CN115533141A - 一种车铣一体机床主轴锁紧结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车铣一体机床主轴锁紧结构，包括箱体和转动连接在箱体内的主轴，箱体内设置有限位件，限位件与箱体固定连接，箱体内还滑移连接有驱动件，驱动件能够通过限位件锁紧主轴。当主轴需要锁紧时，滑动的驱动件可通过限位件将主轴锁紧。且由于限位件是与箱体固定连接的，如此限位件可使得驱动件、主轴不易发生转动。本发明的锁紧结构具有主轴锁紧效果好、可靠性高的优势。

Description

一种车铣一体机床主轴锁紧结构

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种车铣一体机床主轴锁紧结构。

背景技术

随着制造业的不断发展，对工业产品的要求不断提高，为满足市场要求，必须提高生产效率，从而导致复合机床成为了当前世界机床技术发展的主流。进行复合加工的目的在于，在保持工序集中和减少工件重新安装定位的前提下，将更多的加工过程复合在一台机床上。而铣车复合就是将单一加工中心机床、单一数控车床加工工艺能力有机集成在同一台数控机床，变成工件旋转及刀具轴旋转都可以是主运动，从而提高加工件的精度、加工效率。

车铣复合机床的加工成型方式为车削和铣削，车削主要是用车刀对旋转的工件进行车削加工，铣削是用旋转的刀具对工件进行切削。而车铣复合机床的核心机构是兼具铣削能力和车削能力的车铣复合主轴。在车铣复合机床处于铣削加工状态时，车铣复合主轴旋转；在车铣复合机床处于车削加工状态时，车铣复合主轴锁紧。

然而，现有的主轴锁紧装置大都直接采用滑动的抵触件去抵紧主轴，且抵触件在抵紧主轴的同时还需要和主轴箱体的内壁相抵紧，从而限制自身周向的转动，进而通过摩擦力才能锁紧主轴。也就是说，采用这种方式锁紧主轴时，需要提供抵触件与主轴之间的摩擦力、抵触件与主轴箱体内壁的摩擦力。然而，当主轴受到过大的周向力时，抵触件可能会出现转动的情况，进而导致主轴锁紧的效果不佳。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种车铣一体机床主轴锁紧结构。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种车铣一体机床主轴锁紧结构，包括箱体和转动连接在所述箱体内的主轴，所述箱体内设置有限位件，所述限位件与所述箱体固定连接，所述箱体内还滑移连接有驱动件，所述驱动件能够通过所述限位件锁紧所述主轴。

通过上述技术方案，当主轴需要锁紧时，滑动的驱动件可通过限位件将主轴锁紧。且由于限位件是与箱体固定连接的，如此限位件可使得驱动件、主轴不易发生转动。具体来说，当主轴受到周向力时，该作用力会传递至限位件，而由于限位件是固定的，其自身不易出现转动的情况，如此主轴也将不易出现旋转的情况。本发明的锁紧结构具有主轴锁紧效果好、可靠性高的优势。

优选的，所述限位件具有弹性，当所述限位件形变时，所述主轴被锁紧；而当所述限位件恢复自然状态时，所述主轴被释放。

通过上述技术方案，当驱动件不作用力于限位件时，限位件会恢复自然状态，从而不易影响主轴的正常转动。

优选的，所述限位件包括围绕所述主轴的锁紧片，所述箱体内围绕所述主轴还设置有安装盘，所述驱动件包括沿轴向滑移连接在所述安装盘的内壁上的压紧盘，所述锁紧片上向所述压紧盘一侧延伸有锁紧部，当所述压紧盘向所述锁紧部一侧滑移时，所述压紧盘能够抵触所述锁紧部，以使得所述锁紧部产生形变抵紧于所述主轴。

通过上述技术方案，当主轴需要锁紧时，可控制压紧盘向锁紧部一侧滑移。在此过程中，压紧盘会抵触锁紧部，并使得锁紧部发生形变来挤压、抵紧主轴的侧壁，从而实现主轴的锁紧；而当主轴需要转动时，可控制压紧盘从锁紧片中退出。此时，锁紧部会恢复至自然状态，从而实现主轴的释放。

综上，压紧盘与锁紧部配合能够实现主轴的锁紧与释放，且二者的配合关系较为巧妙、可靠。此外，在主轴释放状态下，限位件与驱动件均不与主轴产生连接关系，且主轴上也无需配置与锁紧结构配合的部件，由此不易影响主轴的正常转动性能。

优选的，所述压紧盘的内壁上设置有斜面一，所述压紧盘的横截面积向所述锁紧片一侧逐渐减小，所述锁紧部的外壁上设置有斜面二，所述锁紧部的横截面积向所述压紧盘一侧逐渐减小，所述斜面一与所述斜面二的斜率相互适配。

通过上述技术方案，压紧盘通过斜面一与斜面二的配合能够驱使锁紧部作用于主轴更大的抵紧力，从而使得主轴的锁紧效果得到提升。

优选的，所述安装盘内设置有驱动腔，所述压紧盘的外壁上周向设置有驱动部，所述驱动部伸入所述驱动腔，且所述驱动部的外壁贴合于所述驱动腔的内壁，所述安装盘的内壁贴合于所述压紧盘的外壁，所述安装盘的两侧均开设有连通于所述驱动腔的流道。

通过上述技术方案，当压紧盘需要向锁紧部一侧滑移来锁紧主轴时，可在远离锁紧部一侧的流道里充入流体（例如气体、液体）来推动驱动部向锁紧部一侧滑动，如此压紧盘整体会呈现向锁紧部一侧滑动的运动状态，进而可实现主轴的锁紧；而当主轴需要释放时，可在靠近锁紧部一侧的流道里充入流体，从而将压紧盘推回初始位置，进而可实现主轴的释放。

综上，压紧盘通过流体驱动滑动，如此压紧盘的驱动方式较为便捷，使得切换主轴锁紧与释放也较为便捷。

优选的，所述安装盘位于所述驱动部两侧的内壁上均环设有安装槽一，所述安装槽一内设置有密封环一。

通过上述技术方案，两个密封环一配合可使得安装盘与压紧盘之间不易出现流体漏出的情况。

优选的，所述驱动部的外壁上环设有安装槽二，所述安装槽二内设置有密封环二。

通过上述技术方案，不易出现流体从驱动部的一侧流通至另一侧的情况，进而通过流道进入驱动腔的流体能够稳定的推动驱动部进行滑动。

优选的，所述限位件包括拉片，所述驱动件包括设置在所述拉片的端面上的电磁铁，所述主轴的外壁上设置有固定片，所述电磁铁通电能够产生磁力并吸附于所述固定片。

通过上述技术方案，当主轴需要锁紧时，可控制电磁铁通电产生磁力，从而吸附于固定片。此时，拉片会被拉伸产生形变。且在拉片的作用力下，电磁铁不易出现周向的转动，进而可实现主轴的锁紧；而当主轴需要转动时，可控制电磁铁失电失去磁力，从而不再吸附固定片。此时，拉片会恢复至自然状态并把电磁铁拉回至初始位置，从而实现主轴的释放。

综上，电磁铁与拉片配合能够实现主轴的锁紧与释放。且电磁铁具有控制便捷，以快速锁紧或释放主轴的使用优势。

优选的，所述拉片上设置有固定件一与固定件二，所述固定件一与所述箱体固定连接，所述固定件二与所述电磁铁固定连接。

通过上述技术方案，拉片、箱体以及电磁铁三者之间具有拆装便捷的优势。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为实施例一的结构剖视示意图；

图3为图2的A部放大图；

图4为实施例一的锁紧片的结构示意图；

图5为实施例二的结构示意图；

图6为实施例二的结构剖视示意图；

图7为图6的B部放大图；

图8为实施例二中，拉片的结构示意图。

附图标记：1、箱体；2、主轴；3、限位件；4、驱动件；5、锁紧片；6、安装盘；7、压紧盘；8、锁紧部；9、斜面一；10、斜面二；11、驱动腔；12、驱动部；13、流道；14、安装槽一；15、密封环一；16、安装槽二；17、密封环二；18、拉片；19、电磁铁；20、固定片；21、固定件一；22、固定件二；23、弹性单元。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图8所示，一种车铣一体机床主轴锁紧结构，包括箱体1和转动连接在箱体1内的主轴2。与现有技术相同的是，箱体1内配置有能够滑动的驱动件4。而为了实现对主轴2更稳定的锁紧效果，箱体1内还设置有限位件3，该限位件3与箱体1固定连接，驱动件4则通过限位件3来达到锁紧主轴2的目的。可以理解的是，由于限位件3自身与箱体1固定连接，如此当主轴2受到周向力并将该作用力传递至限位件3时，限位件3自身不易出现转动的情况，如此使得主轴2也不易出现旋转的情况，从而提高锁紧结构对主轴2的锁紧效果。

进一步地，限位件3具有弹性，当限位件3形变时，主轴2被锁紧；而当限位件3恢复自然状态时，主轴2被释放。也就是说，当驱动件4不作用力于限位件3时，限位件3会恢复自然状态，从而不易影响主轴2的正常转动。

实施例一：

如图1至图4所示，限位件3包括围绕主轴2并固定连接在箱体1内的锁紧片5。且箱体1内围绕主轴2还设置有安装盘6，安装盘6与锁紧片5相互贴合。驱动件4则包括滑移连接在安装盘6的内壁上的压紧盘7。此外，锁紧片5的内壁上向压紧盘7一侧延伸设置有锁紧部8，该锁紧部8由弹性材料制成，当然也可将锁紧部8与锁紧片5采用弹性材料一体成型。

可以理解的是，当主轴2需要锁紧的时候，控制压紧盘7向锁紧部8一侧滑移，压紧盘7能够抵触锁紧部8，使得锁紧部8发生形变并向内抵紧于主轴2，从而实现主轴2的锁紧；当主轴2需要转动时，控制压紧盘7从锁紧片5中退出，锁紧部8会恢复自然状态不再抵触主轴2，从而实现主轴2的释放。

进一步地，锁紧部8包括若干周向分布的弹性单元23，当压紧盘7抵触锁紧部8时，弹性单元23会发生形变，而由于若干弹性单元23是相互独立的，如此锁紧部8会呈现有更佳的形变状态。换句话说，相比于一体的锁紧部8，采用分体设计的锁紧部8更易被挤压产生形变，从而对主轴2起有更为稳定的锁紧力。

作为优选，压紧盘7的内壁上设置有斜面一9，且压紧盘7的横截面积向锁紧片5一侧逐渐减小。锁紧部8的外壁上则设置有斜面二10，锁紧部8的横截面积向压紧盘7一侧逐渐减小。此外，斜面一9的斜率契合于斜面二10的斜率，如此当压紧盘7抵触锁紧部8时，两个斜面能够相互配合，从而更易驱使锁紧部8发生形变，以作用于主轴2更大的抵紧力。

进一步地，安装盘6内设置有驱动腔11，压紧盘7的外壁上周向设置有驱动部12，该驱动部12伸入驱动腔11内。且驱动部12的外壁贴合于驱动腔11的内壁，安装盘6的内壁贴合于压紧盘7的外壁。如此，驱动部12可将驱动腔11分隔成位于自身两侧的两个密闭腔体。而安装盘6的两侧均开设有连通于驱动腔11的流道13。

可以想象的是，在流道13内充入流体，流体会进入对应的密闭腔体内，而随着流体压强的不断增大，流体会推动驱动部12在驱动腔11内滑动，进而将使得压紧盘7整体进行滑动，以实现上述抵触锁紧部8或释放锁紧部8的使用功能。在一些优选地实施例中，流体可采用气体。采用这种方式来驱动压紧盘7具有控制便捷的优势。

作为优选，安装盘6位于驱动部12两侧的内壁上均环设有安装槽一14，且安装槽一14内设置有密封环一15。通过两个密封环一15能够进一步实现安装盘6与压紧盘7之间的密封，使得流体不易出现从安装盘6与压紧盘7之间漏出的情况。当然，两个安装槽一14也可分别开设在压紧盘7位于驱动部12两侧的外壁上，且驱动部12每一侧的安装槽一14也不限制于单个，为了达到更好的密封效果，位于驱动部12每一侧安装槽一14可设置有多个。

驱动部12的外壁上则环设有安装槽二16，且安装槽二16内设置有密封环二17。密封环二17可对驱动部12的外壁与驱动腔11的内壁之间进行密封处理，由此使得流体不易从驱动部12的一侧流通至另一侧，进而通过流道13进入驱动腔11的流体能够产生足够的压强，以稳定的推动驱动部12进行滑动。

综上，在本实施例中，压紧盘7与锁紧部8配合能够实现主轴2的锁紧与释放，且二者的配合关系较为巧妙、可靠。此外，在主轴2释放状态下，限位件3与驱动件4均不与主轴2产生连接关系，且主轴2上也无需配置与锁紧结构配合的部件，由此不易影响主轴2的正常转动性能。

实施例二：

如图5至图8所示，限位件3包括拉片18，驱动件4则包括设置在拉片18的端面上的电磁铁19。此外，主轴2的外壁上设置有固定片20。而当主轴2需要锁紧时，可控制电磁铁19通电产生磁力，从而吸附于固定片20。此时，拉片18会被拉伸产生形变。且在拉片18的作用力下，电磁铁19不易出现周向的转动，进而可实现主轴2的锁紧；而当主轴2需要转动时，可控制电磁铁19失电失去磁力，从而不再吸附固定片20。此时，拉片18会恢复至自然状态并把电磁铁19拉回至初始位置，从而实现主轴2的释放。

作为优选，拉片18、电磁铁19以及固定片20均构造为盘形且同轴设置，如此三者之间将具有较大的接触面积，从而提高对主轴2的锁紧效果。

进一步地，拉片18上设置有固定件一21与固定件二22。其中，固定件一21与箱体1固定连接，固定件二22与电磁铁19固定连接。如此，拉片18、箱体1以及电磁铁19三者可拆卸，进而使得锁紧结构具有拆装便捷的优势。而固定件一21与固定件二22优选为螺栓。

作为优选，固定件一21与固定件二22均周向等间距设置有若干，且固定件一21与固定件二22在周向上错位设置。如此，拉片18在保证与箱体1、电磁铁19稳定连接的同时还能呈现有较佳的形变性能。进而在电磁铁19失电时，拉片18能够稳定、快速的将电磁铁19拉回至初始位置。

综上，在本实施例中，电磁铁19与拉片18配合能够实现主轴2的锁紧与释放。而采用电磁铁19作为驱动件4具有控制更为便捷，以快速锁紧或释放主轴2的使用优势。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (9)

1.一种车铣一体机床主轴锁紧结构，包括箱体(1)和转动连接在所述箱体(1)内的主轴(2)，其特征在于：所述箱体(1)内设置有限位件(3)，所述限位件(3)与所述箱体(1)固定连接，所述箱体(1)内还滑移连接有驱动件(4)，所述驱动件(4)能够通过所述限位件(3)锁紧所述主轴(2)。

2.根据权利要求1所述的一种车铣一体机床主轴锁紧结构，其特征在于：所述限位件(3)具有弹性，当所述限位件(3)形变时，所述主轴(2)被锁紧；而当所述限位件(3)恢复自然状态时，所述主轴(2)被释放。

3.根据权利要求2所述的一种车铣一体机床主轴锁紧结构，其特征在于：所述限位件(3)包括围绕所述主轴(2)的锁紧片(5)，所述箱体(1)内围绕所述主轴(2)还设置有安装盘(6)，所述驱动件(4)包括沿轴向滑移连接在所述安装盘(6)的内壁上的压紧盘(7)，所述锁紧片(5)上向所述压紧盘(7)一侧延伸有锁紧部(8)，当所述压紧盘(7)向所述锁紧部(8)一侧滑移时，所述压紧盘(7)能够抵触所述锁紧部(8)，以使得所述锁紧部(8)产生形变抵紧于所述主轴(2)。

4.根据权利要求3所述的一种车铣一体机床主轴锁紧结构，其特征在于：所述压紧盘(7)的内壁上设置有斜面一(9)，所述压紧盘(7)的横截面积向所述锁紧片(5)一侧逐渐减小，所述锁紧部(8)的外壁上设置有斜面二(10)，所述锁紧部(8)的横截面积向所述压紧盘(7)一侧逐渐减小，所述斜面一(9)与所述斜面二(10)的斜率相互适配。

5.根据权利要求3所述的一种车铣一体机床主轴锁紧结构，其特征在于：所述安装盘(6)内设置有驱动腔(11)，所述压紧盘(7)的外壁上周向设置有驱动部(12)，所述驱动部(12)伸入所述驱动腔(11)，且所述驱动部(12)的外壁贴合于所述驱动腔(11)的内壁，所述安装盘(6)的内壁贴合于所述压紧盘(7)的外壁，所述安装盘(6)的两侧均开设有连通于所述驱动腔(11)的流道(13)。

6.根据权利要求5所述的一种车铣一体机床主轴锁紧结构，其特征在于：所述安装盘(6)位于所述驱动部(12)两侧的内壁上均环设有安装槽一(14)，所述安装槽一(14)内设置有密封环一(15)。

7.根据权利要求5所述的一种车铣一体机床主轴锁紧结构，其特征在于：所述驱动部(12)的外壁上环设有安装槽二(16)，所述安装槽二(16)内设置有密封环二(17)。

8.根据权利要求2所述的一种车铣一体机床主轴锁紧结构，其特征在于：所述限位件(3)包括拉片(18)，所述驱动件(4)包括设置在所述拉片(18)的端面上的电磁铁(19)，所述主轴(2)的外壁上设置有固定片(20)，所述电磁铁(19)通电能够产生磁力并吸附于所述固定片(20)。

9.根据权利要求8所述的一种车铣一体机床主轴锁紧结构，其特征在于：所述拉片(18)上设置有固定件一(21)与固定件二(22)，所述固定件一(21)与所述箱体(1)固定连接，所述固定件二(22)与所述电磁铁(19)固定连接。

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