CN212122514U - 一种机械主轴的打刀结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种机械主轴的打刀结构，包括打刀杆、固定座、第一固定轴和气缸，所述打刀杆的两端分别为第一端部和第二端部；所述固定座安装在机械主轴机头上，且所述固定座位于所述第一端部和所述第二端部之间，所述打刀杆通过所述第一固定轴与所述固定座转动连接；所述气缸安装在所述机械主轴机头上，且所述气缸的输出端位于所述第二端部的正下方。本实用新型一种机械主轴的打刀结构，采用了杆杠原理，使所述气缸能用较小的力即可将较大的施力作用在所述机械主轴上；本打刀结构占用面积小，能轻易地安装在所述机械主轴机头上，有效地提高了加工效率；且结构简单、轻巧、制造成本低。

Description

一种机械主轴的打刀结构

技术领域

本实用新型涉及数控加工中心技术领域，具体为一种机械主轴的打刀结构。

背景技术

在机械行业技术领域，随着自动化技术发展的日新月异，数控技术得到了广泛的应用。打刀结构，也称为换刀装置或松刀装置，主要作用是辅助机械主轴更换刀具。就目前现有高速加工工具机中，其换刀装置主要采用直联式主轴，而直联式主轴可分为无油压缸及有油压缸二种形式，无油压缸形式的直联式主轴是利用机械式换刀，而油压缸形式的直联式主轴则是利用油压缸的驱动力换刀。现有技术中，打刀结构都较为复杂，很难安装在机械主轴机头上，造成机械主轴更换刀具效率不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种结构简单、轻巧、易于安装在机械主轴机头上的机械主轴的打刀结构。

为实现上述目的，本实用新型提出一种机械主轴的打刀结构，包括打刀杆、固定座、第一固定轴和气缸，所述打刀杆的两端分别为第一端部和第二端部；

所述固定座安装在机械主轴机头上，且所述固定座位于所述第一端部和所述第二端部之间，所述打刀杆通过所述第一固定轴与所述固定座转动连接；

所述气缸安装在所述机械主轴机头上，且所述气缸的输出端位于所述第二端部的正下方；

所述输出端伸展并抵于所述第二端部，使所述第二端部以所述固定座为支点往上转动，同时，所述第一端部以所述固定座为支点往下转动以抵住机械主轴内的拉刀夹爪并使所述拉刀夹爪往下运动以松开刀具；

换刀后，所述输出端收缩，所述第二端部以所述固定座为支点往下转动，同时，所述第一端部以所述固定座为支点往上转动，所述拉刀夹爪往上运动并在所述机械主轴的作用下夹紧所述刀具。

优选地，所述第一固定轴的一端设置有第一固定盘，所述第一固定轴和所述第一固定盘组合形成一个T型结构件，当所述第一固定轴连接所述固定座和所述打刀杆后，所述第一固定盘位于所述固定座的外侧且与所述固定座连接。

优选地，所述第二端部开设有U型槽，所述U型槽的开口朝外，转轮通过第二固定轴可转动地安装在所述U型槽内，所述气缸的输出端位于所述转轮的正下方。

优选地，所述第二固定轴的一端设置有第二固定盘，所述第二固定轴和所述第二固定盘组合形成一个T型结构件，当所述第二固定轴将所述转轮安装后，所述第二固定盘位于所述U型槽的外侧。

优选地，还包括弹簧，所述弹簧的一端与所述打刀杆连接、另一端与所述机械主轴机头连接。

优选地，打刀结构设有两个所述固定座，且对称分布于所述打刀杆的两侧。

优选地，所述气缸为倍力气缸。

优选地，所述第一端部与所述固定座之间的距离小于所述第二端部与所述固定座之间的距离。

优选地，所述第一端部开设有弧形槽，所述弧形槽的开口朝外，且所述机械主轴位于所述弧形槽内。

优选地，所述弧形槽的内壁相对设有两压块，所述压块用于抵住所述机械主轴内的所述拉刀夹爪，使所述拉刀夹爪往下移动。

本实用新型一种机械主轴的打刀结构，采用了杆杠原理，使所述气缸能用较小的力即可将较大的施力作用在所述机械主轴上；本打刀结构占用面积小，能轻易地安装在所述机械主轴机头上，有效地提高了加工效率；且结构简单、轻巧、制造成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型打刀结构与机械主轴和机械主轴机头装配结构示意图；

图2为本实用新型打刀结构的立体结构示意图；

图3为本实用新型打刀结构的爆炸结构示意图；

图4为本实用新型打刀杆结构示意图；

图5为本实用新型拉刀夹爪夹紧刀具的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	打刀杆	5	机械主轴
11	第一端部	51	拉刀夹爪
				111	弧形槽	511	夹瓣
12	第二端部	52	刀具
				121	U型槽	6	机械主轴机头
2	固定座	7	转轮
				3	第一固定轴	8	第二固定轴
31	第一固定盘	81	第二固定盘
				4	气缸	9	弹簧
41	输出端	10	压块

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1至图5所示，一种机械主轴的打刀结构，包括打刀杆1、固定座2、第一固定轴3和气缸4，所述打刀杆1的两端分别为第一端部11和第二端部12；

所述固定座2安装在机械主轴机头6上，且所述固定座2位于所述第一端部11和所述第二端部12之间，所述打刀杆1通过所述第一固定轴3与所述固定座2转动连接；

所述气缸4安装在所述机械主轴机头6上，且所述气缸4的输出端41位于所述第二端部12的正下方；

所述输出端41伸展并抵于所述第二端部12，使所述第二端部12以所述固定座2为支点往上转动，同时，所述第一端部11以所述固定座2为支点往下转动以抵住机械主轴5内的拉刀夹爪51并使所述拉刀夹爪51往下运动以松开刀具52；

换刀后，所述输出端41收缩，所述第二端部12以所述固定座2为支点往下转动，同时，所述第一端部11以所述固定座2为支点往上转动，所述拉刀夹爪51往上运动并在所述机械主轴5的作用下夹紧所述刀具52。

该打刀结构设置在所述机械主轴机头6上，所述固定座2固定在所述机械主轴机头6上，具体地，可在所述固定座2和所述机械主轴机头6上设置相对应的螺纹孔，然后用螺杆拧入螺纹孔内，进而将所述固定座2固定安装在所述机械主轴机头6上；所述打刀杆1通过所述第一固定轴3与所述固定座2转动连接；所述打刀杆1的两端分别为第一端部11和第二端部12，所述第一端部11位于机械主轴5的正上方；所述气缸4固定在所述机械主轴机头6上，且所述输出端41位于所述第二端部12的正下方。卸刀时，先将所述机械主轴5上的气压卸载，然后使所述气缸4运作、所述输出端41伸展，所述输出端41顶在所述第二端部12上，驱使所述第二端部12以所述固定座2为支点往上转动；同时所述打刀杆第一端部11以所述固定座2为支点往下转动，所述第一端部11抵于所述机械主轴5内的所述拉刀夹爪51上，进而驱使所述拉刀夹爪51往下移动；所述拉刀夹爪51往下移动，使其夹瓣511张开以松开所述刀具52；松刀后将旧的刀具卸下，然后将需要更换的新的刀具塞入所述拉刀夹爪51内；所述输出端41收缩，所述打刀杆1反向转动，即所述第一端部11以所述固定座2为支点往上转动、所述第二端部12以所述固定座2为支点往下转动，使所述打刀杆1复位至初始位置；所述拉刀夹爪51在所述机械主轴5内的蝶形弹簧(图中未示出)的作用下往上运动，所述机械主轴5在气压的作用下对所述拉刀夹爪51施以一定的夹紧力，使所述夹瓣511收缩以夹紧更换后的刀具。驱使所述打刀杆1反向转动可以多种方式，比如将所述第二端部12与所述气缸4连接，使所述气缸4的回缩带动所述打刀杆1反向转动；又比如，设置所述第二端部12的重量大于所述第一端部11的重量，当所述气缸4回缩时，由于自重，所述第二端部12便向下移动，从而使所述打刀杆1反向转动。

本实施例，通过将所述打刀杆1可转动地连接在所述固定座2上，使所述气缸4驱动所述打刀杆1转动进而实现所述机械主轴5的打刀；本打刀结构采用了杆杠原理，使所述气缸4能用较小的力即可将较大的施力作用在所述机械主轴5上；本打刀结构占用面积小，易于安装在所述机械主轴机头6上，有效地提高了加工效率；且结构简单、轻巧、制造成本低。

所述机械主轴机头6可以为双机械主轴机头，即所述机械主轴机头6上安装有两个所述机械主轴5，且每个所述机械主轴5对应设置一个本打刀结构。由于本打刀结构占用面积小、结构简单、轻巧，所以可容易安装在双机械主轴机头上，且装配简单、制造成本低。

进一步地，所述第一固定轴3的一端设置有第一固定盘31，所述第一固定轴3和所述第一固定盘31组合形成一个T型结构件，当所述第一固定轴3连接所述固定座2和所述打刀杆1后，所述第一固定盘31位于所述固定座2的外侧且与所述固定座2连接。

具体地，所述打刀杆1和所述固定座2均开设有相对应的孔位，所述第一固定轴3穿过所述固定座2和所述打刀杆1的孔位将两则可转动地连接在一起；所述第一固定轴3和所述第一固定盘31组合形成一个T型结构件，当所述第一固定轴3连接所述固定座2和所述打刀杆1后，所述第一固定盘31位于所述固定座2的外侧，然后用固定件(比如螺丝)将所述第一固定盘31固定在所述固定座2上。通过设置所述第一固定盘31增大与其与固定座2之间的接触面积继而增大两者之间的摩擦力，从而避免所述第一固定轴3在工作过程中松动，而且还能避免所述打刀杆1在转动时所述第一固定轴3也随着转动，造成传动效率低下。

进一步地，所述第二端部12开设有U型槽121，所述U型槽121的开口朝外，转轮7通过第二固定轴8可转动地安装在所述U型槽121内，所述气缸4的输出端41位于所述转轮7的正下方。

如前面所述，所述打刀杆1的转动依靠所述输出端41顶升所述第二端部12，为了保证所述第二端部12在上升过程中，所述输出端41能持续顶住所述第二端部12，通常需要将所述气缸4的位置往靠近所述打刀杆1中部的一侧设置。当所述输出端41往上顶升时，所述打刀杆1转动、倾斜，所述第二端部12在竖直方向上往所述打刀杆1中部偏移，为了保证所述输出端41能持续顶住所述第二端部12，本实施例将所述气缸4设置在靠近所述打刀杆1中部的一侧，并且在所述第二端部12开设有所述U型槽121、在所述U型槽121内安装有所述转轮7；优选地，所述转轮7通过所述第二固定轴8可转动地安装在所述U型槽121内，所述第二固定轴8的轴线方向与所述打刀杆1的长度延伸方向相垂直，所述转轮7穿设在所述第二固定轴8上。所述输出端41持续顶在所述转轮7上，在所述第二端部12上升过程中，由于所述气缸4的作用，所述转轮7会作一定程度的转动。通过设置所述转轮7既能保证所述输出端41持续顶住所述第二端部12，又能减少所述输出端41与所述打刀杆1的摩擦，进而保证顶升过程顺畅进行。

进一步地，所述第二固定轴8的一端设置有第二固定盘81，所述第二固定轴8和所述第二固定盘81组合形成一个T型结构件，当所述第二固定轴8将所述转轮7安装后，所述第二固定盘81位于所述U型槽121的外侧。

具体地，所述转轮7的中心为中空，所述U型槽121的两侧开设有相对应的孔位，所述第二固定轴8穿过所述U型槽121侧壁的孔位和所述转轮7的中心，将所述转轮7可转动地安装在所述U型槽121内。所述第二固定轴8和所述第二固定盘81组合形成一个T型结构件，当所述第二固定轴8将所述转轮7安装后，所述第二固定盘81位于所述U型槽121的外侧，然后用固定件(比如螺丝)将所述第二固定盘81固定在所述U型槽121的外侧上。通过设置所述第二固定盘81可以固定住所述第二固定轴8，不仅能避免所述第二固定轴8在工作过程中松动，而且还能避免所述转轮7在转动时所述第二固定轴8也随着转动，造成传动效率低下。

进一步地，还包括弹簧9，所述弹簧9的一端与所述打刀杆1连接、另一端与所述机械主轴机头6连接。

在所述打刀杆1使所述机械主轴5往下移动、松刀后，所述输出端41收缩，所述打刀杆1应反向转动，使其回归初始状态。为了简化结构、方便安装，本实施例并未将所述输出端41与所述第二端部12连接，因此所述第二端部12的下降并不依赖所述气缸4的收缩。为了保证所述打刀杆1在打刀后能及时回归初始位置，本实施例用所述弹簧9连接所述打刀杆1和所述机械主轴机头6，且所述弹簧9的位置靠近所述第二端部12，当所述气缸4收缩时，利用所述弹簧9的弹力，将所述打刀杆1往所述机械主轴机头6一侧拉动，使所述第二端部12下降、所述第一端部11上升，实现所述打刀杆1的反向转动，从而使所述打刀杆1回归初始位置。本实施例通过设置所述弹簧9，省去了驱使所述打刀杆1回归初始位置时所需的动力，同时还能避免将所述第二端和所述输出端41连接在一起，造成结构复杂、装卸繁琐。

进一步地，打刀结构设有两个所述固定座2，且对称分布于所述打刀杆1的两侧。

本实施例，设置有两个所述固定座2，且分别位于所述打刀杆1的两侧。设置两个所述固定座2可以增加结构的稳定性，使打刀过程更加稳定。

进一步地，所述气缸4为倍力气缸。

倍力气缸使用相同的压力源，出力为同气缸的数倍，适合短行程高出力的无油操作场合。倍力气缸拥有最紧凑的长度尺寸，多层叠加，多活塞同时受力，成倍增加气缸的输出力；且易控制，可实现手动、脚踏及全自动控制；缸体结构简单轻巧，搬运方便，易于维护。

进一步地，所述第一端部11与所述固定座2之间的距离小于所述第二端部12与所述固定座2之间的距离。

本打刀结构采用了杆杠原理，众所周知，杠杆原理的表示公式为：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；本实施例中，所述气缸4输出的力为动力，所述第二端部12至所述固定座2之间的距离为动力臂，所述机械主轴5的反作用力为阻力，所述第一端部11至所述固定座2之间的距离为阻力臂。在阻力不变的情况下，为了克服阻力，可通过增大动力数值、增大动力臂数值和减小阻力臂数值这三种方式。为了减少动力的输出，用较小的动力既能实现打刀动作，本实施例采取的方式是增大动力臂数值和减小阻力臂数值，所以将所述固定座2的安装位置设置在靠近所述第一端部11上。

进一步地，所述第一端部11开设有弧形槽111，所述弧形槽111的开口朝外，且所述机械主轴5位于所述弧形槽111内。

所述机械主轴5的整体形状呈现为圆柱形，且具有一定的高度，通过在所述第一端部11开设所述弧形槽111，方便容纳所述机械主轴5，即使所述机械主轴5的高度超过所述打刀杆1的水平位置，同样能实现打刀工作。具体为通过所述弧形槽111的两侧抵住所述机械主轴5来实现打刀工作。通过开设所述弧形槽111可使所述打刀杆1和所述机械主轴5之间的结构更加紧凑，打刀结构在所述机械主轴机头6上的安装更加方便。

进一步地，所述弧形槽111的内壁相对设有两压块10，所述压块10用于抵住所述机械主轴5内的所述拉刀夹爪51，使所述拉刀夹爪51往下移动。

所述压块10通过螺栓固定在所述弧形槽111内壁上，当所述打刀杆1对所述机械主轴5进行打刀时，具体是所述压块10将下压力作用在所述拉刀夹爪51上。通过设置所述压块10可以方便后期的维护，在打刀过程中，若所述压块10变形、爆裂，只需将其卸下，更换新的压块即可；相比于所述打刀杆1直接将下压力作用在所述机械主轴5上，本实施例可有效地保护所述打刀杆1、延长其使用寿命。

更优地，所述压块10的数量可为多个，使作用力更加均衡，本实施例设置有两个所述压块10，且两个所述压块10沿所述弧形槽111的圆点相对设置。

在实际应用中，一个机械主轴机头可能会安装有多个机械主轴，每个机械主轴均可配对安装一个本打刀结构，以保证机械主轴之间的独立性。本打刀结构占用面积小、结构简单、轻巧，易于安装在机械主轴机头上。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种机械主轴的打刀结构，其特征在于：包括打刀杆、固定座、第一固定轴和气缸，所述打刀杆的两端分别为第一端部和第二端部；

所述固定座安装在机械主轴机头上，且所述固定座位于所述第一端部和所述第二端部之间，所述打刀杆通过所述第一固定轴与所述固定座转动连接；

所述气缸安装在所述机械主轴机头上，且所述气缸的输出端位于所述第二端部的正下方；

所述输出端伸展并抵于所述第二端部，使所述第二端部以所述固定座为支点往上转动，同时，所述第一端部以所述固定座为支点往下转动以抵住机械主轴内的拉刀夹爪并使所述拉刀夹爪往下运动以松开刀具；

换刀后，所述输出端收缩，所述第二端部以所述固定座为支点往下转动，同时，所述第一端部以所述固定座为支点往上转动，所述拉刀夹爪往上运动并在所述机械主轴的作用下夹紧所述刀具。

2.根据权利要求1所述的一种机械主轴的打刀结构，其特征在于：所述第一固定轴的一端设置有第一固定盘，所述第一固定轴和所述第一固定盘组合形成一个T型结构件，当所述第一固定轴连接所述固定座和所述打刀杆后，所述第一固定盘位于所述固定座的外侧且与所述固定座连接。

3.根据权利要求1所述的一种机械主轴的打刀结构，其特征在于：所述第二端部开设有U型槽，所述U型槽的开口朝外，转轮通过第二固定轴可转动地安装在所述U型槽内，所述气缸的输出端位于所述转轮的正下方。

4.根据权利要求3所述的一种机械主轴的打刀结构，其特征在于：所述第二固定轴的一端设置有第二固定盘，所述第二固定轴和所述第二固定盘组合形成一个T型结构件，当所述第二固定轴将所述转轮安装后，所述第二固定盘位于所述U型槽的外侧。

5.根据权利要求1或3所述的一种机械主轴的打刀结构，其特征在于：还包括弹簧，所述弹簧的一端与所述打刀杆连接、另一端与所述机械主轴机头连接。

6.根据权利要求1所述的一种机械主轴的打刀结构，其特征在于：打刀结构设有两个所述固定座，且对称分布于所述打刀杆的两侧。

7.根据权利要求1所述的一种机械主轴的打刀结构，其特征在于：所述气缸为倍力气缸。

8.根据权利要求1所述的一种机械主轴的打刀结构，其特征在于：所述第一端部与所述固定座之间的距离小于所述第二端部与所述固定座之间的距离。

9.根据权利要求1所述的一种机械主轴的打刀结构，其特征在于：所述第一端部开设有弧形槽，所述弧形槽的开口朝外，且所述机械主轴位于所述弧形槽内。

10.根据权利要求9所述的一种机械主轴的打刀结构，其特征在于：所述弧形槽的内壁相对设有两压块，所述压块用于抵住所述机械主轴内的所述拉刀夹爪，使所述拉刀夹爪往下移动。

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