專利名稱：高速中心出水主軸給水打刀機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種主軸的部件，具體涉及一種高速中心出水主軸給水打刀機(jī) 構(gòu)。
背景技術(shù)：
加工中心是指由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率 自動化機(jī)床。目前，國內(nèi)外立式、臥式、龍門加工中心等高檔數(shù)控裝備上所采用的出水主軸 一般均具有自動換刀和中心出水冷卻功能。上述出水主軸通常是在主軸拉桿尾端安裝一旋 轉(zhuǎn)接頭，冷卻介質(zhì)通過旋轉(zhuǎn)接頭流入主軸內(nèi)部再從刀具中心噴出。然而，上述出水主軸存在如下問題(1)當(dāng)主軸做高速旋轉(zhuǎn)切削時(shí)，旋轉(zhuǎn)接頭的輸 出端會隨主軸一起做高速同步旋轉(zhuǎn)，因旋轉(zhuǎn)接頭位于主軸尾端，當(dāng)其偏擺晃動時(shí)會破壞主 軸的動平衡，進(jìn)而使元件受損并影響加工作業(yè)表面的精度；(2)加工中心在加工不同材質(zhì) 或深孔時(shí)，需要用到刀具內(nèi)冷卻功能，此時(shí)，一般是在主軸上配置一旋轉(zhuǎn)接頭，即當(dāng)?shù)毒咝?要內(nèi)冷卻時(shí)，高壓冷卻液通過旋轉(zhuǎn)接頭經(jīng)主軸從刀具內(nèi)孔噴出，冷卻刀口，在不用內(nèi)冷卻 時(shí)，旋轉(zhuǎn)接頭做干運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)行，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，即使選用高檔旋轉(zhuǎn)接頭，還是會存在因旋 轉(zhuǎn)接頭的偏擺晃動破壞主軸的動平衡、使元件受損及影響加工作業(yè)表面的精度等問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種高速中心出水主軸給水打刀機(jī)構(gòu)，以保證主軸的動平 衡和加工精度。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種高速中心出水主軸給水打 刀機(jī)構(gòu)，包括前接頭體、缸體、后法蘭、打刀活塞、后止轉(zhuǎn)銷、直通接頭和鉸接接頭，所述主軸活塞設(shè)于主軸軸筒內(nèi)，其前端與位于主軸內(nèi)的彈簧組相抵，其后端設(shè)有 配合的前接頭體，缸體上方設(shè)有鉸接接頭，其后端設(shè)有后法蘭，打刀活塞設(shè)于缸體的空腔 內(nèi)，打刀活塞的外徑和缸體的內(nèi)徑配合，還包括前法蘭、前彈簧組、壓墊、打刀套、前密封副、后密封副、軸套、中彈簧組、前 止轉(zhuǎn)銷、前法蘭軸套、后彈簧組、后法蘭軸套、擋圈、前自動分離蓋、后自動分離蓋、后彈簧和 后接頭體，所述前密封副設(shè)于前接頭體的后端，前法蘭固定設(shè)于缸體內(nèi)部前端，打刀套固定 設(shè)于打刀活塞前端，壓墊設(shè)于打刀套外端面上，前彈簧組設(shè)于壓墊和前法蘭之間，后法蘭軸 套設(shè)于打刀活塞和打刀套之間，后法蘭軸套上設(shè)有密封圈，后彈簧設(shè)于打刀活塞和后法蘭 軸套之間，前法蘭軸套與后法蘭軸套前端通過螺釘固定連接，前法蘭軸套的后端依次設(shè)有 后彈簧組、后自動分離蓋及前自動分離蓋，后自動分離蓋和軸套安裝于前法蘭軸套的軸孔內(nèi)，軸套與前法蘭軸套之間設(shè)有中 彈簧組和前止轉(zhuǎn)銷，軸套后端設(shè)有擋圈，軸套前端設(shè)有后密封副，前密封副的后端面與后密 封副的前端面平行，且前密封副與后密封副在同一軸線上，后法蘭軸套后端設(shè)有后接頭體，
3后接頭體后端設(shè)有直通接頭。 上文中，缸體通過螺釘與主軸箱或者主軸外殼相固定；打刀活塞設(shè)于缸體的空腔 內(nèi)，打刀活塞的外徑和缸體的內(nèi)徑配合，在后止轉(zhuǎn)銷作用下，可在缸體的空腔內(nèi)左右直線滑 動，其上裝有密封圈；前自動分離蓋內(nèi)端面與擋圈端面在后彈簧組的作用下相貼合。 上述技術(shù)方案中，所述后彈簧組為圓柱彈簧或碟簧。上述技術(shù)方案中，所述后彈簧組的彈簧剛度大于中彈簧組的彈簧剛度。本實(shí)用新型的工作原理為后密封副系包括后密封副、軸套、前自動分離蓋及擋 圈，后密封副系有兩組彈簧，兩組彈簧彈力為Fl和F2，F(xiàn)3是冷卻介質(zhì)壓力；當(dāng)不通冷卻介 質(zhì)時(shí)，后密封副受力為Fl和F2，且Fl < F2，使得后密封副后移，與前密封后端面脫開微小 距離，因此，在不通介質(zhì)干運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，兩個(gè)密封面保持微小間隙，保護(hù)密封面不受損傷；當(dāng)通冷 卻介質(zhì)時(shí)，后密封副系受到力為Fl、F2和F3，且F1+F3 >F2，后密封副系被迫使前移，并與 前密封面結(jié)合，恢復(fù)密封作用，所以在冷卻介質(zhì)通入旋轉(zhuǎn)接頭時(shí)，兩個(gè)密封面將會在瞬間閉 合；具體執(zhí)行動作為冷卻介質(zhì)通入直通接頭進(jìn)入到后接頭體中，由于壓力的作用后自動 分離蓋向前移動并迫使前自動分離蓋也向前移動，并將后彈簧組壓縮，軸套在受中彈簧組 向前推力的作用下向前移動，其上的后密封副隨其一起向前移動并與安裝在前接頭體上的 前密封副的貼合，冷卻介質(zhì)通過后自動分離蓋上的若干個(gè)通孔流入到前自動分離蓋內(nèi)部， 并依次通過軸套、后密封副、前密封副、前接頭體、主軸活塞流入與主軸內(nèi)側(cè)的彈簧組和主 軸拉桿結(jié)構(gòu)相連的前接頭體內(nèi)部，進(jìn)而通過主軸和刀具內(nèi)部噴到切削作業(yè)區(qū)域。當(dāng)機(jī)床換 刀的時(shí)候，主軸處于靜止?fàn)顟B(tài)，冷卻介質(zhì)停止通入，高壓空氣介質(zhì)將被通入到直通接頭中， 與冷卻介質(zhì)通入過程相同，后密封副系將隨打刀活塞前移，最終兩密封副貼合，高壓空氣介 質(zhì)通過主軸內(nèi)部從主軸錐孔吹出，清除主軸錐孔內(nèi)壁雜質(zhì)灰塵，與此同時(shí)，液壓介質(zhì)從鉸 接接頭流入并從鉸接接頭流出，推動打刀活塞在后止轉(zhuǎn)銷的作用下沿軸線方向前移，與打 刀活塞固定的打刀套隨之前移2mm后與主軸活塞后端面結(jié)合，并推動主軸活塞繼續(xù)前移 7. 5mm(主軸松刀行程)，此過程為主軸松刀；當(dāng)?shù)毒吒鼡Q后，液壓介質(zhì)從鉸接接頭流入并從 鉸接接頭流出，打刀活塞在液壓介質(zhì)和前彈簧組合力的作用下后移，主軸活塞在主軸內(nèi)松 刀彈簧組的作用下后移，后密封副系將隨打刀活塞前移，分別恢復(fù)到原始位置，此過程為主 軸拉刀。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)是1、本實(shí)用新型增加了主軸冷卻的干運(yùn)轉(zhuǎn)功能，實(shí)際應(yīng)用證明，采用本實(shí)用新型結(jié) 構(gòu)的主軸可以避免因旋轉(zhuǎn)接頭的偏擺晃動產(chǎn)生的對主軸動平衡的破壞，不僅提高了加工作 業(yè)表面的精度，而且提高了出水主軸的使用壽命。2、采用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的主軸可應(yīng)用冷卻液、液壓油或空氣，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速最高 可達(dá)50，000轉(zhuǎn)/分鐘，壓力最高可達(dá)105bar，溫度最高可達(dá)120°C，可適用于臥式、立式、龍 門加工中心等高檔數(shù)機(jī)床上。

附圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為圖1的A-A剖視圖。其中1、主軸軸筒；2、彈簧組；3、主軸活塞；4、限位螺母；5、前接頭體；6、前法蘭；7、缸體；8、前彈簧組；9、前密封副；10、后密封副；11、中彈簧組；12、前止轉(zhuǎn)銷；13、軸套； 14、前法蘭軸套；15、后彈簧組；16、前自動分離蓋；17、擋圈；18、后自動分離蓋；19、后法蘭； 20、打刀活塞；21、直通接頭；22、后接頭體；23、后彈簧；24、后止轉(zhuǎn)銷；25 26、鉸接接頭； 27、后法蘭軸套；28、壓墊；29、打刀套。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見附圖1 2所示，一種高速中心出水主軸給水打刀機(jī)構(gòu)，包括前接頭體5、缸體
7、后法蘭19、打刀活塞20、后止轉(zhuǎn)銷24、直通接頭21和鉸接接頭25、26，其中主軸活塞3安 裝于主軸軸筒1內(nèi)側(cè)，其前端與位于主軸內(nèi)側(cè)的彈簧組2相連，其后端裝有前接頭體5，缸 體7通過螺釘與主軸箱或者主軸外殼相固定，其上方安裝有兩個(gè)鉸接接頭25、26，其后端裝 有后法蘭19，打刀活塞20安裝于缸體7的空腔內(nèi)，其外徑和缸體7的內(nèi)徑配合，在后止轉(zhuǎn)銷 24作用下，可在缸體7的空腔內(nèi)左右直線滑動，其上裝有密封圈，還包括前法蘭6、前彈簧組
8、壓墊28、打刀套29、前密封副9、后密封副10、軸套13、中彈簧組11、前止轉(zhuǎn)銷12、前法蘭 軸套14、后彈簧組15、后法蘭軸套27、擋圈17、前自動分離蓋16、后自動分離蓋18、后彈簧 23、后接頭體22，前密封副9安裝于前接頭體5的后端，前法蘭6用螺釘固定安裝于缸體7 前端內(nèi)側(cè)，打刀套29用螺釘固定安裝于打刀活塞20的前端，壓墊28安裝于打刀套29前外 端面，前彈簧組8安裝于壓墊28和前法蘭6之間，后法蘭軸套27安裝于打刀活塞20與打 刀套29之間的內(nèi)腔內(nèi)，可在空腔內(nèi)沿軸線左右滑動，其上裝有密封圈，后彈簧23安裝于打 刀活塞20與后法蘭軸套27在軸線方向上的內(nèi)腔內(nèi)，前法蘭軸套14與后法蘭軸套27前端 通過螺釘固定，前法蘭軸套14的后端依次安裝有后彈簧組15、后自動分離蓋18及前自動分 離蓋16，后自動分離蓋18，軸套13安裝于前法蘭軸套14的軸孔內(nèi)，其與前法蘭軸套14之 間裝有中彈簧組11和前止轉(zhuǎn)銷12，軸套13后末端裝有擋圈17，前自動分離蓋16內(nèi)端面與 擋圈17端面在后彈簧組15的作用下相貼合，軸套13前端裝有后密封副10，前密封副9的 后端面與后密封副10的前端面平行，并且前密封副9與后密封副10在同一軸線上，后法蘭 軸套27后端裝有后接頭體22，后接頭體22后端裝有直通接頭21。上文中，所述后彈簧組15的彈簧剛度大于中彈簧組11的彈簧剛度。在打刀活塞處于最后端位置的時(shí)候，前密封副與后密封副的兩個(gè)密封面保持一定 間隙；在打刀活塞處于最前端位置的時(shí)候，主軸活塞與打刀套的兩個(gè)臨近端面間保持一定 間隙。本實(shí)用新型的工作原理為后密封副系包括后密封副、軸套、前自動分離蓋及擋 圈，后密封副系有兩組彈簧，兩組彈簧彈力為Fl和F2，F(xiàn)3是冷卻介質(zhì)壓力；當(dāng)不通冷卻介質(zhì) 時(shí)，后密封副受力為Fl和F2，F(xiàn)1 < F2，使得后密封副后移，與前密封后端面脫開微小距離， 因此，在不通介質(zhì)干運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，兩個(gè)密封面保持微小間隙，保護(hù)密封面不受損傷；當(dāng)通冷卻介 質(zhì)時(shí)，后密封副系受到力為Fl、F2和F3，且F1+F3 > F2，后密封副系被迫使前移，并與前密 封面結(jié)合，恢復(fù)密封作用，所以在冷卻介質(zhì)通入旋轉(zhuǎn)接頭時(shí)，兩個(gè)密封面將會在瞬間閉合; 具體執(zhí)行動作為冷卻介質(zhì)通入直通接頭進(jìn)入到后接頭體中，由于壓力的作用后自動分離 蓋向前移動并迫使前自動分離蓋也向前移動，并將后彈簧組壓縮，軸套在受中彈簧組向前推力的作用下向前移動，其上的后密封副隨其一起向前移動并與安裝在前接頭體上的前密 封副的貼合，冷卻介質(zhì)通過后自動分離蓋上的若干個(gè)通孔流入到前自動分離蓋內(nèi)部，并依 次通過軸套、后密封副、前密封副、前接頭體、主軸活塞流入與主軸內(nèi)側(cè)的彈簧組和主軸拉 桿結(jié)構(gòu)相連的前接頭體內(nèi)部，進(jìn)而通過主軸和刀具內(nèi)部噴到切削作業(yè)區(qū)域。當(dāng)機(jī)床換刀的 時(shí)候，主軸處于靜止?fàn)顟B(tài)，冷卻介質(zhì)停止通入，高壓空氣介質(zhì)將被通入到直通接頭中，與冷 卻介質(zhì)通入過程相同，后密封副系將隨打刀活塞前移，最終兩密封副貼合，高壓空氣介質(zhì)通 過主軸內(nèi)部從主軸錐孔吹出，清除主軸錐孔內(nèi)壁雜質(zhì)灰塵，與此同時(shí)，液壓介質(zhì)從鉸接接頭 流入并從鉸接接頭流出，推動打刀活塞在后止轉(zhuǎn)銷的作用下沿軸線方向前移，與打刀活塞 固定的打刀套隨之前移2mm后與主軸活塞后端面結(jié)合，并推動主軸活塞繼續(xù)前移7. 5mm(主 軸松刀行程)，此過程為主軸松刀；當(dāng)?shù)毒吒鼡Q后，液壓介質(zhì)從鉸接接頭流入并從鉸接接頭 流出，打刀活塞在液壓介質(zhì)和前彈簧組合力的作用下后移，主軸活塞在主軸內(nèi)松刀彈簧組 的作用下后移，后密封副系將隨打刀活塞前移，分別恢復(fù)到原始位置，此過程為主軸拉刀。
權(quán)利要求一種高速中心出水主軸給水打刀機(jī)構(gòu)，包括前接頭體(5)、缸體(7)、后法蘭(19)、打刀活塞(20)、后止轉(zhuǎn)銷(24)、直通接頭(21)和鉸接接頭(25、26)，主軸活塞(3)設(shè)于主軸軸筒(1)內(nèi)，其前端與位于主軸內(nèi)的彈簧組(2)相抵，其后端設(shè)有配合的前接頭體(5)，缸體(7)上方設(shè)有鉸接接頭(25、26)，其后端設(shè)有后法蘭(19)，打刀活塞(20)設(shè)于缸體(7)的空腔內(nèi)，打刀活塞(20)的外徑和缸體(7)的內(nèi)徑配合，其特征在于還包括前法蘭(6)、前彈簧組(8)、壓墊(28)、打刀套(29)、前密封副(9)、后密封副(10)、軸套(13)、中彈簧組(11)、前止轉(zhuǎn)銷(12)、前法蘭軸套(14)、后彈簧組(15)、后法蘭軸套(27)、擋圈(17)、前自動分離蓋(16)、后自動分離蓋(18)、后彈簧(23)和后接頭體(22)，所述前密封副(9)設(shè)于前接頭體(5)的后端，前法蘭(6)固定設(shè)于缸體(7)內(nèi)部前端，打刀套(29)固定設(shè)于打刀活塞(20)前端，壓墊(28)設(shè)于打刀套(29)外端面上，前彈簧組(8)設(shè)于壓墊(28)和前法蘭(6)之間，后法蘭軸套(27)設(shè)于打刀活塞(20)和打刀套(29)之間，后法蘭軸套(27)上設(shè)有密封圈，后彈簧(23)設(shè)于打刀活塞(20)和后法蘭軸套(27)之間，前法蘭軸套(14)與后法蘭軸套(27)前端通過螺釘固定連接，前法蘭軸套(14)的后端依次設(shè)有后彈簧組(15)、后自動分離蓋(18)及前自動分離蓋(16)，后自動分離蓋(18)和軸套(13)安裝于前法蘭軸套(14)的軸孔內(nèi)，軸套(13)與前法蘭軸套(14)之間設(shè)有中彈簧組(11)和前止轉(zhuǎn)銷(12)，軸套(13)后端設(shè)有擋圈(17)，軸套(13)前端設(shè)有后密封副(10)，前密封副(9)的后端面與后密封副(10)的前端面平行，且前密封副(9)與后密封副(10)在同一軸線上，后法蘭軸套(27)后端設(shè)有后接頭體(22)，后接頭體(22)后端設(shè)有直通接頭(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速中心出水主軸給水打刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述后彈簧 組(15)為圓柱彈簧或碟簧。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速中心出水主軸給水打刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述后彈簧 組(15)的彈簧剛度大于中彈簧組(11)的彈簧剛度。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高速中心出水主軸給水打刀機(jī)構(gòu)，包括前接頭體、缸體、后法蘭、打刀活塞、后止轉(zhuǎn)銷、直通接頭和鉸接接頭，還包括前法蘭、前彈簧組、壓墊、打刀套、前密封副、后密封副、軸套、中彈簧組、前止轉(zhuǎn)銷、前法蘭軸套、后彈簧組、后法蘭軸套、擋圈、前自動分離蓋、后自動分離蓋、后彈簧和后接頭體。本實(shí)用新型可以避免因旋轉(zhuǎn)接頭的偏擺晃動產(chǎn)生的對主軸動平衡的破壞，不僅提高了加工作業(yè)表面的精度，而且提高了出水主軸的使用壽命，可適用于臥式、立式、龍門加工中心等高檔數(shù)機(jī)床上。
文檔編號B23Q11/10GK201659449SQ20102011328
公開日2010年12月1日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者賈德丹 申請人:紐威數(shù)控裝備(蘇州)有限公司