专利名称：一种浮动卸荷式主轴松刀装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种松刀装置，具体是指一种浮动卸荷式主轴松刀装置。
背景技术：
数控机床主轴自动松拉刀动作是机床加工中必不可少的功能，目前数控机床主轴 松刀动作均是通过自动松刀装置来实现的，即在对机床进行换刀时，必须首先通过松刀动 作后才能将主轴上的刀具取下，待主轴换上新刀后，再进行拉刀动作，将主轴上的刀具拉紧 后才可以进行加工。目前的机床在为主轴进行换刀动作时，通常的结构都是首先通过松刀 油缸的动作推动带有碟形弹簧的拉刀杆，使机床夹持刀具的夹头松开来进行松刀动作；当 新的刀具被换到主轴上后，松刀油缸反向进油，活塞回退，拉刀杆在蝶形弹簧的作用下回退 而实现拉紧刀具的目的。然而，目前这种自动松刀装置在使用过程中，由于其增压缸活塞杆在外界压力的 作用下快速向下移动接触到主轴拉刀杆时会产生较大的冲击力，而该冲击力将会直接作用 在主轴及主轴支撑轴承上；同时，由于该增压缸活塞杆在惯性下仍会继续向下移动，从而压 缩设置在主轴拉刀杆上的碟型弹簧，将最终约4500kgf或6000kgf的松刀力全部作用在主 轴的支撑轴承上，因此会严重的影响和降低主轴的精度和使用寿命。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服目前自动松刀装置在使用过程中由于其增压缸活塞 杆的冲击和压力会直接或间接的作用在主轴和主轴轴承上，缩短其使用寿命、降低主轴精 度的缺陷，提供一种不仅能有效缓冲该增压缸活塞杆的冲击力，而且还能卸载作用在主轴 轴承上的松刀力、显著提高主轴精度和主轴轴承使用寿命的浮动卸荷式主轴松刀装置。本实用新型的目的通过下述技术方案实现一种浮动卸荷式主轴松刀装置，主要 由内部设有主轴的主轴箱体、设置在该主轴内部并能沿其中心线上下移动的拉刀杆、与增 压缸承重板固为一体的增压缸、以及设置于增压缸承重板与主轴箱体之间的套筒组成，设 置于增压缸承重板上的导向螺栓穿过该套筒后与主轴箱体固定相连。同时，在导向螺栓的 螺杆上还套有位于导向螺栓的帽头与增压缸承重板之间起缓冲作用的弹性件。为了更好的实现本实用新型，所述的弹性件为金属压缩弹簧。根据需要，该弹性件也可以为由橡胶或海绵弹性体制成的带通孔的柱体。进一步地，在主轴上还设有环形槽，同时在增压缸承重板的下端面上还固定有两 块紧扣在该环形槽槽口内的半环形反扣板。同时，在该半环形反扣板与环形槽之间还设有 确保该松刀装置在不换刀时主轴与半环形反扣板之间能无摩擦相对转动的预留间隙。本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果(1)本实用新型不仅整体结构较为简单，而且由于在导向螺栓与增压缸承重板之 间还设有弹性件，因此当增压缸活塞杆在外界压力的作用下快速向下移动接触到主轴拉刀 杆时，该弹性件会对增压缸活塞杆所产生的冲击力进行有效缓冲，从而大幅度的降低该冲击力对拉刀杆的影响，有效延长其使用寿命。(2)本实用新型在增压缸承重板的下端面上还固定有与主轴的环形槽相连接的 一对半环形反扣板，从而在松刀时使得该增压缸承重板与主轴紧固在一起而不再有相对运 动，因此当压力缸内活塞杆在外界压力介质的作用下继续往下移动时，最终的4500kgf或 eoookgf松刀力全部作用在主轴拉杆和蝶形弹簧上，而不会作用在主轴轴承上，因此能有效 保护主轴的轴承不受外力的频繁施压，能显著的延长其主轴寿命和提高主轴的精度。(3)由于本实用新型在半环形反扣板与主轴之间还设有预留间隙，因此既能确保 在不进行松刀动作时，主轴与半环形反扣板之间能进行无摩擦相对转动，又能在进行松刀 动作时，确保主轴与增压缸承重板固定在一起不再有相对运动。因此，本实用新型不论是在 进行松刀动作时或是在不进行松刀动作时，均能有效卸载作用在主轴上的冲击力，延长主 轴的使用寿命，提高其加工精度。
图1为本实用新型的整体结构意图。图2为本实用新型的具体放大结构示意图。图3为本实用新型的半环形反扣板结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不 限于此。实施例如图1、2所示，本实用新型的增压缸1内部设有能沿着垂直方向自由伸缩的增压 缸活塞杆5，主轴箱体8的内部则安装有能自由旋转的主轴7。用于抓紧和松开刀具的拉刀 杆6则设置在该主轴7的内部，并能沿着该主轴7的中心轴线上下移动而压缩和放松蝶形 弹簧。而与增压缸活塞杆5相对应的拉刀杆6的端头则伸出于主轴箱体8外，且该拉刀杆6 的中心轴线与增压缸活塞杆5的中心轴线位于同一条直线上，以确保拉刀杆6在向下快速 移动时能正对该拉刀杆6的端头。在增压缸1上还通过螺钉固定有一块增压缸承重板2，即通过该螺钉确保该增压 缸承重板2与增压缸1固为一体。同时，在该增压缸承重板2的正中央处还设有一个通孔， 所述的拉刀杆6的端头则穿过该通孔而位于增压缸活塞杆5的正下方。由于主轴7在增压 缸活塞杆5与拉刀杆6相接触时不可避免的会产生震动，为了避免主轴7与增压缸承重板 2之间的碰撞和摩擦，因此该通孔的内径要略大于主轴7的直径。同时，本实用新型还在主轴7上设有一道环形槽10，即在靠近拉刀杆6端头处的主 轴7表面向内凹陷形成一道环形的凹槽。由于增压缸承重板2正中央处的通孔直径要略大 于该主轴7的直径，因此该环形槽10就完全位于该通孔的内部。为了进一步的卸载增压缸 活塞杆5产生的松刀力，因此在增压缸承重板2的下端面上还通过螺钉固定有一对紧扣在 该环形槽10内部的半环形反扣板11。所述的半环形反扣板11的结构如图3所示，即每个半环形反扣板11都是由金属 材料制作成半环形状，而当两块半环形反扣板11组合时便形成一个完整的圆环。为了确保该半环形反扣板11能紧固在增压缸承重板2的下端面上，因此在每个半环形反扣板11上 还设有两个以上的螺孔12。连接时，螺钉穿过增压缸承重板2而与该螺孔12相连接，从而 确保半环形反扣板11通过螺钉与增压缸承重板2紧固在一起。为了确保半环形反扣板11能与环形槽10相匹配，每个半环形反扣板11的内半径 要小于该主轴7的环形槽10的内半径，以便增压缸承重板2带着半环形反扣板11向上移 动的时候能够扣住主轴7的环形槽10。同时，每个半环形反扣板11的外半径则要大于增压 缸承重板2上通孔的半径，从而确保该半环形反扣板11不会穿过该通孔。为了在垂直方向支撑固为一体的增压缸承重板2和增压缸1，并确保固定在增压 缸承重板2上的半环形反扣板11与主轴7的环形槽10之间留有一个适当的预留间隙，因 此在增压缸承重板2与主轴箱体8之间还均勻的分布有三个以上的套筒4，增压缸承重板2 就放置在这些套筒4所形成的上平面内。为了确保固为一体的增压缸承重板2、增压缸1和 半环形反扣板11能够同步上下移动，因此在增压缸承重板2上还设置有与套筒4数量相同 的导向螺杆3，且这些导向螺杆3穿过增压缸承重板2和套筒4的过孔后固定在主轴箱体8 的端面上。同时，为了确保在不换刀时主轴7和半环形反扣板11之间无摩擦接触，本实用新 型通过调整套筒4的高度尺寸使得半环形反扣板11与环形槽10的上下表面之间留有一条 较小的预留间隙。通过该预留间隙，本实用新型在不需要进行松刀动作时，主轴7在高速旋 转的情况下该半环形反扣板11不会与环形槽10的上下表面有任何接触；而当需要进行松 刀动作时，该主轴7通过环形槽10和半环形反扣板11后能与增压缸承重板2固为一体。为了有效降低和缓冲增压缸活塞杆5快速向下移动接触到拉刀杆时的冲击力，因 此本实用新型在导向螺杆3与增压缸承重板2之间设有弹性件9，即本实用新型在每个导向 螺杆3的螺杆上都套有一个位于导向螺杆3的螺帽与增压缸承重板2的上端面之间弹性件 9。由于增压缸活塞杆5快速向下移动时所产生的冲击力较大，因此本实用新型的弹 性件9优先采用高强度的金属压缩弹簧来实现，即该金属压缩弹簧在未进行松刀动作时是 一直处于预压缩状态，以便能缓冲松刀时向上的反冲击力。同理，能达到相应功能的由橡胶 或海绵弹性体制成的带通孔的柱体也可以替代该金属压缩弹簧。当需要松刀的时候，增压缸活塞杆5快速下移接触拉刀杆6，在反作用力的作用下 固为一体的增压缸1和增压缸承重板2带着半环形反扣板11 一起沿导向螺杆3向上移动， 并压缩导向螺杆上的压缩弹簧，直至半环形反扣板11接触到主轴7的环形槽10，这个时候 压缩弹簧就缓冲了增压缸活塞杆5对拉刀杆6的冲击力。增压缸活塞杆5继续下移，由于 半环形反扣板11的上表面已经紧贴住了主轴7的环形槽10的上表面，因此两者之间已不 能产生相对的移动，此时增压缸活塞杆5只能压下拉刀杆6并压缩位于该拉刀杆6内部的 蝶形弹簧向下移动，直至完全松开刀具，所产生的4500kgf或6000kgf的松刀力通过半环形 反扣板11的作用变成了主轴7和增压缸活塞杆5之间的现对作用力，并最终作用在蝶形弹 簧上，而不会通过主轴7作用在主轴7的支撑轴承上。如上所述，便可以很好的实现本实用新型。
权利要求1.一种浮动卸荷式主轴松刀装置，主要由内部设有主轴(7)的主轴箱体(8)、设置在该 主轴(7)内部并能沿其中心线上下移动的拉刀杆(6)、与增压缸承重板( 固为一体的增压 缸(1)、以及设置于增压缸承重板( 与主轴箱体(8)之间的套筒(4)组成，设置于增压缸 承重板( 上的导向螺栓C3)穿过该套筒(4)后与主轴箱体(8)固定相连，其特征在于在 导向螺栓(3)的螺杆上还套有位于导向螺栓(3)的帽头与增压缸承重板( 之间起缓冲作 用的弹性件(9)。
2.根据权利要求1所述的一种浮动卸荷式主轴松刀装置，其特征在于所述的弹性件 (9)为金属压缩弹簧。
3.根据权利要求1所述的一种浮动卸荷式主轴松刀装置，其特征在于所述的弹性件(9)为由橡胶或海绵弹性体制成的带通孔的柱体。
4.根据权利要求1所述的一种浮动卸荷式主轴松刀装置，其特征在于在主轴(7)上 还设有环形槽(10)，同时在增压缸承重板O)的下端面上还固定有两块紧扣在该环形槽(10)槽口内的半环形反扣板(11)。
5.根据权利要求4所述的一种浮动卸荷式主轴松刀装置，其特征在于该半环形反扣 板(11)与环形槽(10)之间还设有确保该松刀装置在不换刀时其主轴(7)与半环形反扣板(11)之间能无摩擦相对转动的预留间隙。
专利摘要本实用新型公开了一种浮动卸荷式主轴松刀装置，主要由内部设有主轴(7)的主轴箱体(8)、设置在该主轴(7)内部并能沿其中心线上下移动的拉刀杆(6)、与增压缸承重板(2)固为一体的增压缸(1)、以及设置于增压缸承重板(2)与主轴箱体(8)之间的套筒(4)组成，设置于增压缸承重板(2)上的导向螺栓(3)穿过该套筒(4)后与主轴箱体(8)固定相连，其特征在于在导向螺栓(3)的螺杆上还套有位于导向螺栓(3)的帽头与增压缸承重板(2)之间起缓冲作用的弹性件(9)。本实用新型不仅整体结构较为简单，而且还能对所产生的冲击力进行有效缓冲，从而大幅度的降低该冲击力对拉刀杆的影响，有效延长其使用寿命。
文档编号B23Q3/155GK201863036SQ20102062435
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者李知密, 李青, 梁吉平, 肖红, 莫春林, 金志钢 申请人:成都普瑞斯数控机床有限公司