一種主軸鎖緊結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種主軸鎖緊結構，包括主軸、限位銷釘、刀柄和限位塊。主軸安裝在主軸箱上，該主軸包括固定在主軸箱上的殼體和可轉動地安裝在殼體中的軸芯，軸芯的下端設有插裝孔；限位銷釘的下端形成固定頭；限位塊固定在刀柄的一側，限位塊的上端設有第一定位孔，該第一定位孔用于在刀柄固設在軸芯上時與固定頭定位配合，限位塊的內部還設有兩個導向孔和分別安裝在兩個導向孔中的兩個導向組件，導向組件包括彈性件和鋼珠，鋼珠卡設在開口上并外露于第一定位孔中。本發明調試裝配過程簡單，可避免產生泄露污染，噪音小、使用壽命長、可靠性高。
【專利說明】
一種主軸鎖緊結構
技術領域
[0001]本發明涉及一種主軸鎖緊結構。
【背景技術】
[0002]隨著航空航天(鋁合金、鈦合金)、汽車、精密模具(石墨電極、紫銅電極)、重工業(大型鑄件、鋼件)、3C(鋁合金、塑料)等代表性行業對加工效率(加工成本)和加工精度的要求，以車銑復合加工中心為代表的多軸聯動機床，因能在單次裝夾中完成車、銑、鉆、鏜、攻絲等多種工序，近年得到長足發展，車銑復合加工中心的出現為提供零件的加工精度及效率提供了一種有效的解決方案。相對與以往車床與加工中心(或雕銑機、鉆攻機)將車與銑、鉆、鏜、攻絲工序分別加工，車銑復合加工中心同一機臺滿足各種加工需求，效率高、精度高、設備綜合采購費用低。市面現存車銑復合加工中心多為傳統加工中心加載轉臺組合而成，車銑復合加工中心的車刀和銑刀共用一個主軸。根據加工情況不同，主軸需隨時切換車銑加工狀態，主軸車削加工時:主軸需保持靜止狀態，主軸銑削加工時:主軸需處于旋轉狀
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[0003]現階段市面出現各種類型的主軸鎖緊結構:以下列三種為代表:1、采用了彈簧碟片的變形特性和錐度鎖緊結構。缺點:通過主軸內部的彈簧碟片作剎車片及錐度摩擦鎖緊，調試裝配過程復雜，因氣壓動力不足多采用油壓制動，易產生泄露等污染;2、端面齒鎖緊裝置互相咬合且錐面鎖緊裝置實現鎖緊。缺點:主軸內部布置有上下配套的端面齒，導致主軸軸距過長，且齒形高速產生較大風阻和噪聲無法進行高速高精加工。3、利用刀柄定位鎖緊鎖緊結構。缺點:利用刀柄簡單連接主軸或機床主軸箱上的靜止位置，鎖緊效果不佳，剛性不足。市面現存典型主軸鎖緊結構的種種不足，與車銑復合加工中心高速化、高精化、通用化、模塊化的飛躍發展相悖，這些缺陷已成為車銑復合加工中心用主軸鎖緊結構的發展方向。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種主軸鎖緊結構，調試裝配過程簡單，可避免產生泄露污染，噪音小、使用壽命長、可靠性高。
[0005]本發明的目的采用以下技術方案實現:
[0006]—種主軸鎖緊結構，包括:
[0007]安裝在主軸箱上的主軸，該主軸包括固定在主軸箱上的殼體和可轉動地安裝在殼體中的軸芯，軸芯的下端設有插裝孔；
[0008]刀柄，該刀柄的上端插裝固定在該插裝孔中，該刀柄的下端設有刀具安裝孔；
[0009]位于刀柄一側的限位銷釘，固設在所述殼體或者主軸箱的下方，限位銷釘的下端形成固定頭；
[0010]限位塊，固定在刀柄的一側，限位塊的上端設有第一定位孔，該第一定位孔用于在刀柄固設在軸芯上時與固定頭定位配合，限位塊的內部還設有兩個導向孔和分別安裝在兩個導向孔中的兩個導向組件，兩個導向孔均位于第一定位孔的一側并均沿第一定位孔的徑向方向延伸，導向孔靠近第一定位孔的一端設有與第一定位孔連通的開口，導向組件包括彈性件和鋼珠，鋼珠卡設在開口上并外露于第一定位孔中，彈性件用于提供一使鋼珠往靠近第一定位孔方向運動的彈性力，兩個導向孔之間的距離從靠近第一定位孔的一端至遠離第一定位孔的一端逐漸增大，兩個導向孔的中心線的交點位于第一定位孔的中心線上。
[0011 ] 優選地，兩個導向孔的中心線位于同一平面上。
[0012]優選地，固定頭的外側形成相互銜接的第一錐形面和第二錐形面，第二錐形面位于第一錐形面的下方，該第一錐形面和第二錐形面的外徑均從下至上逐漸增大，并且第一錐形面的錐度小于第二錐形面的錐度，該第一定位孔為直孔，第二錐形面用于在固定頭插裝在第一定位孔時起導向作用，該第一錐形面的下端用于插裝在第一定位孔中并與第一定位孔過盈配合。
[0013]優選地，主軸或者主軸箱的下端面設有一螺紋孔，限位銷釘的上端設有用于與螺接在該螺紋孔中的連接部，連接部的外側設有定位肩臺，定位肩臺與該下端面之間夾設有調節墊片。
[0014]優選地，刀柄的上端部分為HSK標準接口結構。
[0015]優選地，限位塊通過法蘭連接盤與刀柄固定連接，法蘭連接盤的一側與刀柄的下端固定，限位塊固設在法蘭連接盤另一側的上方。
[0016]優選地，刀柄的下端設有凸設部，所述法蘭連接盤的一側設有第二定位孔，凸設部插裝定位在第二定位孔中。
[0017]優選地，插裝孔的直徑從上之下逐漸增大，刀柄上端的外側形成用于與插裝孔的內壁配合的第三錐形面。
[0018]優選地，刀柄的上端內側形成連接孔，連接孔的上端形成開口，刀柄的連接孔與刀具安裝孔之間隔設有一限位板，限位板上設有連通連接孔與刀具安裝孔的第一排氣孔，刀柄的側壁上開設有用于連通連接孔與刀柄外部的第二排氣孔。
[0019 ]優選地，第二排氣孔從靠近連接孔的一端到遠離連接孔的一端逐漸向下傾斜。
[0020]相比現有技術，本發明的有益效果在于:當車銑復合加工中心需由銑削狀態切換為車削狀態時，將本發明主軸鎖緊結構的刀柄的上端插裝在軸芯的刀具安裝孔中，并使限位銷釘的固定頭與限位塊的第一定位孔插裝固定，這樣鎖緊了芯軸；而且，固定頭在插裝時，會與導向機構的鋼珠接觸，由于兩個導向孔的距離從靠近第一定位孔的一端至遠離第一定位孔的一端逐漸增大，兩個導向孔的中心線的交點位于第一定位孔的中心線上，兩個導向機構與沉孔共同組成三點定位結構對限位銷釘起到導向作用，將限位銷釘往第一定位孔的中心處頂壓，這樣可以減少限位銷釘與第一定位孔的側壁之間的摩擦力，使軸芯定位機構切換過程更順暢，進而減少換刀過程噪聲，因有效減小摩擦和具有導向的作用可杜絕換刀過程限位銷釘卡滯的可能，故能延長機構使用壽命、可靠性高。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發明主軸鎖緊結構的使用狀態示意圖；
[0022]圖2為本發明刀柄、限位塊、法蘭連接盤和限位銷釘的立體結構示意圖；
[0023]圖3為圖2的仰視不意圖；
[0024]圖4為圖3中B-B處的剖面示意圖；
[0025]圖5為本發明刀柄的結構示意圖；
[0026]圖6為本發明法蘭連接盤的結構示意圖；
[0027]圖中:1、刀柄；11、第一排氣孔;12、第二排氣孔;13、限位板;15、刀具安裝孔;16、凸設部；17、連接孔;2、固定螺釘;3、限位塊;31、堵頭;32、彈簧;33、鋼珠;35、第一定位孔;36、導向孔;4、法蘭連接盤;41、第二定位孔;5、主軸箱;6、調節墊片;7、限位銷釘;71、第一錐形面;72、第二錐形面。
【具體實施方式】
[0028]下面，結合附圖以及【具體實施方式】，對本發明做進一步描述:
[0029]如圖1至圖6所示，本發明的主軸鎖緊結構，包括主軸、限位銷釘7、刀柄I和限位塊
3。主軸安裝在主軸箱5上，該主軸包括固定在主軸箱5上的殼體和可轉動地安裝在殼體中的軸芯，軸芯的下端設有插裝孔;限位銷釘7固設在所述殼體或者主軸箱5的下方，限位銷釘7的下端形成固定頭;該刀柄I的上端插裝固定在該插裝孔中，該刀柄I的下端設有刀具安裝孔15;限位塊3固定在刀柄I的一側，限位塊3的上端設有第一定位孔35，該第一定位孔35用于在刀柄I固設在軸芯上時與固定頭定位配合，限位塊3的內部還設有兩個導向孔36和分別安裝在兩個導向孔36中的兩個導向組件，兩個導向孔36均位于第一定位孔35的一側并均沿第一定位孔35的徑向方向延伸，導向孔36靠近第一定位孔35的一端設有與第一定位孔35連通的開口，導向組件包括彈性件和鋼珠33，鋼珠33卡設在開口上并外露于第一定位孔35中，彈性件用于提供一使鋼珠33往靠近第一定位孔35方向運動的彈性力，兩個導向孔36之間的距離從靠近第一定位孔35的一端至遠離第一定位孔35的一端逐漸增大。
[0030]本發明的主軸鎖緊結構可應用于車銑復合加工中心，當車銑復合加工中心在銑削狀態時，只需利用普通銑刀柄I與軸芯固定；當車銑復合加工中心需由銑削狀態切換為車削狀態時，車銑復合加工中心主軸上的刀柄I需由普通銑刀柄I切換為本發明的主軸鎖緊結構的刀柄I，將刀柄I的上端插裝在軸芯的刀具安裝孔15中，并使限位銷釘7的固定頭與限位塊3的第一定位孔35插裝固定，這樣鎖緊了芯軸;而且，固定頭在插裝時，會與導向機構的鋼珠33接觸，由于兩個導向孔36的距離從靠近第一定位孔35的一端至遠離第一定位孔35的一端逐漸增大，兩個導向孔36的中心線的交點位于第一定位孔35的中心線上，兩個導向機構與沉孔共同組成三點定位結構對限位銷釘7起到導向作用，將限位銷釘7往第一定位孔35的中心處頂壓，這樣可以減少限位銷釘7與第一定位孔35的側壁之間的摩擦力，使軸芯定位機構切換過程更順暢，進而減少換刀過程噪聲，因有效減小摩擦和具有導向的作用可杜絕換刀過程限位銷釘7卡滯的可能，故能延長機構使用壽命、可靠性高。
[0031]具體地，導向孔36的外側固定有堵頭31，彈簧32的兩端分別抵設在堵頭31和鋼珠33上。
[0032]優選地，刀柄I的上端部分為HSK標準接口結構(優選地為DIN69893的標準接口)，這樣能適用在普通HSK刀柄車銑復合加工中心上，實際應用中刀柄I的上端部分同樣可應用BBT、BT、IS0等刀柄接口形式。
[0033]優選地，兩個導向孔36的中心線位于同一平面上。
[0034]優選地，固定頭的外側形成相互銜接的第一錐形面71和第二錐形面72，第二錐形面72位于第一錐形面71的下方，也就是說，第二錐形面72上端的外徑與第一錐形面71下端的外徑相等;該第一錐形面71和第二錐形面72的外徑均從下至上逐漸增大，并且第一錐形面71的錐度小于第二錐形面72的錐度;該第一定位孔35為直孔，第二錐形面72用于在固定頭插裝在第一定位孔35時起導向作用，該第一錐形面71的下端用于插裝在第一定位孔35中并與第一定位孔35過盈配合。優選地，第二錐形面72的角度為自鎖角度。再優選地，主軸或者主軸箱5的下端面設有一螺紋孔，限位銷釘7的上端設有用于與螺接在該螺紋孔中的連接部，連接部的外側設有定位肩臺，定位肩臺與該下端面之間夾設有調節墊片6，這樣，通過替換不同厚度的調節墊片6，可以調節第一錐形面71插入第一定位孔35中的深度，從而調節固定頭與第一定位孔35的過盈配合的程度。
[0035]優選地，為了進一步導向，第一定位孔35的上端設有倒圓角或倒角。
[0036]優選地，限位塊3通過法蘭連接盤4與刀柄I固定連接，法蘭連接盤4的一側與刀柄I的下端固定，限位塊3固設在法蘭連接盤4另一側的上方。
[0037]優選地，刀柄I的下端設有凸設部16，所述法蘭連接盤4的一側設有第二定位孔41，凸設部16插裝定位在第二定位孔41中。
[0038]優選地，插裝孔的直徑從上之下逐漸增大，刀柄I上端的外側形成用于與插裝孔的內壁配合的第三錐形面。
[0039]優選地，刀柄I的上端內側形成連接孔17，連接孔17的上端形成開口，刀柄I的連接孔17與刀具安裝孔15之間隔設有一限位板13，限位板13上設有連通連接孔17與刀具安裝孔15的第一排氣孔11，刀柄I的側壁上開設有用于連通連接孔17與刀柄I外部的第二排氣孔12。連接孔17既可以與主軸的拉刀機構固定，又可以起到供氣體和水通過的作用，由于刀柄I與刀具的配合間隙小，裝拆刀具過程內腔空氣會壓縮或真空的情況，難以正常裝拆，且若沒排氣孔，刀柄I在與主軸裝拆過程中，主軸中心吹氣同樣難以排出，故設置第一排氣孔11和第二排氣孔12使刀柄I內腔與外部聯通。
[0040]再優選地，第二排氣孔12從靠近連接孔17的一端到遠離連接孔17的一端逐漸向下傾斜。
[0041]進一步地，刀具安裝孔15的側壁上螺接有固定螺釘2，利用固定螺釘2抵設固定刀具安裝孔15中的刀具。
[0042]對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本發明權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種主軸鎖緊結構，其特征在于，包括: 安裝在主軸箱上的主軸，該主軸包括固定在主軸箱上的殼體和可轉動地安裝在殼體中的軸芯，軸芯的下端設有插裝孔； 刀柄，該刀柄的上端插裝固定在該插裝孔中，該刀柄的下端設有刀具安裝孔； 位于刀柄一側的限位銷釘，固設在所述殼體或者主軸箱的下方，限位銷釘的下端形成固定頭； 限位塊，固定在刀柄的一側，限位塊的上端設有第一定位孔，該第一定位孔用于在刀柄固設在軸芯上時與固定頭定位配合，限位塊的內部還設有兩個導向孔和分別安裝在兩個導向孔中的兩個導向組件，兩個導向孔均位于第一定位孔的一側并均沿第一定位孔的徑向方向延伸，導向孔靠近第一定位孔的一端設有與第一定位孔連通的開口，導向組件包括彈性件和鋼珠，鋼珠卡設在開口上并外露于第一定位孔中，彈性件用于提供一使鋼珠往靠近第一定位孔方向運動的彈性力，兩個導向孔之間的距離從靠近第一定位孔的一端至遠離第一定位孔的一端逐漸增大，兩個導向孔的中心線的交點位于第一定位孔的中心線上。2.如權利要求1所述的主軸鎖緊結構，其特征在于，兩個導向孔的中心線位于同一平面上。3.如權利要求1所述的主軸鎖緊結構，其特征在于，固定頭的外側形成相互銜接的第一錐形面和第二錐形面，第二錐形面位于第一錐形面的下方，該第一錐形面和第二錐形面的外徑均從下至上逐漸增大，并且第一錐形面的錐度小于第二錐形面的錐度，該第一定位孔為直孔，第二錐形面用于在固定頭插裝在第一定位孔時起導向作用，該第一錐形面的下端用于插裝在第一定位孔中并與第一定位孔過盈配合。4.如權利要求3所述的主軸鎖緊結構，其特征在于，主軸或者主軸箱的下端面設有一螺紋孔，限位銷釘的上端設有用于與螺接在該螺紋孔中的連接部，連接部的外側設有定位肩臺，定位肩臺與該下端面之間夾設有調節墊片。5.如權利要求1所述的主軸鎖緊結構，其特征在于，刀柄的上端部分為HSK標準接口結構。6.如權利要求1所述的主軸鎖緊結構，其特征在于，限位塊通過法蘭連接盤與刀柄固定連接，法蘭連接盤的一側與刀柄的下端固定，限位塊固設在法蘭連接盤另一側的上方。7.如權利要求6所述的主軸鎖緊結構，其特征在于，刀柄的下端設有凸設部，所述法蘭連接盤的一側設有第二定位孔，凸設部插裝定位在第二定位孔中。8.如權利要求1所述的主軸鎖緊結構，其特征在于，插裝孔的直徑從上之下逐漸增大，刀柄上端的外側形成用于與插裝孔的內壁配合的第三錐形面。9.如權利要求1所述的主軸鎖緊結構，其特征在于，刀柄的上端內側形成連接孔，連接孔的上端形成開口，刀柄的連接孔與刀具安裝孔之間隔設有一限位板，限位板上設有連通連接孔與刀具安裝孔的第一排氣孔，刀柄的側壁上開設有用于連通連接孔與刀柄外部的第二排氣孔。10.如權利要求1所述的主軸鎖緊結構，其特征在于，第二排氣孔從靠近連接孔的一端到遠離連接孔的一端逐漸向下傾斜。
【文檔編號】B23Q3/12GK105834460SQ201610374127
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】雷群, 鄭紹堅, 候宗毅
【申請人】廣州市昊志機電股份有限公司