[实用新型]一种主轴打刀机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机床配件，具体是一种主轴打刀机构。

背景技术

如今的机床主轴，无论是机械主轴还是电主轴的夹刀，基本都是采用碟簧夹紧配合液压顶开打刀活塞的方式。松刀亦是使用液压克服碟簧弹力，一般需要6MPa左右的油压，且夹刀力越大，松刀油压则越高。

图1为传统主轴结构图，图1中，1为主轴体，2为打刀活塞，3为碟簧，4为拉刀杆，5为受力环及销，6为油缸，7为密封圈组，8为连接套，9为拉刀爪，10为标准刀具。主轴在夹刀时：液压油由油缸6的B口进入，将打刀活塞2顶到最高点，而拉刀杆4在碟簧3的作用力下也向上运动，但最终被受力环及销5限位，此时打刀活塞2与受力环及销5之间保持X mm的间距，这样主轴体1与受力环及销5旋转时不与打刀活塞2接触。主轴在松刀时：液压油由油缸6的A口进入，将打刀活塞2向下压，在移动X mm距离后，通过受力环及销5克服碟簧3的弹力把拉刀杆4压至最低点，完成松刀动作。

由传统主轴的松夹刀原理可知，在夹刀状态下，B口必须持续保持压力来保证打刀活塞2与受力环及销5不接触。而在松刀时，A口必须持续供压，且压力必须大于碟簧3的弹力。这就会产生2个安全隐患：

1、由于打刀活塞2自身不旋转，而主轴体1需要旋转，所以两者必须保证不接触。否则在主轴高速旋转的状态下产生的摩擦生热会瞬间烧坏活塞和受力环，造成主轴损坏。

2、拉刀力是由碟簧形变产生，所以拉刀力较大且固定不变。由于拉刀力较大，导致松刀时油压也必须很高，而油缸的密封只能靠密封圈组7来保证。在使用较长时间后，油缸6会有不同程度的漏油现象。严重时可能会渗入主轴轴承中，导致轴承油脂被破坏直至主轴损坏。另外有些加工件表面不允许有油污，一旦漏油滴到工件上，将会造成不可估量的损失。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构精简、无需液压驱动的高精度主轴打刀机构。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种主轴打刀机构，其特征在于包括主轴、伺服电机、减速箱和电动缸，所述的伺服电机的输出端与所述的减速箱的输入端相连，所述的减速箱的输出端与所述的电动缸的输入端相连，所述的电动缸的输出端连接有拉刀杆，所述的主轴上开设有轴向通孔，所述的拉刀杆贯穿所述的轴向通孔设置，所述的拉刀杆的底端安装有拉刀爪，所述的主轴的下端安装有主轴锥柄，所述的主轴锥柄的上端固定有主轴拉钉，所述的主轴拉钉与所述的拉刀爪相连，所述的主轴锥柄用于安装数控刀具。

本实用新型的主轴打刀机构工作时，伺服电机经减速箱增大扭矩后驱动电动缸，由电动缸向拉刀杆传递扭矩，利用伺服电机的正反转完成推拉动作，实现主轴松夹刀。伺服电机输出的恒扭力将数控刀具拉到固定坐标点后停止，完成拉刀动作。拉刀完成后关断伺服电机，即可驱动主轴旋转，完成对工件的数控加工操作。

作为打刀机构，最关键的是拉刀力满足使用要求。本实用新型的主轴打刀机构，伺服电机经减速箱增大扭矩后驱动电动缸旋转。电动缸的工作原理其实就是丝杠驱动，推力和拉力相等，因此可以使用丝杠推力公式计算确定伺服电机扭矩或减速箱速比。比如，当要求主轴拉刀力F≥1800kgf、电动缸导程L＝10mm、伺服电机额定扭矩T＝3.7Nm时，求适当的减速比i：

则速比大于8.44即可。

所述的电动缸与所述的拉刀杆通过传动机构连接，所述的传动机构包括上传动套、下传动套、第一锁紧螺母和单列圆锥滚子轴承，所述的上传动套固定在所述的电动缸的输出端，所述的下传动套固定在所述的上传动套的下端，所述的单列圆锥滚子轴承安装在所述的下传动套与所述的拉刀杆之间，所述的第一锁紧螺母安装在所述的拉刀杆的上端，所述的单列圆锥滚子轴承由所述的第一锁紧螺母锁紧。

所述的电动缸安装在一过渡支架上，所述的过渡支架的下端安装有开口朝下的过渡套，所述的过渡套套设在所述的上传动套上，所述的上传动套螺纹连接在所述的电动缸的输出端，所述的上传动套由第二锁紧螺母锁紧，所述的第二锁紧螺母通过螺钉固定在所述的上传动套上，所述的过渡支架的下端通过螺钉固定有传动箱，所述的传动箱通过螺钉固定在主轴减速箱体的顶端，所述的拉刀杆的上端伸入所述的传动箱内。

所述的上传动套与所述的下传动套之间安装有调整垫。

所述的主轴的下端设置有锥孔，所述的锥孔与所述的主轴锥柄相适配。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：