專利名稱：主軸連接裝置及機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機床技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及ー種主軸連接裝置及機床。
背景技術(shù)：
近年來，車銑復(fù)合機床的需求量日益増大，車銑復(fù)合機床將車床和銑床的功能融合成一體，最大限度地滿足用戶對エ件加工效率、加工自動化的要求。但車床與銑床的工作原理差別較大，車床一般采用工作臺旋轉(zhuǎn)，刀具不旋轉(zhuǎn)的方式實現(xiàn)加工；而銑床則采用刀具
旋轉(zhuǎn)，工作臺不旋轉(zhuǎn)的方式進行加工。對于車銑復(fù)合機床，由銑功能轉(zhuǎn)化為車功能時，需要將銑刀卸下，換上車刀，并固定夾緊。因此，亟需ー套在銑軸上夾緊車刀的裝置。目前，在車銑復(fù)合機床上換車刀，一般采用通過主軸直接拉緊的方式，這種方式結(jié)構(gòu)簡單，但是拉緊カ不夠，刀具定位不好，在重切削時影響最大切削力，從而影響加工效率。因此，如何針對現(xiàn)有的刀具夾緊方式進行改迸，以進ー步適應(yīng)使用需要，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明g在提出ー種主軸連接裝置及機床，以解決現(xiàn)有的刀具夾緊方式拉緊カ不夠、刀具定位不好的問題。一方面，本發(fā)明提供了ー種主軸連接裝置，所述主軸連接裝置包括設(shè)于主軸尾端的刀夾、套裝在所述主軸上的活動體、驅(qū)動該活動體軸向移動的第一驅(qū)動機構(gòu)以及驅(qū)動該活動體轉(zhuǎn)動的第二驅(qū)動機構(gòu)，其中，所述刀夾上設(shè)有第一止檔，所述活動體上設(shè)有第二止檔，所述第一止檔與所述第二止檔通過轉(zhuǎn)動配合實現(xiàn)軸向限位。進ー步地，所述第一止檔為設(shè)于所述刀夾頭部的內(nèi)齒，所述第二止檔為設(shè)于所述活動體尾部的外齒。進ー步地,所述主軸連接裝置還包括與所述主軸相對固定并套裝在所述活動體上的連接體，所述第二驅(qū)動機構(gòu)包括連接叉、設(shè)于所述連接體內(nèi)的行程腔以及滑動設(shè)于該行程腔內(nèi)并且通過所述連接叉與所述活動體相連的活塞桿。進ー步地，所述行程腔的延伸方向與所述主軸的軸向垂直。進ー步地，所述第二驅(qū)動機構(gòu)還包括用于檢測所述活動體是否達到轉(zhuǎn)動范圍極限的傳感裝置。進ー步地，所述連接體朝向所述活動體的側(cè)壁上開設(shè)有擺動腔，所述傳感裝置包括設(shè)于所述活動體上的擺桿以及間隔設(shè)于所述擺動腔內(nèi)所述擺桿擺動方向上的兩個接近開關(guān)，所述接近開關(guān)的位置對應(yīng)于所述活動體的轉(zhuǎn)動范圍極限。進ー步地,所述主軸連接裝置還包括與所述主軸相對固定并套裝在所述活動體上的連接體，所述第一驅(qū)動機構(gòu)包括由所述連接體與所述活動體之間形成的用于供液壓油正向推動所述活動體的第一油腔和用于供液壓油反向推動所述活動體的第二油腔。進ー步地，所述連接體包括刀夾連接體以及固定于該刀夾連接體尾部的壓蓋，其中，所述刀夾連接體與所述活動體之間形成所述第一油腔，所述刀夾連接體、所述活動體與所述壓蓋之間形成所述第二油腔。進ー步地，所述壓蓋的尾部端面上設(shè)有第一周向限位齒，所述刀夾的頭部端面上設(shè)有可與該第一周向限位齒相嚙合的第二周向限位齒。另ー方面，本發(fā)明還提供了ー種機床，所述機床上設(shè)有上述任一項所述的主軸連
接裝置。本發(fā)明提供的主軸連接裝置在用于換刀時，通過第一驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動活動體軸向移出，并通過第二驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動活動體轉(zhuǎn)動一定角度，再將安裝有刀具的刀夾安裝至主軸的尾端，使刀夾上的第一止檔與活動體上的第二止檔軸向錯置，然后通過第二驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動活動體回轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，使刀夾上的第一止檔與活動體上的第二止檔軸向疊置，進而實現(xiàn)刀 夾與活動體的軸向限位，最后通過第一驅(qū)動機構(gòu)控制活動體軸向移回，使刀夾緊緊固定在主軸的尾端上，當需要卸刀時，反向操作即可，與現(xiàn)有技術(shù)相比，有效保證了拉緊カ的穩(wěn)定性，提高了刀夾(刀具)的定位性能，有助于提高加工效率，并且拆裝維護方便。本發(fā)明提供的機床設(shè)有上述主軸連接裝置，由于上述的主軸連接裝置具有上述效果，因此，設(shè)有該主軸連接裝置的機床也具有相應(yīng)的技術(shù)效果。


圖I為本發(fā)明實施例提供的主軸連接裝置在活動體處于伸出狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中A-A向的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖I中B-B向的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的主軸連接裝置在活動體處于收回狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4中C-C向的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖4中D-D向的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進ー步的詳細說明。應(yīng)當指出，本部分中對具體結(jié)構(gòu)的描述及描述順序僅是對具體實施例的說明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的保護范圍有任何限制作用。此外，在不沖突的情形下，本部分中的實施例以及實施例中的特征可以相互組合。請同時參考圖I至圖6。該實施例的主軸連接裝置設(shè)于主軸2上，主要包括滑枕I、刀夾連接體3、活動體4、壓蓋5、導(dǎo)向套6、刀夾9、頂桿11、連接叉13、活塞桿14和接近開關(guān)15等。結(jié)合圖I和圖4所示，滑枕I固定套設(shè)在主軸2上，活動體4套裝在主軸2的尾部，活動體4可相對于主軸2作轉(zhuǎn)動和軸向移動，活動體4為臺階結(jié)構(gòu)，刀夾連接體3和壓蓋5套裝在活動體4上,刀夾連接體3位于活動體4靠近滑枕I的一端,壓蓋5位于活動體4靠近主軸2尾端的一端，刀夾連接體3與滑枕I固定連接，壓蓋5與刀夾連接體3的尾端(圖中所示為下端)固定，刀夾連接體3與活動體4之間形成用于供液壓油正向(圖I和圖4所示為向下方向)推動活動體4的第一油腔，刀夾連接體3、活動體4和壓蓋5之間形成用于供液壓油反向(圖I和圖4所示為向上方向)推動活動體4的第二油腔?；顒芋w4的尾部設(shè)有外齒8,刀夾9的頭部設(shè)有內(nèi)齒7,參見圖3和圖6所不，活動體4上的外齒8與刀夾9上的內(nèi)齒7可通過轉(zhuǎn)動配合實現(xiàn)軸向限位，即當活動體4處于伸出狀態(tài)時，通過將外齒8和內(nèi)齒7軸向錯置，可使活動體4插入刀夾9的頂部，通過轉(zhuǎn)動活動體4,可使外齒8與內(nèi)齒7軸向疊置,進而實現(xiàn)軸向限位。壓蓋5的尾部端面上設(shè)有第一周向限位齒，刀夾9的頭部端面上設(shè)有第二軸向限位齒，第一軸向限位齒可與第二周向限位齒相嚙合組成齒輪副10，用于提供刀具在工作時的切削力，防止刀夾9相對于壓蓋5 (或者刀夾連接體3)發(fā)生轉(zhuǎn)動。結(jié)合圖2和圖5所示，刀夾連接體3鄰近活動體4的側(cè)壁上設(shè)有行程腔12，行程腔12的延伸方向與主軸2 (或者活動體4)的軸向垂直，行程腔12的兩端插裝頂桿11，活塞桿14滑動設(shè)置在兩個頂桿11之間的行程腔內(nèi)，活塞桿14通過連接叉13與活動體4相連，使 得活塞桿14在行程腔12內(nèi)移動時，可帶動活動體4來回轉(zhuǎn)動一定范圍。刀夾連接體3朝向活動體4的側(cè)壁上設(shè)有擺動腔17，兩個接近開關(guān)15設(shè)于擺動腔17內(nèi)，擺桿16固定于活動體4上，擺桿16可在活動體4的帶動下在所述兩個接近開關(guān)15之間的擺動腔17內(nèi)擺動，兩個接近開關(guān)15間隔設(shè)于擺桿16的擺動方向上，每個接近開關(guān)15的位置對應(yīng)于活動體4的轉(zhuǎn)動范圍極限，當擺桿16到達接近開關(guān)15的位置時，接近開關(guān)15發(fā)出電信號，最終使活塞桿14停止向前移動。需要說明的是，為了使外齒8與內(nèi)齒7從軸向錯位狀態(tài)變化至軸向疊置狀態(tài)，活動體4需要轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，亦即為了滿足上述要求，活動體4具有一定的轉(zhuǎn)動范圍(轉(zhuǎn)角),并且當活動體4處于該轉(zhuǎn)動范圍的初始位置時，內(nèi)齒8與外齒7處于軸向錯位狀態(tài),當活動體4處于該轉(zhuǎn)動范圍的最終位置時，內(nèi)齒8與外齒7處于軸向疊置狀態(tài)，相應(yīng)地，為了滿足上述需要，擺桿16也應(yīng)當在該轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)運動，而位于擺桿16擺動方向上的兩個接近開關(guān)15則用于檢測在擺桿16達到初始位置或者最終位置時，向外部控制器發(fā)出電信號，由外部控制器控制執(zhí)行機構(gòu)停止向行程腔12進氣和回氣，進而使活動體4停止轉(zhuǎn)動，兩個接近開關(guān)15所處的位置分別對應(yīng)于活動體4的轉(zhuǎn)動范圍極限(即初始位置和最終位置)。下面說明一下上述主軸連接裝置的使用過程當需要換刀時，(I)先將刀具固定安裝在刀夾9上；(2)如圖I至圖3所示，再按照箭頭Xl示意的方向向第一油腔供油以及按照箭頭X2示意的方向從第二油腔回油，使活動體4向下移動直至處于伸出狀態(tài)，并且按照箭頭Yl示意的方向向活塞桿14 一端的行程腔進氣以及按照箭頭Y2示意的方向從活塞桿14另一端的行程腔回氣，使活動體4轉(zhuǎn)動到第一位置；(3)然后將刀夾9安裝至主軸2的尾端，通過將刀夾9上的內(nèi)齒7與活動體4上的外齒8軸向錯置，使刀夾9外插在活動體4上；(4)如圖4至圖6所示，最后按照箭頭Y3示意的方向從活塞桿14 一端的行程腔回氣以及按照箭頭Y4示意的方向從活塞桿14另一端的行程腔進氣，使活動體4回轉(zhuǎn)到第二位置，使內(nèi)齒7和外齒8軸向疊置，并且按照箭頭X3示意的方向從第一油腔回油以及按照箭頭X4示意的方向向第二油腔供油，使活動體4向上移動至收回狀態(tài)，進而實現(xiàn)將刀夾9緊緊拉住。上述實施例中，為了對刀夾9提供軸向?qū)蜃饔?，還可以在壓蓋5尾部靠近外側(cè)的端面上設(shè)置導(dǎo)向套6。
上述實施例中，為了滿足密封的需要，刀夾連接體3與活動體4、壓蓋5與活動體4以及刀夾連接體3與壓蓋5之間均設(shè)有相應(yīng)尺寸的密封部件。上述實施例中，壓蓋5與刀夾9之間設(shè)有齒輪副，用于周向限位，以加大刀具的切削力，其他實施例中，也可以采用其他的止轉(zhuǎn)件，只要能夠防止刀夾9相對于壓蓋5發(fā)生轉(zhuǎn)動即可。上述各種實施例中，刀夾連接體3與壓蓋5固定相連構(gòu)成套裝在活動體5上的連接體，在其他實施例中，刀夾連接體3與壓 蓋5也可以一體成型，即由單個連接體套裝在活動體4上，并實現(xiàn)上述相應(yīng)功能，相應(yīng)地，該連接體的尾部與刀夾9的頂部可以設(shè)置相應(yīng)的止轉(zhuǎn)件。上述各種實施例中，采用設(shè)于刀夾9頭部的內(nèi)齒7作為第一止檔，以及采用設(shè)于活動體4尾部的外齒8作為第二止檔，在其他實施例中，第一止檔和第二止檔還可以采用其他形式(例如采用限位塊的形式)，只要能通過轉(zhuǎn)動配合實現(xiàn)軸向限位即可。上述各種實施例中，驅(qū)動活動塊4軸向移動的第一驅(qū)動機構(gòu)與常規(guī)油缸的工作原理類似，包括用于供油或回油的第一油腔和第二油腔，關(guān)于第一油腔和第二油腔的進出油管的設(shè)置方式可參見現(xiàn)有常規(guī)油缸的方案，茲不贅述，在其他實施例中，第一驅(qū)動機構(gòu)也可以采用其他形式，并不局限于液壓方式，例如還可以是機械結(jié)構(gòu)方式，只要能夠?qū)崿F(xiàn)將活動塊4前后推動相應(yīng)距離即可。上述各種實施例中，行程腔12的延伸方向大體垂直于主軸2的軸向，在其他實施例中，行程腔12的延伸方向也可以相對于主軸2的軸向偏斜一定角度，只要能使活動體4轉(zhuǎn)動一定角度即可。上述各種實施例中，驅(qū)動活動塊4轉(zhuǎn)動的第二驅(qū)動機構(gòu)通過將氣缸的直線運動轉(zhuǎn)化為活動體4的旋轉(zhuǎn)運動，包括連接叉13、設(shè)于刀夾連接體9內(nèi)的行程腔12、滑動設(shè)于該行程腔12內(nèi)并且通過連接叉13與活動體4相連的活塞桿14，在其他實施例中，第二驅(qū)動機構(gòu)還可以采用其他形式，只要能實現(xiàn)活動體4轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度即可。上述各種實施例中，用于檢測活動體4是否達到轉(zhuǎn)動范圍極限的傳感裝置包括設(shè)于活動體4上的擺桿16以及設(shè)于擺動腔17兩側(cè)的兩個接近開關(guān)15，其中，擺桿16在活動體4的帶動下在兩個接近開關(guān)15之間的擺動腔17內(nèi)擺動，而接近開關(guān)15的位置對應(yīng)于活動體4的轉(zhuǎn)動范圍極限，即當活動體4轉(zhuǎn)動至第一位置時(此時活動體4的尾部外齒與刀夾9的頂部內(nèi)齒軸向錯置)，擺桿16同時達到一個接近開關(guān)15的位置，此時接近開關(guān)15發(fā)出電信號，該電信號發(fā)給外部控制器(圖未示出)，由外部控制器控制執(zhí)行機構(gòu)停止向行程腔12進氣和回氣，當活動體4轉(zhuǎn)動至第二位置時，情形與上述類似，在其他實施例中，傳感裝置也可以采用其他形式，只要能檢測活動體4的轉(zhuǎn)動狀態(tài)即可。需要說明的，上述各種實施例提供的主軸連接裝置可以與現(xiàn)有的夾緊方式組合在一起，即在現(xiàn)有拉緊方式的基礎(chǔ)上，進一步提高刀具(刀夾)穩(wěn)定及定位性能。另外，當無需使用刀具(車削刀具)時，可將活動體4、刀夾連接體3、壓蓋5和刀夾9等從滑枕I上取下。綜上，上述各種實施例提供的主軸連接裝置在用于換刀時，先通過第一驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動活動體軸向移出，并通過第二驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動活動體轉(zhuǎn)動一定角度，再將安裝有刀具的刀夾安裝至主軸的尾端，使刀夾上的第一止檔與活動體上的第二止檔軸向錯置，然后通過第二驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動活動體回轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，使刀夾上的第一止檔與活動體上的第二止檔軸向疊置，進而實現(xiàn)刀夾與活動體的軸向限位，最后通過第一驅(qū)動機構(gòu)控制活動體軸向移回，使刀夾緊緊固定在主軸的尾端上，當需要卸刀時，反向操作即可，與現(xiàn)有技術(shù)相比，有效保證了拉緊力的穩(wěn)定性，提高了刀夾(刀具)的定位性能，有助于提高加工效率，并且拆裝維護方便。本發(fā)明實施例還提供了一種機床，例如車銑復(fù)合機床，該機床設(shè)有上述的任一項 所述的主軸連接裝置，由于上述的主軸連接裝置具有上述技術(shù)效果，因此，設(shè)有該主軸連接裝置的機床也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果，其具體實施過程與上述實施例類似，茲不贅述。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種主軸連接裝置，其特征在于所述主軸連接裝置包括設(shè)于主軸(2)尾端的刀夾(9)、套裝在所述主軸(2)上的活動體(4)、驅(qū)動該活動體(4)軸向移動的第一驅(qū)動機構(gòu)以及驅(qū)動該活動體(4)轉(zhuǎn)動的第二驅(qū)動機構(gòu)，其中，所述刀夾(9)上設(shè)有第一止檔，所述活動體(4)上設(shè)有第二止檔，所述第一止檔與所述第二止檔通過轉(zhuǎn)動配合實現(xiàn)軸向限位。
2.如權(quán)利要求I所述的主軸連接裝置，其特征在于所述第一止檔為設(shè)于所述刀夾(9)頭部的內(nèi)齒(7)，所述第二止檔為設(shè)于所述活動體(4)尾部的外齒(8)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的主軸連接裝置，其特征在于所述主軸連接裝置還包括與所述主軸(2)相對固定并套裝在所述活動體(4)上的連接體,所述第二驅(qū)動機構(gòu)包括連接叉(13)、設(shè)于所述連接體內(nèi)的行程腔(12)以及滑動設(shè)于該行程腔(12)內(nèi)并且通過所述連接叉(13)與所述活動體(4)相連的活塞桿(14)。
4.如權(quán)利要求3所述的主軸連接裝置，其特征在于所述行程腔(12)的延伸方向與所述主軸(2)的軸向垂直。
5.如權(quán)利要求3所述的主軸連接裝置，其特征在于所述第二驅(qū)動機構(gòu)還包括用于檢測所述活動體(4)是否達到轉(zhuǎn)動范圍極限的傳感裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的主軸連接裝置，其特征在于所述連接體朝向所述活動體(4)的側(cè)壁上開設(shè)有擺動腔(17)，所述傳感裝置包括設(shè)于所述活動體(4)上的擺桿(16)以及間隔設(shè)于所述擺動腔(17)內(nèi)所述擺桿(16)擺動方向上的兩個接近開關(guān)(15)，所述接近開關(guān)(15)的位置對應(yīng)于所述活動體(4)的轉(zhuǎn)動范圍極限。
7.如權(quán)利要求I或2所述的主軸連接裝置，其特征在于所述主軸連接裝置還包括與所述主軸(2)相對固定并套裝在所述活動體(4)上的連接體,所述第一驅(qū)動機構(gòu)包括由所述連接體與所述活動體(4)之間形成的用于供液壓油正向推動所述活動體(4)的第一油腔和用于供液壓油反向推動所述活動體(4)的第二油腔。
8.如權(quán)利要求7所述的主軸連接裝置，其特征在于所述連接體包括刀夾連接體(3)以及固定于該刀夾連接體(3)尾部的壓蓋(5)，其中，所述刀夾連接體(3)與所述活動體(4)之間形成所述第一油腔，所述刀夾連接體(3)、所述活動體(4)與所述壓蓋(5)之間形成所述第二油腔。
9.如權(quán)利要求8所述的主軸連接裝置，其特征在于所述壓蓋(5)的尾部端面上設(shè)有第一周向限位齒，所述刀夾(9)的頭部端面上設(shè)有可與該第一周向限位齒相嚙合的第二周向限位齒。
10.一種機床，其特征在于所述機床上設(shè)有權(quán)利要求I至9任一項所述的主軸連接裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種主軸連接裝置及機床。該主軸連接裝置包括設(shè)于主軸尾端的刀夾、套裝在主軸上的活動體、驅(qū)動該活動體軸向移動的第一驅(qū)動機構(gòu)以及驅(qū)動該活動體轉(zhuǎn)動的第二驅(qū)動機構(gòu)，所述刀夾上設(shè)有第一止檔，所述活動體上設(shè)有第二止檔，第一止檔與第二止檔通過轉(zhuǎn)動配合實現(xiàn)軸向限位。本發(fā)明實施例提供的主軸連接裝置在用于換刀時，先驅(qū)動活動體軸向移出，并驅(qū)動活動體轉(zhuǎn)動一定角度，再將刀夾安裝至主軸的尾端，然后驅(qū)動活動體回轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，進而實現(xiàn)刀夾與活動體的軸向限位，最后驅(qū)動活動體軸向移回，使刀夾緊緊固定在主軸的尾端上，有效保證了拉緊力的穩(wěn)定性，提高了刀夾(刀具)的定位性能，有助于提高加工效率，并且拆裝維護方便。
文檔編號B23Q3/155GK102699355SQ20121016987
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者盧衛(wèi)生, 王永興, 謝衛(wèi)其 申請人:上海三一精機有限公司