CN1144729A - 用于将各种尺寸的刀夹锥柄夹持到主轴上的装置 - Google Patents

Abstract

将刀夹锥柄夹到主轴上的装置包括装在主轴(6)端部用以夹持预定尺寸锥柄(10，10′)的连接器(9，9′)；滑动地装在主轴(6)中的第一套管(20)以及滑动地装在其中的第二套管(21)，它们分别具有和不同类锥柄尾部配合的球的球座；产生弹性地对第一套管朝第一方向施压以保持第一组球与第一类锥柄的尾部相啮合的装置(19，18，16)；第一、二套管的配合接触装置(61，22，62)，将第一套管朝与第一方向相反的第二方向推的推动装置(12，13，16)；主轴上的第一球座(58)，和第一套管上的第二球座(56)。

Description

用于将各种尺寸的刀 夹锥柄夹持到主轴上的装置

本发明涉及将各种尺寸的刀夹锥柄夹持到机床或平衡机器的主轴上去的装置。

众所周知，加工刀具是被固定在刀夹锥柄上，后者再被安装在机床或用以平衡刀具—刀夹锥柄组件的机器的主轴上。

为此，刀夹锥柄设有一尾部，该尾部与主轴上的夹持装置相配合。已知的夹持装置大体分为两类：一种具有包含着球体的套管，另一种具有弓形的或“花瓣”式的套爪。

同样是众所周知的，有各种尺寸的刀夹锥柄。例如，符合ISO40标准的刀夹锥柄大约比ISO30标准的刀夹锥柄大一倍。

连接在机床或平衡机器的主轴上的传统的夹持装置被设计成用于夹持预定的固定尺寸的刀夹锥柄，不能将不同尺寸的刀夹锥柄安装到主轴上。例如，ISO40标准刀夹锥柄的夹持装置就不能夹持ISO30标准的刀夹锥柄，反之亦然。

鉴于所述的现有技术的状况，本发明的目在于提供一种连接到机床或平衡机器的主轴上的夹持装置，它能够将相应于各种尺寸标准的不同尺寸的刀夹锥柄，例如ISO30标准和ISO40标准的刀夹锥柄，夹持到主轴上。

根据本发明，上述目的的实现归功于这样一种将刀夹锥柄夹持到机床或平衡机器的主轴上去的夹持装置，其特征在于该装置包括：可拆卸地安装在主轴一端上的，用以夹持配有各自钩形尾部的各个预定尺寸刀夹锥柄的连接器；

滑动地安装在主轴中的第一套管，该套管设有圆周排列的第一组球腔，以容纳可以与第一类刀夹锥柄的钩形尾部径向配合的第一组球；

滑动地安装在第一套管中的第二套管，该套管设有圆周排列的第二组球腔，以容纳可以与第二类刀夹锥柄的钩形尾部径向配合的第二组球；

弹性施压装置，对第一套管朝着第一方向施压，以此保持第一组球与第一类刀夹锥柄的钩形尾部间的啮合状态；

第一套管与第二套管的配合接触装置，用以向第二套管传送所述第一弹性施压装置沿第一方向的驱动力，因而保持第二组球与第二类刀夹锥柄的钩形尾部的啮合状态；

将第一套管朝着与第一方向相反的第二方向推动的推动装置

设置在主轴上的第一球座，用于在沿第二方向推动第一套管时容纳第一组球，以便能够移去第一类刀夹锥柄的钩形尾部；

设置在第一套管上的第二球座，用于在沿第二方向推动第一套管时容纳第二组球，以便能够移去第二类刀夹锥柄的尾部。

本发明的装置可以将各种尺寸的刀夹锥柄，例如相应于ISO30和ISO40标准的锥柄，夹持到机床或平衡机器的同一个主轴上：设置在第一套管中的球夹持较大尺寸的锥柄；设置在第二套管中的球夹持较小尺寸的锥柄。

通过对于下面由附图所示的，非限制性的某一实施例的详细描述，本发明的其它特征和优点将变得更加清楚，其中：

图1是平衡机器的电动主轴组件的轴向截面视图，其中主轴装有本发明的夹持装置，并装有ISO40尺寸标准的刀夹锥柄；

图2是沿图1中II-II线的截面图；

图3是沿图1中III-III线的截面图；

图4-6是简化形式的轴向截面视图，表示了图1的电动主轴组件在拆卸刀夹锥柄过程中的三个不同的工作状态；

图7是沿图5中VII-VII线的截面图；

图8是沿图6中VIII-VIII线的截面图；

图9是图1电动主轴组件的轴向截面视图，装有ISO30尺寸标准的刀夹锥柄；

图10是沿图9中X-X线的截面图；

图11-13是简化形式的轴向截面视图，表示了图9的电动主轴组件在拆卸刀夹锥柄过程中的三个不同的工作状态。

图1表示了用以平衡加工刀具的机器上的电动主轴组件的轴向截面图。该电动主轴组件也构成了本申请人提出的正在审查中的本专利申请的申请主题。

所示的电动主轴组件包括大致圆柱形的壳体1，其两端由前法兰2和后法兰3封闭。

壳体1中容纳着电动机，它包括固定在壳体1内壁上的定子4，以及与定子4同轴的转子5。转子5以键安装在中空轴6上，该轴构成了转动元件，更确切地说，就是主轴。主轴6在其两端通过球轴承7和8支承在法兰2和3上。

连接器9通过螺钉50安装在主轴6的前部(也就是对应于图1的左侧)，并且装有刀夹锥柄10，刀夹锥柄包括一个尾部28。在图中，连接器9和刀夹锥柄10具有与ISO40标准相应的尺寸。螺纹安装的连接器9是可以拆卸的，可更换为对应于其它尺寸刀夹锥柄的另外的连接器，例如，对应于ISO30标准的(如图9所示，相应内容将在下文中讨论)。

在主轴6的尾部螺纹端上，位于球轴承8的后面，以螺纹方式安装着第一螺母51和第二螺母52，第二螺母52带有供传感器53用的标识槽口。传感器53向电控单元(未示出)发出信号以确定出角度参数。设在电动组件内的另一个未示出的传感器确定出待平衡刀具的不平衡程度以及重新建立平衡所需的配重。

后法兰3上装有圆柱形套11，套中插有圆柱体12并通过螺钉55固定在套11上。在由密封盖14封闭住其尾端的圆柱体12中，滑动地容纳着一个内部中空的活塞13，该活塞通过螺旋弹簧15弹性地顶向密封盖14。

内中空的拉伸轴16也在圆柱体12中延伸，螺母18拧在轴16的螺纹端上。与弹簧15同轴的第二螺旋弹簧19作用在螺母18上，迫使拉伸轴16朝向活塞13的那端。

拉伸轴16的与螺母18相对的另一端滑动地插在主轴6中。拉伸轴16的插在主轴6中的这一端是螺纹端。第一套管20拧在该螺纹端上，滑动地容纳在主轴6中。如图2中可以更好地看到的那样，第一套管20在其相互以120°间隔分布于圆周的各个孔26中容纳着第一组的3个球24。孔26的尺寸相应于球24的直径，但朝向主轴6的轴线具有锥度，这样使球24只能突出一部分而不会掉出来。在第一套管20中，邻近圆周排列的球24还设有环形槽56。此外，在主轴6中还设有至少容纳球24的一部分的足够尺寸的环形槽58。

第一套管20中滑动地容纳着第二套管21，套管21拧在连接杆22上，后者则由第三螺旋弹簧23弹性地压向刀夹锥柄10的尾部2的方向，如图3中可以更好地看到的那样，第二套管21在其相互以120°间隔分布于圆周的，位于第一套管20各孔的间隔中间位置上的各个孔27中(也就是说，两组圆周排列的孔相互间相错60°)容纳着三个球25。球25的直径略小于球24的直径。与孔26相似，孔2的尺寸也对应于球25的尺寸，但具有朝向主轴6轴线的锥度，这样使球25只能突出一部分而不会掉出来。沿着第二套管21的外表面三个轴向槽57(图3)也以120°的相互间隔而设置并位于孔27间的中间位置处(因而也就是与第一套管20中的孔26相对齐)。

推杆17滑动地插在拉伸轴16中，推杆17也在第三螺旋弹簧23连接杆22和第二套管21中延伸，大体上延伸到锥柄10尾端28的那端。与主轴6成一体的两个销40嵌入成形的推杆17表面上的各个凹槽中，以防止推杆相对于主轴转动，同时也防止在卸下刀夹锥柄时将推杆抽出。拉伸轴16的端部设有内螺纹，螺钉59拧在里面以调整推杆17的行程。

在图1所示的工作状态中，刀夹锥柄10卡在主轴6上：第一套管20在拉伸轴16上的弹簧19的作用下被拉向主轴组件的尾部，球24从孔26中突出来一部分，防止尾部28的较宽的端部被抽出来。刀夹锥柄10的外锥面与连接器9的内锥面之间的摩擦力使得锥形刀具组件与主轴6成为一体。

刀夹锥柄的拆卸过程表示在图4-6中。为了从主轴6上卸下刀夹锥柄10，压缩空气通过盖14上的孔29被送入圆锥体12。压缩空气使活塞克服弹簧15的弹力而向左滑动。在某一位置上活塞13的端部与拉伸轴16的端部机械接触，并开始克服弹簧19的弹力向左推动拉伸轴16。拉伸轴16的向左滑动造成第一套管20同样的滑动在图4的状态中，活塞13已经与拉伸轴16的端部机械接触，第一套管20已经向左滑动了一部分。拉伸轴16的向前运动还造成弹簧2的压缩，因而通过连接杆22以增大了的力量将第二套管21推压到尾部28的端面上。

如图5所示，随着第一套管20的滑动，当孔26被带到主轴6内表面上的环槽58处时(图7)，球24就可以被驱赶进孔26中，这样就不再阻碍尾部28上较宽部分进一步被抽出。第二套管21在尾部2上的推力使锥柄10和连接器9的两个锥面分离，锥柄10就可以取下来。

应当注意，当刀夹锥柄10从连接器9中抽出时，第二套管21在第一套管20中受弹簧23的推力而向左滑动，直到连接杆22机械地撞击在推杆17上的环60上(图6)。在这个位置上，孔27与环形槽56对齐，球25可以自由落入孔27中。于是球25对于即将要装到主轴6中的新刀夹锥柄的尾部不会构成进入时的障碍。

图9是与图1相同的电动主轴的轴向截面图，然而图中所安装的连接器9′是针对ISO30标准的刀柄锥柄10′的。这种刀夹锥柄比ISO40锥柄短，并且有一尾部28′，其尺寸大约是图1中刀夹锥柄1的尾部28的尺寸的一半。

在这种情况下，刀夹锥柄10′由第一套管21的球25来夹持，球25从各个孔中伸出一部分。尽管弹簧23试图将连接杆22和第二套管21推向图9中的左侧，但由于第一套管20上设置的环形突缘61以及与之啮合的设在连接杆22上仍相应环形突缘62，在第一套管2的作用下第二套管21的趋向于朝向主轴组件的尾部运动，第一套管20在弹簧19的作用下朝向电动主轴的尾部运动。第一套管的球24由第二套管21外表面上的各轴向槽57容纳(图10)。

为了卸下刀夹锥柄10′，象前面所述那样将压缩空气经过孔2送入缸体12中，空气使活塞13向左滑动，直到它机械地撞击到拉伸轴16的端部。因而活塞13的滑动引起拉伸杆以及第一套管20的滑动(图11)。当第一套管20中的孔26运动到环形槽58处，第二套管21中的孔27正位于环形槽56处，以及球25因而可以脱开。在这个位置上，调整螺钉59的端部接触到推杆17的端部，因而将推杆17向左推，直到推杆撞击到尾部28′的端部，于是就推动尾部28使锥柄10′的各壁面与连接器9′的相应壁面分离。于是就可以从主轴6上卸下刀夹锥柄10′。

图13表示的电动主轴已经抽去了刀夹锥柄10′，正准备装上新的刀夹锥柄。

尽管所示的附图以及所作的相应说明都是针对着平衡机器的电动主轴，但本发明的夹持装置显然也可以用于机床的主轴。此外，所引用的关于刀夹锥柄尺寸的ISO30和ISO40标准完全是一种例举。在套管具有合适尺寸的前提下，该装置显然还可用来装卡各种标准的刀夹锥柄。

Claims (9)

1.将刀夹锥柄夹持到机床或平衡机器的主轴上去的夹持装置其特征在于该装置包括：

可拆卸地安装在主轴(6)一端上的，用以夹持配有各自钩形尾部(28，28′)的各个预定尺寸刀夹锥柄(10，10′)的连接器(9，9′

滑动地安装在主轴(5)中的第一套管(20)，该套管设有圆周排列的第一组球腔(26)，以容纳可以与第一类刀夹锥柄(10)的钩形尾部(28)径向配合的第一组球(24)；

滑动地安装在第一套管(20)中的第二套管(21)，该套管设有圆周排列的第二组球腔(27)，以容纳可以与第二类刀夹锥柄(10′的钩形尾部(28′)径向配合的第二组球(25)；

弹性施压装置(19，18，16)，对第一套管(20)朝着第一方向施压，以此保持第一组球(24)与第一类刀夹锥柄(10)的钩形尾部(28)间的啮合状态；

第一套管(20)与第二套管(21)的配合接触装置(61，22，62)用以向第二套管(21)传送所述第一弹性施压装置(19，18，16)沿第一方向的驱动力，因而保持第二组球(25)与第二类刀夹锥柄(10的钩形尾部(28′)间的啮合状态；

将第一套管(20)朝着与第一方向相反的第二方向推动的推动装置(12，13，16)；

设置在主轴(6)上的第一球座(58)，用于在沿第二方向推动第一套管(20)时容纳第一组球(24)，以便能够移去第一类刀夹锥柄(10)的钩形尾部(28)；

设置在第一套管(20)上的第二球座(56)，用于在沿第二方向推动第一套管(20)时容纳第二组球(25)，以便能够移去第二类刀夹锥柄(10′)的钩形尾部(28′)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的弹性施压装置(19，18，16)包括一个与第一套管(20)连成一体并构成该套管轴向延伸部分的轴(16)，以及包括对用螺纹拧在轴(16)端部上的环形螺母(18)施加作用力的螺旋弹簧(19)。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，推动装置(12，116)包括缸体(12)和气动致动的活塞组件(13)。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一组球包括三个球(24)，容纳在沿着圆周相互等间距间隔设置的各自的球腔(2中。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第二组球包括三个球(25)，容纳在沿着圆周相互等间距间隔设置的各自的球腔(2中。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的第一球座是设置在主轴(6)内表面上的环形槽(58)。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的第二球座是设置在第一套管(20)内表面上的环形槽(56)。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，一组轴向槽(57)设置在第二套管(21)的外表面上，以容纳第一组球(24)，以便当第一组球(24)未落入第一球座(58)时，允许第二套管(21)相对于第一套管(20)滑动。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置包括一个滑动地设置在第二套管(21)内部的由推动装置(12，13，16)致动的推杆(17)，用以推动刀夹锥柄(10′)的钩形尾部(28′)，以便于将其抽出。

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