專利名稱：刀具可變換式高速主軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種刀具可變換式高速主軸，屬于數(shù)控銑床、加工中心裝備技術(shù)
領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高速主軸是用于數(shù)控銑床、加工中心的標(biāo)準(zhǔn)部件，它具有轉(zhuǎn)速高、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝 簡單的特點。為了使得主軸能夠與刀具快換式連接，通常主軸前端需要加工與刀具錐柄相 配合的錐孔，而主軸的內(nèi)部需要安裝有用來拉緊刀具拉釘?shù)睦o機構(gòu)，而不同刀具系列的 主軸錐孔與拉釘規(guī)格存在區(qū)別。目前，高速主軸部件采用的是整體式結(jié)構(gòu)，主軸下部的錐孔 以及安裝拉緊機構(gòu)的安裝孔都需要直接加工在主軸上，因此， 一個主軸部件只能安裝一種 規(guī)定的刀具。當(dāng)機床需要更換不同系列刀具時，必須將整個主軸部件全面更換，才能保證主 軸與刀具的配合要求，導(dǎo)致了機床的刀具適應(yīng)性差，使用局限性大。此外，由于主軸內(nèi)部的 錐孔、卡爪安裝孔的加工精度要求高，并位于細(xì)長主軸的內(nèi)部，其加工工藝性差、加工難度 大，以至于機床生產(chǎn)廠家也難以完成主軸的加工與修復(fù)，生產(chǎn)、維修成本高。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理，制造精度高，維修方便，能與不同系列刀 具相配的刀具可變換式高速主軸。 本實用新型為達(dá)到上述的目的技術(shù)方案是一種刀具可變換式高速主軸，包括主 軸安裝座組件、主軸和刀具拉緊組件，主軸安裝座組件包括主軸套、分別密封安裝在主軸套 上、下部的后端蓋和前端蓋，主軸通過前軸承組和后軸承組支承在主軸套上，刀具拉緊組件 包括拉桿、彈簧和卡爪，能軸向移動的拉桿穿在主軸上并由安裝在主軸頂部的密封蓋軸向 限位，套裝在拉桿上的彈簧兩端分別頂在密封蓋和主軸上沉孔的臺面，其特征在于所述主 軸下部具有與上沉孔反向的下沉孔，拉釘變換套安裝在主軸的下沉孔內(nèi)，拉釘變換套后側(cè) 具有安裝卡爪連接件的安裝孔、前側(cè)具有調(diào)節(jié)卡爪的徑向壓縮與松開的卡爪內(nèi)孔，安裝在 拉桿下部的卡爪連接件設(shè)置在拉釘變換套內(nèi)，卡爪鉸接在卡爪連接件的下部，位于拉釘變 換套前部、且具有錐柄孔的錐孔變換套通過緊固件安裝在主軸底部。 本實用新型將主軸前端安裝刀具錐柄的內(nèi)錐孔和安裝刀具拉緊組件的安裝孔部
位與主軸分離，形成兩個獨立的錐孔變換套和拉釘變換套，結(jié)構(gòu)緊湊合理，由此主軸用于
安裝刀具錐柄的錐孔變換套的錐孔及用于安裝拉緊刀具拉釘?shù)睦斪儞Q套的卡爪內(nèi)孔可
根據(jù)不同刀具錐柄及拉釘要求設(shè)計，通過更換不同錐度的錐孔變換套和不同卡爪內(nèi)孔的
拉釘變換套，使同一主軸部件能安裝不同系列的刀具，諸如安裝IS07388/1、 DIN69871-A、
DIN69871-B、 ANSI B 5. 50、 MAS BT等標(biāo)準(zhǔn)的刀具，在高速主軸全部性能與整體結(jié)構(gòu)保持一
致的前提下，將目前專用高速主軸部件變成為通用高速主軸部件，大幅度提高了高速主軸
的通用化與標(biāo)準(zhǔn)化程度，解決數(shù)控銑床、加工中心機床的刀具適應(yīng)性問題。
0006] 本實用新型采用組裝式的主軸構(gòu)成，它將本來位于細(xì)長主軸內(nèi)部的、加工精度要求高、加工難度大、工藝性差的內(nèi)錐孔和卡爪內(nèi)孔分解到了兩個加工容易、工藝性好的錐孔 變換套和拉釘變換套上，使得零件加工變得十分容易，解決了高速主軸的內(nèi)錐孔、卡爪安裝 孔的高精度加工難題，使主軸的生產(chǎn)制造、維修變得十分容易。 本實用新型的錐孔變換套通過緊固件安裝在主軸上，因此可通過常規(guī)工具進行拆 裝，更換錐孔換變套和拉釘變換套時不需要拆卸主軸，不僅安裝更換方便，而且更換后的錐 孔換變套和拉釘變換套無須進行動平衡等方面的試驗與調(diào)整，因此，本實用新型高速主軸 可以大批量、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，生產(chǎn)制造成本低、調(diào)整維修十分容易。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進一步的詳細(xì)描述。


圖1是本實用新型刀具可變換高速主軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型拉釘變換套的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實用新型錐孔變換套的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是圖3的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。 其中l(wèi)-鍵，2-前端蓋，3-前軸承組，4-外罩，5-隔套，6-主軸套，7-主軸，8-后軸 承組，9_隔圈，10-后端蓋，11-鎖緊螺母，12-同步皮帶輪，13-密封蓋，14-帶輪鎖緊螺母， 15-固定件，16-調(diào)整墊片，17-彈簧，18-彈簧座，19-拉桿，20-卡爪連接件，21-拉釘變換 套，22-卡爪，23-錐孔變換套，24-刀具。
具體實施方式見
圖1所示，本實用新型的刀具可變換式高速主軸，包括主軸安裝座組件、主軸7 和刀具拉緊組件。本實用新型的主軸安裝座組件用于安裝主軸7并將整個高速主軸部分固 定到機床上，該主軸安裝座組件包括主軸套6、分別安裝在主軸套6上、下部的后端蓋10和 前端蓋2，前端蓋2用于防止加工過程中的冷卻水、粉塵進入前軸承組3，后端蓋10用于后 軸承組8的固定及密封，主軸套6具有與機床連接的法蘭盤，將主軸套6安裝在機床上，主 軸套6位于法蘭盤的上部加工有用于強制冷卻的水槽，可對主軸7進行強制水冷卻，主軸套 6位于法蘭盤下部安裝有外罩4，起到美觀外形、保護主軸套6的作用，鎖緊螺母11安裝在 后端蓋10上，通過鎖緊螺母11調(diào)整后軸承組8的間隙。 見
圖1所示，主軸7通過前軸承組3和后軸承組8支承在主軸套6上，前軸承組3 由三個或更多個前軸承組成，并通過主軸7前端面定位，后軸承組8由兩個或更多個后軸承 及設(shè)置在后軸承之間的隔圈9構(gòu)成，前軸承與后軸承之間還有隔套5，后軸承通過隔套5和 隔圈9定位，軸承的間隙可以通過鎖緊螺母11進行調(diào)節(jié)，通過三只前軸承與兩只后軸承的 結(jié)構(gòu)，保證了主軸7的軸向與徑向剛性，本實用新型的前、后軸承可以根據(jù)主軸7實際所需 要的最高轉(zhuǎn)速、載荷選用。本實用新型主軸7位于鎖緊螺母11的上部還安裝有調(diào)整墊片16、 同步皮帶輪12、固定件15和帶輪鎖緊螺母14，固定件15、同步皮帶輪12和調(diào)整墊片16通 過鍵與主軸7連接，同步皮帶輪12的上、下位置可以通過改變調(diào)整墊片16與固定件15的 厚度進行調(diào)整。 見
圖1所示，本實用新型的刀具拉緊組件包括拉桿19、彈簧17和卡爪22，該刀具 拉緊機構(gòu)用于刀具的拉緊，并在主軸7內(nèi)作前后軸向移動。能軸向移動的拉桿19穿在主軸
47上并由安裝在主軸7頂部的密封蓋13軸向限位，該拉桿19與主軸7之間具有間距，套裝 在拉桿19上的彈簧17兩端分別頂在密封蓋13和主軸7的上沉孔的臺面，彈簧17的前端 安裝在彈簧座18上，當(dāng)外壓消除后，通過彈簧17使拉桿19自動復(fù)位，該彈簧17采用碟形 彈簧，拉桿19底部裝有卡爪22，見
圖1所示，主軸7下部具有與上沉孔反向的下沉孔，拉釘 變換套21安裝在主軸7的下沉孔內(nèi)，拉釘變換套21后側(cè)具有安裝卡爪連接件20的安裝孔、 前側(cè)具有調(diào)節(jié)卡爪22的徑向壓縮與松開的卡爪內(nèi)孔，安裝在拉桿19下部的卡爪連接件20 設(shè)置在拉釘變換套21內(nèi)，卡爪22鉸接在卡爪連接件20的下部，位于拉釘變換套21前部、 且具有錐柄孔的錐孔變換套23通過緊固件安裝在主軸7底部。本實用新型拉桿19內(nèi)部加 工有氣孔，氣孔通入壓縮空氣后可以起到對錐孔變換套23的錐孔清洗與保護的作用。 見
圖1、2所示，本實用新型的拉釘變換套21的卡爪內(nèi)孔可根據(jù)不同尺寸的拉釘要 求，設(shè)計、加工成不同的尺寸，以實現(xiàn)主軸7的拉釘變換功能，拉釘變換套21的卡爪內(nèi)孔采 用兩個以上不同直徑的直孔或/和錐孔，拉釘變換套21的外圓與主軸7的下沉孔的內(nèi)孔配 合，或拉釘變換套21的上、下端面分別與主軸7下沉孔的沉臺和錐孔變換套23后端面相 接，更換時只需要取下錐孔變換套23，便可將拉釘變換套21從主軸7中取出，進行拉釘變換 套21的快速更換。 見
圖1、3、4所示，本實用新型錐孔變換套23的錐柄孔可根據(jù)不同的刀具系列，設(shè) 計、加工成不同的尺寸，以實現(xiàn)主軸7的錐孔變換功能，刀具錐柄通過鍵1安裝在錐孔變換 套23的錐柄孔內(nèi)。本實用新型的錐孔變換套23具有法蘭盤，螺栓和定位銷均布安裝在對 應(yīng)法蘭盤的臺階孔和銷孔及主軸7上的螺孔和銷孔內(nèi)，錐孔變換套23為對稱結(jié)構(gòu)，更換后 無須進行動平衡等方面的試驗與調(diào)整，錐孔變換套23的外圓與主軸7的內(nèi)孔配合，或錐孔 變換套23的法蘭盤與主軸7的前端面相接，在更換錐孔變換套23只需要松開螺栓、取下定 位銷便可快速完成。 在夾緊狀態(tài)下，拉桿19由于彈簧17的作用，通過卡爪連接件20帶動卡爪22上移， 這時，卡爪22被拉釘變換套21徑向收縮后，在夾緊拉釘?shù)耐瑫r帶動刀柄上移，使得刀具錐 柄與錐孔變換套23錐孔緊密配合，刀具24被固定于主軸7上。為了松開刀具，可向拉桿19 的上端面施加向下的外力，這時，彈簧17被壓縮，拉桿19通過卡爪連接件20帶動卡爪22 下移，卡爪22被徑向松開，刀具24上的拉釘處于自由狀態(tài)，利用外部進行機械手等裝置，可 將刀具24從主軸7上卸下。 本實用新型根據(jù)不同的刀具系列、刀柄與拉釘尺寸，設(shè)計、制造不同尺寸的錐孔變 換套23與拉釘變換套21，由于錐孔變換套23和拉釘變換套21可拆卸式安裝到主軸7上， 即可以實現(xiàn)高速主軸的刀具變換要求，其結(jié)構(gòu)簡單、變換方便、適用面廣；而且解決了細(xì)長 主軸內(nèi)部高精度孔加工難題；使得高速主軸的通用性、加工工藝性大大提高，生產(chǎn)制造、維 修變得十分容易。
權(quán)利要求一種刀具可變換式高速主軸，包括主軸安裝座組件、主軸(7)和刀具拉緊組件，主軸安裝座組件包括主軸套(6)、分別密封安裝在主軸套(6)上、下部的后端蓋(10)和前端蓋(2)，主軸(7)通過前軸承組(3)和后軸承組(8)支承在主軸套(6)上，刀具拉緊組件包括拉桿(19)、彈簧(17)和卡爪(22)，能軸向移動的拉桿(19)穿在主軸(7)上并由安裝在主軸(7)頂部的密封蓋(13)軸向限位，套裝在拉桿(19)上的彈簧(17)兩端分別頂在密封蓋(13)和主軸(7)上沉孔的臺面，其特征在于所述主軸(7)下部具有與上沉孔反向的下沉孔，拉釘變換套(21)安裝在主軸(7)的下沉孔內(nèi)，拉釘變換套(21)后側(cè)具有安裝卡爪連接件(20)的安裝孔、前側(cè)具有調(diào)節(jié)卡爪(22)徑向壓縮和松開的卡爪內(nèi)孔，安裝在拉桿(19)下部的卡爪連接件(20)設(shè)置在拉釘變換套(21)內(nèi)，卡爪(22)鉸接在卡爪連接件(20)的下部，位于拉釘變換套(21)前部、且具有錐柄孔的錐孔變換套(23)通過緊固件安裝在主軸(7)底部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的刀具可變換式高速主軸，其特征在于所述拉釘變換套(21) 的卡爪內(nèi)孔由兩個以上的直孔或/和錐孔構(gòu)成，拉釘變換套(21)的外圓與主軸(7)下沉孔 的內(nèi)孔配合，或拉釘變換套(21)的上、下端面分別與主軸(7)下沉孔的沉臺和錐孔變換套 (23)后端面相接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀具可變換式高速主軸，其特征在于所述錐孔變換套(23) 具有法蘭盤，螺栓和定位銷均布安裝在對應(yīng)法蘭盤的臺階孔和銷孔及主軸上的螺孔和銷孔 內(nèi)，錐孔變換套(23)的外圓與主軸(7)的內(nèi)孔配合，或錐孔變換套(23)的法蘭盤與主軸 (7)的前端面相接。
專利摘要本實用新型涉及一種刀具可變換式高速主軸，包括主軸安裝座組件、主軸和刀具拉緊組件，主軸通過前軸承組和后軸承組支承在主軸套上，主軸下部具有與上沉孔反向的下沉孔，拉釘變換套安裝在主軸的下沉孔內(nèi)，穿過主軸的拉桿下部通過卡爪連接件安裝在拉釘變換套內(nèi)，卡爪鉸接在卡爪連接件的下部，具有錐柄孔的錐孔變換套通過緊固件安裝在主軸底部。本實用新型高速主軸結(jié)構(gòu)合理，通用化與標(biāo)準(zhǔn)化程度，解決了數(shù)控銑床、加工中心機床的刀具適應(yīng)性問題；本實用新型還同時解決了高速主軸的內(nèi)錐孔、卡爪安裝內(nèi)孔的高精度加工難題，使主軸的生產(chǎn)制造、維修變得十分容易。
文檔編號B23B31/10GK201505731SQ20092023615
公開日2010年6月16日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者劉建功, 宋黎光, 楊紅霞, 湯彩萍, 萇曉兵, 許朝山, 龔仲華 申請人:常州機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院