專利名稱：直聯(lián)主軸打刀吹氣機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控機床龍門加工中心的部件，特別是一種直聯(lián)主軸打刀吹氣機 構。
背景技術：
龍門加工中心的主軸是整個機床的核心之一，配上電機及傳動裝置后可以對工件 進行銑、鏜、鉆、攻等各種工序，主軸的精度往往決定了工件的加工精度。主軸的傳動方式有 多種，其中，直聯(lián)式主軸由聯(lián)軸器31與電機或直聯(lián)傳動軸總成直接相聯(lián)，沒有齒輪、皮帶輪 等中間傳動環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)速快，加工效率高，精度好。目前的直聯(lián)主軸打刀吹氣機構，見圖4，包括主軸1、前后軸承組合28、25、套筒23、 拉桿18、連接桿15、壓蓋39、擋環(huán)40、碟型彈簧27、拉爪20、刀具22、打刀油缸、聯(lián)軸器31 等。打刀油缸由油缸后蓋37、油缸筒38和活塞33構成。通氣密封旋轉(zhuǎn)接頭34和通氣管35 組成吹氣機構，設置在直聯(lián)傳動軸總成36的后端。主軸1上安裝前后軸承組合28、25并使 用鎖緊螺母26、24鎖緊，前后軸承組合28、25安裝在主軸箱體30孔中的套筒23內(nèi)，主軸1 可以在其中進行旋轉(zhuǎn)運動。主軸1中心的孔中，連接桿15與拉桿18通過擋環(huán)40、壓蓋39 聯(lián)接在一起，兩側各安裝一個推塊41，拉桿18外安裝多個碟型彈簧27，兩個推塊41穿過主 軸1兩側的長槽伸出主軸1外圓，將拉桿18限制在主軸1內(nèi)部軸向運動。拉桿18前端設 有拉爪20，拉桿18、拉爪20將刀具22拉緊在主軸1錐孔中固定。打刀時，見圖4中右半部 所示，主軸1停止運轉(zhuǎn)，油缸后部環(huán)形油腔中通壓力油，推動活塞33向前運動，活塞33內(nèi)端 面推動兩個推塊41，連同連接桿15向前壓縮碟型彈簧27，帶動拉桿18向前運動，使得拉桿 18上的拉爪20松開，刀具22即可以從主軸1中拿出，完成打刀動作；同時，氣路開通，來自 氣源的壓縮空氣經(jīng)通氣密封旋轉(zhuǎn)接頭34、通氣管35、壓蓋39進入拉桿18孔中，再從主軸1 錐孔中吹出，對錐面進行清潔。抓刀時，見圖4中左半部所示，油缸前部環(huán)形油腔中通壓力 油，活塞33向后退回脫離推塊41，碟型彈簧27向后伸長，帶動連接桿15及拉桿18向后退 回，帶動拉爪20收縮，抓緊刀具，完成抓刀運作，主軸1可以運轉(zhuǎn)。所述的打刀即為拉爪20 松開刀具22的拉釘21，可卸下或更換刀具22 ；抓刀即為拉爪20抓緊刀具22的拉釘21，并 可隨主軸1一起運行工作。上述現(xiàn)有的打刀機構具有下列不足1、打刀時，油缸的打刀力通過41、連接桿15、碟型彈簧27作用在主軸1上，再經(jīng)過 前軸承組合28和端蓋組合29向前傳遞到套筒23及主軸箱體30上，這樣，軸承在加工工件 時受到主要是向后的切削力，而打刀時又受到向前的打刀力，軸承不斷地受到這樣很大的 交變力的作用，精度和壽命會受到很大的影響，嚴重時還會造成其損壞。2、打刀結束吹氣時，空氣通過通氣密封旋轉(zhuǎn)接頭34、通氣管35穿過直聯(lián)傳動軸總 成36中的傳動軸，再進入主軸1，結構復雜，制造難度大，通氣密封旋轉(zhuǎn)接頭34要承受每分 鐘近萬轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速，可靠性差，價格也高，而且很長的傳動軸需要在中心制作出通孔，加工 工藝相對復雜，綜合成本較高。
3
3、吹氣氣路的壓縮空氣只能在打刀的短時間內(nèi)用于主軸1錐孔吹氣清潔，無法兼 用于套筒23內(nèi)部的通氣密封，利用率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術難題是，為克服上述不足，提供一種直聯(lián)主軸打刀吹氣機 構，以保證打刀時主軸軸承不會直接受到打刀力的作用，簡化吹氣機構，并可對主軸套筒內(nèi) 部進行通氣密封。本發(fā)明的技術解決方案是，包括主軸1、前后軸承組合28、25、套筒23、拉桿18、連 接桿15、碟型彈簧27、拉爪20和打刀油缸，主軸的尾部可通過聯(lián)軸器外接電機或直聯(lián)傳動 軸總成；主軸1由前后軸承組合28、25和套筒23支撐于主軸箱體30中，主軸1的中心孔中 設有拉桿18和連接桿15，拉桿18和連接桿15相聯(lián)接，連接桿15上設有推塊12，推塊12穿 過主軸1上的長槽伸出主軸1外圓并可相對主軸1軸向運動，拉桿18上設有碟型彈簧27 ； 拉桿18的前端設有可將刀具22拉緊固定在主軸1錐孔中的拉爪20 ；打刀油缸由油缸連接 蓋17、油缸前蓋16、油缸后蓋7、油缸筒8和活塞構成，其特征在于所述的活塞包括內(nèi)活塞 10和外活塞9，外活塞9套裝在內(nèi)活塞10的外側。內(nèi)、外兩個活塞10、9構成具有E、F、G三個油腔的套式打刀油缸，內(nèi)活塞10和外活 塞9上的打刀油壓作用面積A、B相等。油缸筒8的內(nèi)側設有可對兩活塞10、9進行限位的凸臺K，內(nèi)外活塞10、9分別設于 凸臺K的兩側。外活塞9上設有外擋鐵4，外擋鐵4與設于油缸后蓋7上的開關支架6上的槽相配 合；內(nèi)活塞10上設有內(nèi)擋鐵3，內(nèi)擋鐵3與外活塞9上的長槽相配合且穿過。內(nèi)活塞10上設有一個環(huán)形內(nèi)端面H，此內(nèi)端面H可與連接環(huán)11和推塊12相碰； 位于主軸1尾部的主軸1上聯(lián)接有反拉板2，外活塞9可向后運動與反拉板2相碰。油缸筒8上設有油路a和油路b，其中油路a與打刀油腔G相通；油路b與抓刀油 腔E、F相通；內(nèi)活塞10內(nèi)設有氣路c，氣路c的出口設于內(nèi)活塞10的環(huán)形內(nèi)端面上，連接 環(huán)11、推塊12、連接桿15和拉桿18中設有相通的氣路d，氣路d與拉桿18的內(nèi)孔相通，氣 路c可與氣路d相通。油缸后蓋7上設有電氣開關5，內(nèi)擋鐵3和外擋鐵4可對電氣開關5發(fā)出位置控制信號。聯(lián)軸器31可外接直聯(lián)傳動軸總成32，其直聯(lián)傳動軸總成32的傳動軸可為實心軸。其油路b中可以通入壓縮空氣來替代壓力油。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比所具備的優(yōu)點1、由于內(nèi)外兩活塞的環(huán)形打刀油壓作用面積A和B完全相等，當進行打刀動作時， 內(nèi)活塞10通過連接環(huán)11、推塊12、連接桿15作用在主軸1上的向前的打刀力和內(nèi)活塞9通 過反拉板2作用在主軸1上的向后的反拉力相等，即主軸1同時受到內(nèi)活塞10和外活塞9 的大小相等、方向相反的一對力的同時作用，其合力為零，因而主軸1不會有力傳遞到前軸 承組合28上，軸承不受任何打刀力的作用，保證其精度和壽命不受影響。該打刀油缸為卸 荷式打刀缸，外形規(guī)整，密閉性好，體積小。2、氣路取消了通氣密封旋轉(zhuǎn)接頭和通氣管，壓縮空氣直接經(jīng)軟管接到內(nèi)擋鐵3進入氣路c，結構簡單，可靠性高，價格低，而且直聯(lián)傳動軸不需要在中心制作出通孔，加工工 藝簡化，綜合成本較低。3、當打刀以及抓刀動作進行中的時候，氣路c中的壓縮空氣用于清潔主軸1錐孔， 而當抓刀動作完成后主軸1開始運轉(zhuǎn)時，主軸錐孔已不再需要吹氣清潔。此時內(nèi)活塞10和 連接環(huán)11脫離接觸，氣路C中的壓縮空氣進入套筒23內(nèi)部空間中，再從軸承端蓋迷宮處及 別的縫隙中逸出，保持內(nèi)部對外部的空氣正壓，防止主軸1運轉(zhuǎn)時灰塵及水氣進入，起到一 定的密封作用，有利于保持內(nèi)部的清潔。該氣路兼作主軸1錐孔吹氣清潔和主軸1通氣密 封，利用率高。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖；圖2為圖1的A-A剖面圖；圖3為內(nèi)活塞10、外活塞9的結構放大示意圖；圖4為現(xiàn)有技術的結構示意圖。圖中標號1-主軸，2-反拉板，3-內(nèi)擋鐵，4-外擋鐵，5-電氣開關，6_開關支架， 7-油缸后蓋，8-油缸筒，9-外活塞，10-內(nèi)活塞，11-連接環(huán)，12-推塊，13-壓蓋，14擋環(huán)， 15-連接桿，16-油缸前蓋，17-連接蓋，18-拉桿，19-擋圈，20-拉爪，21-拉釘，22-刀具， 23-套筒，24-鎖緊螺母，25-后軸承組合，26-鎖緊螺母，27-碟型彈簧，28-前軸承組合， 29-端蓋，30-主軸箱體，31-聯(lián)軸器，32-直聯(lián)傳動軸總成，33-活塞，34-通氣密封旋轉(zhuǎn)接 頭，35-通氣管，36-直聯(lián)傳動軸總成，37-油缸后蓋，38-油缸筒，39-壓蓋，40-擋環(huán)，41-推 塊，A-打刀油壓作用面積，B-打刀油壓作用面積，E-抓刀油腔，F(xiàn)-抓刀油腔，G-打刀油腔， H-內(nèi)端面，K-凸臺。a-油路，b-油路，C-氣路，d-氣路。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述本發(fā)明主要包括主軸1、前后軸承組合28、25、套筒23、拉桿18、連接桿15、碟型彈 簧27、拉爪20和打刀油缸。主軸1的尾部可通過聯(lián)軸器31聯(lián)接電機或直聯(lián)傳動軸總成32。 本實施例為聯(lián)接直聯(lián)傳動軸總成。見圖1。主軸1由前后軸承組合28、25和套筒23支撐于主軸箱體30中，前后軸承組合28、 25分別由鎖緊螺母26、24軸向固定，主軸1的端部設有端蓋29，套筒23和端蓋29與主軸 箱體30固定聯(lián)接。主軸1可相對套筒23和主軸箱體30轉(zhuǎn)動。主軸1的中心孔中設有拉桿18，拉桿18的后端設有連接桿15，連接桿15與拉桿 18通過擋環(huán)14、壓蓋13相聯(lián)接。連接桿15兩側各聯(lián)接一個推塊12，推塊12上聯(lián)接有連接 環(huán)11。推塊12穿過主軸1兩側的長槽伸出外圓并可相對主軸1軸向運動，將套裝在拉桿 18上的碟型彈簧27與擋圈19壓縮在主軸1的孔中，同時推動拉桿18向前運動，完成打動 作。拉桿18的前端設有拉爪20，可抓緊拉釘21將刀具22拉緊在主軸錐孔中固定。打刀油缸由油缸連接蓋17、油缸前蓋16、油缸后蓋7、油缸筒8、內(nèi)活塞10和外活 塞9組成，外活塞9套裝在內(nèi)活塞10的外側。內(nèi)、外兩個活塞10、9與油缸筒8以及油缸前 蓋16、油缸后蓋7構成具有E、F、G三個油腔的環(huán)形套式打刀油缸，其中E、F為抓刀油腔，G
5為打刀油腔。內(nèi)活塞10和外活塞9上的環(huán)形打刀油壓作用面積A、B相等。見圖3。油缸 筒8的內(nèi)側中部設有可對兩活塞10、9進行限位的凸臺K，內(nèi)外活塞10、9分別設于凸臺K的 兩側。內(nèi)活塞10的內(nèi)圓壁上設有一個環(huán)形內(nèi)端面H，此內(nèi)端面H可與連接環(huán)11和推塊 12相觸碰，以推動推塊12帶動連接桿15和拉桿18向前運動，完成打刀動作，同時將打刀 力通過碟型彈簧27作用于主軸1上。位于主軸1尾部的主軸1上聯(lián)接有反拉板2，外活塞 9可向后運動與反拉板2相觸碰，對主軸1施加向后的反拉力，此外活塞9作用于主軸1上 的反拉力與內(nèi)活塞10作用于主軸1上的打刀力大小相等、方向相反，兩個力相互抵消，合力 為零，使主軸1不會有力傳遞到前軸承組合28上，軸承不受任何打刀力的作用，從而保證其 主軸1的精度和壽命不受打刀的影響。外活塞9上設有外擋鐵4并與開關支架6上的槽相配合，內(nèi)活塞10上設有內(nèi)擋鐵 3并與外活塞9上的長槽相配合且穿過，以防止外活塞9和內(nèi)活塞10產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，見圖2。油缸后蓋7上通過開關支架6固定有電氣開關5，內(nèi)擋鐵3和外擋鐵4可對電氣開 關5發(fā)出位置控制信號。聯(lián)軸器外聯(lián)直聯(lián)傳動軸總成時，其直聯(lián)傳動軸總成的傳動軸可為 實心軸。油缸筒8上設有油路a和油路b，其中油路a與打刀油腔G相通，油路b與抓刀油 腔E、F相通。內(nèi)活塞10內(nèi)設有氣路c，氣路c的出口設于內(nèi)活塞10的內(nèi)端面H上，連接環(huán) 11、推塊12、連接桿15和拉桿18中設有相通的氣路d，氣路d與拉桿18的內(nèi)孔相通。內(nèi)端 面H與連接環(huán)11和推塊12相觸碰時，氣路c與氣路d相通，否則兩氣路不通。其油路b中可以通入壓縮空氣來替代壓力油，以簡化油路結構，減低成本。打刀時，見圖1中的右半部所示。壓力油經(jīng)油路a進入油缸中部的環(huán)形打刀油腔G， 使得內(nèi)活塞10向前、外活塞9向后同時進行反向運動，內(nèi)活塞10的中間內(nèi)端面H帶動連接 環(huán)11向前再經(jīng)推塊12帶動連接15壓縮碟型彈簧27，連接桿15帶動拉桿18向前伸出，使 得拉爪20松開，拉釘21及刀具22可以從主軸1中取出。內(nèi)活塞10向前運動直至頂?shù)接透?前蓋16方才停在油缸前部的終點位置，此時內(nèi)擋鐵3感應終點開關一發(fā)出終點信號一；同 時，外活塞9向后壓到反拉板2停在油缸后部的終點位置，并將反拉力作用在反拉板2上， 外擋鐵4感應終點開關二發(fā)出終點信號二，兩個終點信號都發(fā)出即表明打刀動作完成。壓 縮空氣由內(nèi)擋鐵3上面的接頭接入氣路c，當內(nèi)活塞10壓到連接環(huán)11后，油缸筒8內(nèi)端面H 上的氣孔與連接環(huán)11上的環(huán)槽接通，空氣進入氣路d，再經(jīng)拉桿18的內(nèi)孔對主軸1的錐孔 進行吹氣清潔，以防切屑、灰塵及冷卻液污染錐孔，保證裝刀時刀柄與錐孔聯(lián)接準確牢固。抓刀時，見圖1中的左半部所示。壓力油經(jīng)油路b同時進入環(huán)形的抓刀空腔E和 F，使得內(nèi)活塞10向后、外活塞9向前同時進行相向運動。當內(nèi)活塞10直至頂?shù)接透淄? 中部的凸臺K前端才停在原位，此時碟型彈簧27向后伸展，頂緊連接桿15帶動拉桿18向 后收縮，使得拉爪20抓緊刀具22的拉釘21，此時連接桿15不再向后收縮，使得其上的連 接環(huán)11和推塊12與內(nèi)活塞10脫離，內(nèi)擋鐵3感應原位開關一發(fā)出原位信號一；同時，外活 塞9向前脫離反拉板2，直至頂?shù)接屯?中部的凸臺K后端才停在原位，外擋鐵4感應原位 開關二發(fā)出原位信號二，兩個原位信號都發(fā)出即表明抓刀動作完成。當內(nèi)活塞10脫離連接 環(huán)11后，油缸筒8內(nèi)端面H上的氣孔與連接環(huán)11上的環(huán)槽不再連通，吹氣結束，壓縮空氣 由氣路c進入套筒23內(nèi)部空間中，從軸承端蓋迷宮處及別的縫隙中逸出，以保持內(nèi)部對外部的空氣正壓，防止主軸1運轉(zhuǎn)時灰塵及水氣進入，起到一定的密封作用，有利于保持主軸 1內(nèi)部的清潔。該氣路兼作主軸1錐孔吹氣清潔和主軸1通氣密封，利用率高。
抓刀時，油路b中也可以通壓縮空氣來代替壓力油，同樣可以完成抓刀動作，這樣 可以簡化油路結構，減低成本。
權利要求
一種直聯(lián)主軸打刀吹氣機構，主要包括主軸1、前后軸承組合28、25、套筒23、拉桿18、連接桿15、碟型彈簧27、拉爪20和打刀油缸，主軸的尾部可通過聯(lián)軸器外接電機或直聯(lián)傳動軸總成；主軸1由前后軸承組合28、25和套筒23支撐于主軸箱體30中，主軸1的中心孔中設有拉桿18和連接桿15，拉桿18和連接桿15相聯(lián)接，連接桿15上設有推塊12，推塊12穿過主軸1上的長槽伸出主軸1外圓并可相對主軸1軸向運動，拉桿18上設有碟型彈簧27；拉桿18的前端設有可將刀具22拉緊固定在主軸1錐孔中的拉爪20；打刀油缸由油缸連接蓋17、油缸前蓋16、油缸后蓋7、油缸筒8和活塞構成，其特征在于所述的活塞包括內(nèi)活塞10和外活塞9，外活塞9套裝在內(nèi)活塞10的外側。
2.如權利要求1所述的一種直聯(lián)主軸打刀吹氣機構，其特征在于內(nèi)、外兩個活塞10、 9構成具有E、F、G三個油腔的套式打刀油缸，內(nèi)活塞10和外活塞9上的打刀油壓作用面積 A、B相等。
3.如權利要求1所述的一種直聯(lián)主軸打刀吹氣機構，其特征在于油缸筒8的內(nèi)側設 有可對兩活塞10、9進行限位的凸臺K，內(nèi)外活塞10、9分別設于凸臺K的兩側。
4.如權利要求1或2所述的一種直聯(lián)主軸打刀吹氣機構，其特征在于外活塞9上設 有外擋鐵4，外擋鐵4與設于油缸后蓋7上的開關支架6上的槽相配合；內(nèi)活塞10上設有 內(nèi)擋鐵3，內(nèi)擋鐵3與外活塞9上的長槽相配合且穿過。
5.如權利要求1或2所述的一種直聯(lián)主軸打刀吹氣機構，其特征在于內(nèi)活塞10上設 有一個環(huán)形內(nèi)端面H，此內(nèi)端面H可與連接環(huán)11和推塊12相碰；位于主軸1尾部的主軸1 上聯(lián)接有反拉板2，外活塞9可向后運動與反拉板2相碰。
6.如權利要求1或2所述的一種直聯(lián)主軸打刀吹氣機構，其特征在于油缸筒8上設 有油路a和油路b，其中油路a與打刀油腔G相通；油路b與抓刀油腔E、F相通；內(nèi)活塞10 內(nèi)設有氣路c，氣路c的出口設于內(nèi)活塞10的環(huán)形內(nèi)端面上，連接環(huán)11、推塊12、連接桿15 和拉桿18中設有相通的氣路d，氣路d與拉桿18的內(nèi)孔相通，氣路c可與氣路d相通。
7.如權利要求1或2所述的一種直聯(lián)主軸打刀吹氣機構，其特征在于油缸后蓋7上 設有電氣開關5，內(nèi)擋鐵3和外擋鐵4可對電氣開關5發(fā)出位置控制信號。
8.如權利要求1或2所述的一種直聯(lián)主軸打刀吹氣機構，其特征在于聯(lián)軸器31可外 接直聯(lián)傳動軸總成32，其直聯(lián)傳動軸總成32的傳動軸可為實心軸。
9.如權利要求6所述的一種直聯(lián)主軸打刀吹氣機構，其特征在于其油路b中可以通 入壓縮空氣來替代壓力油。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直聯(lián)主軸打刀吹氣機構，主要包括主軸1、前后軸承組合28、25、套筒23、拉桿18、連接桿15、碟型彈簧27、拉爪20和打刀油缸，其特征在于所述打刀油缸中的活塞由內(nèi)活塞10和外活塞9套裝而成，且內(nèi)外活塞10、9上的打刀油壓作用面積A、B相等。本發(fā)明的優(yōu)點是，其打刀油缸為卸荷式油缸，軸承不承受打刀力，保證了主軸精度和壽命。外形規(guī)整，密閉性好，體積小。氣路設于零件之間，結構簡單，可靠性高，價格低，而且直聯(lián)傳動軸不需要在中心制作出通孔，結構簡單。抓刀完成后，壓縮空氣可從軸承、端蓋迷宮處及別的縫隙中逸出，保持內(nèi)部對外部的空氣正壓，對主軸1起到清潔密封作用。
文檔編號B23Q3/157GK101947739SQ20101029106
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權日2010年9月21日
發(fā)明者孫德洲, 葛東升, 蔡國保 申請人:江蘇恒力組合機床有限公司