[发明专利]一种双活塞主轴打刀卸力油缸

说明书

技术领域

本发明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

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

本发明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。

本发明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。

本发明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。

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。