一种主轴的浮动式气动打刀机构的制作方法

本发明涉及主轴，尤其涉及一种主轴的浮动式气动打刀机构。

背景技术：

主轴是用于执行精密加工的重要动力装置，通过执行松刀、夹刀动作来实现换刀、卸刀功能，现有的主轴中，一般利用油缸或者气缸作为松刀、夹刀动作的驱动机构，这种油缸和气缸一般直接固定在主轴后端位置，在运动过程中，其内部活塞、连接杆等与主轴的拉杆、转子之间很容易发生内部应力，例如，在松刀过程中，因向前推动拉杆，致使拉杆之间与转子之间的碟簧受到压缩，所增加的弹力将通过转子直接加载于转子外侧的轴承上，导致轴承容易受损；在夹刀过程中，因这些应力无法卸放，导致松刀、夹刀过程中发生内部磨损，不仅降低了主轴的整体性能，还影响主轴的使用寿命。

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，提供一种通过合理设计，使得气缸组件能够在松刀、夹刀过程中发生相应浮动，从而提高主轴整体性能和使用寿命的浮动式气动打刀机构。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种主轴的浮动式气动打刀机构，所述主轴包括有转子和背盖，所述转子的后端设于所述背盖内，所述转子内设有拉杆，所述拉杆上套设有多个碟簧，所述碟簧夹设于所述转子与所述拉杆之间，所述背盖的后端固定有筒状的气缸套，所述气缸套的后端盖合有后端盖板，所述气缸套内设有气缸组件，所述气缸组件包括有前端气缸体、多个中间气缸体和后端气缸体，多个中间气缸体依次串接于所述前端气缸体和后端气缸体之间，所述前端气缸体、后端气缸体和中间气缸体内分别设有一活塞，所述活塞的中心处形成有活塞杆，多个活塞杆依次串接，且多个活塞杆的前端固定有后推杆，所述后推杆的前端与所述拉杆的后端对齐，所述后端气缸体与所述后端盖板之间形成有第一间隙，所述后端盖板上设有夹刀气嘴和松刀气嘴，所述夹刀气嘴与所述第一间隙相连通，所述前端气缸体、后端气缸体和中间气缸体的侧壁内开设有依次连通的夹刀气道，所述夹刀气道与所述第一间隙相连通，位于所述前端气缸体内的所述活塞的前侧空腔与所述夹刀气道相连通；所述气缸套的侧壁内开设有第一松刀气道，所述后端气缸体内开设有第二松刀气道，所述后端气缸体的外侧壁开设有环状气槽，所述后端气缸体的外侧套设有两个第一密封圈，所述第一密封圈夹紧于所述后端气缸体与所述气缸套之间，且两个第一密封圈分设于所述环状气槽的前后两侧，所述松刀气嘴、所述第一松刀气道、所述环状气槽、所述第二松刀气道依次连通，位于所述后端气缸体内的所述活塞的后侧空腔与所述第二松刀气道相互连通；所述转子的后端固定有松刀限位盘，所述转子上螺合有转子螺母，所述转子螺母靠近所述转子的后端，所述背盖内设有松刀托盘，所述松刀托盘与所述前端气缸体固定连接，所述松刀托盘包括有向前延伸的筒状部，所述筒状部的前端形成有向内凸出的内沿，所述内沿位于所述松刀限位盘和所述转子螺母之间；松刀时，所述松刀气嘴注入的压缩空气依次经由所述第一松刀气道、所述环状气槽和所述第二松刀气道输送至所述活塞的后侧空腔，进而驱使所述活塞向前移动，并利用所述后推杆向所述拉杆施加推力，同时所述碟簧对所述活塞施加反作用力，所述气缸组件向后运动，直至所述松刀托盘的内沿抵接于所述松刀限位盘，当所述活塞克服所述碟簧的反作用力并向前运动时，驱使所述拉杆前移至松刀位置；夹刀时，所述夹刀气嘴注入的压缩空气经由所述第一间隙和所述夹刀气道输送至所述活塞的前侧空腔，进而驱使所述活塞向后移动，所述拉杆在碟簧施加的弹力作用下向后运动，所述第一间隙内注入的压缩空气为所述气缸组件提供前移的趋势力，使得所述松刀托盘的内沿与所述松刀限位盘保持分离，所述气缸组件处于浮动状态。

优选地，所述气缸套的侧壁开设有排气孔，所述排气孔连通于所述第二间隙。

优选地，所述中间气缸体的外径小于所述气缸套的内径，以令所述中间气缸体与所述气缸套之间形成有第二间隙。

优选地，所述第三间隙和第四间隙的宽度均小于所述第一间隙的宽度。

优选地，所述中间气缸体内开设有卸压孔，所述卸压孔连通于所述中间气缸体的内部空腔与所述第二间隙之间。

优选地，所述松刀托盘的后端面开设有两个密封圈槽，所述密封圈槽内设有第二密封圈，所述第二密封圈夹紧于所述松刀托盘与所述前端气缸体之间。

本发明公开的主轴的浮动式气动打刀机构中，当主轴执行夹刀动作时，利用所述夹刀气嘴注入的压缩空气驱使所述活塞向后移动，所述第一间隙内注入的压缩空气产生一定的气压力，该气压力驱使所述气缸组件前移，使得所述松刀托盘的内沿与所述松刀限位盘保持在分离状态，当所述转子时，避免所述松刀托盘与所述松刀限位盘发生接触；当主轴执行松刀动作时，利用所述松刀气嘴注入的压缩空气驱使所述活塞向前移动，直至所述松刀托盘的内沿抵接于所述松刀限位盘时，所述活塞、所述碟簧和所述气缸组件之间的应力达到一个平衡点，待所述活塞克服所述碟簧的反作用力时，继续向前推动所述拉杆，进而完成松刀动作。基于上述原理，使得本发明中的气缸组件能够在松刀、夹刀过程中发生相应浮动，大大提高了主轴的整体性能，有效延长了主轴的使用寿命。

附图说明

图1为本发明执行松刀动作时的剖视图一；

图2为本发明执行松刀动作时的剖视图二；

图3为本发明执行夹刀动作时的剖视图；

图4为中间气缸体的剖视图；

图5为前端气缸体的结构图；

图6为前端气缸体的剖视图；

图7为后端气缸体的结构图；

图8为后端气缸体的剖视图；

图9为松刀托盘的结构图。

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。

本发明公开了一种主轴的浮动式气动打刀机构，结合图1至图9所示，所述主轴包括有转子1和背盖2，所述转子1的后端设于所述背盖2内，所述转子1内设有拉杆8，所述拉杆8上套设有多个碟簧，所述碟簧夹设于所述转子1与所述拉杆8之间，其特征在于，所述背盖2的后端固定有筒状的气缸套3，所述气缸套3的后端盖合有后端盖板30，所述气缸套3内设有气缸组件，所述气缸组件包括有前端气缸体7、多个中间气缸体4和后端气缸体6，多个中间气缸体4依次串接于所述前端气缸体7和后端气缸体6之间，所述前端气缸体7、后端气缸体6和中间气缸体4内分别设有一活塞5，所述活塞5的中心处形成有活塞杆50，多个活塞杆50依次串接，且多个活塞杆50的前端固定有后推杆9，所述后推杆9的前端与所述拉杆8的后端对齐，所述后端气缸体6与所述后端盖板30之间形成有第一间隙31，所述后端盖板30上设有夹刀气嘴32和松刀气嘴33，所述夹刀气嘴32与所述第一间隙31相连通，所述前端气缸体7、后端气缸体6和中间气缸体4的侧壁内开设有依次连通的夹刀气道40，所述夹刀气道40与所述第一间隙31相连通，位于所述前端气缸体7内的所述活塞5的前侧空腔与所述夹刀气道40相连通；

所述气缸套3的侧壁内开设有第一松刀气道34，所述后端气缸体6内开设有第二松刀气道60，所述后端气缸体6的外侧壁开设有环状气槽61，所述后端气缸体6的外侧套设有两个第一密封圈，所述第一密封圈夹紧于所述后端气缸体6与所述气缸套3之间，且两个第一密封圈分设于所述环状气槽61的前后两侧，所述松刀气嘴33、所述第一松刀气道34、所述环状气槽61、所述第二松刀气道60依次连通，位于所述后端气缸体6内的所述活塞5的后侧空腔与所述第二松刀气道60相互连通；

所述转子1的后端固定有松刀限位盘10，所述转子1上螺合有转子螺母11，所述转子螺母11靠近所述转子1的后端，所述背盖2内设有松刀托盘20，所述松刀托盘20与所述前端气缸体7固定连接，所述松刀托盘20包括有向前延伸的筒状部21，所述筒状部21的前端形成有向内凸出的内沿22，所述内沿22位于所述松刀限位盘10和所述转子螺母11之间；

松刀时，所述松刀气嘴33注入的压缩空气依次经由所述第一松刀气道34、所述环状气槽61和所述第二松刀气道60输送至所述活塞5的后侧空腔，进而驱使所述活塞5向前移动，并利用所述后推杆9向所述拉杆8施加推力，同时所述碟簧对所述活塞5施加反作用力，所述气缸组件向后运动，直至所述松刀托盘20的内沿22抵接于所述松刀限位盘10，当所述活塞5克服所述碟簧的反作用力并向前运动时，驱使所述拉杆8前移至松刀位置；

夹刀时，所述夹刀气嘴32注入的压缩空气经由所述第一间隙31和所述夹刀气道40输送至所述活塞5的前侧空腔，进而驱使所述活塞5向后移动，所述拉杆8在碟簧施加的弹力作用下向后运动，所述第一间隙31内注入的压缩空气为所述气缸组件提供前移的趋势力，使得所述松刀托盘20的内沿22与所述松刀限位盘10保持分离，所述气缸组件处于浮动状态。

上述结构中，当主轴执行夹刀动作时，利用所述夹刀气嘴32注入的压缩空气驱使所述活塞5向后移动，所述第一间隙31内注入的压缩空气产生一定的气压力，该气压力驱使所述气缸组件前移，使得所述松刀托盘20的内沿22与所述松刀限位盘10保持在分离状态，当所述转子1时，避免所述松刀托盘20与所述松刀限位盘10发生接触；当主轴执行松刀动作时，利用所述松刀气嘴33注入的压缩空气驱使所述活塞5向前移动，直至所述松刀托盘20的内沿22抵接于所述松刀限位盘10时，所述活塞5、所述碟簧和所述气缸组件之间的应力达到一个平衡点，待所述活塞5克服所述碟簧的反作用力时，继续向前推动所述拉杆8，进而完成松刀动作。基于上述原理，使得本发明中的气缸组件能够在松刀、夹刀过程中发生相应浮动，大大提高了主轴的整体性能，有效延长了主轴的使用寿命。

为了在前后运动过程中排出所述气缸套3内进入的空气，使得所述前端气缸体7、中间气缸体4和后端气缸体6更好地浮动，本实施例中，所述气缸套3的侧壁开设有排气孔35，所述排气孔35连通于所述第二间隙41。

作为一种优选方式，所述中间气缸体4的外径小于所述气缸套3的内径，以令所述中间气缸体4与所述气缸套3之间形成有第二间隙41。

本实施例中，所述内沿22与所述松刀限位盘10之间形成有第三间隙23，所述内沿22与所述转子螺母11之间形成有第四间隙24。

进一步地，所述第三间隙23和第四间隙24的宽度均小于所述第一间隙31的宽度。上述宽度设计可避免阻塞所述夹刀气嘴32。

当所述活塞5前后运动时，为了及时排出空气，本实施例中，所述中间气缸体4内开设有卸压孔42，所述卸压孔42连通于所述中间气缸体4的内部空腔与所述第二间隙41之间。

作为一种优选结构，所述松刀托盘20的后端面开设有两个密封圈槽25，所述密封圈槽25内设有第二密封圈，所述第二密封圈夹紧于所述松刀托盘20与所述前端气缸体7之间。

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。