拉刀杆组成，其特征在于：主轴轴芯通过主轴轴承安装在主轴套中心；打刀油缸为空心油缸，其活塞及缸体轴向均可浮动，打刀油缸的缸体与主轴轴芯和轴套均间隙配合，缸体与主轴轴芯可完全不干涉的相对回转运动；主轴轴芯开一个孔，用于压板穿过主轴轴芯进行轴向移动；压板和拉刀杆联接为一体，使压板和拉刀杆轴向同步运动；压板与主轴轴芯间安装有一个穿过拉刀杆的拉刀弹簧，拉刀杆的另一端安装有一个拉刀器；压板宽度超出主轴轴芯开孔部的外径，压板上端面安装有一主轴轴芯隙配合的辅助轴承，辅助轴承的外圈安装在打刀油缸的活塞上，打刀时打刀油缸的活塞可通过辅助轴承推动压板下移，从而让拉刀杆下移进行松刀；主轴轴芯安装一个用于限制打刀油缸的缸体轴向上移的限位块，打刀油缸的缸体与上述主轴轴芯的限位块间安装有另一个辅助轴承；压板上限位相对打刀油缸的缸体与活塞轴向优选有间隙，从而避免拉空刀时辅助轴承有较大轴向力，防止拉空刀时主轴高速运转使辅助轴承发热。本方案辅助轴承主要考虑轴向力，因而可采用轴向大接触角的轴承，如 60 度角接触轴承；打刀时，其打刀力通过辅助轴承直接发生在主轴轴芯内，使得主轴轴承不需承受任何打刀引起的力矩；刀具拉紧时，辅助轴承由于轴向压力小，并可间隙运动，因此辅助轴承的回转阻力小，转动轻快。
参照图 7 、 8 所示的第四实施例，它与第一实施例主要差别在将浮动打刀机构安装在两对主轴轴承之间，从而减少主轴的长度，降低成本，并方便应用。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，比如图 9 所示将实施例二与实施三的有机整合变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (3)

1.一种浮动打刀式加工中心主轴单元，它主要由主轴轴芯、主轴套、主轴轴承、打刀油缸、拉刀弹簧、拉刀器、拉刀杆组成，其特征在于：主轴轴芯通过主轴轴承安装在主轴套中心；打刀油缸为空心油缸，其活塞及缸体轴向均可浮动，打刀油缸的缸体与主轴轴芯和轴套均间隙配合，缸体与主轴轴芯可完全不干涉的相对回转运动；主轴套内孔安装有一用于限制打刀油缸的缸体下移及打刀油缸的活塞上移的挡圈；主轴套轴向安装有压力弹簧迫使打刀油缸的缸体向挡圈接触，主轴轴芯安装一个用于限制打刀油缸的缸体轴向上移的限位块，从而使打刀油缸的缸体只能在主轴轴芯的限位块及主轴套的挡圈间移动，其移动量优选0.5毫米到3毫米；主轴轴芯开一个孔，用于压板穿过主轴轴芯进行轴向移动；压板和拉刀杆联接为一体，使压板和拉刀杆轴向同步运动；压板与主轴轴芯间安装有一个穿过拉刀杆的拉刀弹簧，拉刀杆的另一端安装有一个拉刀器；压板宽度超出主轴轴芯开孔部的外径，使打刀时打刀油缸的活塞可以接触到压板，从而让拉刀杆下移进行松刀；主轴套轴向安装有另一个压力弹簧迫使打刀油缸的缸体向挡圈接触，从而拉刀时，打刀油缸的活塞与压板产生间隙，从而方便主轴轴芯回转；为防止在拉空刀时，打刀油缸的活塞与压板回转摩擦，压板上限位相对打刀油缸的活塞接触到挡圈时的活塞端面有间隙，该间隙值优先0.5毫米到3毫米。
2.一种浮动打刀式加工中心主轴单元，它主要由主轴轴芯、主轴套、主轴轴承、打刀油缸、拉刀弹簧、拉刀器、拉刀杆组成，其特征在于：主轴轴芯通过主轴轴承安装在主轴套中心；打刀油缸为空心油缸，其活塞及缸体轴向均可浮动，打刀油缸的缸体与主轴轴芯和轴套均间隙配合，缸体与主轴轴芯可完全不干涉的相对回转运动；主轴轴芯开一个孔，用于压板穿过主轴轴芯进行轴向移动；压板和拉刀杆联接为一体，使压板和拉刀杆轴向同步运动；压板与主轴轴芯间安装有一个穿过拉刀杆的拉刀弹簧，拉刀杆的另一端安装有一个拉刀器；压板宽度超出主轴轴芯开孔部的外径，压板上端面安装有一主轴轴芯隙配合的辅助轴承，辅助轴承的外圈安装在打刀油缸的活塞上，打刀时打刀油缸的活塞可通过辅助轴承推动压板下移，从而让拉刀杆下移进行松刀；主轴轴芯安装一个用于限制打刀油缸的缸体轴向上移的限位块，打刀油缸的缸体与上述主轴轴芯的限位块间安装有另一个辅助轴承。
3.根据权利要求1所述的浮动打刀式加工中心主轴单元，其特征在于：所述的压板上限位相对打刀油缸的缸体与活塞轴向有间隙。
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