CN108284340A - 一种数控机床主轴拉刀机构及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的数控机床主轴拉刀机构包括拉刀单元、拉刀爪和压盖，拉刀单元包括拉刀杆、碟簧、调整垫和连接体，调整垫和碟簧前后套设在拉刀杆上，调整垫和碟簧的外侧套设有碟簧套筒，压盖固定在碟簧套筒的前端并套设在调整垫的外侧，碟簧压紧设置在调整垫和拉刀杆的后端设置的宽径部之间，连接体套设在拉刀杆的前端并与拉刀杆螺纹连接，调整垫的前端面同时与压盖前端内伸的凸台的后端面和连接体的后端面贴紧、后端面与碟簧的前端面贴紧，压盖套设在连接体的外侧，连接体的侧壁上安装有用于压紧固定拉刀杆的若干紧定螺钉，拉刀爪与连接体的前端螺纹连接。该拉刀机构结构简单，装配方便，装配时可实现对拉刀力的精确控制，大幅提高装配效率。

Description

一种数控机床主轴拉刀机构及其装配方法

技术领域

本发明涉及一种拉刀机构及其装配方法，具体涉及一种数控机床主轴拉刀机构及其装配方法。

背景技术

国家对中高档数控机床的战略需求推动了国产自制主轴行业的发展。在主轴生产过程中，拉刀机构的装配是装配环节比较重要的一个环节，需要将拉刀力控制到一定值，如18000N～22000N之间，此时拉刀机构中的碟簧被压缩，并产生了相应的弹力。

传统的拉刀机构在装配过程中，都是直接通过螺纹的旋紧来实现对碟簧的压缩过程。这样的装配方式，需要克服碟簧阻力，且需要克服的碟簧阻力大，不仅操作麻烦，而且劳动强度大、效率低下，拉刀力的控制偏差较大，尤其是当碟簧力超差时，需要重新拆卸、调整、安装，极大地降低了装配效率。

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，提供一种数控机床主轴拉刀机构及其装配方法，该拉刀机构结构简单，装配方便、高效，装配时可实现对拉刀力的精确控制。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种数控机床主轴拉刀机构，包括拉刀单元、拉刀爪和压盖，所述的拉刀单元包括拉刀杆、碟簧、调整垫和连接体，所述的调整垫和所述的碟簧前后套设在所述的拉刀杆上，所述的调整垫和所述的碟簧的外侧套设有碟簧套筒，所述的碟簧套筒的后侧一体设置有法兰部，所述的压盖和所述的连接体均为筒状，所述的压盖固定在所述的碟簧套筒的前端，所述的压盖套设在所述的调整垫的外侧，所述的拉刀杆的后端设置有宽径部，所述的碟簧压紧设置在所述的调整垫和所述的宽径部之间，所述的连接体套设在所述的拉刀杆的前端并与所述的拉刀杆螺纹连接，所述的压盖的前端一体设置有内伸的凸台，所述的调整垫的前端面同时与所述的凸台的后端面和所述的连接体的后端面贴紧，所述的调整垫的后端面与所述的碟簧的前端面贴紧，所述的压盖套设在所述的连接体的外侧，所述的连接体的侧壁上安装有用于压紧固定所述的拉刀杆的若干紧定螺钉，所述的拉刀爪与所述的连接体的前端螺纹连接。

当旋紧连接体时，连接体通过调整垫向碟簧传递作用力，使碟簧压缩，当拉刀爪上抓有刀具时，通过碟簧产生拉刀力，进而拉紧刀具。由于对拉刀力的大小有要求，在装配过程中，可通过加工调整调整垫的厚度来调节碟簧的压缩量，实现对拉刀力的精确控制。

本发明数控机床主轴拉刀机构使用过程中，根据拉刀杆的种类、长度不同，可选择不同长度尺寸的压盖，以适应不同的拉刀需要。

所述的连接体与所述的拉刀杆之间设置有第一密封圈，所述的第一密封圈安装在所述的拉刀杆上；所述的连接体与所述的压盖之间设置有第二密封圈，所述的第二密封圈安装在所述的连接体上。

所述的压盖通过若干内六角螺钉固定在所述的碟簧套筒的前端。

上述数控机床主轴拉刀机构的装配方法，包括以下步骤：

(1)依次将碟簧和调整垫自拉刀杆的前端套在拉刀杆上，再将压盖固定在碟簧套筒的前端，然后将拉刀杆连同碟簧和调整垫一起从碟簧套筒的后侧装入碟簧套筒内；

(2)准备一液压三爪拉马，该液压三爪拉马包括卡爪座、油缸、活塞杆、加力杆和三个卡爪，所述的三个卡爪的末端分别铰接在所述的卡爪座上，所述的油缸安装在所述的卡爪座的中部，所述的加力杆与所述的活塞杆相连；

将液压三爪拉马的三个卡爪收紧并卡在碟簧套筒的法兰部上，再往复摇摆加力杆，对活塞杆施加作用力，使活塞杆向前伸，随着活塞杆的向前伸，活塞杆的前端面与拉刀杆的后端面贴紧，继续摇摆加力杆，使活塞杆继续向前伸，通过活塞杆推动拉刀杆前移，将碟簧压缩，直至拉刀杆的前端自压盖前侧伸出，同时调整垫的前端面与凸台的后端面贴紧，调整垫的后端面与碟簧的前端面贴紧，然后手动旋转连接体(此时手动旋转连接体轻松、高效、方便，无需克服传统装配方式中需要克服的碟簧阻力)，使连接体的后端面与调整垫的前端面贴紧，之后松开加力杆，放松油缸，活塞杆自动向后收缩，最后将三个卡爪与碟簧套筒分离，移开液压三爪拉马；

(3)将拉刀杆、碟簧、调整垫和连接体构成的拉刀单元及连接体从碟簧套筒的后侧取出，此时碟簧的弹力仍同时作用在调整垫和拉刀杆上，并通过调整垫传递至连接体；

(4)将拉刀爪与连接体的前端螺纹连接，通过测力装置测量拉刀单元的拉刀力，由于此时碟簧的弹力作用，连接体定位牢固、不易松动，可确保拉刀力测量结果的精准度；

(5)若拉刀力的大小符合要求，则拧紧连接体的侧壁上的若干紧定螺钉，将拉刀单元连同连接体和和拉刀爪一起从碟簧套筒的后侧装入碟簧套筒内，完成拉刀机构的装配，等待后续主轴的安装；

若拉刀力的大小不符合要求，则取下拉刀爪，将拉刀单元连同连接体从碟簧套筒的后侧重新装入碟簧套筒内，再将液压三爪拉马的三个卡爪收紧并卡在所述的碟簧套筒的法兰部上，然后往复摇摆加力杆，通过活塞杆向前推动拉刀杆，直至碟簧的弹力同时作用在拉刀杆和调整垫上，并通过调整垫传递至压盖，再松开并取下连接体和液压三爪拉马，取出拉刀杆、碟簧和调整垫，加工调整调整垫的厚度，然后重复步骤(1)～步骤(4)，直至拉刀力的大小符合要求，再拧紧连接体的侧壁上的若干紧定螺钉，将拉刀单元连同连接体和和拉刀爪一起从碟簧套筒的后侧装入碟簧套筒内，完成拉刀机构的装配，等待后续主轴的安装。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明公开的数控机床主轴拉刀机构结构简单，装配方便，装配时可实现对拉刀力的精确控制，从而大幅提高拉力机构的装配效率，装配效率比传统装配方法提高50％以上，可降低操作人员的劳动强度。在装配过程中，碟簧的弹力可从连接体与拉刀杆之间转接至压盖与拉刀杆之间，从而操作人员可轻松拧动连接体，无需克服传统装配方式中需要克服的碟簧阻力，实现对拉刀杆的快速、高效安装。即使安装完成后发现拉刀力不合格，也可以进行快速拆卸和重装，在最短时间内进行调整，使拉刀机构的拉刀力满足使用要求。

附图说明

图1为装配过程中实施例的拉刀机构与三爪拉马的连接和结构剖切示意图。

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。

实施例的数控机床主轴拉刀机构，如图1所示，包括拉刀单元、拉刀爪5和压盖6，拉刀单元包括拉刀杆1、碟簧2、调整垫3和连接体4，调整垫3和碟簧2前后套设在拉刀杆1上，调整垫3和碟簧2的外侧套设有碟簧套筒7，碟簧套筒7的后侧一体设置有法兰部71，压盖6和连接体4均为筒状，压盖6通过若干内六角螺钉61固定在碟簧套筒7的前端，压盖6套设在调整垫3的外侧，拉刀杆1的后端设置有宽径部11，碟簧2压紧设置在调整垫3和宽径部11之间，连接体4套设在拉刀杆1的前端并与拉刀杆1螺纹连接，压盖6的前端一体设置有内伸的凸台62，调整垫3的前端面同时与凸台62的后端面和连接体4的后端面贴紧，调整垫3的后端面与碟簧2的前端面贴紧，压盖6套设在连接体4的外侧，连接体4的侧壁上安装有用于压紧固定拉刀杆1的若干紧定螺钉41，拉刀爪5与连接体4的前端螺纹连接。

本实施例中，连接体4与拉刀杆1之间设置有第一密封圈12，第一密封圈12安装在拉刀杆1上；连接体4与压盖6之间设置有第二密封圈42，第二密封圈42安装在连接体4上。

上述数控机床主轴拉刀机构的装配方法，包括以下步骤：

(1)依次将碟簧2和调整垫3自拉刀杆1的前端套在拉刀杆1上，再将压盖6固定在碟簧套筒7的前端，然后将拉刀杆1连同碟簧2和调整垫3一起从碟簧套筒7的后侧装入碟簧套筒7内；

(2)准备一液压三爪拉马，液压三爪拉马采用现有技术，该液压三爪拉马包括卡爪座81、油缸82、活塞杆83、加力杆84和三个卡爪85，三个卡爪85的末端分别铰接在卡爪座81上，油缸82安装在卡爪座81的中部，加力杆84与活塞杆83相连；

将液压三爪拉马的三个卡爪85收紧并卡在碟簧套筒7的法兰部71上，如图1所示，再往复摇摆加力杆84，对活塞杆83施加作用力，使活塞杆83向前伸，随着活塞杆83的向前伸，活塞杆83的前端面与拉刀杆1的后端面贴紧，继续摇摆加力杆84，使活塞杆83继续向前伸，通过活塞杆83推动拉刀杆1前移，将碟簧2压缩，直至拉刀杆1的前端自压盖6前侧伸出，同时调整垫3的前端面与凸台62的后端面贴紧，调整垫3的后端面与碟簧2的前端面贴紧，然后手动旋转连接体4(此时手动旋转连接体4轻松、高效、方便，无需克服传统装配方式中需要克服的碟簧阻力)，使连接体4的后端面与调整垫3的前端面贴紧，之后松开加力杆84，放松油缸82，活塞杆83自动向后收缩，最后将三个卡爪85与碟簧套筒7分离，移开液压三爪拉马；

(3)将拉刀杆1、碟簧2、调整垫3和连接体4构成的拉刀单元及连接体从碟簧套筒7的后侧取出，此时碟簧2的弹力仍同时作用在调整垫3和拉刀杆1上，并通过调整垫3传递至连接体4；

(4)将拉刀爪5与连接体4的前端螺纹连接，通过测力装置测量拉刀单元的拉刀力，测量装置采用现有技术，由于此时碟簧2的弹力作用，连接体4定位牢固、不易松动，可确保拉刀力测量结果的精准度；

(5)若拉刀力的大小符合要求，则拧紧连接体4的侧壁上的若干紧定螺钉41，将拉刀单元连同连接体4和和拉刀爪5一起从碟簧套筒7的后侧装入碟簧套筒7内，完成拉刀机构的装配，等待后续主轴的安装；

若拉刀力的大小不符合要求，则取下拉刀爪5，将拉刀单元连同连接体4从碟簧套筒7的后侧重新装入碟簧套筒7内，再将液压三爪拉马的三个卡爪85收紧并卡在碟簧套筒7的法兰部71上，然后往复摇摆加力杆84，通过活塞杆83向前推动拉刀杆1，直至碟簧2的弹力同时作用在拉刀杆1和调整垫3上，并通过调整垫3传递至压盖6，再松开并取下连接体4和液压三爪拉马，取出拉刀杆1、碟簧2和调整垫3，加工调整调整垫3的厚度，然后重复步骤(1)～步骤(4)，直至拉刀力的大小符合要求，再拧紧连接体4的侧壁上的若干紧定螺钉41，将拉刀单元连同连接体4和和拉刀爪5一起从碟簧套筒7的后侧装入碟簧套筒7内，完成拉刀机构的装配，等待后续主轴的安装。

上述数控机床主轴拉刀机构安装后，使用过程中，当旋紧连接体4时，连接体4通过调整垫3向碟簧2传递作用力，使碟簧2压缩，当拉刀爪5上抓有刀具时，通过碟簧2产生拉刀力，进而拉紧刀具。

Claims (4)

1.一种数控机床主轴拉刀机构，其特征在于包括拉刀单元、拉刀爪和压盖，所述的拉刀单元包括拉刀杆、碟簧、调整垫和连接体，所述的调整垫和所述的碟簧前后套设在所述的拉刀杆上，所述的调整垫和所述的碟簧的外侧套设有碟簧套筒，所述的碟簧套筒的后侧一体设置有法兰部，所述的压盖和所述的连接体均为筒状，所述的压盖固定在所述的碟簧套筒的前端，所述的压盖套设在所述的调整垫的外侧，所述的拉刀杆的后端设置有宽径部，所述的碟簧压紧设置在所述的调整垫和所述的宽径部之间，所述的连接体套设在所述的拉刀杆的前端并与所述的拉刀杆螺纹连接，所述的压盖的前端一体设置有内伸的凸台，所述的调整垫的前端面同时与所述的凸台的后端面和所述的连接体的后端面贴紧，所述的调整垫的后端面与所述的碟簧的前端面贴紧，所述的压盖套设在所述的连接体的外侧，所述的连接体的侧壁上安装有用于压紧固定所述的拉刀杆的若干紧定螺钉，所述的拉刀爪与所述的连接体的前端螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床主轴拉刀机构，其特征在于所述的连接体与所述的拉刀杆之间设置有第一密封圈，所述的第一密封圈安装在所述的拉刀杆上；所述的连接体与所述的压盖之间设置有第二密封圈，所述的第二密封圈安装在所述的连接体上。

3.根据权利要求1所述的一种数控机床主轴拉刀机构，其特征在于所述的压盖通过若干内六角螺钉固定在所述的碟簧套筒的前端。

4.权利要求1-3中任一项所述的数控机床主轴拉刀机构的装配方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)依次将碟簧和调整垫自拉刀杆的前端套在拉刀杆上，再将压盖固定在碟簧套筒的前端，然后将拉刀杆连同碟簧和调整垫一起从碟簧套筒的后侧装入碟簧套筒内；

(2)准备一液压三爪拉马，该液压三爪拉马包括卡爪座、油缸、活塞杆、加力杆和三个卡爪，所述的三个卡爪的末端分别铰接在所述的卡爪座上，所述的油缸安装在所述的卡爪座的中部，所述的加力杆与所述的活塞杆相连；

将液压三爪拉马的三个卡爪收紧并卡在碟簧套筒的法兰部上，再往复摇摆加力杆，对活塞杆施加作用力，使活塞杆向前伸，随着活塞杆的向前伸，活塞杆的前端面与拉刀杆的后端面贴紧，继续摇摆加力杆，使活塞杆继续向前伸，通过活塞杆推动拉刀杆前移，将碟簧压缩，直至拉刀杆的前端自压盖前侧伸出，同时调整垫的前端面与凸台的后端面贴紧，调整垫的后端面与碟簧的前端面贴紧，然后手动旋转连接体，使连接体的后端面与调整垫的前端面贴紧，之后松开加力杆，放松油缸，活塞杆自动向后收缩，最后将三个卡爪与碟簧套筒分离，移开液压三爪拉马；

(3)将拉刀杆、碟簧、调整垫和连接体构成的拉刀单元及连接体从碟簧套筒的后侧取出，此时碟簧的弹力仍同时作用在调整垫和拉刀杆上，并通过调整垫传递至连接体；

(4)将拉刀爪与连接体的前端螺纹连接，通过测力装置测量拉刀单元的拉刀力；

(5)若拉刀力的大小符合要求，则拧紧连接体的侧壁上的若干紧定螺钉，将拉刀单元连同连接体和和拉刀爪一起从碟簧套筒的后侧装入碟簧套筒内，完成拉刀机构的装配，等待后续主轴的安装；

若拉刀力的大小不符合要求，则取下拉刀爪，将拉刀单元连同连接体从碟簧套筒的后侧重新装入碟簧套筒内，再将液压三爪拉马的三个卡爪收紧并卡在所述的碟簧套筒的法兰部上，然后往复摇摆加力杆，通过活塞杆向前推动拉刀杆，直至碟簧的弹力同时作用在拉刀杆和调整垫上，并通过调整垫传递至压盖，再松开并取下连接体和液压三爪拉马，取出拉刀杆、碟簧和调整垫，加工调整调整垫的厚度，然后重复步骤(1)～步骤(4)，直至拉刀力的大小符合要求，再拧紧连接体的侧壁上的若干紧定螺钉，将拉刀单元连同连接体和和拉刀爪一起从碟簧套筒的后侧装入碟簧套筒内，完成拉刀机构的装配，等待后续主轴的安装。