一种双活塞主轴打刀卸力油缸的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及数控机床主轴换刀的打刀缸结构，具有是一种双活塞主轴打刀卸力油缸。
【背景技术】
[0002]随着机床行业技术的发展，主轴作为机床的核心部件，其性能、转速逐步得到提高。转速提高的核心技术在于主轴轴承的极限转速，而主轴轴承高速性能提高的同时，其轴向承受载荷的能力则有一定的消弱。在主轴换刀过程中，主轴打刀油缸的作用力一般在20000~30000N，在如此大力的作用下，而高速主轴轴承轴向承载能力却有限的情况下，易导致主轴轴承受力过大，使主轴轴承的寿命提前结束，给主轴和机床的使用带来巨大的经济损失。主轴轴承前端一般常用四个一组或两个一组轴承，一组轴承的采购价格在数千到上万元不等，采购成本较高，再加上主轴维修费用和机床停机带来的经济损失等，因此主轴轴承的损坏所造成的直接和间接的经济损失较大。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是:针对现有技术的不足，提供一种双活塞主轴打刀卸力油缸，可自动将松刀力从主轴轴承上卸载，使主轴轴承不受换刀动作所需的作用力的影响，从而大幅延长主轴轴承的使用寿命。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种双活塞主轴打刀卸力油缸，包括设置在主轴外侧的底座、缸体和双活塞打刀机构，所述的底座设置在所述的缸体的前端，所述的底座用于连接主轴套筒，所述的底座与所述的主轴之间设置有防水隔套，所述的防水隔套安装在所述的主轴的外侧，所述的底座与所述的防水隔套之间具有第一径向间隙，所述的双活塞打刀机构设置在所述的缸体的内侧，所述的主轴内穿设有拉刀杆，所述的拉刀杆的外侧安装有碟簧，所述的碟簧的前端安装有挡块，所述的双活塞打刀机构包括推力活塞、卸力活塞、油缸压盖和压环，所述的卸力活塞套设在所述的推力活塞的后端，所述的油缸压盖套设在所述的卸力活塞上，所述的缸体与所述的推力活塞的前端之间设置有密封的第一复位油腔，所述的缸体、所述的卸力活塞与所述的油缸压盖之间设置有密封的第二复位油腔，所述的第一复位油腔与所述的第二复位油腔相连通，所述的第二复位油腔与安装在所述的端盖上的松刀接口相连通，所述的缸体、所述的推力活塞与所述的卸力活塞的前端之间设置有密封的打刀油腔，所述的打刀油腔与安装在所述的端盖上的打刀接口相连通，所述的第一复位油腔的受力面积大于所述的第二复位油腔的受力面积，所述的推力活塞与所述的主轴之间具有第二径向间隙，所述的推力活塞的前端的内侧设置有可前后移动的拉刀杆推动机构，所述的拉刀杆推动机构安装在所述的拉刀杆上，所述的拉刀杆推动机构与所述的推力活塞之间设有第三径向间隙和第一轴向间隙，所述的卸力活塞的后端固定有压环，所述的压环的前侧面与所述的油缸压盖的后侧面相对，所述的油缸压盖的后端安装有端盖，所述的端盖的内侧设置有挡环，所述的挡环固定在所述的主轴上，所述的压环与所述的挡环之间设有第二轴向间隙，所述的压环与所述的主轴之间具有第四径向间隙，所述的端盖的内侧与所述的挡环之间具有第五径向间隙，打刀过程中，推力活塞向主轴前端运动至与拉刀杆推动机构接触时，第一轴向间隙消除；卸力活塞向主轴后端运动至压环与挡环接触时，第二轴向间隙消除。
[0005]本实用新型中双活塞指的是推力活塞和卸力活塞，双活塞形成双油缸，双活塞的运行由第一复位油腔、第二复位油腔和打刀油腔这三个油腔控制。
[0006]双活塞处于初始位置时，拉刀杆推动机构与推力活塞之间存在第一轴向间隙，压环与挡环之间存在第二轴向间隙。换刀过程中，液压油从打刀接口进入打刀油腔后，在油压的作用下，推力活塞向主轴前端方向运动、卸力活塞向主轴后端方向运动，当推力活塞向前运动至与拉刀杆推动机构接触时，第一轴向间隙消除，推力活塞将继续推动拉刀杆推动机构向前运动，拉刀杆推动机构向前运动的同时带动拉刀杆向前运动，同时碟簧压缩，产生弹簧力，该弹簧力通过挡块传递给主轴，使主轴受到向前的推力；卸力活塞向主轴后端方向运动的同时，压环随卸力活塞一起向后运动，直至压环与挡环接触，第二轴向间隙消除，此时油压给卸力活塞以向后的推力，该推力经压环传递给挡环，再通过挡环作用于主轴上，使主轴受到向后的推力，主轴所受到的该向后的推力与其所受到的向前的推力可相互抵消。可见，在液压油经打刀接口进入打刀油腔后，主轴将受到一个向前的作用力和一个向后的作用力，主轴所受的这两个作用力相互抵消后，主轴轴承将不会受到换刀过程产生的作用力的影响，确保主轴轴承的使用寿命。
[0007]当松刀接口接通油压油后，第一复位油腔和第二复位油腔产生液压力，推力活塞和卸力活塞将受力并回到初始位置状态，在该状态下第一轴向间隙和第二轴向间隙均存在，主轴可以顺利转动。进油后，第二复位油腔对卸力活塞产生朝向主轴前端的作用力，卸力活塞向前运动，第二轴向间隙产生，当压环靠紧油缸压盖时，卸力活塞停止向前运动；第二复位油腔进油的同时，第一复位油腔也进油，对推力活塞产生朝向主轴后端的作用力，推力活塞向后运动，当运动一段距离后，推力活塞与拉刀杆推动机构之间产生第一轴向间隙，此时推力活塞仍可继续向后运动，当推力活塞的后侧面与卸力活塞的前侧面贴紧时，推力活塞将停止运动，而不会继续向后运动，原因在于:由于第一复位油腔的受力面积大于第二复位油腔的受力面积，因此在同样大小的油压作用下，第二复位油腔给卸力活塞的向前的作用力大于第一复位油腔给推力活塞的向后的作用力，这样推力活塞的后侧面与卸力活塞的前侧面贴合后，推力活塞所受到的向前的力大于向后的力，因此推力活塞将无法继续向后运动，且保证第二复位间隙的存在，此时压环的前侧面与油缸压盖的后侧面紧靠，卸力活塞虽有向前的运动趋势，但由于油缸压盖的阻挡，卸力活塞将停止不动。
[0008]第一径向间隙、第二径向间隙、第三径向间隙、第四径向间隙和第五径向间隙的设置，可确保拉刀杆推动机构与推力活塞脱开后，同时压环与挡环脱开后，主轴能够顺利转动。
[0009]所述的拉刀杆推动机构包括撞环和销轴，所述的撞环套设在所述的主轴上，所述的销轴径向插设在所述的拉刀杆上，所述的销轴的两端分别插设在所述的撞环上，将销轴与撞环连接在一起，所述的主轴的侧壁上对称开设有两个导槽，所述的销轴可沿所述的两个导槽来回运动。撞环和销轴的设计，结构简单，安装方便。
[0010]所述的推力活塞包括一体设置的宽径部和窄径部，所述的卸力活塞套设在所述的窄径部上，所述的窄径部与所述的主轴之间设有所述的第二径向间隙，所述的第一复位油腔设置在所述的宽径部与所述的缸体之间，所述的打刀油腔设置在所述的缸体、所述的宽径部与所述的卸力活塞的前端之间，所述的宽径部与所述的撞环之间设有所述的第三径向间隙，所述的窄径部与所述的撞环之间设置有所述的第一轴向间隙。
[0011]上述打刀卸力油缸还包括主轴锥孔吹气机构，所述的主轴锥孔吹气机构包括开设有第一通气孔的连接杆，所述的第一通气孔与外部压缩空气相连通，所述的连接杆与所述的压环通过锥螺纹连接，所述的压环