CN211841134U - 一种数控机床主轴打刀缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的数控机床主轴打刀缸，包括油缸体、活塞、油缸压盖和底座，油缸体和油缸压盖分别套设在活塞的外侧，活塞的前端连接有打刀环，打刀环上连接有拉刀杆，拉刀杆设置在底座内，底座固定在油缸体的前端，油缸体与活塞围成夹刀油腔，油缸体的侧壁上开设有与夹刀油腔相通的夹刀进油口，油缸压盖、油缸体和活塞围成松刀油腔，油缸体的侧壁上开设有与松刀油腔相通的松刀进油口，松刀油腔位于夹刀油腔的后侧，活塞的后端固定连接有后压盖，后压盖与油缸压盖之间设置有若干压缩弹簧，每根压缩弹簧的后端靠设在后压盖上，每根压缩弹簧的前端安装在油缸压盖上。该打刀缸通过若干压缩弹簧保证活塞处于安全可靠的长期复位状态，降低主轴损坏风险。

Description

一种数控机床主轴打刀缸

技术领域

本实用新型涉及一种数控机床配件，具体是一种数控机床主轴打刀缸。

背景技术

目前我国中高端数控机床所采用的功能核心部件——电主轴产品严重依赖进口，成为限制企业机床产品自主创新、快速发展的瓶颈问题。

打刀缸作为主轴的重要组成部分，是主轴换刀过程的执行元件，打刀缸的可靠性最终影响主轴单元的可靠性。打刀缸基本由打刀缸体、活塞、压盖等零件组成，打刀缸的动作依靠液压提供压力，实现活塞的推进动作与复位动作，进而实现主轴的换刀过程。

在主轴加工及停机过程，打刀缸的活塞均处于复位状态，只有在换刀过程中活塞才执行推进动作，一次推进动作在几秒之间完成。为保证活塞长期处于复位状态，打刀缸的复位腔需要持续保证压力，若该压力消失，可能造成打刀缸的活塞往前推进，与主轴旋转部分接触，进而造成干摩擦，导致主轴单元损坏。现有的主轴打刀缸通过持续不断地向油缸复位腔供油以及通过橡胶密封件对腔体的密封共同协作，来保证打刀缸的活塞处于复位状态。该结构存在几种缺陷，第一，持续不断地供油会不停耗能，增加液压系统的负荷；第二，橡胶密封件存在老化问题，随着时间推移，密封件会老化，出现渗漏，最终打刀缸的复位腔难以保持持续的压力，存在主轴损坏风险。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种数控机床主轴打刀缸，可保证活塞处于安全可靠的长期复位状态，降低主轴损坏风险。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种数控机床主轴打刀缸，包括油缸体、活塞、油缸压盖和底座，所述的油缸体和所述的油缸压盖分别套设在所述的活塞的外侧，所述的活塞的前端连接有打刀环，所述的打刀环上连接有拉刀杆，所述的拉刀杆设置在所述的底座内，所述的底座固定在所述的油缸体的前端，所述的油缸体与所述的活塞围成夹刀油腔，所述的油缸体的侧壁上开设有与所述的夹刀油腔相通的夹刀进油口，所述的油缸压盖、所述的油缸体和所述的活塞围成松刀油腔，所述的油缸体的侧壁上开设有与所述的松刀油腔相通的松刀进油口，所述的松刀油腔位于所述的夹刀油腔的后侧，所述的活塞的后端固定连接有后压盖，所述的后压盖与所述的油缸压盖之间设置有若干压缩弹簧，每根所述的压缩弹簧的后端靠设在所述的后压盖上，每根所述的压缩弹簧的前端安装在所述的油缸压盖上。

本实用新型数控机床主轴打刀缸，通过压缩弹簧的复位保持结构，保证活塞处于安全可靠的长期复位状态，降低主轴损坏风险。在活塞复位、主轴正常工作过程中，若干压缩弹簧对后压盖施加向后的推力，可保证后压盖和活塞不会向前移，从而若干压缩弹簧可辅助实现活塞的长期复位状态，同时，在油压失效的异常情况下，若干压缩弹簧可保证活塞不会由于重力等作用而下滑，避免因活塞与主轴干摩擦而造成主轴损坏。

作为优选，所述的后压盖上通过若干第一螺钉等间隔固定有若干导向销，每个所述的导向销上套设有一根所述的压缩弹簧，所述的油缸压盖的后部开设有若干弹簧安装孔，每个所述的弹簧安装孔内装设有一个所述的压缩弹簧，每个所述的导向销的前端伸入一个所述的弹簧安装孔内，每个所述的导向销的前端面与其所在的弹簧安装孔的端面之间间隔设置。若干导向销，对若干压缩弹簧的伸缩起导向作用，且活塞动作过程中，若干导向销与油缸压盖两者不干涉，可进一步保证活塞复位的可靠性。

进一步地，所述的后压盖通过若干第二螺钉固定在所述的活塞的后端，所述的后压盖与所述的活塞之间设置有调整垫。调整垫可调整若干压缩弹簧的压缩量，确保弹簧力达到要求。

作为优选，所述的若干压缩弹簧均为大压缩量弹簧，以配合活塞较大的行程。

作为优选，该打刀缸还包括活塞检测单元，所述的活塞检测单元包括活塞感应开关，所述的油缸压盖的侧壁的后部开设有U型孔，所述的活塞感应开关的感应端横穿所述的U型孔伸入所述的油缸压盖内，所述的活塞的后端螺纹连接有调节螺母，所述的调节螺母上一体设置有径向凸环，所述的径向凸环与所述的活塞感应开关相适配。活塞检测单元以调节螺母上的径向凸环作为活塞感应开关的感应触点，配合压缩弹簧，可实现双保险，提高活塞复位的可靠性。本打刀缸装配并调节好活塞行程和活塞感应开关位置后，使用过程中，若由于长期工作造成压缩弹簧的弹簧力下降，而无法保证活塞的有效复位状态，当活塞往前推进时，调节螺母随活塞一同推进，触发活塞感应开关的报警功能，提醒用户活塞的状态，便于用户提早检测和更换零件，避免主轴损坏。此外，调节螺母可调节活塞往前推进的行程，确保主轴换刀精度。

进一步地，所述的活塞感应开关安装在第一调整块上，所述的第一调整块上开设有第一长条孔，若干第三螺钉分别穿过所述的第一长条孔将所述的第一调整块固定在所述的油缸压盖的侧壁上。第一调整块可调节活塞感应开关的安装位置，保证活塞检测单元的安装精度。

作为优选，该打刀缸还包括两个换刀检测单元，每个所述的换刀检测单元包括松夹刀感应开关，所述的松夹刀感应开关横穿在所述的油缸体的侧壁的前部，所述的松夹刀感应开关与所述的打刀环相适配。两个换刀检测单元用于感应打刀环的位置，实现对主轴换刀过程的检测。当活塞复位时，打刀环的位置被一个松夹刀感应开关测得，并向机床发出夹刀信号；当活塞往前推进的同时，推动打刀环往前进给，此时另一个夹刀感应开关的信号被打刀环触发，给机床提供松刀到位的信号。

进一步地，每个所述的松夹刀感应开关安装在第二调整块上，所述的第二调整块上开设有第二长条孔，若干第四螺钉分别穿过所述的第二长条孔将所述的第二调整块固定在所述的油缸体的侧壁上。第二调整块可调节松夹刀感应开关的安装位置，保证换刀检测单元的安装精度。

作为优选，所述的活塞内开设有前后导通的轴孔，所述的后压盖的前端一体设置有延长轴，所述的延长轴伸入所述的轴孔内，所述的延长轴内开设有前后导通并贯穿所述的后压盖的通水孔，所述的通水孔的后端安装有中心出水进水接头，所述的延长轴的前端安装有与所述的通水孔相通的旋转接头，所述的拉刀杆上开设有与所述的旋转接头相通的中心孔，所述的中心孔直通主轴前端。采用中空设计的活塞，配合延长轴、旋转接头等可实现主轴中心出水功能。使用时，高压切削液从中心出水进水接头进入后压盖，并经由通水孔、旋转接头和中心孔直达主轴前端，从主轴前端喷出。

作为优选，所述的油缸体与所述的活塞之间设置有第一活塞杆密封件和双向活塞封，所述的油缸压盖与所述的活塞之间设置有第二活塞杆密封件、第一密封圈和防尘环，所述的延长轴与所述的活塞之间设置有第二密封圈，以保证松刀油腔和夹刀油腔通油后活塞的密封性，保证液压油不泄露，同时防尘环主要用于防尘。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：本实用新型公开的数控机床主轴打刀缸，通过压缩弹簧的复位保持结构，保证活塞处于安全可靠的长期复位状态，降低主轴损坏风险。在活塞复位、主轴正常工作过程中，若干压缩弹簧对后压盖施加向后的推力，可保证后压盖和活塞不会向前移，从而若干压缩弹簧可辅助实现活塞的长期复位状态，同时，在油压失效的异常情况下，若干压缩弹簧可保证活塞不会由于重力等作用而下滑，避免因活塞与主轴干摩擦而造成主轴损坏。

附图说明

图1为活塞处于复位保持状态时本实用新型数控机床主轴打刀缸的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1的数控机床主轴打刀缸，如图1所示，包括油缸体1、活塞2、油缸压盖3和底座4，油缸体1和油缸压盖3分别套设在活塞2的外侧，活塞2的前端连接有打刀环41，打刀环41上连接有拉刀杆42，拉刀杆42设置在底座4内，底座4固定在油缸体1的前端，油缸体1与活塞2围成夹刀油腔11，油缸体1的侧壁上开设有与夹刀油腔11相通的夹刀进油口12，油缸压盖3、油缸体1和活塞2围成松刀油腔13，油缸体1的侧壁上开设有与松刀油腔13相通的松刀进油口14，松刀油腔13位于夹刀油腔11的后侧，活塞2的后端固定连接有后压盖5，后压盖5与油缸压盖3之间设置有若干压缩弹簧6，本实施例中，若干压缩弹簧6均为大压缩量弹簧，每根压缩弹簧6的后端靠设在后压盖5上，每根压缩弹簧6的前端安装在油缸压盖3上。

实施例1中，后压盖5上通过若干第一螺钉51等间隔固定有若干导向销52，每个导向销52上套设有一根压缩弹簧6，油缸压盖3的后部开设有若干弹簧安装孔31，每个弹簧安装孔31内装设有一个压缩弹簧6，每个导向销52的前端伸入一个弹簧安装孔31内，每个导向销52的前端面与其所在的弹簧安装孔31的端面之间间隔设置。后压盖5通过若干第二螺钉50固定在活塞2的后端，后压盖5与活塞2之间设置有调整垫53。

实施例1中，油缸体1与活塞2之间设置有第一活塞杆密封件21和双向活塞封22，油缸压盖3与活塞2之间设置有第二活塞杆密封件23、第一密封圈24和防尘环25。

实施例2的数控机床主轴打刀缸，与实施例1的区别在于，实施例2的打刀缸还包括活塞检测单元和两个换刀检测单元，活塞检测单元包括活塞感应开关71，油缸压盖3的侧壁的后部开设有U型孔32，活塞感应开关71的感应端横穿U型孔32伸入油缸压盖3内，活塞2的后端螺纹连接有调节螺母8，调节螺母8上一体设置有径向凸环81，径向凸环81与活塞感应开关71相适配；每个换刀检测单元包括松夹刀感应开关72，松夹刀感应开关72横穿在油缸体1的侧壁的前部，松夹刀感应开关72与打刀环41相适配。

实施例2中，活塞感应开关71安装在第一调整块73上，第一调整块73上开设有第一长条孔74，若干第三螺钉75分别穿过第一长条孔74将第一调整块73固定在油缸体1的侧壁上；每个松夹刀感应开关72安装在第二调整块76上，第二调整块76上开设有第二长条孔77，若干第四螺钉78分别穿过第二长条孔77将第二调整块76固定在油缸压盖3的侧壁上。

实施例3的数控机床主轴打刀缸，与实施例2的区别在于，实施例3中，活塞2内开设有前后导通的轴孔26，后压盖5的前端一体设置有延长轴54，延长轴54伸入轴孔26内，延长轴54与活塞2之间设置有第二密封圈55，延长轴54内开设有前后导通并贯穿后压盖5的通水孔56，通水孔56的后端安装有中心出水进水接头57，延长轴54的前端安装有与通水孔56相通的旋转接头58，拉刀杆42上开设有与旋转接头58相通的中心孔43，中心孔43直通主轴（图中未示出）前端。

上述数控机床主轴打刀缸安装后，主轴工作时，活塞2处于图1所示的复位保持状态。通过控制松刀进油口14和夹刀进油口12的通断，实现松夹刀动作。松刀时，松刀进油口14进液压油，在油压作用下，活塞2往前推进，推动打刀环41，进而推动拉刀杆42，最后实现松刀动作。夹刀时，松刀进油口14失去压力，夹刀进油口12提供压力，推动活塞2往后运动，实现复位。

Claims (10)

1.一种数控机床主轴打刀缸，包括油缸体、活塞、油缸压盖和底座，所述的油缸体和所述的油缸压盖分别套设在所述的活塞的外侧，所述的活塞的前端连接有打刀环，所述的打刀环上连接有拉刀杆，所述的拉刀杆设置在所述的底座内，所述的底座固定在所述的油缸体的前端，所述的油缸体与所述的活塞围成夹刀油腔，所述的油缸体的侧壁上开设有与所述的夹刀油腔相通的夹刀进油口，所述的油缸压盖、所述的油缸体和所述的活塞围成松刀油腔，所述的油缸体的侧壁上开设有与所述的松刀油腔相通的松刀进油口，所述的松刀油腔位于所述的夹刀油腔的后侧，其特征在于：所述的活塞的后端固定连接有后压盖，所述的后压盖与所述的油缸压盖之间设置有若干压缩弹簧，每根所述的压缩弹簧的后端靠设在所述的后压盖上，每根所述的压缩弹簧的前端安装在所述的油缸压盖上。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床主轴打刀缸，其特征在于：所述的后压盖上通过若干第一螺钉等间隔固定有若干导向销，每个所述的导向销上套设有一根所述的压缩弹簧，所述的油缸压盖的后部开设有若干弹簧安装孔，每个所述的弹簧安装孔内装设有一个所述的压缩弹簧，每个所述的导向销的前端伸入一个所述的弹簧安装孔内，每个所述的导向销的前端面与其所在的弹簧安装孔的端面之间间隔设置。

3.根据权利要求2所述的一种数控机床主轴打刀缸，其特征在于：所述的后压盖通过若干第二螺钉固定在所述的活塞的后端，所述的后压盖与所述的活塞之间设置有调整垫。

4.根据权利要求2所述的一种数控机床主轴打刀缸，其特征在于：所述的若干压缩弹簧均为大压缩量弹簧。

5.根据权利要求2所述的一种数控机床主轴打刀缸，其特征在于：该打刀缸还包括活塞检测单元，所述的活塞检测单元包括活塞感应开关，所述的油缸压盖的侧壁的后部开设有U型孔，所述的活塞感应开关的感应端横穿所述的U型孔伸入所述的油缸压盖内，所述的活塞的后端螺纹连接有调节螺母，所述的调节螺母上一体设置有径向凸环，所述的径向凸环与所述的活塞感应开关相适配。

6.根据权利要求5所述的一种数控机床主轴打刀缸，其特征在于：所述的活塞感应开关安装在第一调整块上，所述的第一调整块上开设有第一长条孔，若干第三螺钉分别穿过所述的第一长条孔将所述的第一调整块固定在所述的油缸压盖的侧壁上。

7.根据权利要求2所述的一种数控机床主轴打刀缸，其特征在于：该打刀缸还包括两个换刀检测单元，每个所述的换刀检测单元包括松夹刀感应开关，所述的松夹刀感应开关横穿在所述的油缸体的侧壁的前部，所述的松夹刀感应开关与所述的打刀环相适配。

8.根据权利要求7所述的一种数控机床主轴打刀缸，其特征在于：每个所述的松夹刀感应开关安装在第二调整块上，所述的第二调整块上开设有第二长条孔，若干第四螺钉分别穿过所述的第二长条孔将所述的第二调整块固定在所述的油缸体的侧壁上。

9.根据权利要求1所述的一种数控机床主轴打刀缸，其特征在于：所述的活塞内开设有前后导通的轴孔，所述的后压盖的前端一体设置有延长轴，所述的延长轴伸入所述的轴孔内，所述的延长轴内开设有前后导通并贯穿所述的后压盖的通水孔，所述的通水孔的后端安装有中心出水进水接头，所述的延长轴的前端安装有与所述的通水孔相通的旋转接头，所述的拉刀杆上开设有与所述的旋转接头相通的中心孔，所述的中心孔直通主轴前端。

10.根据权利要求9所述的一种数控机床主轴打刀缸，其特征在于：所述的油缸体与所述的活塞之间设置有第一活塞杆密封件和双向活塞封，所述的油缸压盖与所述的活塞之间设置有第二活塞杆密封件、第一密封圈和防尘环，所述的延长轴与所述的活塞之间设置有第二密封圈。

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