一种用于电主轴的压力换刀驱动机构的制作方法

本发明涉及电主轴的辅助换刀机构，尤其涉及一种用于电主轴的压力换刀驱动机构。

背景技术：

在当前空间狭小的小型5轴联动cnc机床中，需要体积小、大扭矩的电主轴，现有的电主轴请参照公开号为“cn106041131a”，名称为“一种机械换刀永磁同步电主轴”的中国发明专利说明书，此类电主轴通常借助转子内的拉杆而实现辅助换刀，而拉杆的推拉过程通常要依靠相应的工具或手动操作，由于拉杆的主体部分在电主轴内部，所以此种推拉方式不仅难于向拉杆施力，而且换刀过程繁琐，进而影响电主轴的整体性能，为电主轴的使用过程带来不便。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种易于对拉杆施力、便于操作、结构简单、易于实现的用于电主轴的压力换刀驱动机构。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种用于电主轴的压力换刀驱动机构，所述电主轴包括有钢筒、设于钢筒内的转子和穿设于转子轴心处的拉杆，所述压力换刀驱动机构包括有呈中空状的背盖，所述背盖设于钢筒的端部，所述转子的端部位于所述背盖内，所述背盖内设有活塞，所述活塞包括有水平部和竖直部，所述水平部的外侧壁与所述背盖的内壁相密封，且所述水平部的上下两侧分别形成有密闭的第一腔室和密闭的第二腔室，所述竖直部的下端与拉杆的上端对齐，所述背盖的外侧设有连通于第一腔室的第一接口和连通于第二腔室的第二接口，所述第一接口用于向所述第一腔室内加载油压或气压，以令所述活塞推动拉杆向下移动，所述第二接口用于向所述第二腔室内加载气压，以令所述活塞向上移动。

优选地，所述第一接口用于向所述第一腔室内加载油压。

优选地，所述背盖的内壁形成有环绕于所述竖直部的凸缘，所述凸缘位于水平部的下方，且所述凸缘与所述竖直部的侧壁密封。

优选地，所述背盖的顶部设有油缸盖，所述油缸盖的底部开设有滑道，所述水平部和竖直部相互交叉而令所述活塞呈“十”字形，所述竖直部的顶端插设于所述滑道内，且所述竖直部能够沿所述滑道上下滑动。

优选地，所述竖直部内开设有贯穿于其上下两端的第一气道，所述第一气道的下端螺合有气嘴螺钉，所述气嘴螺钉内穿设有气嘴，所述气嘴的顶部向外凸出而形成有挡块，所述挡块的顶部设有用于向所述气嘴施加弹性推力的弹簧，藉由所述弹簧而将所述气嘴的下端推至竖直部之外，所述气嘴内开设有第二气道，所述第二气道的第一开口位于气嘴的底部，且该第二气道的第一开口对准拉杆中心处的拉杆气道，所述第二气道的第二开口靠近挡块的下方，所述气嘴上套设有胶圈，所述油缸盖上开设有用于接入气流的第三气道，且所述第三气道连通于所述滑道，当所述活塞向上移动时远离拉杆，藉由所述弹簧而向下推动气嘴，所述胶圈夹紧于所述挡块与气嘴螺钉之间并关闭所述第二气道，当所述活塞向下移动且所述竖直部推动拉杆时，拉杆的上端将所述气嘴向上顶起并打开所述第二气道，所述第三气道内的气流依次经由滑道、第一气道和第二气道向拉杆气道内吹送。

优选地，所述挡块下方的气嘴上开设有狭槽，所述狭槽环绕于所述气嘴，所述第二气道的第二开口位于所述狭槽内。

优选地，所述气嘴的上方且在所述第一气道内开设有第一台阶孔，所述第一台阶孔的上端开设有第二台阶孔，所述第一台阶孔的孔径大于第二台阶孔，所述第二台阶孔的孔径大于第一气道，所述第二台阶孔的上端用于抵挡所述弹簧。

优选地，所述背盖的侧壁开设有第一通道，所述第一通道连通于所述第一接口与第一腔室之间，所述背盖的底部开设有第二通道，所述第二通道连通于所述第二接口与第二腔室之间。

优选地，所述油缸盖的内侧开设有避空槽，所述第一通道的开口处朝向所述避空槽。

优选地，所述水平部与所述背盖之间以及所述凸缘与所述竖直部之间均通过密封圈密封。

本发明公开的用于电主轴的压力换刀驱动机构中，通过向第一腔室加载油压或气压，可驱使活塞向下移动，并向下推动拉杆，此时拉杆可将刀柄向外推出以便于更换刀头，再通过向第二腔室加载气压，可驱使活塞向上移动，使得活塞远离拉杆，以便于拉杆复位。上述过程中，无需依靠相应的工具或手工操作拉杆，通过对活塞的两侧择一地施加压力，有助于推动拉杆以及为拉杆提供复位的空间，不仅便于操作，而且简化了换刀过程，此外，该压力换刀驱动机构结构简单、成本低廉、易于实现，其使用过程中的磨损率低，具有较长的使用寿命，大大提高了电主轴的整体性能，有助于电主轴产品的推广应用。

附图说明

图1为本发明压力换刀驱动机构的剖视图。

图2为本发明压力换刀驱动机构另一视角的剖视图。

图3为活塞与气嘴组装后的剖视图。

图4为活塞的剖视图。

图5为活塞的立体图。

图6为气嘴的立体图。

图7为气嘴螺钉的立体图。

图8为油缸盖的立体图。

图9为背盖的立体图。

图10为电主轴的立体图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。

应当说明的是，本发明中所涉及的“上、下、左、右、前、后”等方位词，仅用于更加清楚地描述部件之间的位置关系，并不用于限制本发明的安装方向，因此，在本发明技术方案的基础上做出的方位变更，均应当包含在本发明的保护范围之内。

本发明公开了一种用于电主轴的压力换刀驱动机构，结合图1至图10所示，所述电主轴包括有钢筒100、设于钢筒100内的转子101和穿设于转子101轴心处的拉杆102，所述压力换刀驱动机构包括有呈中空状的背盖1，所述背盖1设于钢筒100的端部，所述转子101的端部位于所述背盖1内，所述背盖1内设有活塞2，所述活塞2包括有水平部20和竖直部21，所述水平部20的外侧壁与所述背盖1的内壁相密封，且所述水平部20的上下两侧分别形成有密闭的第一腔室10和密闭的第二腔室11，所述竖直部21的下端与拉杆102的上端对齐，所述背盖1的外侧设有连通于第一腔室10的第一接口13和连通于第二腔室11的第二接口14，所述第一接口13用于向所述第一腔室10内加载油压或气压，以令所述活塞2推动拉杆102向下移动，所述第二接口14用于向所述第二腔室11内加载气压，以令所述活塞2向上移动。

上述压力换刀驱动机构中，通过向第一腔室10加载油压或气压，可驱使活塞2向下移动，并向下推动拉杆102，此时拉杆102可将刀柄向外推出以便于更换刀头，再通过向第二腔室11加载气压，可驱使活塞2向上移动，使得活塞2远离拉杆102，以便于拉杆102复位。上述过程中，无需依靠相应的工具或手工操作拉杆，通过对活塞2的两侧择一地施加压力，有助于推动拉杆以及为拉杆提供复位的空间，不仅便于操作，而且简化了换刀过程，此外，该压力换刀驱动机构结构简单、成本低廉、易于实现，其使用过程中的磨损率低，具有较长的使用寿命，大大提高了电主轴的整体性能，有助于电主轴产品的推广应用。

关于优选的连接结构，所述背盖1可以盖合于钢筒100端部的后轴承座上，并且所述背盖1与后轴承座固定连接。但是这仅是本发明一个较佳的实施例，在本发明的其他实施例中，倘若后轴承座与钢筒100一体成型，或者后轴承直接卡设于钢筒100内，也可将背盖1固定在钢筒100的端部，而这些替代方案均应当包含在本发明的保护范围之内。

作为一种优选方式，所述第一接口13用于向所述第一腔室10内加载油压。本实施例优选采用液压的方式对第一腔室10内的活塞2加压，该液压方式的优势在于，液压油不易被压缩，有助于力的传导。

本实施例中，所述背盖1的内壁形成有环绕于所述竖直部21的凸缘15，所述凸缘15位于水平部20的下方，且所述凸缘15与所述竖直部21的侧壁密封。利用所述凸缘15而令水平部20的下方形成第二腔室11。

实际应用中，请参照图2，所述背盖1的顶部设有油缸盖3，所述油缸盖3的底部开设有滑道30，所述水平部20和竖直部21相互交叉而令所述活塞2呈“十”字形，所述竖直部21的顶端插设于所述滑道30内，且所述竖直部21能够沿所述滑道30上下滑动。此外，所述竖直部21与所述滑道30通过密封圈密封。

进一步地，结合图1至图7所示，所述竖直部21内开设有贯穿于其上下两端的第一气道22，所述第一气道22的下端螺合有气嘴螺钉23，所述气嘴螺钉23内穿设有气嘴24，所述气嘴24的顶部向外凸出而形成有挡块240，所述挡块240的顶部设有用于向所述气嘴24施加弹性推力的弹簧25，藉由所述弹簧25而将所述气嘴24的下端推至竖直部21之外，所述气嘴24内开设有第二气道241，所述第二气道241的第一开口位于气嘴24的底部，且该第二气道241的第一开口对准拉杆102中心处的拉杆气道103，所述第二气道241的第二开口靠近挡块240的下方，所述气嘴24上套设有胶圈26，所述油缸盖3上开设有用于接入气流的第三气道31，且所述第三气道31连通于所述滑道30，当所述活塞2向上移动时远离拉杆102，藉由所述弹簧25而向下推动气嘴24，所述胶圈26夹紧于所述挡块240与气嘴螺钉23之间并关闭所述第二气道241，当所述活塞2向下移动且所述竖直部21推动拉杆102时，拉杆102的上端将所述气嘴24向上顶起并打开所述第二气道241，所述第三气道31内的气流依次经由滑道30、第一气道22和第二气道241向拉杆气道103内吹送。

上述结构中，所述滑道30的一个作用在于限制竖直部21的滑动轨迹，其另一个作用在于向竖直部21的第一气道22内输送气流。此外，本实施例在第一气道22的下端设置了气嘴组件，在气嘴组件的作用下实现了，当活塞2下降时打开气嘴24并将气流引入拉杆气道103，以便于借助拉杆气道103的气流而将刀柄处的刀头吹出，当活塞2上升时，利用弹簧25而关闭气嘴24内的第二气道241，以停止对拉杆气道103内提供气流，此时在刀柄处无气流吹出，方便了向刀柄内安装刀头。

作为气嘴组件的优选结构，请参照图6，所述挡块240下方的气嘴24上开设有狭槽242，所述狭槽242环绕于所述气嘴24，所述第二气道241的第二开口位于所述狭槽242内。

关于气嘴24的安装方式，请参照图3和图4，所述气嘴24的上方且在所述第一气道22内开设有第一台阶孔220，所述第一台阶孔220的上端开设有第二台阶孔221，所述第一台阶孔220的孔径大于第二台阶孔221，所述第二台阶孔221的孔径大于第一气道22，所述第二台阶孔221的上端用于抵挡所述弹簧25。

关于背盖1的具体结构，请参照图1、图9和图10，所述背盖1的侧壁开设有第一通道16，所述第一通道16连通于所述第一接口13与第一腔室10之间，所述背盖1的底部开设有第二通道17，所述第二通道17连通于所述第二接口14与第二腔室11之间。

本实施例中，请参照图1和图8，所述油缸盖3的内侧开设有避空槽32，所述第一通道16的开口处朝向所述避空槽32。

作为一种优选方式，所述水平部20与所述背盖1之间以及所述凸缘15与所述竖直部21之间均通过密封圈密封。

本发明公开的用于电主轴的压力换刀驱动机构，将液压驱动部分设置于电主轴末端，有助于驱动电主轴内部的拉杆，同时减小了电主轴的体积，特别是在有限空间的5轴联动cnc应用中非常有优势。

以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。