一种基于浮动油缸的主轴松刀力卸荷机构的制作方法

1.本发明涉及机床领域，具体说是一种基于浮动油缸的主轴松刀力卸荷机构。


背景技术：

2.对于高速、高精密数控机床及铣头，其主轴精度及精度稳定性是关键，其中主轴轴承在主轴松刀时，承受高达50
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60kn的轴向松刀力。根据公式l
h
=106/60n(c/p)3，其中l
h
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轴承寿命（h）；n
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轴承工作时转速（rpm）；c
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轴承基本额定动载荷（n）；p
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轴承载荷（n）。由于在主轴松刀时，主轴轴承要承受高达50
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60kn的轴向载荷，会使轴承滚珠与滚道之间产生0.3
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0.5mm(实际测试值)应力变形，当完成松刀动作，虽然轴承不再受松刀力，但是主轴轴承由于松刀力所产生的应力不能马上消除，因此在完成松刀，主轴旋转加工时，会额外增加相对于60%以上松刀力的内应力，根据轴承寿命计算公式，轴承载荷增加，会大大减少轴承寿命。同时由于主轴轴承的滚珠与滚道应变也不能马上消除，因此导致在加工时，主轴的主轴向位置也存在较大变化，严重影响了主轴的加工精度。


技术实现要素：

3.为了克服现有的主轴松刀时产生的推力会减少轴承寿命、影响主轴加工精度的不足，本发明提供一种基于浮动油缸的主轴松刀力卸荷机构，该主轴松刀力卸荷机构通过浮动油缸，将油缸产生的松刀推力转化为主轴的内力，使主轴轴承不再承受主轴松刀的外力，提高主轴加工精度及轴承寿命。
4.本发明的技术方案是：一种基于浮动油缸的主轴松刀力卸荷机构，包括主轴、复位套，主轴内部设有拉刀杆，复位套固定在主轴支座上，所述拉刀杆外部设有碟簧组，所述主轴端部连接有第一卸荷套；所述复位套内部设有松刀油缸，松刀油缸内部设有松刀活塞，松刀油缸右端内部连接第二卸荷套，所述第二卸荷套与第一卸荷套之间通过台阶相配合。
5.所述第二卸荷套内腔与松刀活塞的活塞端面之间设有复位弹簧。
6.所述松刀活塞将松刀油缸内部的松刀油腔分为左右两个腔，所述复位套、松刀油缸上开有松刀进油孔，且松刀进油孔与松刀油腔的左腔相通。
7.所述松刀活塞内部为活塞杆，活塞杆穿过松刀油缸及第二卸荷套，且复位弹簧套在活塞杆外部。
8.所述第一卸荷套与第二卸荷套的台阶面之间有间隙。
9.本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，将高达50
‑
60kn的主轴松刀外力卸荷为主轴自身的内力，大大减少了主轴轴承的应力载荷及应变，很大程度上保证了主轴的支撑精度及主轴轴承的稳定性及使用寿命。
附图说明
10.图1是本发明的结构示意图；图2是松刀卸荷示意图。
11.图中1
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主轴，2
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主轴轴承，3
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拉刀杆，4
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碟簧组，5
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第一卸荷套，6
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第二卸荷套，7
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松刀活塞，8
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松刀油缸，9
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复位套，10
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复位弹簧，11
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夹爪。
具体实施方式
12.下面结合附图对本发明作进一步说明：由图1所示，一种基于浮动油缸的主轴松刀力卸荷机构，包括主轴1、复位套9，主轴1外部通过主轴轴承2支撑在主轴支座上，主轴1内部设有拉刀杆3，拉刀杆3上连接有夹爪11，拉刀杆3外部设有碟簧组4，碟簧组4两端设有轴套，其中左侧的轴套端部顶在拉刀杆3端部台阶上，右侧的轴套端部顶在主轴1台阶上。所述主轴1端部通过螺钉连接有第一卸荷套5。
13.所述复位套9固定在主轴支座端部，复位套9内部设有松刀油缸8，且松刀油缸8可左右移动。松刀油缸8外壁与复位套9之间设有两个密封圈，所述复位套9、松刀油缸8上开有松刀进油孔12，松刀进油孔12位于两个密封圈之间，保证密封。松刀油缸8内部设有松刀活塞7，松刀活塞7将松刀油缸8内部的松刀油腔分为左右两个腔，且松刀进油孔12与松刀油腔的左腔相通。所述松刀进油孔12包括复位套进油孔和松刀油缸进油孔，松刀油缸8外表面开有环槽，使松刀油缸8左右移动时也能保证复位套进油孔与环槽相对应，松刀油缸进油孔一端与环槽相通，另一端与松刀油腔的左腔相通。
14.所述松刀油缸8右端内部连接第二卸荷套6，第二卸荷套6位于第一卸荷套5内部，第二卸荷套6与第一卸荷套5之间通过台阶相配合，第一卸荷套5的台阶面a与第二卸荷套6的台阶面b之间有间隙，使二者之间轴向可相对移动。所述松刀活塞7内部为活塞杆，活塞杆穿过松刀油缸8及第二卸荷套6，所述第二卸荷套6内腔与松刀活塞7的活塞端面之间设有复位弹簧10，复位弹簧10套在活塞杆外部，复位弹簧10右端顶在第二卸荷套6右端面上，左端顶在松刀活塞7的活塞端面上。
15.松刀时，液压油通过松刀进油孔12进入松刀油腔的左腔内，液压油推动松刀活塞7向右移动，松刀活塞7推动拉刀杆3，拉刀杆3进一步压缩碟簧组4推动夹爪11，使夹爪11右移张开完成刀具松开；在液压油进入松刀油腔时，液压油推动松刀油缸8、第二卸荷套6组成的浮动油缸左移，直到两个台阶面a、b接触，如图2所示，这样液压油推动松刀活塞7产生的反作用力，作用于松刀油缸8，松刀油缸8通过第二卸荷套6及第一卸荷套5传递给主轴1，从而将主轴松刀时克服碟簧组4弹性变形的松刀力转化为主轴的内力，实现了对主轴松刀力的卸荷，使主轴轴承不再承受主轴松刀的外力。


技术特征：
1.一种基于浮动油缸的主轴松刀力卸荷机构，包括主轴（1）、复位套（9），主轴（1）内部设有拉刀杆（3），复位套（9）固定在主轴支座上，其特征在于：所述拉刀杆（3）外部设有碟簧组（4），所述主轴（1）端部连接有第一卸荷套（5）；所述复位套（9）内部设有松刀油缸（8），松刀油缸（8）内部设有松刀活塞（7），松刀油缸（8）右端内部连接第二卸荷套（6），所述第二卸荷套（6）与第一卸荷套（5）之间通过台阶相配合。2.根据权利要求1所述的基于浮动油缸的主轴松刀力卸荷机构，其特征在于：所述第二卸荷套（6）内腔与松刀活塞（7）的活塞端面之间设有复位弹簧（10）。3.根据权利要求2所述的基于浮动油缸的主轴松刀力卸荷机构，其特征在于：所述松刀活塞（7）将松刀油缸（8）内部的松刀油腔分为左右两个腔，所述复位套（9）、松刀油缸（8）上开有松刀进油孔（12），且松刀进油孔（12）与松刀油腔的左腔相通。4.根据权利要求3所述的基于浮动油缸的主轴松刀力卸荷机构，其特征在于：所述松刀活塞（7）内部为活塞杆，活塞杆穿过松刀油缸（8）及第二卸荷套（6），且复位弹簧（10）套在活塞杆外部。5.根据权利要求4所述的基于浮动油缸的主轴松刀力卸荷机构，其特征在于：所述第一卸荷套（5）与第二卸荷套（6）的台阶面之间有间隙。

技术总结
本发明涉及一种基于浮动油缸的主轴松刀力卸荷机构。主要解决现有的主轴松刀时产生的推力会减少轴承寿命、影响主轴加工精度的问题。其特征在于：所述拉刀杆（3）外部设有碟簧组（4），所述主轴（1）端部连接有第一卸荷套（5）；所述复位套（9）内部设有松刀油缸（8），松刀油缸（8）内部设有松刀活塞（7），松刀油缸（8）右端内部连接第二卸荷套（6），所述第二卸荷套（6）与第一卸荷套（5）之间通过台阶相配合。该主轴松刀力卸荷机构通过浮动油缸，将油缸产生的松刀推力转化为主轴的内力，使主轴轴承不再承受主轴松刀的外力，提高主轴加工精度及轴承寿命。提高主轴加工精度及轴承寿命。提高主轴加工精度及轴承寿命。


技术研发人员：王海军 王莘澳 郭生 崔成
受保护的技术使用者：齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司
技术研发日：2021.08.06
技术公布日：2021/10/18