CN113635107B - 一种数控立式铣床换刀主轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控立式铣床换刀主轴，包括主轴箱体，主轴箱体中设有能转动的内轴座，内轴座的下端设有用于安装刀具的安装孔，主轴箱体内设有驱动内轴座转动的电动驱动组件；内轴座的轴心处开设有轴孔；拉轴三的下端连接有拉刀机构；拉轴二的外侧周向连接有多个连杆，每个连杆的下端均布置有锁紧机构；主轴箱体上端安装有气动驱动组件。本发明当处在压紧状态时，可降低摩擦，增大零部件的使用寿命。本发明通过在拉轴一、拉轴二和拉轴三的内部设置通气孔一、通气孔和通气孔三，实现注入的气体可从通气孔排出，对腔室一和腔室二清理。

Description

一种数控立式铣床换刀主轴

技术领域

本发明属于数控技术领域，具体涉及一种数控立式铣床换刀主轴。

背景技术

数控机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴，原数控立式钻床主轴与刀体连接的连接方式摩擦较大，使用过程中容易出现脱刀现象，对机床造成损坏，机床使用寿命会有所降低，另一方面，在加工和换刀过程中，铁屑容易进入主轴内部，对主轴造成伤害。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种数控立式铣床换刀主轴，可实现方便换刀，换刀过程中可对主轴进行清理。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种数控立式铣床换刀主轴，包括主轴箱体，所述主轴箱体为内部设有空腔且底部设有开口的管筒，空腔中转动有内轴座，所述内轴座的下端伸出主轴箱体外，所述内轴座的下端设有用于安装刀具的安装孔，主轴箱体内设有驱动内轴座转动的电动驱动组件；

所述内轴座的轴心处开设有轴孔，所述轴孔内安装有可上下移动的拉轴二和拉轴三，所述拉轴二与拉轴三之间留有间隙；

所述拉轴三的下端连接有拉刀机构；

所述拉轴二的外侧周向连接有多个连杆，每个连杆的下端均布置有锁紧机构；

所述主轴箱体上端安装有气动驱动组件，所述气动驱动组件包括驱动箱体以及上下滑动安装在驱动箱体内部的活塞板，所述活塞板的底部中心处安装有拉轴一，所述拉轴一的下端贯穿主轴箱体，拉轴一与拉轴二之间留有间隙。

优选地，所述内轴座的内部设有腔室一和腔室二，所述腔室一与腔室二连通并通过隔板隔开，腔室二与所述安装孔连通，所述拉刀机构包括安装在拉轴三下端的轴套，所述轴套上端和下端分别位于腔室一和腔室二内，所述轴套内部设有底部向内靠拢的锥面，所述轴套内部连接有用于夹紧拉钉的弹性筒夹，所述弹性筒夹的底部外环面与上述锥面通过楔形机构相适配。

优选地，所述连杆分为上段和下段且上段与下段之间通过气弹簧连接，所述锁紧机构包括布置在连杆下端的压块，所述压块通过压缩弹簧连接在内轴座中，每个所述压块的内侧均设有支撑球，所述压块上端一角为斜面，所述支撑球通过弹性体连接在斜面处，所述支撑球可移动至轴套的底部。

优选地，所述轴套的底部固定有多个限位板，所述限位板与支撑球一一对应，所述腔室二的底部设有与限位板相适配的让位槽。

优选地，所述电动驱动组件包括转动安装在主轴箱体内部的驱动齿轮，所述内轴座的上端外部固定有与驱动齿轮啮合的齿环，所述主轴箱体的外部安装有伺服电机，伺服电机的输出轴贯穿主轴箱体与驱动齿轮连接。

优选地，所述驱动箱体内部活塞板的上方设有储气腔，驱动箱体的上端设有入气口，所述活塞板和拉轴一的中心处设有通气孔一，所述活塞板的中部开设有滑道，滑道中布置有磁球，所述滑道与通气孔一连通，所述滑道的一侧连通有方形槽，方形槽的下端贯穿活塞板，所述主轴箱体的上表面安装有与方形槽适配的磁板，所述磁板与磁球磁性连接。

优选地，所述拉轴三的中部固定有凸板，所述内轴座的外部套接有蝶形弹簧，蝶形弹簧的上端抵紧于凸板，下端抵紧在内轴座的内部。

优选地，所述拉轴二的内部中心处设有通气孔二，所述拉轴三的内部中心处设有通气孔三，当所述拉轴一、拉轴二和拉轴三连接时，通气孔一、通气孔和通气孔三连通。

优选地，所述内轴座的上下两端均通过轴承连接在主轴箱体内。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明在锁紧状态下，拉轴一与拉轴二不接触，避免内轴座被拉轴一压紧时转动，可降低摩擦，增大零部件的使用寿命。

（2）本发明通过在轴套的底部设置支撑球，且支撑球通过压块抵紧，可预防轴套松动，避免脱刀事件发生。

（3）本发明通过在拉轴一、拉轴二和拉轴三的内部设置通气孔一、通气孔和通气孔三，实现了使注入的气体可从通气孔排出，对腔室一和腔室二清理。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明锁紧状态局部图。

图3为本发明非锁紧状态局部图。

图4为本发明图1中的A处放大图。

图5为本发明图1中的B处放大图。

图6为本发明弹性筒夹的结构示意图。

附图标记说明：

1、驱动箱体，2、主轴箱体，3、储气腔，4、驱动齿轮，5、齿环，6、伺服电机，7、活塞板，8、拉轴一，9、磁板，10、内轴座，11、拉轴二，12、连杆，13、拉轴三，14、凸板，15、蝶形弹簧，16、气弹簧，17、轴套，18、隔板，19、弹性筒夹，20、支撑球，21、压块，22、压缩弹簧，23、磁球，24、拉杆，25、限位板，26、让位槽，27、腔室一，28、腔室二，29、滑道，30、方形槽，31、安装孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图6所示，本实施例提供的一种数控立式铣床换刀主轴，包括主轴箱体2，所述主轴箱体2为内部设有空腔且底部设有开口的管筒，空腔中设有能转动的内轴座10，所述内轴座10的上下两端均通过轴承连接在主轴箱体2内，轴承连接摩擦力较小，所述内轴座10的下端伸出主轴箱体2外，所述内轴座10的下端设有用于安装刀具的安装孔31，主轴箱体2内设有驱动内轴座10转动的电动驱动组件，所述电动驱动组件包括转动安装在主轴箱体2内部的驱动齿轮4，所述内轴座10的上端外部固定有与驱动齿轮4啮合的齿环5，所述主轴箱体2的外部安装有伺服电机6，伺服电机6的输出轴贯穿主轴箱体2与驱动齿轮4连接，伺服电机6带动驱动齿轮4转动，驱动齿轮4带动内轴座10转动。

所述内轴座10的轴心处开设有轴孔，所述轴孔内安装有可上下移动的拉轴二11和拉轴三13，所述拉轴三13的中部固定有凸板14，所述拉轴三13的外部套接有蝶形弹簧15，蝶形弹簧15的上端抵紧于凸板14，下端抵紧在内轴座10的内部，所述拉轴二11与拉轴三13之间留有间隙，拉轴三13在蝶形弹簧15弹力的作用下始终有向上的势力。

结合图2和图3，所述拉轴三13的下端连接有拉刀机构，所述内轴座10的内部设有腔室一27和腔室二28，所述腔室一27与腔室二28连通并通过隔板18隔开，腔室二28与所述安装孔31连通，所述拉刀机构包括安装在拉轴三13下端的轴套17，所述轴套17上端和下端分别位于腔室一27和腔室二28内，所述轴套17内部设有底部向内靠拢的锥面，所述轴套17内部连接有用于夹紧拉钉的弹性筒夹19，所述弹性筒夹19的底部外环面与上述锥面通过楔形机构相适配，拉轴三13带动轴套17向上滑动，轴套17压缩弹性筒夹19的底部，弹性筒夹19底部向内靠拢可夹紧拉钉。

结合图2和图3，所述拉轴二11的外侧周向连接有多个连杆12，每个连杆12的下端均布置有锁紧机构，所述连杆12分为上段和下段且上段与下段之间通过气弹簧16连接，气弹簧16的作用为：当压块21移动至最底部时，连杆12可继续压缩，保证拉轴二11继续向下移动，压紧拉轴三13，所述锁紧机构包括布置在连杆12下端的压块21，所述压块21通过压缩弹簧22连接在内轴座10中，每个所述压块21的内侧均设有支撑球20，所述压块21上端一角为斜面，所述支撑球20通过弹性体连接在斜面处，所述支撑球20可移动至轴套17的底部，当拉轴二11不再压紧时，压缩弹簧22可将拉轴二11向上推动，支撑球20收到斜面的挤压进入轴套17的底部，防止轴套17向下移动，所述轴套17的底部固定有多个限位板25，所述限位板25与支撑球20一一对应，所述腔室二28的底部设有与限位板25相适配的让位槽26，限位板25可限制支撑球20的位置。

结合图1和图4，所述主轴箱体2上端安装有气动驱动组件，所述气动驱动组件包括驱动箱体1以及上下滑动安装在驱动箱体1内部的活塞板7，所述活塞板7的底部中心处安装有拉轴一8，所述拉轴一8的下端贯穿主轴箱体2，所述驱动箱体1内部活塞板7的上方设有储气腔3，驱动箱体1的上端设有入气口，所述活塞板7和拉轴一8的中心处设有通气孔一，拉轴一8与拉轴二11之间留有间隙，活塞板7可带动拉轴一8向下移动，所述拉轴二11的内部中心处设有通气孔二，所述拉轴三13的内部中心处设有通气孔三，当所述拉轴一8、拉轴二11和拉轴三13连接时，通气孔一、通气孔和通气孔三连通，气体可从三个通气孔中注入腔室一27中，所述活塞板7的中部开设有滑道29，滑道29中布置有可沿滑道29滑动的磁球23，所述滑道29一端与通气孔一连通，所述滑道29的另一端与设在活塞板7下表面的方形槽30连通，所述主轴箱体2的上表面安装有与方形槽30适配可插入方形槽30内的磁板9，所述磁板9插在方形槽30内时，磁板9与磁球23磁性相吸，当活塞板7没移动至主轴箱体2的表面时，储气腔3内部的高压气体压紧磁球23，磁球23将通气孔一堵死，当活塞板7移动至主轴箱体2的表面时，磁板9进入方形槽30内部，磁板9磁吸磁球23，磁球23位移，部分气体会从通气孔一、通气孔二和通气孔三进入腔室一27和腔室二28的内部，对腔室一27和腔室二28进行清理。

当需要安装刀具时，高压气体从入气口注入储气腔3，磁球23将通气孔一堵死，活塞板7受压之后向下移动，拉轴一8跟随活塞板7向下移动；首先，当拉轴一8与拉轴二11接触后，带动拉轴二11向下移动，拉轴二11在向下移动的过程同时带动多个连杆12向下移动，连杆12带动压块21向下按压压缩弹簧22，压块21在移动的过程中，压块21向下移动留出空间，弹性体拉动支撑球20向外侧移动；其次，拉轴一8继续带动拉轴二11向下移动，当拉轴二11与拉轴三13接触时，气弹簧16受压收缩，拉轴三13外侧的凸板14压缩蝶形弹簧15向下移动，带动轴套17向下移动，轴套17不再挤压弹性筒夹19，弹性筒夹19的底部张开；这时，磁板9会插入活塞板7内部的方形槽30中，磁板9磁吸磁球23，带动磁球23移动，气体从通气孔一、通气孔二和通气孔三注入腔室一27的内部对腔室一27和腔室二28的内部进行清理，由于通气孔一、通气孔二和通气孔三的直径较小活塞板7不会回位，随即可将刀具一端的拉钉插入弹性筒夹19的内部，断气后，本装置部件回复原位，弹性筒夹19将拉杆24夹紧并固定，支撑球20会卡在轴套17的底部，避免轴套17向下移动，可预防脱刀，刀具安装成功。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种数控立式铣床换刀主轴，其特征在于，包括主轴箱体（2），所述主轴箱体（2）为内部设有空腔且底部设有开口的管筒，空腔中设有能转动的内轴座（10），所述内轴座（10）的下端伸出主轴箱体（2）外，所述内轴座（10）的下端设有用于安装刀具的安装孔（31），主轴箱体（2）内设有驱动内轴座（10）转动的电动驱动组件；

所述内轴座（10）的轴心处开设有轴孔，所述轴孔内安装有可上下移动的拉轴二（11）和拉轴三（13），所述拉轴二（11）与拉轴三（13）之间留有间隙；

所述拉轴三（13）的下端连接有拉刀机构；

所述拉轴二（11）的外侧周向连接有多个连杆（12），每个连杆（12）的下端均布置有锁紧机构；

所述主轴箱体（2）上端安装有气动驱动组件，所述气动驱动组件包括驱动箱体（1）以及上下滑动安装在驱动箱体（1）内部的活塞板（7），所述活塞板（7）的底部中心处安装有拉轴一（8），所述拉轴一（8）的下端贯穿主轴箱体（2），拉轴一（8）与拉轴二（11）之间留有间隙；

所述内轴座（10）的内部设有腔室一（27）和腔室二（28），所述腔室一（27）与腔室二（28）连通并通过隔板（18）隔开，腔室二（28）与所述安装孔（31）连通，所述拉刀机构包括安装在拉轴三（13）下端的轴套（17），所述轴套（17）上端和下端分别位于腔室一（27）和腔室二（28）内，所述轴套（17）内部设有底部向内靠拢的锥面，所述轴套（17）内部连接有用于夹紧拉钉的弹性筒夹（19），所述弹性筒夹（19）的底部外环面与上述锥面通过楔形机构相适配。

2.根据权利要求1所述的一种数控立式铣床换刀主轴，其特征在于，所述连杆（12）分为上段和下段且上段与下段之间通过气弹簧（16）连接，所述锁紧机构包括布置在连杆（12）下端的压块（21），所述压块（21）通过压缩弹簧（22）连接在内轴座（10）中，每个所述压块（21）的内侧均设有支撑球（20），所述压块（21）上端一角为斜面，所述支撑球（20）通过弹性体连接在斜面处，所述支撑球（20）可移动至轴套（17）的底部。

3.根据权利要求2所述的一种数控立式铣床换刀主轴，其特征在于，所述轴套（17）的底部固定有多个限位板（25），所述限位板（25）与支撑球（20）一一对应，所述腔室二（28）的底部设有与限位板（25）相适配的让位槽（26）。

4.根据权利要求1所述的一种数控立式铣床换刀主轴，其特征在于，所述电动驱动组件包括转动安装在主轴箱体（2）内部的驱动齿轮（4），所述内轴座（10）的上端外部固定有与驱动齿轮（4）啮合的齿环（5），所述主轴箱体（2）的外部安装有伺服电机（6），伺服电机（6）的输出轴贯穿主轴箱体（2）与驱动齿轮（4）连接。

5.根据权利要求1所述的一种数控立式铣床换刀主轴，其特征在于，所述驱动箱体（1）内部活塞板（7）的上方设有储气腔（3），驱动箱体（1）的上端设有入气口，所述活塞板（7）和拉轴一（8）的中心处设有通气孔一，所述活塞板（7）的中部开设有滑道（29），滑道（29）中布置有可沿滑道（29）滑动的磁球（23），所述滑道（29）一端与通气孔一连通，所述滑道（29）的另一端与设在活塞板（7）下表面的方形槽（30）连通，所述主轴箱体（2）的上表面安装有与方形槽（30）适配可插入方形槽（30）内的磁板（9），所述磁板（9）插在方形槽（30）内时，磁板（9）与磁球（23）磁性相吸。

6.根据权利要求1所述的一种数控立式铣床换刀主轴，其特征在于，所述拉轴三（13）的中部固定有凸板（14），所述拉轴三（13）的外部套接有蝶形弹簧（15），蝶形弹簧（15）的上端抵紧于凸板（14），下端抵紧在内轴座（10）的内部。

7.根据权利要求5所述的一种数控立式铣床换刀主轴，其特征在于，所述拉轴二（11）的内部中心处设有通气孔二，所述拉轴三（13）的内部中心处设有通气孔三，当所述拉轴一（8）、拉轴二（11）和拉轴三（13）连接时，通气孔一、通气孔和通气孔三连通。

8.根据权利要求1所述的一种数控立式铣床换刀主轴，其特征在于，所述内轴座（10）的上下两端均通过轴承连接在主轴箱体（2）内。

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