CN211803846U

CN211803846U - 一种主轴卸刀限位结构

Info

Publication number: CN211803846U
Application number: CN201922151740.6U
Authority: CN
Inventors: 侯宗毅; 黄兆荣; 朱贤会
Original assignee: Xiamen Tungsten Co Ltd
Current assignee: Xiamen Tungsten Co Ltd
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2029-12-04

Abstract

本实用新型公开了一种主轴卸刀限位结构，包括主轴、机体和限位套，该主轴能相对该机体转动,该机体设有下轴承座，该下轴承座和该主轴间设有下轴承；该下轴承座具有用于轴向定位下轴承的环形定位面，该环形定位面凹设形成有定位凹槽；该限位套具有相连的安装部和定位部；该限位套通过该安装部连接下轴承座，并通过该定位部抵靠在该定位凹槽底部来限定该限位套的安装位置；该主轴设有轴肩，该限位套具有支撑面，该主轴穿过限位套且通过该支撑面与该轴肩配合限制主轴在卸刀过程中的移动距离。它具有如下优点：避免轴承承受卸刀力的冲击，提高了产品精度并降低了加工成本。

Description

一种主轴卸刀限位结构

技术领域

本实用新型涉及机加工设备之主轴装置的技术领域，尤其涉及一种主轴卸刀限位结构。

背景技术

带有自动换刀功能的主轴装置通常需对主轴位移进行限制。因主轴轴心中装备有高度压缩的碟形弹簧，以ISO25刀柄为例，主轴卸刀时，轴心至少需承受1000N的冲击力，该冲击力会促使轴心向前位移，当位移量过大时，将导致下轴承损伤。针对以上问题，业内对主轴轴心的位移，设置有以下两种限位结构。

第一种限位结构，采用上轴承座进行限位，请查阅图1，因主轴1’上端的角接触球轴承11’开口向上，可承受一定轴向力，故通过对上轴承座12’进行限位可实现主轴1’限位。主轴1’卸刀时，拉杆2’向下运行，碟形弹簧21’受到压缩，将冲击力传递给轴心1’，轴心1’带动轴承11’和上轴承座12’下滑，上轴承座12’下滑到限位顶丝13’接触限位座14’时，上轴承座12’被限位，下滑停止，上轴承11’吸收轴心1’冲击力，阻止轴心1’继续下移，实现轴心1’限位。上述上轴承12’和限位座14’之间设预紧弹簧121’。

该第一种限位结构中，利用上轴承吸收轴心冲击力，这对上轴承的寿命是有损伤的，尤其在于频繁换刀的工况，会使得上轴承频繁受到冲击，上轴承寿命缩短，发生异常的概率增大。此外，顶丝的装配依赖工人的经验，如果在卸刀时，圆周方向上只有个别顶丝和限位座发生接触，将导致轴承座受偏力，对轴承有不良影响。

第二种限位结构，请查阅图2，在轴心1’的下轴承段开设一处轴肩15’，在下轴承座16’上方设限位垫片17’，限位垫片17’具有与轴肩15’相对的配合面，并将整个下轴承座16’单独设立为一个组件，以方便对限位垫片17’进行尺寸公差的配磨。主轴1’卸刀时，轴心1’因受到碟形弹簧21’的反作用力而下沉，致使轴肩15’和限位垫片17’的配合面相互贴合，通过贴合限制轴心1’位移。

该第二种限位结构中，下轴承座16’设有下轴承座台阶161’，下轴承座台阶161’上方支撑限位垫片17’，下轴承座台阶161’下方贴合下轴承18’，其两个朝向的精度在磨床上难以一次装夹成型，必须要经过调头加工，这给零件整个尺寸链带来不确定因素，又由于轴心1’限位行程很短，通常只有0.1mm，为了避免尺寸公差对整机装配的影响，在限位垫片17’安装到下轴承座16’后，必须对限位垫片17’的配合面进行单独靠磨，因而需要将下轴承座16’单独划分为一个零部件，这使得整机的设计复杂化，成本升高。同时单独靠磨每台机会造成零部件失去互换性，这使得后续的维修难度提高。

综上所述，市面上现有两种方案均存在不足，第一种方案无法完全避免轴承吸收冲击，第二种限位方案虽然规避了轴承冲击，但必须在结构上付出更高成本。

实用新型内容

本实用新型提供了一种主轴卸刀限位结构，其克服了背景技术中主轴卸刀限位结构所存在的不足。

本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：

主轴卸刀限位结构，包括主轴、机体和限位套，该主轴能相对该机体转动,该机体设有下轴承座，该下轴承座和该主轴间设有下轴承；该下轴承座具有用于轴向定位下轴承的环形定位面，该环形定位面凹设形成有定位凹槽；该限位套具有相连的安装部和定位部；该限位套通过该安装部连接下轴承座，并通过该定位部抵靠在该定位凹槽底部来限定该限位套的安装位置；该主轴设有轴肩，该限位套具有支撑面，该主轴穿过限位套且通过该支撑面与该轴肩配合限制主轴在卸刀过程中的移动距离。

一实施例之中：该限位套与下轴承座螺纹连接，该安装部设有外螺纹，该下轴承座对应地设有内螺纹，该外螺纹和内螺纹都为圆柱螺纹，该外螺纹和内螺纹的轴线与主轴的轴线重合。

一实施例之中：该定位部比该安装部更靠近环形定位面，该安装部和该定位部都呈环状，该定位部的外周面的直径大于该安装部的外周面的直径，该定位部设置于该定位凹槽内。

一实施例之中：该安装部比该定位部更靠近环形定位面，该安装部和该定位部都呈环状，该安装部的外周面的直径大于该定位部的外周面的直径，该内螺纹位于该定位凹槽的侧壁上，该安装部和该定位部都设置于该定位凹槽内。

一实施例之中：该定位凹槽包括与主轴同轴的圆形槽。

一实施例之中：该环形定位面靠近刀具安装位置，该支撑面为该限位套远离刀具安装位置一端的垂直于主轴的端面。

一实施例之中：该环形定位面朝下布置，该支撑面为该限位套之朝上端面。

一实施例之中：该限位套开设有通孔，该主轴穿过该限位套之通孔且该限位套和主轴间留有间隙；该轴肩和该支撑面间留有间隙，用于防止正常工况下该限位套与主轴接触。

一实施例之中：该限位套靠近下轴承的端面或该通孔的侧壁凹设有用于安装限位套的工装槽。

一实施例之中：该限位套在靠近下轴承的端面上设有多个用于安装限位套的工装槽，多个该工装槽与主轴同轴地环形分布，该工装槽沿主轴的轴向延伸，该工装槽与该通孔连通，该工装槽的深度小于该限位套在主轴的轴向上的长度的一半。

一实施例之中：该限位套采用耐磨及自润滑的材料制成。

一实施例之中：该定位凹槽设于该环形定位面之靠近该主轴的部位。

本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：

主轴卸刀限位结构，其特征在于：包括主轴、机体和限位套，该主轴能相对该机体转动,该机体设有下轴承座，该下轴承座和该主轴间设有下轴承；该限位套具有相连的安装部和定位部；该下轴承座具有用于轴向定位下轴承的环形定位面和用于轴向定位限位套的第二定位面，该环形定位面和第二定位面都朝下布置；该限位套通过该安装部连接下轴承座，并通过该定位部抵靠在该第二定位面来限定该限位套的安装位置；该主轴设有轴肩，该限位套具有支撑面，该主轴穿过限位套且通过该支撑面与该轴肩配合限制主轴在卸刀过程中的移动距离。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

下轴承座具有用于轴向定位下轴承的环形定位面，环形定位面凹设形成有定位凹槽，限位套通过定位部抵靠在定位凹槽底部来限定限位套的安装位置，主轴通过限位套的支撑面与主轴的轴肩配合限制主轴在卸刀过程中的移动距离，在卸刀过程中阻止主轴进一步下滑，从而避免轴承承受卸刀力的冲击，且克服了背景技术所存在的技术不足，由凹设在环形定位面的定位凹槽限定限位套的安装位置，可以在一次加工成型中磨削环形定位面和定位凹槽，无需调头磨削，无需专门将下轴承座设为组件，结构设计更加自由，可以减少零件数，减少装夹次数，可以提高加工精度，降低了机加工成本，并且无需进行配磨，整机可以一次装配成型，减少装配工序，提高了装配精度和装配良率，降低了装配成本；并且，限位套无需配磨，允许任意更换，无需配对，零件互换性更好，维修难度下降。

环形定位面轴向定位下轴承，第二定位面限定限位套的安装位置，环形定位面和第二定位面都朝下布置，零件尺寸链精度易于保证，零件一次加工成型，无需调头磨削，因而实现的加工精度和装配精度更高，同时整机一次装配成型，无需进行配磨，降低了装配成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1是背景技术第一种限位结构的局部剖面示意图。

图2是背景技术第二种限位结构的局部剖面示意图。

图3是具体实施方式的主轴卸刀限位结构的局部剖面示意图之一。

图4是具体实施方式的限位套的立体示意图。

图5是具体实施方式的限位套的剖面示意图。

图6是具体实施方式的主轴卸刀限位结构的局部剖面示意图之二，图中未绘出限位套。

图7是图3的A处局部放大示意图。

具体实施方式

请查阅图3至图7，主轴卸刀限位结构，包括主轴10、机体20和限位套30。该主轴10能相对该机体20转动,该机体20内固装有上轴承座和下轴承座21，该上轴承座和主轴10间设有上轴承，该下轴承座21和该主轴10间设有下轴承22，该上轴承座和下轴承座上下布置。该下轴承22较该上轴承更靠近刀具安装位置。

该下轴承座21具有外周壁211及由外周壁211之上内端部朝内延伸形成的上环凸212，该上环凸212具有朝下之端面，该下轴承22设于外周壁211内且抵靠在该上环凸212之朝下的端面，该端面构成用于轴向定位下轴承22的环形定位面213。该环形定位面213凹设形成有定位凹槽214，该定位凹槽214设于环形定位面213之靠近主轴10的部位，如形成缺口以使该定位凹槽214构成环形台阶结构，上述的定位凹槽214为与主轴10同轴的圆形槽。该定位凹槽214之槽底构成第二定位面，该第二定位面也朝下布置，即，环形定位面和第二定位面都朝下布置，同向布置。

该限位套30具有相连的安装部31和定位部32，上述相连包括固定连接，固定连接如一体成型。该限位套如采用耐磨及具自润滑的材料制成，如锡青铜，有助于螺母在和轴心台阶意外刮擦时，有效的避免轴心抱死。

该限位套30通过该安装部31连接下轴承座21，并通过该定位部32抵靠在该定位凹槽214底部(槽底)来限定该限位套30的安装位置。

该限位套30内设上下贯穿的通孔33。该主轴10设有轴肩11，该限位套30具有支撑面34，该主轴10穿过限位套30的通孔33且通过该支撑面34与该轴肩11配合限制主轴10在卸刀过程中的移动距离。在一个具体实施例中，该支撑面34为该限位套30之朝上端面，该朝上端面为环形平面，该环形定位面213朝下布置。

在一个具体实施例中，该环形定位面213靠近刀具安装位置，该支撑面34为该限位套30远离刀具安装位置一端的垂直于主轴的端面；该主轴10穿过该限位套30之通孔33且该限位套30和主轴10间留有间隙；该轴肩11和该支撑面34间留有间隙，用于防止正常工况下该限位套30与主轴10接触。

在一个具体实施例中，该定位部32比该安装部31更靠近环形定位面213，该安装部31和定位部32如都呈圆环状，该定位部32的外周面的直径大于该安装部31的外周面的直径，定位部32设置于该定位凹槽214内。该支撑面34高于上述下轴承座21顶端面。

在另一个具体实施例中，该安装部比该定位部更靠近环形定位面213，该安装部和该定位部设置于该定位凹槽214内，该安装部通过与该定位凹槽214的侧壁连接该下轴承座21。该定位部通过支撑面34抵靠在该定位凹槽214的槽底。作为一种可选的实施方式，该限位套30之安装部31与下轴承座21螺纹连接。

在一个具体实施例中，该限位套30之安装部31与下轴承座21之上环凸212内孔螺纹连接，该安装部31设有外螺纹，该下轴承座21之上环凸212内孔对应地设有内螺纹。

在另一个具体实施例中，该限位套30的安装部31与定位凹槽214的侧壁螺纹连接，该安装部31设有外螺纹，该定位凹槽214的侧壁设有内螺纹。

该外螺纹和内螺纹都为圆柱螺纹，该外螺纹和内螺纹的轴线与主轴的轴线重合。

根据需要也可采用其它结构，如螺钉固装、粘结、焊接或卡扣连接等。

在一个具体实施例中，该限位套30在靠近下轴承的端面上设有多个用于安装限位套的工装槽35，多个该工装槽35与主轴10同轴地环形分布，该工装槽35沿主轴10的轴向延伸，该工装槽35与该通孔33连通，该工装槽35的深度小于该限位套30在主轴10的轴向上的长度的一半。通过设置工装槽35，便于使用工装装夹限位套30并用更大扭矩对限位套30进行锁紧，并辅以螺纹胶粘接，使得限位套30的防松效果更好。

在另一个具体实施例中，该限位套30在通孔33上开设有工装槽。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。

Claims

1.一种主轴卸刀限位结构，其特征在于：包括主轴、机体和限位套，该主轴能相对该机体转动,该机体设有下轴承座，该下轴承座和该主轴间设有下轴承；该下轴承座具有用于轴向定位下轴承的环形定位面，该环形定位面凹设形成有定位凹槽；该限位套具有相连的安装部和定位部；该限位套通过该安装部连接下轴承座，并通过该定位部抵靠在该定位凹槽底部来限定该限位套的安装位置；该主轴设有轴肩，该限位套具有支撑面，该主轴穿过该限位套且通过该支撑面与该轴肩配合限制主轴在卸刀过程中的移动距离。

2.根据权利要求1所述的主轴卸刀限位结构，其特征在于：该限位套与下轴承座螺纹连接，该安装部设有外螺纹，该下轴承座对应地设有内螺纹，该外螺纹和内螺纹都为圆柱螺纹，该外螺纹和内螺纹的轴线与主轴的轴线重合。

3.根据权利要求2所述的主轴卸刀限位结构，其特征在于：该定位部比该安装部更靠近环形定位面，该安装部和该定位部都呈环状，该定位部的外周面的直径大于该安装部的外周面的直径，该定位部设置于该定位凹槽内。

4.根据权利要求2所述的主轴卸刀限位结构，其特征在于：该安装部比该定位部更靠近环形定位面，该安装部和该定位部都呈环状，该安装部的外周面的直径大于该定位部的外周面的直径，该内螺纹位于该定位凹槽的侧壁上，该安装部和该定位部都设置于该定位凹槽内。

5.根据权利要求1所述的主轴卸刀限位结构，其特征在于：该定位凹槽设于该环形定位面之靠近该主轴的部位；该定位凹槽包括与主轴同轴的圆形槽。

6.根据权利要求1所述的主轴卸刀限位结构，其特征在于：该环形定位面靠近刀具安装位置，该支撑面为该限位套远离刀具安装位置一端的垂直于主轴的端面。

7.根据权利要求1所述的主轴卸刀限位结构，其特征在于：该环形定位面朝下布置，该支撑面为该限位套之朝上端面。

8.根据权利要求1所述的主轴卸刀限位结构，其特征在于：该限位套开设有通孔，该主轴穿过该限位套之通孔且该限位套和主轴间留有间隙；该轴肩和该支撑面间留有间隙，用于防止正常工况下该限位套与主轴接触。

9.根据权利要求8所述的主轴卸刀限位结构，其特征在于：该限位套靠近下轴承的端面或该通孔的侧壁凹设有用于安装限位套的工装槽。

10.根据权利要求9所述的主轴卸刀限位结构，其特征在于：该限位套在靠近下轴承的端面上设有多个用于安装限位套的工装槽，多个该工装槽与主轴同轴地环形分布，该工装槽沿主轴的轴向延伸，该工装槽与该通孔连通，该工装槽的深度小于该限位套在主轴的轴向上的长度的一半。

11.根据权利要求1所述的主轴卸刀限位结构，其特征在于：该限位套采用耐磨及自润滑的材料制成。

12.主轴卸刀限位结构，其特征在于：包括主轴、机体和限位套，该主轴能相对该机体转动,该机体设有下轴承座，该下轴承座和该主轴间设有下轴承；该限位套具有相连的安装部和定位部；该下轴承座具有用于轴向定位下轴承的环形定位面和用于轴向定位限位套的第二定位面，该环形定位面和第二定位面都朝下布置；该限位套通过该安装部连接下轴承座，并通过该定位部抵靠在该第二定位面来限定该限位套的安装位置；该主轴设有轴肩，该限位套具有支撑面，该主轴穿过限位套且通过该支撑面与该轴肩配合限制主轴在卸刀过程中的移动距离。