CN218395948U - 一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置，包括壳体、主轴和活塞，活塞滑动安装在壳体内，且壳体内与活塞之间形成一密闭的腔体，壳体上安装与控制活塞轴向移动的气动装置，活塞内设置有滑套，主轴上套装有轴套，轴套在周向方向上开设有多个容置槽，容置槽内安装有可转动的卡爪，活塞带动滑套移动，进而实现卡爪转动。本实用新型的有益效果是：通过控制活塞的移动，实现了主轴的夹紧和放松，而且在主轴夹紧后，只需停止供气，活塞则在碟簧和橡胶圈的弹簧回复力的作用下往右移动一定的距离，从而使得挡环与耐磨环分开，进而实现主轴的高速转动，而需要再次夹紧主轴时，只需往拨叉右侧的腔体内通入少量的气体即可实现主轴的夹紧。

Description

一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置

技术领域

本实用新型涉及数控纵切车床，特别是一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置。

背景技术

纵切车床，即采用横切工艺方法的车床，在金属切削加工中，刀具的运动轨迹相对于工件的中轴线是垂直的，也就是在车削加工中工件是旋转和移动的，车刀不需要跟随工件移动，与常规的车床有着本质的区别。

纵切车床的工作特点为主轴内弹簧夹头夹持棒料作回转及轴向进给运动，刀具作径向运动;若刀具静止，主轴箱送进则为车削外圆;而主轴箱静止，刀具径向送进即为车槽、成形或切断;当两者同时作复合运动时，可完成车圆锥或成形表面等工作。

机床的循环过程一般为主轴夹持棒料进行各种切削工作，然后切断。零件切断后，弹簧夹头松开，主轴箱退回，此时依靠送料架中重锤的力量使棒料支持在切断刀上。主轴箱退回至原始位置后，弹簧夹头夹紧，然后切断刀退回，再开始下一个循环。一根棒料用完时，通过送料架上及床身后面两个并联保险开关的作用，使机床自动停车，并保证了最后一个零件的完整。

当加工细而长或精度较高的零件时，必须用有中心架切削，此时棒料前端支承在硬质合金中心架夹套内回转，避免了零件在加工时产生过大的变形，获得较高的加工精度。当加工精度低而短的零件时，为了减小切削棒料的剩余长度，亦可采用无中心架切削。

现有的数控纵切车床的主轴夹紧一直是一个难点，很难实现精确控制，从而导致主轴使用的可靠性得不到保证。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置，包括壳体、主轴和活塞，活塞滑动安装在壳体内，且壳体内与活塞之间形成一密闭的腔体，壳体上安装有控制活塞轴向移动的气动装置，活塞内开设有台阶通孔，台阶通孔的台阶面上安装有耐磨环，台阶通孔的大孔内螺纹连接有螺母，螺母的左端面上也安装有耐磨环，两个耐磨环之间形成容置间隙，主轴上套装有轴套，轴套在周向方向上开设有多个容置槽，容置槽内安装有可转动的卡爪，卡爪上具有抵挡凸部和接触凸部，主轴上开设有环形槽，滑套的内孔包括第一孔、第二孔和锥形孔，锥形孔位于第一孔和第二孔之间，且第二孔位于第一孔的左侧，第一孔的直径大于第二孔的直径，滑套的外侧设置有挡环，挡环位于容置间隙内，且接触凸部始终与滑套的内孔接触，当活塞移动到左行程时，抵挡凸部与环形槽右侧的槽壁抵接，当活塞移动到右行程时，接触凸部与第二孔的孔壁接触。

可选的，壳体包括盖体、缸体和箱体，盖体与缸体的左端连接，缸体的右端与安装主轴的箱体连接，活塞的左端滑动安装在盖体的右端内腔内，活塞的右端滑动配合在缸体内，且缸体、盖体的右端面、活塞的外表面构成一密闭的腔体。

可选的，活塞上具有拨叉环，拨叉环位于腔体内，气动装置包括多个气管接头，多个气管接头设置在缸体上，其中至少一气管接头的出气孔与拨叉环左侧的腔体连通，至少一气管接头的出气孔与拨叉环右侧的腔体连通。

可选的，拨叉环的两侧均安装有突出拨叉环端面的橡胶圈。

可选的，盖体上轴向安装有碟簧，当活塞移动到左行程时，碟簧与活塞抵接。

可选的，盖体的外圆周上开设有槽孔，活塞上安装有感应销，感应销穿出槽孔，且感应销可在槽孔内轴向滑动，盖体的外侧设置有两个接近开关，其中一接近开关用于检测感应销的左行程，另一接近开关用于检测感应销的右行程。

可选的，缸体的外侧设置有安装板，气管接头和接近开关均安装在安装板上。

可选的，拨叉环的外圆周上开设有环形密封槽，环形密封槽内安装有密封圈。

可选的，腔体左侧的盖体的内腔上安装有密封圈，密封圈套在活塞的左端部。

可选的，腔体右侧的缸体设置有一凸环，凸环的内侧壁上开设有环形密封槽，环形密封槽内安装有密封圈。

本实用新型具有以下优点：本实用新型的用于数控纵切车床的主轴夹紧装置，通过控制活塞的移动，实现了主轴的夹紧和放松，而且在主轴夹紧后，只需停止供气，活塞则在碟簧和橡胶圈的弹簧回复力的作用下往右移动一定的距离，从而使得挡环与耐磨环分开，进而实现主轴的高速转动，而需要再次夹紧主轴时，只需往拨叉右侧的腔体内通入少量的气体即可实现主轴的夹紧。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图

图2 为滑套的结构示意图

图3 为卡爪的结构示意图

图4 为活塞的结构示意图

图5 为卡爪的安装示意图

图6 为杆体与盖体、箱体的安装示意图

图中，1-主轴，2-卡爪，3-螺母，4-活塞，5-缸体，6-耐磨环，7-滑套，8-碟簧，9-密封圈，10-橡胶圈，1-气管接头，12-接近开关，13-感应销，14-腔体，15-挡环，16-拨叉环，17-锥形孔，18-第一孔，19-第二孔，20-槽孔，21-盖体，22-抵挡凸部，23-接触凸部，24-台阶通孔，25-容置间隙，26-轴套，27-容置槽。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置，包括主轴1、壳体和活塞4，活塞4滑动安装在壳体内，且壳体内与活塞4之间形成一密闭的腔体14，壳体上安装有控制活塞4轴向移动的气动装置，在本实施例中，壳体包括盖体21、缸体5和箱体，盖体21与缸体5的左端连接，缸体5的右端与安装主轴1的箱体连接，在本实施例中，缸体5与盖体21以及箱体的连接均为可拆卸连接，优选的，缸体5与盖体21之间通过螺钉可拆卸连接，缸体5与箱体之间通过螺钉可拆卸连接，活塞4的左端滑动安装在盖体21的右端内腔内，活塞4的右端滑动配合在缸体5内，且缸体5、盖体21的右端面、活塞4的外表面构成一密闭的腔体14，在本实施例中，盖体21的右端设置有向内凸的凸环，缸体5的中部设置有向内凸的凸环，活塞4为回转体结构，当活塞4安装好后，活塞4的右端则与缸体5上的凸环滑动配合，进一步的，该凸环上开设有环形密封槽，环形密封槽内安装有密封圈8，从而使得活塞4的右端与缸体5上的凸环之间是密封的，而活塞4的左端则与盖体21上的凸环滑动配合，同样的，该凸环上开设有环形密封槽，环形密封槽内也安装有密封圈8，从而使得活塞4的左端与盖体21上的凸环之间是密封的，因此缸体5、盖体21的右端面、活塞4的外表面构成的腔体14的密闭性好。

在本实施例中，如图4所示，活塞4上具有拨叉环16，拨叉环16位于腔体14内，气动装置包括多个气管接头11，气管接头11设置在缸体5上，其中至少一气管接头11的出气孔与拨叉环16左侧的腔体14连通，至少一气管接头11的出气孔与拨叉环16右侧的腔体14连通，在本实施例中，气管接头11为两个，其中一气管接头11与拨叉环16左侧的腔体14连通，另一气管接头11与拨叉环16右侧的腔体14连通，在本实施例中，盖体21的右端面或和缸体5的左端端外圆周上设有倒角，从而使得当拨叉与盖体21的左端面抵接后，在拨叉与盖体21抵接面的上方依然形成有便于通气的空腔，而气管接头11的进出气口则是与该空腔连通的，当通入气体后，气体进入到空腔后，在气体的作用下则能推动拨叉，从而使得活塞4往右移动，在本实施例中，缸体5上的凸环的左侧壁上开设有一凹槽，当拨叉与缸体5上凸环抵接后，由于凹槽的存在，因此拨叉与缸体5的凸环之间也有便于通气的空腔，而气管接头11的进出气口则是与该空腔连通的，因此，当该空腔内通入气体后，拨叉则会往右移动。

在本实施例中，拨叉环16的两侧均安装有突出拨叉环16端面的橡胶圈9，当拨叉环16与盖体21的右端面抵接后，拨叉环16左侧的橡胶圈9则会挤压变形，而当两个气管接头11停止供气后，拨叉环16则会在橡胶圈9的弹性回复力的作用下往右移动一定的行程，从而使得拨叉环16与盖体21的右端面产生一定的间隙，同理，当拨叉环16与缸体5的凸环左端面抵接后，拨叉环16右侧的橡胶圈9则会挤压变形，而当两个气管接头11停止供气后，拨叉环16则会在橡胶圈9的弹性回复力的作用下往左移动一定的行程，从而使得拨叉环16与缸体5的凸环的左端面产生一定的间隙。

在本实施例中，活塞4内开设有台阶通孔24，台阶通孔24的台阶面上安装有耐磨环6，台阶通孔24的大孔内螺纹连接有螺母3，螺母3的左端面上也安装有耐磨环6，两个耐磨环6之间形成容置间隙25，主轴1上套装有轴套26，如图5所示，轴套26在周向方向上开设有多个容置槽27，容置槽27内安装有可转动的卡爪2，如图3所示，卡爪2上具有抵挡凸部22和接触凸部23，主轴1上开设有环形槽，如图2所示，滑套7的内孔包括第一孔18、第二孔19和锥形孔17，锥形孔17位于第一孔18和第二孔19之间，且第二孔19位于第一孔18的左侧，第一孔18的直径小于第二孔19的直径，滑套7的外侧设置有挡环15，挡环15位于容置间隙25内，且接触凸部23始终与滑套7的内孔接触，当活塞4移动到左行程时，抵挡凸部22与环形槽右侧的槽壁抵接，当活塞4移动到右行程时，接触凸部23与第二孔19的孔壁接触，当需要夹紧主轴1时，拨叉右侧的腔体14内供气，而拨叉左侧的腔体14则泄气，此时，活塞4往左移动，活塞4在往左移动的过程中，带动滑套7往左移动，由于卡爪2的位置不变，在滑套7往左移动的过程中，当卡爪2的接触凸部23进入到锥形孔17后，卡爪2则会发生转动，使得卡爪2的抵挡凸部22逐渐的往主轴1中心靠拢，而当卡爪2的接触凸环越过锥形孔17进入到第二孔19后，此时卡爪2则不再进行转动，抵挡凸部22则与环形槽右侧的槽壁抵接，从而使得卡爪2夹紧主轴1，由于滑套7在往左移动的过程中，挡环15是与螺母3上耐磨环6接触的，所以此时主轴1则会刹车，转轴会逐渐停止转动，然后，拨叉环16右侧的腔体14继续供气，活塞4继续往左移动，当拨叉的左端面与盖体21的右端面接触后，此时拨叉移动到左行程，若拨叉环16右侧的腔体14持续保持供气状态，此时转轴则长期处于夹紧状态，而螺母3上耐磨环6始终与挡环15接触，因此，主轴1则处于停止转动状态，而当拨叉环16右侧的腔体14停止供气后，此时橡胶圈9对拨叉施加一弹性恢复力，从而使得拨叉往右侧移动一定的间隙，使得挡环15与螺母3上的耐磨环6产生间隙，此时主轴1则可以继续高速转动，而需要将主轴1再次夹紧并抱死后，只需要拨叉右侧的腔体14内通入少量气体，就可使得拨叉往左移动，进而使得螺母3上耐磨环6与挡环15接触，从而实现主轴1的抱死，而当需要对主轴1放松时，则往拨叉环16左侧的腔体14内通入气体，而拨叉环16右侧的腔体14则泄气，此时活塞4则带动滑套7往右移动，而滑套7在往右移动的过程中，接触凸部23则从第一孔18进入到锥形孔17内，然后再从锥形孔17进入到第二孔19内，此时抵挡凸环则远离转轴转动，当抵挡凸环进入到第二孔19内，抵挡凸环脱离环形槽的右侧槽壁，此时主轴1则可以持续高速转动。

在本实施例中，盖体21上轴向安装有碟簧8，当活塞4移动到左行程时，碟簧8与活塞4抵接，此时碟簧8处于压缩状态，碟簧8则给活塞4一往右的弹性回复力，而当拨叉右侧的腔体14停止供气后，活塞4则在弹性回复力的作用下往右移动一定的距离，从而使得挡环15与螺母3的上的耐磨环6脱离，由于橡胶圈9和碟簧8均对活塞4具有一往右的弹性回复力，进而保证了在拨叉右侧的腔体14停止供气后，活塞4往右移动的可靠性。

在本实施例中，盖体21的外圆周上开设有槽孔20，活塞4上安装有感应销13，感应销13穿出槽孔20，且感应销13可在槽孔20内轴向滑动，盖体21的外侧设置有两个接近开关12，其中一接近开关12用于检测感应销13的左行程，另一接近开关12用于检测感应销13的右行程，通过接近开关12检测感应销13的位置，从而能够控制气管接头11的通气和排气，在本实施例中，可通过设置PLC控制器，接近开关12的信号输出端与PLC控制器连接，而PLC控制器则控制气管接头11的通气和排气。

在本实施例中，缸体5的外侧设置有安装板，气管接头11和接近开关12均安装在安装板上。

本实用新型的工作过程如下：当需要夹紧主轴1时，拨叉右侧的腔体14内供气，而拨叉左侧的腔体14则泄气，此时，活塞4往左移动，活塞4在往左移动的过程中，带动滑套7往左移动，由于卡爪2的位置不变，在滑套7往左移动的过程中，当卡爪2的接触凸部23进入到锥形孔17后，卡爪2则会发生转动，使得卡爪2的抵挡凸部22逐渐的往主轴1中心靠拢，而当卡爪2的接触凸环越过锥形孔17进入到第二孔19后，此时卡爪2则不再进行转动，抵挡凸部22则与环形槽右侧的槽壁抵接，从而使得卡爪2夹紧主轴1，由于滑套7在往左移动的过程中，挡环15是与螺母3上耐磨环6接触的，所以此时主轴1则会刹车，转轴会逐渐停止转动，然后，拨叉环16右侧的腔体14继续供气，活塞4继续往左移动，当拨叉的左端面与盖体21的右端面接触后，此时拨叉移动到左行程，此时位于左侧的接近开关12则检测到感应销13，此时则控制拨叉环16右侧的腔体14停止供气，而此时橡胶圈9对拨叉施加一往右的弹性恢复力，而碟簧8对活塞4施加一往右的弹性恢复力，从而使得拨叉往右侧移动一定的间隙，使得挡环15与螺母3上的耐磨环6产生间隙，此时主轴1则可以继续高速转动，而需要将主轴1再次夹紧并抱死后，只需要拨叉右侧的腔体14内通入少量气体，就可使得拨叉往左移动，进而使得螺母3上耐磨环6与挡环15接触，从而实现主轴1的抱死，而当需要对主轴1放松时，则往拨叉环16左侧的腔体14内通入气体，而拨叉环16右侧的腔体14则泄气，此时活塞4则带动滑套7往右移动，而滑套7在往右移动的过程中，接触凸部23则从第一孔18进入到锥形孔17内，然后再从锥形孔17进入到第二孔19内，此时抵挡凸环则远离转轴转动，当抵挡凸环进入到第二孔19内，抵挡凸环脱离环形槽的右侧槽壁，此时主轴1则可以持续高速转动，而当右侧的接件开关检测到感应销13后，则控制拨叉左侧的腔体14内停止供气。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置，其特征在于：包括壳体、主轴、滑套和活塞，所述活塞滑动安装在所述壳体内，且所述壳体内与所述活塞之间形成一密闭的腔体，所述壳体上安装有控制所述活塞轴向移动的气动装置，所述活塞内开设有台阶通孔，所述台阶通孔的台阶面上安装有耐磨环，台阶通孔的大孔内螺纹连接有螺母，所述螺母的左端面上也安装有耐磨环，两个耐磨环之间形成容置间隙，所述主轴上套装有轴套，所述轴套在周向方向上开设有多个容置槽，所述容置槽内安装有可转动的卡爪，所述卡爪上具有抵挡凸部和接触凸部，所述主轴上开设有环形槽，所述滑套的内孔包括第一孔、第二孔和锥形孔，所述锥形孔位于所述第一孔和第二孔之间，且所述第二孔位于所述第一孔的左侧，所述第一孔的直径大于所述第二孔的直径，所述滑套的外侧设置有挡环，所述挡环位于容置间隙内，且所述接触凸部始终与所述滑套的内孔接触，当所述活塞移动到左行程时，所述抵挡凸部与所述环形槽右侧的槽壁抵接，当所述活塞移动到右行程时，所述接触凸部与所述第二孔的孔壁接触。

2.根据权利要求1所述的一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置，其特征在于：所述壳体包括盖体、缸体和箱体，所述盖体与所述缸体的左端连接，所述缸体的右端与安装主轴的箱体连接，所述活塞的左端滑动安装在所述盖体的右端内腔内，所述活塞的右端滑动配合在所述缸体内，且所述缸体、盖体的右端面、活塞的外表面构成一密闭的腔体。

3.根据权利要求2所述的一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置，其特征在于：所述活塞上具有拨叉环，所述拨叉环位于所述腔体内，所述气动装置包括多个气管接头，多个气管接头设置在所述缸体上，其中至少一气管接头的出气孔与拨叉环左侧的腔体连通，至少一气管接头的出气孔与所述拨叉环右侧的腔体连通。

4.根据权利要求3所述的一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置，其特征在于：所述拨叉环的两侧均安装有突出拨叉环端面的橡胶圈。

5.根据权利要求4所述的一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置，其特征在于：所述盖体上轴向安装有碟簧，当所述活塞移动到左行程时，所述碟簧与所述活塞抵接。

6.根据权利要求5所述的一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置，其特征在于：所述盖体的外圆周上开设有槽孔，所述活塞上安装有感应销，所述感应销穿出所述槽孔，且所述感应销可在槽孔内轴向滑动，所述盖体的外侧设置有两个接近开关，其中一接近开关用于检测感应销的左行程，另一接近开关用于检测感应销的右行程。

7.根据权利要求6所述的一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置，其特征在于：所述缸体的外侧设置有安装板，所述气管接头和所述接近开关均安装在所述安装板上。

8.根据权利要求3~5任意一项所述的一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置，其特征在于：所述拨叉环的外圆周上开设有环形密封槽，所述环形密封槽内安装有密封圈。

9.根据权利要求2~5任意一项所述的一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置，其特征在于：所述腔体左侧的盖体的内腔上安装有密封圈，所述密封圈套在所述活塞的左端部。

10.根据权利要求2~5任意一项所述的一种用于数控纵切车床的主轴夹紧装置，其特征在于：所述腔体右侧的所述缸体设置有一凸环，所述凸环的内侧壁上开设有环形密封槽，所述环形密封槽内安装有密封圈。

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