CN216657230U - 一种机床主轴轴承卸荷打刀结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机床主轴轴承卸荷打刀结构，轴套内设轴承，主轴与轴承固定，拉杆套设在主轴内且之间设有碟簧；反扣盘与主轴固定，浮动连接环套设在箱体与反扣盘间且外侧面与反扣盘内侧面设有轴向间隙、端面上开有通孔，浮动导杆穿过通孔与箱体固定，压缩弹簧套在浮动导杆上，浮动端盖套在主轴上且与浮动连接环固定。本实用新型的浮动连接环与箱体经套有压缩弹簧的浮动导杆连接且与反扣盘形成轴向间隙，可在主轴高速旋转时避免反扣盘与浮动连接环形成摩擦，又能在换刀时经打刀缸使间隙消失，使碟簧的反作用力转移到主轴后端部而减弱作用在轴承上的轴向力，保证了轴承精度不受损和降低磨损发热，具有结构简单可靠、轴承寿命长、发热小的特点。

Description

一种机床主轴轴承卸荷打刀结构

技术领域

本实用新型涉及机床主轴技术领域，具体涉及一种结构简单可靠、轴承寿命长、发热小的机床主轴轴承卸荷打刀结构。

背景技术

数控机床上刀具的更换需要松拉刀机构来实现松开、夹紧刀具的动作，以及在切削加工时锁紧刀具以防止刀具松脱。一般松拉刀机构采用气动或液压控制的方式来装夹刀具。目前，主轴松拉刀机构主要包括：打刀缸、主轴、拉杆和碟簧等，拉杆位于主轴体内与气动或液压的活塞杆在同一轴线上，并在主轴内滑动。机床在换刀时，气动或液压活塞的力作用于拉杆上，迫使主轴与拉杆间的碟簧变形松刀，同时作用力经主轴通过轴承传递到主轴的箱体上。为了保证拉刀可靠，主轴的拉刀力通常都较大，例如，加工中心常用的BT40刀柄拉刀力在8kN左右，打刀缸打刀力在10kN左右；BT50刀柄拉刀力在15kN左右，打刀缸打刀力在20kN左右。由于主轴轴承主要用于承受径向力，轴向力的承受能力较差，如此大的轴向作用力频繁的作用在主轴轴承上，将造成主轴轴承的滚道受损，使主轴轴承温升加剧，导致主轴箱的热稳定性恶化，从而影响主轴的精度，并使主轴轴承的寿命大大缩短。

现有技术中，为了解决主轴轴承在拉刀时轴向受力过大的问题，有通过在主轴与拉杆间设置卸力组件，在拉刀时活塞正向作用力推动拉杆压缩碟簧，使作用力传递到主轴上，活塞反向作用力传递到缓冲套上，通过缓冲套与轴套间的弹簧缓冲，缓冲套在反向作用力的拉动下抵顶反扣盘，使得正向作用力和反向作用力相互抵消，从而减少作用到主轴轴承上的打刀力。虽然上述方案可减缓作用于主轴轴承上的轴向力，但由于整个卸力组件结构较为复杂、力传递路径长，导致整体的可靠性较低，而且为了减少主轴高速旋转时的摩擦，预留的反扣盘与缓冲套间的轴向间隙调整机构设置于内部，调整不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单可靠、轴承寿命长、发热小的机床主轴轴承卸荷打刀结构。

本实用新型是这样实现的：包括箱体、轴套、轴承、主轴、拉杆，所述轴套固定设置于箱体上且内部固定设置有轴承，所述主轴与轴承的内孔固定连接，所述拉杆套设在主轴中心的空腔内且之间套设有碟簧；还包括反扣盘、浮动连接环、浮动端盖、压缩弹簧、浮动导杆，所述反扣盘与主轴近打刀缸一侧固定连接，所述浮动连接环套设在主轴上且位于箱体的端面与反扣盘的内侧面之间，所述浮动连接环的外侧面与反扣盘相对的内侧面之间设置有轴向间隙，所述浮动连接环的端面上开设有垂直的通孔，所述浮动导杆为“T”形杆且一端穿过通孔并与箱体的端面固定连接，所述压缩弹簧套设在浮动连接环外侧的浮动导杆上且两端分别与浮动连接环的外侧面及浮动导杆的钉头底端抵接，所述浮动端盖套设在主轴上且下端与浮动连接环固定连接，所述浮动端盖与打刀缸的缸体固定连接。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型通过套设有压缩弹簧的浮动导杆，实现浮动连接环与箱体的浮动连接，并且浮动连接环与反扣盘形成轴向间隙，可在主轴高速旋转时因压缩弹簧的弹力而可靠的保持轴向间隙存在，避免反扣盘与浮动连接环接触形成高速摩擦而发热，有效保证了主轴箱的热稳定性；又能在换刀时因打刀缸的打刀力，使得与缸体固定连接的浮动端盖带动浮动连接环压向压缩弹簧并沿轴向间隙移动至与反扣盘抵死，这样打刀的反作用力通过反扣盘传到主轴的后端部，从而有效降低通过反扣盘作用于主轴轴承上的轴向力，保证了主轴的轴承精度不受损和降低磨损发热，提高了主轴轴承的使用寿命。

2、本实用新型的反扣盘与主轴通过螺纹连接，从而可便捷的调整并保持反扣盘与浮动连接环的轴向间隙在合理的范围内，避免因主轴及轴套制造误差累积导致的轴向间隙超差的问题；同时通过在反扣盘上设置倾斜的螺孔，并在倾斜螺孔内设置底部可抵接主轴螺纹部的定位柱，从而可锁紧调节合理的轴向间隙，避免使用过程中松动而影响缓冲效果。

3、本实用新型的浮动连接环通过浮动导杆与箱体浮动连接，浮动导杆即可防止浮动连接环歪斜，也可防止与浮动端盖连接的打刀缸歪斜；而且浮动导杆及其压缩弹簧设置于浮动端盖的外侧，形成外露结构，从而便于通过浮动导杆来调整压缩弹簧的预紧力，既可保证正常使用时的轴向间隙，又能避免过大的预紧力而使打刀力作用到主轴轴承。

综上所述，本实用新型具有结构简单可靠、轴承寿命长、发热小的特点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1之局部放大图；

图中：1-箱体，2-轴套，3-轴承，4-主轴，5-反扣盘，5A-螺纹段，5B-通孔段，5C-紧定螺钉，5D-定位销，6-浮动连接环，7-浮动端盖，8-压缩弹簧，9-浮动导杆，L-轴向间隙。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下接合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和2所示，本实用新型包括箱体1、轴套2、轴承3、主轴4、拉杆（图中未示出），所述轴套2固定设置于箱体1上且内部固定设置有轴承3，所述主轴4与轴承3的内孔固定连接，所述拉杆套设在主轴4中心的空腔内且之间套设有碟簧（图中未示出）；还包括反扣盘5、浮动连接环6、浮动端盖7、压缩弹簧8、浮动导杆9，所述反扣盘5与主轴4近打刀缸一侧固定连接，所述浮动连接环6套设在主轴4上且位于箱体1的端面与反扣盘5的内侧面之间，所述浮动连接环6的外侧面与反扣盘5相对的内侧面之间设置有轴向间隙L，所述浮动连接环6的端面上开设有垂直的通孔，所述浮动导杆9为“T”形杆且一端穿过通孔并与箱体1的端面固定连接，所述压缩弹簧8套设在浮动连接环6外侧的浮动导杆9上且两端分别与浮动连接环6的外侧面及浮动导杆9的钉头底端抵接，所述浮动端盖7套设在主轴4上且下端与浮动连接环6固定连接，所述浮动端盖7与打刀缸的缸体（图中未示出）固定连接。

所述反扣盘5的内径为螺纹孔且与主轴4近打刀缸一侧外径上的螺纹部螺纹连接。

所述反扣盘5的外端面上设置有向轴线倾斜的螺孔，所述螺孔内螺纹连接有底部可抵接主轴4外径上的螺纹部的定位柱。

所述反扣盘5上的螺孔包括外侧的螺纹段5A及内侧的通孔段5B，所述定位柱包括紧定螺钉5C及定位销5D，所述紧定螺钉5C设置于螺纹段5A内，所述定位销5D可滑动的设置于通孔段5B内且上端延伸至螺纹段5A内并与紧定螺钉5C的底端抵接，所述定位销5D的下端面与主轴4上的螺纹部轴线平行。

所述螺纹段5A的小径不大于通孔段5B的直径，所述通孔段5B设置有沿轴线平行的导槽，所述定位销5D的外径上设置有与通孔段5B的导槽滑动配合的滑块，所述定位销5D的下端面上设置有与主轴4的螺纹部螺距相同的至少两个“V”形槽。

所述反扣盘5为“T”形环结构且小直径段间隙套设在浮动连接环6的中心、大直径段的外径大于浮动连接环6的内径，所述浮动连接环6的外侧面与反扣盘5近小直径段的大直径段端面之间设置有轴向间隙L。

所述浮动连接环6的端面上至少均布有三个通孔，所述通孔为沉头孔，所述浮动导杆9穿过通孔并与箱体1端面上的螺孔连接，所述压缩弹簧8的两端分别与沉头孔及浮动导杆9的钉头底端抵接。

所述浮动端盖7的外径小于浮动连接环6上的通孔间的内接圆直径，所述动端盖7的下端与浮动连接环6的端面通过螺钉连接。

所述浮动连接环6与反扣盘5之间的轴向间隙L为0.3～0.5mm。

本实用新型工作原理和工作过程：

如图1和2所示，主轴4需要换刀时，打刀缸的活塞杆向下运动，当打刀缸的活塞杆力作用在拉杆上时，主轴4内的碟簧受力变形而松刀，同时碟簧因受力压缩而通过拉杆对打刀缸产生反作用力，由于浮动端盖7与打刀缸连接为一体，使得与浮动端盖7连接的浮动连接环6连同打刀缸向上顶起，上移的浮动连接环6压缩浮动导杆9上的压缩弹簧8，从而将作用在浮动连接环6上的大部分反作用力通过浮动导杆9转移到主轴4的后端部。当作用在浮动连接环6上的作用力小于或等于压缩弹簧8压缩轴向间隙L长度的弹力时，可避免反作用力传递到主轴的轴承3上；而在作用力大于压缩弹簧8压缩轴向间隙L长度的弹力时，也可通过压缩弹簧8及浮动导杆9将大部分轴向力转移到主轴4的后端部，从而有效降低通过反扣盘5作用于主轴轴承上的轴向力，保证了主轴的轴承精度不受损和降低磨损发热，提高了主轴轴承的使用寿命。

主轴换刀完成后，打刀缸的活塞杆向上运动，压缩弹簧8使上移的浮动连接环6向下复位，使反扣盘5与浮动连接环6之间的轴向间隙L可靠回复，避免主轴4高速回转时反扣盘5与浮动连接环6之间发生剧烈摩擦而发热。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种机床主轴轴承卸荷打刀结构，包括箱体（1）、轴套（2）、轴承（3）、主轴（4）、拉杆，所述轴套（2）固定设置于箱体（1）上且内部固定设置有轴承（3），所述主轴（4）与轴承（3）的内孔固定连接，所述拉杆套设在主轴（4）中心的空腔内且之间套设有碟簧；其特征在于还包括反扣盘（5）、浮动连接环（6）、浮动端盖（7）、压缩弹簧（8）、浮动导杆（9），所述反扣盘（5）与主轴（4）近打刀缸一侧固定连接，所述浮动连接环（6）套设在主轴（4）上且位于箱体（1）的端面与反扣盘（5）的内侧面之间，所述浮动连接环（6）的外侧面与反扣盘（5）相对的内侧面之间设置有轴向间隙（L），所述浮动连接环（6）的端面上开设有垂直的通孔，所述浮动导杆（9）为“T”形杆且一端穿过通孔并与箱体（1）的端面固定连接，所述压缩弹簧（8）套设在浮动连接环（6）外侧的浮动导杆（9）上且两端分别与浮动连接环（6）的外侧面及浮动导杆（9）的钉头底端抵接，所述浮动端盖（7）套设在主轴（4）上且下端与浮动连接环（6）固定连接，所述浮动端盖（7）与打刀缸的缸体固定连接。

2.根据权利要求1所述机床主轴轴承卸荷打刀结构，其特征在于所述反扣盘（5）的内径为螺纹孔且与主轴（4）近打刀缸一侧外径上的螺纹部螺纹连接。

3.根据权利要求2所述机床主轴轴承卸荷打刀结构，其特征在于所述反扣盘（5）的外端面上设置有向轴线倾斜的螺孔，所述螺孔内螺纹连接有底部可抵接主轴（4）外径上的螺纹部的定位柱。

4.根据权利要求3所述机床主轴轴承卸荷打刀结构，其特征在于所述反扣盘（5）上的螺孔包括外侧的螺纹段（5A）及内侧的通孔段（5B），所述定位柱包括紧定螺钉（5C）及定位销（5D），所述紧定螺钉（5C）设置于螺纹段（5A）内，所述定位销（5D）可滑动的设置于通孔段（5B）内且上端延伸至螺纹段（5A）内并与紧定螺钉（5C）的底端抵接，所述定位销（5D）的下端面与主轴（4）上的螺纹部轴线平行。

5.根据权利要求4所述机床主轴轴承卸荷打刀结构，其特征在于所述螺纹段（5A）的小径不大于通孔段（5B）的直径，所述通孔段（5B）设置有沿轴线平行的导槽，所述定位销（5D）的外径上设置有与通孔段（5B）的导槽滑动配合的滑块，所述定位销（5D）的下端面上设置有与主轴（4）的螺纹部螺距相同的至少两个“V”形槽。

6.根据权利要求1至5任意一项所述机床主轴轴承卸荷打刀结构，其特征在于所述反扣盘（5）为“T”形环结构且小直径段间隙套设在浮动连接环（6）的中心、大直径段的外径大于浮动连接环（6）的内径，所述浮动连接环（6）的外侧面与反扣盘（5）近小直径段的大直径段端面之间设置有轴向间隙（L）。

7.根据权利要求6所述机床主轴轴承卸荷打刀结构，其特征在于所述浮动连接环（6）的端面上至少均布有三个通孔，所述通孔为沉头孔，所述浮动导杆（9）穿过通孔并与箱体（1）端面上的螺孔连接，所述压缩弹簧（8）的两端分别与沉头孔及浮动导杆（9）的钉头底端抵接。

8.根据权利要求7所述机床主轴轴承卸荷打刀结构，其特征在于所述浮动端盖（7）的外径小于浮动连接环（6）上的通孔间的内接圆直径，所述动端盖（7）的下端与浮动连接环（6）的端面通过螺钉连接。

9.根据权利要求6所述机床主轴轴承卸荷打刀结构，其特征在于所述浮动连接环（6）与反扣盘（5）之间的轴向间隙（L）为0.3～0.5mm。

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