一種雙活塞主軸打刀卸力油缸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及數(shù)控機(jī)床主軸換刀的打刀缸結(jié)構(gòu)，具有是一種雙活塞主軸打刀卸力油缸。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著機(jī)床行業(yè)技術(shù)的發(fā)展，主軸作為機(jī)床的核心部件，其性能、轉(zhuǎn)速逐步得到提高。轉(zhuǎn)速提高的核心技術(shù)在于主軸軸承的極限轉(zhuǎn)速，而主軸軸承高速性能提高的同時(shí)，其軸向承受載荷的能力則有一定的消弱。在主軸換刀過程中，主軸打刀油缸的作用力一般在20000~30000N，在如此大力的作用下，而高速主軸軸承軸向承載能力卻有限的情況下，易導(dǎo)致主軸軸承受力過大，使主軸軸承的壽命提前結(jié)束，給主軸和機(jī)床的使用帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。主軸軸承前端一般常用四個(gè)一組或兩個(gè)一組軸承，一組軸承的采購價(jià)格在數(shù)千到上萬元不等，采購成本較高，再加上主軸維修費(fèi)用和機(jī)床停機(jī)帶來的經(jīng)濟(jì)損失等，因此主軸軸承的損壞所造成的直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙活塞主軸打刀卸力油缸，可自動(dòng)將松刀力從主軸軸承上卸載，使主軸軸承不受換刀動(dòng)作所需的作用力的影響，從而大幅延長(zhǎng)主軸軸承的使用壽命。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種雙活塞主軸打刀卸力油缸，包括設(shè)置在主軸外側(cè)的底座、缸體和雙活塞打刀機(jī)構(gòu)，所述的底座設(shè)置在所述的缸體的前端，所述的底座用于連接主軸套筒，所述的底座與所述的主軸之間設(shè)置有防水隔套，所述的防水隔套安裝在所述的主軸的外側(cè)，所述的底座與所述的防水隔套之間具有第一徑向間隙，所述的雙活塞打刀機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述的缸體的內(nèi)側(cè)，所述的主軸內(nèi)穿設(shè)有拉刀桿，所述的拉刀桿的外側(cè)安裝有碟簧，所述的碟簧的前端安裝有擋塊，所述的雙活塞打刀機(jī)構(gòu)包括推力活塞、卸力活塞、油缸壓蓋和壓環(huán)，所述的卸力活塞套設(shè)在所述的推力活塞的后端，所述的油缸壓蓋套設(shè)在所述的卸力活塞上，所述的缸體與所述的推力活塞的前端之間設(shè)置有密封的第一復(fù)位油腔，所述的缸體、所述的卸力活塞與所述的油缸壓蓋之間設(shè)置有密封的第二復(fù)位油腔，所述的第一復(fù)位油腔與所述的第二復(fù)位油腔相連通，所述的第二復(fù)位油腔與安裝在所述的端蓋上的松刀接口相連通，所述的缸體、所述的推力活塞與所述的卸力活塞的前端之間設(shè)置有密封的打刀油腔，所述的打刀油腔與安裝在所述的端蓋上的打刀接口相連通，所述的第一復(fù)位油腔的受力面積大于所述的第二復(fù)位油腔的受力面積，所述的推力活塞與所述的主軸之間具有第二徑向間隙，所述的推力活塞的前端的內(nèi)側(cè)設(shè)置有可前后移動(dòng)的拉刀桿推動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的拉刀桿推動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在所述的拉刀桿上，所述的拉刀桿推動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述的推力活塞之間設(shè)有第三徑向間隙和第一軸向間隙，所述的卸力活塞的后端固定有壓環(huán)，所述的壓環(huán)的前側(cè)面與所述的油缸壓蓋的后側(cè)面相對(duì)，所述的油缸壓蓋的后端安裝有端蓋，所述的端蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)置有擋環(huán)，所述的擋環(huán)固定在所述的主軸上，所述的壓環(huán)與所述的擋環(huán)之間設(shè)有第二軸向間隙，所述的壓環(huán)與所述的主軸之間具有第四徑向間隙，所述的端蓋的內(nèi)側(cè)與所述的擋環(huán)之間具有第五徑向間隙，打刀過程中，推力活塞向主軸前端運(yùn)動(dòng)至與拉刀桿推動(dòng)機(jī)構(gòu)接觸時(shí)，第一軸向間隙消除；卸力活塞向主軸后端運(yùn)動(dòng)至壓環(huán)與擋環(huán)接觸時(shí)，第二軸向間隙消除。
[0005]本實(shí)用新型中雙活塞指的是推力活塞和卸力活塞，雙活塞形成雙油缸，雙活塞的運(yùn)行由第一復(fù)位油腔、第二復(fù)位油腔和打刀油腔這三個(gè)油腔控制。
[0006]雙活塞處于初始位置時(shí)，拉刀桿推動(dòng)機(jī)構(gòu)與推力活塞之間存在第一軸向間隙，壓環(huán)與擋環(huán)之間存在第二軸向間隙。換刀過程中，液壓油從打刀接口進(jìn)入打刀油腔后，在油壓的作用下，推力活塞向主軸前端方向運(yùn)動(dòng)、卸力活塞向主軸后端方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)推力活塞向前運(yùn)動(dòng)至與拉刀桿推動(dòng)機(jī)構(gòu)接觸時(shí)，第一軸向間隙消除，推力活塞將繼續(xù)推動(dòng)拉刀桿推動(dòng)機(jī)構(gòu)向前運(yùn)動(dòng)，拉刀桿推動(dòng)機(jī)構(gòu)向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)拉刀桿向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)碟簧壓縮，產(chǎn)生彈簧力，該彈簧力通過擋塊傳遞給主軸，使主軸受到向前的推力；卸力活塞向主軸后端方向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，壓環(huán)隨卸力活塞一起向后運(yùn)動(dòng)，直至壓環(huán)與擋環(huán)接觸，第二軸向間隙消除，此時(shí)油壓給卸力活塞以向后的推力，該推力經(jīng)壓環(huán)傳遞給擋環(huán)，再通過擋環(huán)作用于主軸上，使主軸受到向后的推力，主軸所受到的該向后的推力與其所受到的向前的推力可相互抵消?？梢?，在液壓油經(jīng)打刀接口進(jìn)入打刀油腔后，主軸將受到一個(gè)向前的作用力和一個(gè)向后的作用力，主軸所受的這兩個(gè)作用力相互抵消后，主軸軸承將不會(huì)受到換刀過程產(chǎn)生的作用力的影響，確保主軸軸承的使用壽命。
[0007]當(dāng)松刀接口接通油壓油后，第一復(fù)位油腔和第二復(fù)位油腔產(chǎn)生液壓力，推力活塞和卸力活塞將受力并回到初始位置狀態(tài)，在該狀態(tài)下第一軸向間隙和第二軸向間隙均存在，主軸可以順利轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)油后，第二復(fù)位油腔對(duì)卸力活塞產(chǎn)生朝向主軸前端的作用力，卸力活塞向前運(yùn)動(dòng)，第二軸向間隙產(chǎn)生，當(dāng)壓環(huán)靠緊油缸壓蓋時(shí)，卸力活塞停止向前運(yùn)動(dòng)；第二復(fù)位油腔進(jìn)油的同時(shí)，第一復(fù)位油腔也進(jìn)油，對(duì)推力活塞產(chǎn)生朝向主軸后端的作用力，推力活塞向后運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)一段距離后，推力活塞與拉刀桿推動(dòng)機(jī)構(gòu)之間產(chǎn)生第一軸向間隙，此時(shí)推力活塞仍可繼續(xù)向后運(yùn)動(dòng)，當(dāng)推力活塞的后側(cè)面與卸力活塞的前側(cè)面貼緊時(shí)，推力活塞將停止運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)繼續(xù)向后運(yùn)動(dòng)，原因在于:由于第一復(fù)位油腔的受力面積大于第二復(fù)位油腔的受力面積，因此在同樣大小的油壓作用下，第二復(fù)位油腔給卸力活塞的向前的作用力大于第一復(fù)位油腔給推力活塞的向后的作用力，這樣推力活塞的后側(cè)面與卸力活塞的前側(cè)面貼合后，推力活塞所受到的向前的力大于向后的力，因此推力活塞將無法繼續(xù)向后運(yùn)動(dòng)，且保證第二復(fù)位間隙的存在，此時(shí)壓環(huán)的前側(cè)面與油缸壓蓋的后側(cè)面緊靠，卸力活塞雖有向前的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但由于油缸壓蓋的阻擋，卸力活塞將停止不動(dòng)。
[0008]第一徑向間隙、第二徑向間隙、第三徑向間隙、第四徑向間隙和第五徑向間隙的設(shè)置，可確保拉刀桿推動(dòng)機(jī)構(gòu)與推力活塞脫開后，同時(shí)壓環(huán)與擋環(huán)脫開后，主軸能夠順利轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]所述的拉刀桿推動(dòng)機(jī)構(gòu)包括撞環(huán)和銷軸，所述的撞環(huán)套設(shè)在所述的主軸上，所述的銷軸徑向插設(shè)在所述的拉刀桿上，所述的銷軸的兩端分別插設(shè)在所述的撞環(huán)上，將銷軸與撞環(huán)連接在一起，所述的主軸的側(cè)壁上對(duì)稱開設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)槽，所述的銷軸可沿所述的兩個(gè)導(dǎo)槽來回運(yùn)動(dòng)。撞環(huán)和銷軸的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。
[0010]所述的推力活塞包括一體設(shè)置的寬徑部和窄徑部，所述的卸力活塞套設(shè)在所述的窄徑部上，所述的窄徑部與所述的主軸之間設(shè)有所述的第二徑向間隙，所述的第一復(fù)位油腔設(shè)置在所述的寬徑部與所述的缸體之間，所述的打刀油腔設(shè)置在所述的缸體、所述的寬徑部與所述的卸力活塞的前端之間，所述的寬徑部與所述的撞環(huán)之間設(shè)有所述的第三徑向間隙，所述的窄徑部與所述的撞環(huán)之間設(shè)置有所述的第一軸向間隙。
[0011]上述打刀卸力油缸還包括主軸錐孔吹氣機(jī)構(gòu)，所述的主軸錐孔吹氣機(jī)構(gòu)包括開設(shè)有第一通氣孔的連接桿，所述的第一通氣孔與外部壓縮空氣相連通，所述的連接桿與所述的壓環(huán)通過錐螺紋連接，所述的壓環(huán)