永磁电主轴换刀机构的制作方法

本发明涉及机床的换刀机构。

背景技术：

机床的换刀机构需要有两个功能一个是跟随电机旋转以便刀具对产品进行加工操作，另一个是实现刀具的更换。传统技术中，通常使用伺服电机驱动主轴旋转从而带动刀具运动，使用伺服电机就需要采用联轴器等结构部件，组装结构不够精简，机械效率也不够高，并且对实现刀具更换功能的结构也造成的安装方面的障碍，导致整个换刀机构结构复杂，占用空间大。因此现有的机床换刀结构存在改进的必要。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的机床换刀机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：永磁电主轴换刀机构，包括外壳定子以及安装与其中的转子，所述转子包括永磁无壳电机、以及安装于电机中由其驱动旋转的机械轴，所述机械轴的内部设有沿其轴向开通的腔体，该腔体中安装有推刀组件与松夹刀装置，所述推刀组件包括相互组装固定的推动块、推拉杆，所述推动块外露安装于所述腔体的顶端，推动块底部与推拉杆固定连接，所述推拉杆与松夹刀装置连接，所述松夹刀装置包括用于夹持刀具的喇叭状刀腔，刀腔由至少两片独立的弹性瓣叶构成，瓣叶间可开合以控制所述刀腔的收紧与打开；腔体的下端安装有与喇叭状刀腔匹配的中空固定座，该固定座的内径小于瓣叶处于闭合状态时所述刀腔的最大外径，所述推刀组件可沿腔体轴向运动从而带动所述瓣叶进出所述固定座，以控制瓣叶的开合。

如前所述的永磁电主轴换刀机构，所述腔体中安装有用于推刀组件自动复位的弹簧部件，所述弹簧部件套设于推拉杆上，弹簧部件夹持于推动块与腔体内侧壁上形成的台阶部之间。

如前所述的永磁电主轴换刀机构，所述弹簧部件包括第一复位压缩弹簧、第二复位压缩弹簧，推拉杆上套设有两个可沿其上下滑动的套筒件，所述第一复位压缩弹簧夹持于推动块与第一套筒件之间，所述第二复位压缩弹簧夹持于第一套筒件与第二套筒件之间，所述第二套筒件由所述台阶部承载。

如前所述的永磁电主轴换刀机构，沿所述推刀组件内设有接通气源的气路，该气路连通至松夹刀装置的刀腔。

如前所述的永磁电主轴换刀机构，所述固定座的外端设有与松紧圈，且该松紧圈匹配套合在刀腔的内端外表面。

如前所述的永磁电主轴换刀机构，所述外壳定子上设有用于检测转子温度、转速的检测元件。

实施本发明的技术方案，至少具有以下的有益效果：利用电主轴精简换刀结构，提高机械效率，并且松夹刀装置安装位置更加合理，整体占用空间小，易安装。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明剖视示意图；

图2为本发明固定座与刀腔的剖视示意图；

图3为图2所示内容的立体视角示意图；

图中标识说明如下：

1、无壳电机；2、机械轴；3、推动块；4、推拉杆；40、气路；5、第一复位压缩弹簧；6、第二复位压缩弹簧；7、第一套筒件；8、第二套筒件；9、刀腔；10、固定座；11、瓣叶；12、松紧圈。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-3所示的永磁电主轴换刀机构，包括外壳定子以及安装与其中的转子，转子包括永磁无壳电机1、以及安装于电机中由其驱动旋转的机械轴2至此两者组装形成的为永磁电主轴结构，电主轴组装方式直接，无需联轴器等结构来进行传动，有效的简化了换刀机构。

在机械轴2的内部设有沿其轴向开通的腔体，该腔体中活动安装有推刀组件与松夹刀装置，两者可以沿腔体的轴向进行上下往返运动。推刀组件包括相互组装固定的推动块3、推拉杆4，推动块3外露安装于腔体的顶端，推动块3底部与推拉杆4固定连接，推拉杆4与松夹刀装置连接，松夹刀装置包括用于夹持刀具的喇叭状刀腔9，刀腔9由至少两片独立的弹性瓣叶11构成，瓣叶11间可开合以控制刀腔9的收紧与打开；腔体中安装有与喇叭状刀腔9匹配的中空固定座10，该固定座10的内径小于瓣叶11处于闭合状态时所形成刀腔9的最大外径，推刀组件可沿腔体轴向运动从而带动瓣叶11进出固定座10，以控制瓣叶11的开合。

刀腔9是用于夹持刀柄的，当由瓣叶11构成的刀腔9在推动组件的带动下被回拉至固定座10内部时，由于固定座10的内径是小于刀腔9的最大外径的，所以瓣叶11会被固定座10包围锁紧，从而达到利用刀腔9将相应刀具夹持住的用途；并且此时刀腔9与固定座10之间是相对固定的，能跟随电主轴旋转对产品进行加工。施加外力于推动块3上（一般通过现有的打刀臂结构来实现），使整个推动组件以及松夹刀装置形成一种相对向下的运动，最终松夹刀装置的刀腔9会从腔体的下端外露，组成刀腔9的瓣叶11失去固定座10的限制，其外围的压制作用力消失，各瓣叶11会弹性张开，从而使得刀腔9处于扩张状态，夹持于其中的刀柄也被放松，便于与机床上的刀库进行刀具的更换。优选的，在固定座10的外端设有与松紧圈12，且该松紧圈12匹配套合在刀腔9的内端外表面。

推动组件在腔体中上下运动来控制松夹刀装置的进出，以此实现对刀具的夹持、放松。当推动块3、推拉杆4沿着腔体相对向下运动了之后，采用弹簧部件使其自动复位，减少人工干预，提高效率。因此在腔体中安装用于推刀组件自动复位的弹簧部件，所述弹簧部件套设于推拉杆4上，弹簧部件夹持于推动块3与腔体内侧壁上形成的台阶部之间(台阶部优选由腔体内侧壁向中间凸起形成)。当推刀组件往下运动将松夹刀装置推出放松刀具的时候，弹簧部件是处于压缩状态的，当对推动块3的外力消失，以腔体内的台阶部为基准点向上反弹复原，顺势将推动组件、松夹刀装置回拉乏味，刀腔9重新被拉回至固定座10锁紧刀具。

为了优化弹簧部件的复位作用力，弹簧部件包括第一复位压缩弹簧5、第二复位压缩弹簧6，推拉杆4上套设有两个可沿其上下滑动的套筒件，所述第一复位压缩弹簧5夹持于推动块3与第一套筒件7之间，所述第二复位压缩弹簧6夹持于第一套筒件7与第二套筒件8之间，所述第二套筒件8由所述台阶部承载。采用两条压缩弹簧来产生回弹作用力，有效的避免因单根弹簧过长导致弹力扭曲分散的缺点。

一些实施例中，沿推刀组件内设有接通气源的气路40，该气路40连通至松夹刀装置的刀腔9，气路40启动能够保证主轴工作时不被铁屑、切削液等杂物进入侵蚀。同时在气路40上设置气封接头可以保证主轴气路40的气密性。

外壳定子上设有用于检测转子温度、转速的检测元件，检测元件为温控感应器、测速传感器，有效对转子的运转状况进行实时监测。主轴通过内部的无外壳电机带动旋转工作，在主轴和外壳之间有液体冷却循环路径，从主轴冷却液入口接入液体，在冷却液循环腔内充分冷却，再由主轴冷却液出口流出，通过温控感应有效的控制主轴的温度，让主轴能够稳定高效的工作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。