CN1359321A - 机床的主轴装置 - Google Patents

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Abstract

一种能让雾状切削液稳定地从刀具夹(25)的刃具(26)顶端喷出,并能抑制雾状切削液浪费的机床主轴装置,该机床通过锁紧装置(KR)可装卸地将刀具夹(25)机械地固定在主轴(2)的顶端部,在该机床中,形成有由主轴(2)中心部形成的主轴内雾状切削液通道(100)向前方延长而成的延长通道(101),上述主轴内雾状切削液通道(100)与刀具夹(25)的中心部形成的刀具夹内雾状切削液通道(102)通过该延长通道(101)相连通。

Description

机床的主轴装置
技术领域
本发明涉及一种能从刃具顶端喷出雾状切削液的机床主轴装置。
背景技术
在用机床进行切削加工时，为了冷却、润滑工件或刃具，或者除去切屑，要向加工部提供大量的切削液，但是这样一来造成了许多问题：切削液会污染环境，对人体健康带来不良影响，废切削液的处理需要大量的费用，工件的过分冷却会使刃具的寿命缩短，或者刃具进行精细切削加工时切削液过多会造成滑动磨损等，此外，由于在加工时有大量的切削液附着在切屑上，因此在对切屑进行处理或者将其再使用时，必须将附着在切屑上的切削液分离。
为了解决这些问题，近年来出现了一种使极少量的切削液成为雾状，供给到加工部，同时进行切削加工，即进行所谓的干切削的机床。
本申请人已经制造出进行干切削的机床，其主轴装置为例如图3所示的主轴装置。
也就是，2是主轴，10是筒，11是钢球，12是锁紧杆，13是临时锁紧用环形部件，14是环形弹簧支架，15是压簧，16是前后导向杆部件，17是气液通道，18是切削液雾化装置，103是切削液喷嘴部件，22是碟簧。上述切削液雾化装置18由雾化喷嘴23压缩空气供给阀24以及压簧19构成。31是刀具夹螺纹拉杆。
在这样的结构中，压缩空气供给阀24的中心孔，前后导向杆部件16的中心孔前部，以及切削液喷嘴部件103的内孔构成了主轴内雾状切削液通道100，螺纹拉杆31的中心孔构成刀具夹内雾状切削液通道102。
上述的主轴装置以下述方式工作：即，雾状切削液从主轴2内的雾化喷嘴23的出口喷射到主轴内雾状切削液通道100内，这样喷射出来的切削液从切削液喷嘴部件103流入直径较大的筒10的内孔内，然后经过刀具夹内雾状切削液通道102，以及固定于该刀具夹的刃具中心部形成的雾状切削液通道，从刃具顶端向大气一侧流出。
采用这种机床，即使刃具切削至工件的深处，刃具的加工部也可以由刃具顶端喷出的雾状切削液有效地进行润滑，可合理地进行切削。
但是，采用上述已有的机床，流到前后导向杆部件16的中心孔内的雾状切削液会通过部件间的间隙流出到大气中，造成切削液的浪费。
另外，由于前后导向杆部件16的中心孔的直径比其前后的通道直径大，因此流到该中心孔内的雾状切削液会产生液化现象，切削液的液化使得切削液不能稳定地供给到工件的加工部位，造成对刃具顶端开始与停止喷出雾状切削液的指令反应不灵敏。
本发明的目的是提供一种为解决上述问题的机床的主轴装置。
发明内容
为了达到上述目的，本发明的主轴装置，如权利要求1所述，一种在通过锁紧装置可装卸地将刀具夹机械地固定在主轴顶端部的机床中，将主轴中心部形成的主轴内雾状切削液通道向前延长而形成延长通道，上述主轴内雾状切削液通道与刀具夹中心部形成的刀具夹内雾状切削液通道通过该延长通道相连通。
这样，主轴内雾状切削液通道、刀具夹内雾状切削液通道以及延长通道的直径就没有太大的差异，而且这些通道是紧密连通的。因此，通过这些通道的雾状切削液不会因通道直径的急剧变化而液化，可以稳定地从刀具夹的刃具顶端喷出，并且由于上述各通道是紧密连接的，因此可以防止切削液通过部件间的间隙白白地流到大气中。此外，在主轴上形成延长通道，历来的刀具夹结构无须改变便可采用。
下面对上述发明进行详细说明。
如权利要求2所述，延长通道可以在刀具夹的前后方向自由位移，而且由弹簧使其靠向前方，该延长通道的前端面因上述弹簧的弹力而与刀具夹内雾状切削液通道的后端面压接。这样，延长通道的前端与刀具夹内雾状切削液通道后端的连接即使在主轴转动时也可以因弹力而保持紧密状态。
另外，如权利要求3所述，刀具夹内雾状切削液通道的后端面为可被锁紧装置锁紧的螺纹拉杆的后端面。这样，便可以不加改变地使用历来的刀具夹结构。
还可以如权利要求4所述，形成让设置于主轴中心部、形成主轴内雾状切削液通道的前后导向杆部件向前延长而形成延长通道。这样，便可以几乎不加改变地使用历来的主轴结构。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施例的机床主轴装置的侧视截面图，
图2是表示该主轴装置主要部分的放大侧视图，
图3是表示历来的机床的主轴装置一部分的侧视截面图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行说明。
在附图中，1是机床的主轴支架，2是主轴，主轴通过轴承3可转动地支承着。4是限制轴承3或主轴2前后方向f位移的环形部件，用螺栓固定于主轴支架1的前端面上。主轴支架1与主轴2之间，轴承3、3之间装有衬垫5、6、7、8。
在上述主轴2的中心部形成有锁紧装置KR，具体情况如下所述。
即，主轴2的中心部形成的内孔2a的前端部作为锥形嵌合孔9。筒10插入内孔2a的里面其前端部由阶梯部k支承，成为固定状态。该筒10为圆筒形在其前部周壁上形成有圆孔10a，以便导引钢球11可在主轴半径方向位移，且不会脱落至筒10的里面，在周壁长度方向的中间开设有放泄孔10b。
被引导至主轴2的内孔2a的锁紧杆12可在前后方向f自由滑动位移地外嵌在筒10的外周围。在该锁紧杆12的前端，形成有将钢球11压向主轴半径内方向的锥形面12a，临时锁紧用的环形部件13在外嵌于筒10的状态下插入在锁紧杆12的内孔内，同时环形弹簧支架14在支承于筒10后端的状态下插入在锁紧杆12的内孔内。在这种情况下，15是装在临时锁紧用的环形部件13与环形弹簧支架14之间的压簧。
在上述锁紧装置KR的中心部设置有前后导向杆部件16，其前部嵌在环形弹簧支架14的内孔中，成固定状态。在该前后导向杆部件16的中心孔中，从后向前依次插着气液通道17、切削液雾化装置18、压簧19以及延长通道部件20，在其前端固定地嵌着防脱落环形部件21。在前后导向杆部件16上还多层状地外插着碟簧22，将锁紧杆12压向后方f1。
这时，气液通道17，设有与前后导向杆部件16的中心孔同心的管部件，该管部件的内孔作成切削液通道，在管部件的外面，中心孔的里面作成压缩空气通道。切削液雾化装置18由雾化喷嘴23与压缩空气供给阀24构成，压簧19，将压缩空气供给阀24压向后方f1，同时将延长通道部件20压向前方f2。延长通道部件20，作成在后端具有凸缘部的筒体，可被引导在防脱落环形部件21的中心孔中前后方向滑动位移，通过上述凸缘部扣合在防脱落环形部件21上，从而限制不会从前方f2脱落。
25是顶端固定刃具26的刀具夹，由刀具夹主体部27、刀具夹把部28以及锥形嵌合轴部29构成。
刀具夹主体部27中形成有中心孔27a，在该中心孔27a的前部与后部形成有母螺纹，前部的母螺纹中拧合着刃具挡块30，后部的母螺纹中拧合着螺纹拉杆31。刃具26的中心部形成雾状切削液通道26a，刃具从刀具夹主体部27的中心孔27a的前方插入，其后端由刃具挡块30挡住，被刀具夹主体部27前部所设的夹紧具32夹紧。刃具挡块30的中心孔与螺纹拉杆31的各中心孔由连通管33连接，容许其作前后位移。
刀具夹把部28由图中未表示出的自动刀具更换装置支承，锥形嵌合轴部29的外周面，即锥形凸面S嵌入主轴2的锥形嵌合孔9内。
另外，在锥形凸面S嵌入锥形嵌合孔9内，且螺纹拉杆31被锁紧装置KR锁紧的图1所示的状态下，延长通道部件20的顶端因压簧19的弹力而压向前方f2，保持较紧密地与螺纹拉杆31的后端面压接的状态。
在这样的结构中，压缩空气供给阀24的中心孔，前后导向杆部件16的中心孔前部以及延长通道部件20后部的内孔构成了主轴内雾状切削液通道100，并且延长通道部件20前部的内孔构成延长通道101，进一步螺纹拉杆31的中心孔，连通管33的内孔以及刃具挡块30的内孔构成刀具夹内雾状切削液通道102。
图中的m为橡胶质密封部件。
在上述的本实施例的主轴装置中，在如图1所示将锁紧在主轴2一侧的刀具夹25取下时，首先让图中未表示出的牵引杆向前f2方向位移。这样，锁紧杆12向前f2方向位移，其锥形面12a脱离钢球11，与此动作相关联的是临时锁紧部件13受压簧15的弹力作用而向前方f2移动，其前端的锥形面将钢球11轻轻地压向主轴半径内方向。这样，对刀具夹25的锁紧状态被解除，同时便可在由临时锁紧部件13防止自然脱落的情况下取下。
在这种状态下，图中未表示出的自动刀具更换装置把持着刀具夹把部28，将刀具夹25向前f2方向拔下，然后将被使用的刀具夹25锥形嵌合轴部29从前面嵌合至主轴2的锥形嵌合孔9中。
然后，图中未表示出的牵引杆受碟簧22的弹力向后方f1方向位移，使锁紧杆12向后方f1方向位移。与此动作相关联的是锁紧杆12的锥形面12a与钢球11扣合，向主轴半径内方向位移，压向螺纹拉杆31的后端粗大部的扣合斜面。这样，螺纹拉杆31被钢球11压向后方，锥形嵌合轴部29锥形凸面S与锥形嵌合孔9压接，刀具夹25被锁紧装置KR锁紧。
在刀具夹25被锁紧的状态下，在主轴2转动时，雾状切削液从刃具26的顶端喷出时，从主轴2的外部分别以适当的压力将压缩空气与切削液供给至主轴2内的气液通道17，这时各部分的动作如下所述。
气液通道17将切削液与压缩空气供给至雾化喷嘴23，雾化喷嘴23将其混合、搅拌，同时将其喷射至压缩空气供给阀24的内孔、即主轴内雾状切削液通道100内，使其成为雾状切削液，主轴内雾状切削液通道100将该雾状切削液送入由延长通道部件20的内孔构成的延长通道101内。
接下来，由螺纹拉杆31，连通管33以及刃具挡块30形成的刀具夹内雾状切削液通道102将送入延长通道101内的雾状切削液送入刃具26内的雾状切削液通道26a，这样，雾状切削液便可从刃具26的顶端喷出。
这时，由于延长通道101与刀具夹内雾状切削液通道102处于较紧密的连通状态，因此可以抑制雾状切削液大量地流出至延长通道101外面的大直径空间(筒10的内孔)内，防止从部件的间隙白白地飞散到大气中。而且由于主轴内雾状切削液通道100，延长通道101，以及刀具夹内雾状切削液通道102的直径在长度方向没有太大的差异，因此，可以防止雾状切削液因通道直径的急剧扩大或缩小而液化，可以稳定地从刀具夹的刃具顶端喷出。
在上述实施例中，如不用气液通道17与雾化装置18，而单用圆孔构成的新的主轴内雾状切削液通道，将预先在主轴2外生成的雾状切削液通过新的主轴内雾状切削液通道供给至上述主轴内雾状切削液通道100，也是可以的。
产业上的可利用性
采用具有上述结构的本发明，由于主轴内雾状切削液通道，刀具夹内雾状切削液通道以及延长通道的直径在长度方向没有太大的差异，而且它们处于较紧密的连通状态，因此，通过这些通道的雾状切削液不会因通道直径的急剧变化而被液化，对从刀具夹的刃具顶端喷出雾状切削液的指令的反应性好，而且可以稳定地喷出，可以抑制雾状切削液从部件的间隙间流到大气中，防止雾状切削液的浪费。由于是在主轴上形成延长通道，因此历来的刀具夹的结构不加改变便可使用。
如采用权利要求2所述的发明，延长通道的前端与刀具夹内雾状切削液通道的后端的连接，即使在主轴转动时也能因弹力的作用而保持紧密状态。
如采用权利要求3所述的发明，历来的刀具夹的结构不加改变便可使用。
如采用权利要求4所述的发明，历来的主轴结构几乎不加改变便可使用。

Claims (4)

1.一种机床主轴装置，在通过锁紧装置(KR)可装卸地将刀具夹(25)机械地固定在主轴(2)的顶端部的机床中，其特征是形成有由主轴(2)中心部形成的主轴内雾状切削液通道(100)向前方(f2)延长而成的延长通道(101)，上述主轴内雾状切削液通道(100)与刀具夹(25)的中心部形成的刀具夹内雾状切削液通道(102)通过该延长通道(101)相连通。
2.根据权利要求1所述的机床主轴装置，其特征是延长通道(101)可在刀具夹(25)的前后方向自由位移，而且由弹簧(19)使其靠向前方(f2)，该延长通道(101)的前端面因上述弹簧(19)的弹力而与刀具夹内雾状切削液通道(102)的后端面压接。
3.根据权利要求2所述的机床主轴装置，其特征是刀具夹内雾状切削液通道(102)的后端面为可被锁紧装置(KR)锁紧的螺纹拉杆(31)的后端面。
4.根据权利要求1～3中的任何一项所述的机床主轴装置，其特征是将设置于主轴(2)中心部并形成主轴内雾状切削液通道(100)的前后导向杆部件(16)向前方(f2)延长而形成延长通道(101)。
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