一种工件轴拉刀机构的制作方法

本发明涉及一种工具磨床零部件，尤其涉及一种工件轴拉刀机构。

背景技术：

目前，在工具磨床中，工件轴是用来固定工件，并带动工件进行旋转，以实现工件加工的轴；其中，工件轴中设有拉刀组件，该拉刀组件上设有夹头，通过夹头夹持工件，而拉刀组件适于做轴向移动(通过打刀或松刀)，以夹紧或松卸工件。

但是，现有的工件轴拉刀机构存在以下缺陷：

在工作的过程中，由于工件高速旋转，以及在工具容易受到切削力或磨削力的影响，连接夹头的夹头拉杆在旋转过程中容易出现回转误差，工件的旋转容易出现回转误差，影响工件加工的精度。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够提高工件加工精度的工件轴拉刀机构。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种工件轴拉刀机构，包括轴芯、拉刀组件、刀柄和夹头；所述轴芯具有内孔，所述内孔包括位于所述内孔一端的端部孔段；所述刀柄与所述轴芯一端固定连接，所述刀柄具有安装孔；所述拉刀组件设于所述内孔，所述拉刀组件包括夹头拉杆，所述夹头拉杆设有配合部，所述配合部设有储液凹槽，所述配合部在所述储液凹槽的两侧具有直面，所述储液凹槽与所述端部孔段之间形成储液空间，所述直面与所述端部孔段之间的间隙为0～12微米；所述夹头穿入所述安装孔与所述夹头拉杆连接，所述夹头具有夹孔，所述夹孔用于安装外部的工件；所述拉刀组件适于相对所述轴芯作轴向往复移动；所述拉刀组件沿轴向往第一方向移动时，所述刀柄给所述夹头施加径向夹紧力，所述夹头夹紧工件；所述拉刀组件沿轴向往第二方向移动时，所述刀柄松卸对所述夹头的径向夹紧力，所述夹头松卸工件。

进一步地，所述夹头与所述夹头拉杆螺纹连接。

进一步地，所述拉刀组件还包括连接拉杆，所述夹头拉杆远离所述配合部的一端与所述连接拉杆连接，所述连接拉杆的另一端外壁设有定位槽，所述定位槽具有沿轴向延伸的调节空间，所述定位槽在径向方向的槽壁为限位侧壁；所述工件轴拉刀机构还包括防转组件，所述防转组件包括防转压盖和定位销；所述防转压盖上设有定位孔，所述定位销穿过所述定位孔插入所述定位槽，所述限位侧壁抵接所述定位销。

进一步地，所述防转组件还包括拉杆压盖，所述拉杆压盖与所述轴芯通过螺纹连接，所述防转压盖与所述拉杆压盖通过紧固件连接。

进一步地，所述配合部接近所述刀柄侧延伸有连接部，所述安装孔包括连接孔段和夹紧孔段，所述连接孔段内径大于所述夹紧孔段内壁，所述连接部穿过所述内孔插入所述连接孔段，所述夹头与所述连接部螺纹连接。

进一步地，所述连接部设有内螺纹孔，所述夹头设有外螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹配合连接。

进一步地，所述夹紧孔段包括直孔部和锥形外扩部，所述夹头远离所述夹头拉杆侧具有锥部，所述锥部外壁面设有若干夹缝；所述拉刀组件往第一方向移动时，所述锥形外扩部或所述直孔部给所述锥部提供径向夹紧力。

进一步地，所述内孔还包括第一孔段和第二孔段，所述第一孔段、第二孔段、端部孔段依次同轴连通；所述第二孔段内径小于所述第一孔段、所述端部孔段的内径；所述第一孔段接近所述第二孔段的一端具有卡位台面，所述端部孔段两端均具有限位台面；

所述拉刀组件还包括复位件，所述复位件一端抵接所述连接拉杆，另一端抵接所述卡位台面；所述夹头拉杆侧壁与所述第二孔段侧壁间隙配合。

进一步地，所述工件轴拉刀机构还包括转子，所述转子固设于所述轴芯外壁，所述转子用于与外部的定子配合。

进一步地，所述工件轴拉刀机构还包括轴承组件，所述轴承组件包括至少两个轴承和两个锁紧螺母；所述轴芯外壁设有至少两个台阶；所述轴承套设于所述轴芯外壁，且所述轴承一侧抵接所述台阶，另一侧抵接所述锁紧螺母。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

可以提高工件的回转精度，可以提高工件加工的精度。

附图说明

图1为本发明的工件轴拉刀机构的整体结构示意图；

图2为图1的a部放大图；

图3为图1的b部放大图；

图4为图1的c部放大图；

图中：10、轴芯；11、内孔；111、端部孔段；1111、限位台面；112、第二孔段；12、定位槽；21、夹头拉杆；211、配合部；212、连接部；2111、储液凹槽；22、连接拉杆；23、复位件；30、刀柄；31、安装孔；311、锥形外扩部；312、直孔部；40、夹头；41、夹孔；42、锥部；50、工件；61、防转压盖；62、定位销；63、拉杆压盖；71、轴承；72、锁紧螺母。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-4所示，一种工件轴拉刀机构，包括轴芯10、拉刀组件、刀柄30和夹头40；轴芯10具有内孔11，轴芯10用于与磨床的旋转驱动组件配合，以带动该工件轴拉刀机构整体绕轴旋转，轴芯10内孔11用于设置拉刀组件，拉刀组件用于与外部的打刀装置配合，打刀装置用于驱动拉刀组件沿轴向第二方向移动，以使得夹头40松卸加工好的工件50；拉刀组件还设有给拉刀组件提供复位力的零件，该零件可以是碟形弹簧，使得拉刀组件可以沿轴向第一方向移动，以使得夹头40夹紧工件50；第一方向与第二方向平行且反向，即轴线延伸的两个方向(如图1所示，第一方向为图中竖直向上的方向，第二方向为图中竖直向下的方向)。

具体地，轴芯10的一端固定连接有刀柄30，刀柄30具有安装孔31，安装孔31用于夹紧或松卸夹头40；轴芯10的内孔11包括位于内孔11一端的端部孔段111，端部孔段111接近刀柄30侧设置；拉刀组件设于内孔11，拉刀组件包括夹头拉杆21，夹头拉杆21设有配合部211，配合部211的中部设有储液凹槽2111(中部指的是非端部)，配合部211在储液凹槽2111的两侧具有直面，直面与端部孔段111内壁之间的间隙为0～12微米，储液凹槽2111与端部孔段111壁面之间形成储液空间，储液空间内用于存储润滑脂，润滑脂可以是轴承润滑脂，选用半流体性质的润滑脂，可以减小配合部211与端部孔段111之间在发生相对轴向移动时的摩擦；夹头40穿入安装孔31与夹头拉杆21连接，以使得拉刀组件可以带动夹头40进行轴向移动，夹头40具有夹孔41，夹孔41用于安装外部工件50；拉刀组件适于相对轴芯10作轴向往复移动；当需要安装待加工工件50时，将工件50插入夹孔41，拉刀组件沿轴向往第一方向移动，夹头40与刀柄30产生相对轴向位移，刀柄30给夹头40施加径向夹紧力，夹头40夹紧工件50；当需要卸下已加工好的工件50时，拉刀组件受外部打刀装置驱动，沿轴向往第二方向移动，夹头40与刀柄30产生相对轴向位移，刀柄30松卸对夹头40的径向夹紧力，夹头40松卸工件50。

其中，轴芯10与刀柄30的连接可以是通过螺栓紧固，或通过法兰连接等等；安装孔31与内孔11同轴设置，以保证工件50与夹头拉杆21的同轴度；夹头40具有弹性部，夹头40受到刀柄30施加的径向夹紧力时，弹性部具有缩小夹孔41的趋势，以使得夹孔41内的工件50受到紧固的夹持。

具体地，该工件轴拉刀机构，通过夹头40和拉刀组件的配合来实现工件50的夹紧与松卸，加工过程方便且效率高，同时通过拉杆配合部211与端部孔段111的配合，使得夹头拉杆21在沿轴向移动时，端部孔段111的内壁既起到了限制夹头拉杆21径向跳动的作用，在配合部211与端部孔段111内壁之间产生相对位移时，配合部211的储液凹槽2111也相对端部孔段111内壁移动，则储液凹槽2111内的润滑脂可以浸润端部孔段111内壁，而配合部211直面也可以在与端部孔段111内壁抵接的过程中黏着润滑脂，配合部211与端部孔段111之间发生相对位移时，有效减小摩擦力；配合部211与端部孔段111的配合，既可以起到限制夹头拉杆21径向跳动的作用，使得进一步提高了夹头拉杆21的转动精度，以进一步提高了工件50的回转精度，又不会影响夹头拉杆21与内孔11之间发生相对位移，不会影响工件50夹紧与松卸的过程。

具体地，相对于采用夹头拉杆21与轴芯10内孔11前端没有配合的结构，通过配合部211与内孔11的配合，可以使得在反复更换夹头40的过程中，不会影响夹头拉杆21的同轴度，不会使得工件50在反复打刀、松刀的过程中回转精度受到很大的改变，通过上述结构的设置，经过实验得知，当夹头拉杆21前端与内孔11之间的间隙在0～12微米之间时，可以保证工件50的回转精度保证在5微米以内，而原有的结构只能保证工件50的回转精度在25微米以内，该机构有利于提高工件50的加工精度。

优选地，为了有效减小在打刀或者松刀时配合部211与端部孔段111之间的相对摩擦，配合部211直面与端部孔段111内壁之间的间隙为2～12微米，优选2微米。

优选地，储液凹槽2111环绕配合部211外壁设置，储液凹槽2111沿轴向上的两侧为直面，这样可以保证润滑脂附着于整个直面，有效减小摩擦。

优选地，为了使得该工件轴拉刀机构适于给多种型号的工件50加工，夹头40与夹头拉杆21螺纹连接，夹头40与夹头拉杆21在安装孔31或内孔11内实现螺纹连接，这样既可以实现刀柄30对夹头40的夹紧或松卸，又方便从外部拆卸或安装夹头40。

优选地，为了保证拉刀组件与轴芯10转动的同步，避免拉刀组件与轴芯10产生差速转动，以进一步保证工件50加工的精度，拉刀组件与轴芯10之间通过防转组件连接；拉刀组件还包括连接拉杆22，夹头拉杆21远离配合部211的一端与连接拉杆22连接，连接拉杆22的另一端外壁设有定位槽12，定位槽12具有沿轴向延伸的调节空间，定位槽12在径向方向的槽壁为限位侧壁；拉刀机构还包括防转组件，防转组件包括防转压盖61和定位销62；防转压盖61上设有定位孔，定位销62穿过定位孔插入定位槽12，限位侧壁抵接定位销62。

具体地，当轴芯10受到外部驱动力产生转动时，既可通过防转组件内的拉杆与轴芯10之间的摩擦力带动防转组件转动，也可以通过防转压盖61和定位销62地配合，通过定位销62与定位槽12在径向上的配合，进一步避免拉刀组件与轴芯10之间产生差速旋转的情况；同时，由于定位槽12沿轴向具有调节空间，使得拉刀组件相对轴芯10作轴向移动时，定位销62与定位槽12之间的轴向相对移动不会受到影响，不会影响打刀和松刀的过程。

更重要地是，当夹头拉杆21与夹头40是通过螺纹连接的方式实现连接时，由于刀柄30与轴芯10固定连接，而夹头40由刀柄30夹紧，夹头40与拉刀组件螺纹连接，若拉刀组件与轴芯10之间产生差速旋转，则会导致夹头拉杆21与夹头40之间的连接的松动，通过防转组件的设置，有效防止拉杆组件和轴芯10组件间圆周方向的相对转动，确保了工件50的可靠夹持；同时，若夹头40与夹头拉杆21之间发生相对转动，则夹头40会产生轴向相对移动，会影响刀柄30对夹头40，夹头40对工件50的夹紧力，造成工件50松动，影响工件50加工的精度，通过防转组件的设置，可以避免上述情况。

优选地，为了防转压盖61在与轴芯10连接时不会破坏轴芯10的结构，防转组件还包括拉杆压盖63，拉杆压盖63与轴芯10通过螺纹连接，防转压盖61与拉杆压盖63通过紧固件连接。其中，防转压盖61与拉杆压盖63可以通过螺钉连接。

优选地，为了保证刀柄30能够有效地限制夹头40的径向跳动，保证工件50加工过程中的回转精度，配合部211往刀柄30侧延伸有连接部212，安装孔31包括连接孔段和夹紧孔段，连接孔段内径大于夹紧孔段内壁，连接部212穿过内孔11插入连接孔段，夹头40与连接部212螺纹连接；此时位于夹紧孔段内的夹头40可以有效地被夹紧，避免由于夹头40与夹头拉杆21的螺纹连接，导致夹头40与安装孔31之间存有较大间隙，导致工件50加工过程中夹头40的径向跳动。

优选地，连接部212设有内螺纹孔，夹头40设有外螺纹，外螺纹与内螺纹配合连接。

优选地，为了实现工件50的夹紧和松卸，夹紧孔段包括直孔部312和锥形外扩部311，夹头40远离夹头拉杆21侧具有锥部42，锥部42外壁面设有若干细夹缝，这样使得夹头40被拉紧的过程中，通过刀柄30锥形外扩部311的挤压，夹紧工件50；拉刀组件往第一方向移动时，锥形外扩部311或直孔部312给锥部42提供径向夹紧力。

优选地，锥形外扩部311的相对于轴线的倾斜角度小于锥部42的倾斜角度，使得夹头40在锥形外扩部311内移动时，即可受到挤压，以夹紧工件50。

优选地，内孔11还包括第一孔段和第二孔段112，第一孔段、第二孔段112、端部孔段111依次同轴连通；第二孔段112内径小于第一孔段、端部孔段111的内径；第一孔段接近第二孔段112的一端具有卡位台面，端部孔段111两端均具有限位台面1111；拉刀组件还包括复位件23，复位件23一端抵接连接拉杆22，另一端抵接卡位台面；夹头拉杆21侧壁与第二孔段112侧壁间隙配合。

具体地，复位件23为蝶形弹簧，若干组蝶形弹簧叠装组装在连接拉杆22上，通过蝶形弹簧的压缩提供拉刀力(即带动夹头拉杆21移动以夹紧工件50的力)。

优选地，为了实现该机构的旋转，工件轴拉刀机构还包括转子，转子固设于轴芯10外壁，转子用于与外部的定子配合。其中，转子与轴芯10过盈压装。

优选地，拉刀机构还包括轴承组件，轴承组件包括至少两个轴承71和两个锁紧螺母72；轴芯10外壁设有至少两个台阶；轴承71套设于轴芯10外壁，且轴承71一侧抵接台阶，另一侧抵接锁紧螺母72。

具体地，该工件轴拉刀机构工作的原理为：当一个工件50加工完成，需要更换新的工件50时，外部的用于驱动轴芯10转动的主轴停止运转，外部的打刀系统打刀，连接拉杆22推动夹头40往外移动，工件50松动，把加工好的工件50取出，换上待加工的工件50，完成后外部的打刀系统打刀油压关闭，复位气源打开，打刀系统复位，碟形弹簧恢复变形，拉刀组件拉着夹头40上移，从而夹紧工件50。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。