机床用主轴后端夹紧装置的制作方法

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种机床，特别是一种机床用主轴后端夹紧装置。

背景技术：

内拉式弹簧夹头是一种用来夹持待加工工件的夹具，内拉式弹簧夹头的典型结构是带有外锥面的头部沿轴向开有长槽，形成可以向心收缩的夹爪，夹爪中间形成与被夹持工件形状相适应的内孔。内拉式弹簧夹头可以配备于数控车床或专用机床上使用。

现有的用于弹性夹头夹紧工件的装置如中国专利库公开的一种用于机床的自动夹紧装置【申请号：200820085526.4；授权公告号：CN 202621929 U】包括主轴箱、主轴、拉杆、夹头、拨叉机构和凸轮执行机构，所述主轴前端设置夹头，主轴内设置拉杆，拉杆前端与夹头固定连接，主轴上套设有推爪和拨爪套，所述推爪连接有拨叉机构，拨叉机构与机床上的凸轮执行机构连接，所述拨爪套上通过销轴连接有三只拨爪，所述拨爪前端的爪头与推爪的锥面接触，拨爪上设有径向凸爪，径向凸爪与主轴相抵接触，其中，所述拨爪套对于拉杆固定，所述拨爪套相对于主轴周向固定和轴向移动连接。

使用时，通过凸轮执行机构带动推爪沿主轴的轴向往复移动，并在拨爪和螺母组成的联动机构的作用下，将推爪的移动转换为拉杆运动从而实现夹头夹紧或松开，具有使用方便的优点。

但上述的装置还是存在一个问题：凸轮执行机构设于主轴一侧，导致凸轮机构需要借助其他零部件与推爪相连，这样不仅装配比较复杂，而且导致各零部件比较松散，增加了整个装置所占用的空间。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种机床用主轴后端夹紧装置，解决的技术问题是如何提高结构紧凑性。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：机床用主轴后端夹紧装置，机床包括床头箱和水平穿设在床头箱内的中空状主轴，主轴的前端内侧设有弹性夹头，本主轴后端夹紧装置包括设于主轴内的拉管，拉管前端与弹性夹头相连，所述的主轴的后端外套有滑套，床头箱上设有用于驱动滑套沿主轴的轴向往复滑动的驱动机构，主轴的后端上还设有通过滑套的滑动来驱动拉管沿主轴的轴向运动以控制弹性夹头夹紧或松开的联动机构，其特征在于，所述的驱动机构包括均呈筒状的缸后盖、活塞和缸前盖，所述的活塞套在主轴后端外，缸后盖和缸前盖均套在活塞外，缸前盖的前端与床头箱固定且其后端与缸后盖密封固定，所述的缸前盖、缸后盖和活塞三者之间形成一封闭的气腔，且活塞将上述的气腔隔成前气腔和后气腔，所述的前气腔和所述的后气腔沿主轴的轴向分布且两者互不连通，所述的缸后盖上设有使前气腔与外界连通的气孔一以及使后气腔与外界连通的气孔二，所述的滑套设于活塞内且两者相固连。

安装时，气孔一和气孔二上均连接有气管，且气管起到进气和排气的作用。

本夹紧装置工作过程如下：工件设于弹性夹头内，通过气孔一往前气腔内注入气体，以推动活塞后移从而带动滑套后移，并在联动机构的作用下，驱动拉管后移使弹性夹头收缩以夹紧工件；工件加工完毕后，通过气孔二往后气腔内注入气体，以推动活塞前移(前气腔内的气体通过气孔一排出)，从而带动滑套前移，此时拉管前移以使弹性夹头松开工件。

在本夹紧装置中，驱动机构和其他部件均设置在主轴上并沿主轴的轴向分布，这样便可有效减少各零部件之间的距离，来提高本装置的结构紧凑性；同时，缸后盖和缸前盖均套在活塞外的，这样便可减少驱动机构中各部件之间的距离，从而进一步提高本装置的结构紧凑性。

滑套处于活塞内部，这样在实际组装时，便可有效减少起连接作用的部件的长度并简化该部件的结构，从而简化本夹紧装置的结构，来延长寿命及工作稳定性。

在上述的机床用主轴后端夹紧装置中，所述的活塞包括呈筒状且位于缸后盖内的主体，主体的前端面和后端面上分别具有呈筒状凸出的连接部一和连接部二，所述的连接部一伸入到缸前盖内且两者之间通过密封圈一形成密封，所述的连接部二的外壁和缸后盖的内壁之间通过密封圈二形成密封，连接部一、连接部二、缸前盖和缸后盖四者形成上述的气腔，且上述的主体将气腔分成前气腔和后气腔。

采用上述的设计，具有结构简单、组装方便的优点。

在上述的机床用主轴后端夹紧装置中，所述的缸后盖的内侧壁上具有呈环状凸出的限位座，限位座套在连接部二外，且所述的主体的后端面能与限位座相抵，上述的密封圈二位于限位座和连接部二之间。

通过设置限位座，以限制滑套向后移动的距离，确保滑套精准地移动至指定位置，来提高本夹紧装置的工作稳定性。

在上述的机床用主轴后端夹紧装置中，所述的缸前盖的后端的内侧壁上具有呈环状凸出的密封部，密封部套在连接部一外且两者之间通过上述的密封圈一形成密封；缸前盖的后端的外壁上具有呈环状凸出的定位座，缸后盖的前端套在缸前盖外并与定位座相抵，缸前盖的外侧壁上设有呈环状的密封槽，密封槽内设有0形圈，且0形圈的外周面与缸后盖的内壁相抵。

在0形圈作用下，使缸前盖和缸后盖之间形成可靠的密封，来加强本装置的结构稳定性。

在上述的机床用主轴后端夹紧装置中，所述的主体包括具有上述连接部一和连接部二的筒体，筒体的外侧壁上制有均呈环状的凹槽三和凹槽四，且凹槽三和凹槽四沿主轴的轴向分布，所述的凹槽三和凹槽四内分别设有密封圈三和密封圈四，且密封圈三和密封圈四的外侧壁均与缸后盖的内侧壁相抵。

在筒体和缸后盖之间同时设置密封圈三和密封圈四，有效加强筒体和缸后盖之间形成的密封效果，从而将前气腔和后气腔稳定隔开，来提高本装置的工作稳定性。

在上述的机床用主轴后端夹紧装置中，所述的滑套的前端外套有夹环一和夹环二，夹环一与滑套固定，且夹环二与连接部二固定，所述的滑套外还套有轴承，轴承位于夹环一和夹环二之间，轴承的内侧壁和外侧壁分别与滑套的外侧壁和活塞的内侧壁相贴靠，且轴承的两端面分别与夹环一和夹环二紧密接触。

采用上述的结构，具有结构简单、安装方便的优点。

与现有技术相比，本机床用主轴后端夹紧装置具有以下优点：

1、驱动机构和其他部件均设置在主轴上并沿主轴的轴向分布，这样便可有效减少各零部件之间的距离，来提高本装置的结构紧凑性；同时，缸后盖和缸前盖均套在活塞外的，这样便可减少驱动机构中各部件之间的距离，从而进一步提高本装置的结构紧凑性。

2、在筒体和缸后盖之间同时设置密封圈三和密封圈四，有效加强筒体和缸后盖之间形成的密封效果，从而将前气腔和后气腔稳定隔开，来提高本装置的工作稳定性。

3、滑套处于活塞内部，这样在实际组装时，便可有效减少起连接作用的部件的长度并简化该部件的结构，从而简化本夹紧装置的结构，来延长寿命及工作稳定性。

附图说明

图1是弹性夹头松开时本实用新型的结构示意图。

图2是图1中A处的放大结构示意图。

图3是弹性夹头夹紧时本实用新型的结构示意图。

图中，1、床头箱；2、主轴；3、弹性夹头；4、拉管；5、滑套；6、缸后盖；6a、气孔一；6b、气孔二；6c、限位座；7、活塞；7a、主体；7a1、筒体；7a2、密封圈三；7a3、密封圈四；7b、连接部一；7c、连接部二；8、缸前盖；8a、密封部；8b、定位座；9、轴承；10、气腔；10a、前气腔；10b、后气腔；11、密封圈一；12、密封圈二；13、0形圈；14、夹环一；15、夹环二；16、爪座；17、拨爪；18、挡板。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，在本机床用主轴后端夹紧装置中，机床包括床头箱1、水平穿设在床头箱1内的中空状主轴2和设于主轴2前端内侧的弹性夹头3。

本主轴2后端夹紧装置由拉管4、滑套5、驱动机构、联动机构等组成。

其中，拉管4呈中空直管状，该拉管4设于主轴2内，其前端与弹性夹头3相连，且后端伸出主轴2。通过拉管4沿主轴2的轴向前后移动便可控制弹性夹头3夹紧工件或松开工件。

滑套5套在主轴2后端外，且床头箱1上设有能够驱动滑套5沿主轴2的轴向往复滑动的驱动机构。具体来说，如图1至图3所示，驱动机构由缸后盖6、活塞7、缸前盖8、轴承9等组成。其中，缸后盖6、活塞7和缸前盖8均呈筒状，活塞7套在主轴2的后端外，缸后盖6和缸前盖8均套在活塞7外。在实际产品中，缸前盖8侧壁上具有开口，用于安装同步带等部件。缸前盖8的前端与床头箱1固定，优选这两者通过焊接的方式相固定；缸前盖8的后端与缸后盖6密封固定。缸前盖8、缸后盖6和活塞7三者之间形成一封闭的气腔10，且活塞7将气腔10隔成前气腔10a和后气腔10b。前气腔10a和后气腔10b沿主轴2的轴向分布且两者互不连通。缸后盖6上设有使前气腔10a与外界连通的气孔一6a以及使后气腔10b与外界连通的气孔二6b。滑套5设于活塞7内且两者相固连。

更进一步地，缸后盖6、活塞7和缸前盖8三者的连接方式如下：

活塞7包括呈筒状且位于缸后盖6内的主体7a，主体7a的前端面上具有呈筒状凸出的连接部一7b，且连接部一7b套在主轴2外；主体7a的后端面上具有呈筒状凸出的连接部二7c，且连接部二7c也套在主轴2外。其中，连接部一7b伸入到缸后盖6内，连接部二7c伸出缸前盖8。如图1所示，缸前盖8的后端的内侧壁上具有呈环状凸出的密封部8a，密封部8a套在连接部一7b外，密封部8a的内壁上制有呈环状的凹槽一，凹槽一内设有密封圈一11，且密封圈一11的内侧壁与连接部一7b的外侧壁相抵，使连接部一7b和密封部8a之间形成可靠的密封。缸后盖6的内侧壁上具有呈环状凸出的限位座6c，限位座6c套在连接部二7c外，限位座6c的内壁上制有呈环状的凹槽二，凹槽二内设有密封圈二12，且密封圈二12的内侧壁与连接部二7c的外侧壁相抵，使连接部二7c和限位座6c之间形成可靠的密封。综上，连接部一7b、连接部二7c、缸前盖8和缸后盖6四者形成上述的气腔10，且上述的主体7a将气腔10分成前气腔10a和后气腔10b。进一步说明，如图2所示，主体7a包括具有连接部一7b和连接部二7c的筒体7a1，筒体7a1的外侧壁上制有均呈环状的凹槽三和凹槽四，且凹槽三和凹槽四沿主轴2的轴向分布，凹槽三和凹槽四内分别设有密封圈三7a2和密封圈四7a3，且密封圈三7a2和密封圈四7a3的外侧壁均与缸后盖6的内侧壁相抵。筒体7a1的后端面能够与限位座6c的前端面相抵。

缸后盖6和缸前盖8的连接方式如下：缸前盖8的后端的外壁上具有呈环状凸出的定位座8b，缸后盖6的前端套在缸前盖8后端外并与定位座8b相抵。优选缸前盖8和缸后盖6通过焊接的方式相固定。如图1所示，缸前盖8的外侧壁上设有呈环状的密封槽，密封槽内设有0形圈13，且0形圈13的外周面与缸后盖6的内壁相抵，使缸前盖8和缸后盖6之间形成可靠的密封。

滑套5和活塞7的具体连接方式如下：滑套5的前端外套有夹环一14和夹环二15，夹环一14与滑套5固定，且夹环二15与连接部二7c固定。活塞7内还设有轴承9，轴承9套在滑套5外并处于夹环一14和夹环二15之间。轴承9的内侧壁和外侧壁分别与滑套5的外侧壁和活塞7的内侧壁相贴靠，且轴承9的两端面分别与夹环一14和夹环二15紧密接触，从而将滑套5和活塞7稳定地连接在一起。进一步说明，夹片一和夹片二均具有弹性，滑套5的外壁上设有与夹片一匹配的定位槽一，夹片一通过部分嵌在定位槽一内的方式与滑套5固定；连接部二7c的内壁上具有与夹片二匹配的定位槽二，夹片二通过部分嵌在定位槽二内的方式与连接部二7c固定。

主轴2的后端上还设有通过滑套5的滑动来驱动拉管4沿主轴2的轴向运动以控制弹性夹头3夹紧或松开的联动机构。在本实施例中，联动机构包括套在主轴2上的环状爪座16、通过销轴铰接在爪座16上的拨爪17以及套在拉管4后端外的环状挡板18，其中，爪座16与主轴2通过螺纹结构相固定；挡板18通过螺纹结构与拉管4相固定。拨爪17有多个且沿主轴2的周向均布，拨爪17的两端分别与滑套5和挡板18相对。

安装时，气孔一6a和气孔二6b上均连接有气管，且气管起到进气和排气的作用。本夹紧装置工作过程如下：工件设于弹性夹头3内，通过气孔一6a往前气腔10a内注入气体，以推动活塞7后移从而带动滑套5后移，继而带动拨爪17转动以抵压挡板18来驱动拉管4后移，使弹性夹头3收缩以夹紧工件；工件加工完毕后，通过气孔二6b往后气腔10b内注入气体，以推动活塞7前移(前气腔10a内的气体通过气孔一6a排出)，从而带动滑套5前移，此时，拨爪17在自身重力作用下复位使挡板18不受力，此时，拉管4在弹性夹头3弹力作用下前移以促使弹性夹头3松开工件。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。