一种快速换刀的机械主轴及钥匙加工机的制作方法

1.本实用新型属于机床领域，更具体地说，是涉及一种快速换刀的机械主轴及钥匙加工机。


背景技术：

2.在数控机床中，用于切削工件的刀具固定在主轴上，通过主轴的转动带动刀具对工件进行切削。由于对工件加工的不同要求，以及出于刀具磨损的考虑，需要经常对刀具进行更换。现有的更换刀具的方法一般为通过拧动主轴上用于顶紧刀具的顶丝以使刀具脱离主轴，然后再将更换的目标刀具通过顶丝固定在主轴上。这个过程十分繁琐，并且需要双手同时操作，操作难度大。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种快速换刀的机械主轴，旨在解决现有技术中对主轴进行换刀时操作繁琐且难度大的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种快速换刀的机械主轴，包括：
5.可转动的转轴，所述转轴为空心结构；
6.外壳，所述外壳套设于所述转轴的外部，且与所述转轴同轴设置，所述外壳通过轴承与所述转轴连接；
7.筒夹，所述筒夹安装于所述转轴的一端内；
8.位于所述转轴的内部的芯杆，所述芯杆连接所述筒夹，当所述芯杆沿所述转轴的轴向做直线运动时，带动所述筒夹同步运动；
9.压紧螺母，所述压紧螺母螺纹连接于所述外壳的内壁，所述压紧螺母朝靠近所述转轴上安装所述筒夹的端部的方向旋进时，推动所述芯杆沿所述转轴的轴向做直线运动；
10.弹性件，所述弹性件连接所述芯杆，用于提供作用力使所述芯杆沿所述转轴的轴向且远离所述转轴上安装所述筒夹的端部的方向做直线运动。
11.进一步地，所述机械主轴还包括手柄和传动环；所述手柄固定连接于所述传动环；所述传动环环绕所述压紧螺母设置，所述压紧螺母的端部沿周向开设有外花键，所述传动环的相应位置开设有内花键，所述传动环和所述压紧螺母花键连接。
12.进一步地，所述压紧螺母下方设置有芯轴活块和轴销；所述芯轴活块和所述轴销固定连接；所述芯轴活块套设于所述转轴；所述轴销沿垂直所述转轴的轴线的方向贯穿所述转轴和所述芯杆，且所述轴销能够相对所述转轴沿所述转轴的轴线方向运动，以带动所述芯杆推动所述芯杆沿所述转轴的轴向做直线运动。
13.进一步地，所述弹性件为碟形弹簧；所述碟形弹簧的一端抵接在所述转轴的内壁上，所述碟形弹簧的另一端抵接在所述芯杆上。
14.进一步地，所述芯杆的底部开设有螺纹，所述筒夹的相应位置设有螺纹孔，所述芯
杆与所述筒夹螺纹连接。
15.进一步地，所述转轴的另一端连接有皮带轮，所述皮带轮用于带动所述转轴转动。
16.本技术还提供了一种钥匙加工机，包括上述的快速换刀的机械主轴。
17.本实用新型提供的一种快速换刀的机械主轴及钥匙加工机的有益效果在于：本技术提供的快速换刀的机械主轴，通过筒夹使刀具可拆卸地安装在转轴上，并通过转动压紧螺母实现刀具的拆卸，以及通过弹性件的作用力安装刀具，完成换刀过程，操作过程十分简单。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的一种快速换刀的机械主轴的剖视结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的一种快速换刀的机械主轴的局部示意图。
21.图中：100、刀具；200、外壳；300、轴承；400、筒夹；500、芯杆；600、弹性件；700、轴销；800、皮带轮；900、传动环；110、转轴；120、压紧螺母；130、芯轴活块；140、手柄；150、销钉。
具体实施方式
22.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
24.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
26.请参见图1，本实用新型提供的一种快速换刀的机械主轴，包括外壳200、筒夹400、芯杆500、压紧螺母120和弹性件600。其中，转轴110可转动且内部空心，转轴110的一端内安装有筒夹400，筒夹400是一种夹持刀具100的锁紧装置，通过控制筒夹400插入转轴110内的深度来实现对于刀具100的锁紧和松开；转轴110的外部设有外壳200，外壳200与转轴110同轴设置，转轴110通过轴承300和外壳200连接；芯杆500位于转轴110的内部，在筒夹400的上
方，芯杆500连接于筒夹400，实现当芯杆500沿着转轴110的轴向做直线运动时，带动筒夹400同步运动，从而实现筒夹400插入转轴110内深度的改变，进一步实现筒夹400对于刀具100的锁紧和松开，以完成换刀过程；为了实现芯杆500沿着转轴110的轴向做直线运动，设置了压紧螺母120和弹性件600；外壳200的内壁上开设有螺纹，压紧螺母120螺纹连接于外壳200的内壁，位于外壳200和转轴110之间，转动压紧螺母120朝着靠近转轴110上安装有筒夹400的端部的方向旋进时，压紧螺母120的底部接触芯杆500，推动芯杆500沿着转轴110的轴向向下运动，从而间接使筒夹400向下运动，筒夹400向下运动时，插入转轴110内的深度变小，筒夹400对刀具100的夹紧力越来越小，直至刀具100从筒夹400上松脱，实现对刀具100的拆卸；弹性件600连接芯杆500，其用于提供作用力使芯杆500沿转轴110的轴向且远离转轴110上安装筒夹400的端部的方向做直线运动，也即弹性件600的作用力和压紧螺母120的作用力相反，其拉动筒夹400向上运动，筒夹400插入转轴110内的深度变大，筒夹400对刀具100的夹紧力变大，直至完全夹紧刀具100，实现刀具100的安装。
27.本技术提供的快速换刀的机械主轴，通过筒夹400使刀具100可拆卸地安装在转轴110上，并通过转动压紧螺母120实现刀具100的拆卸，以及通过弹性件600的作用力安装刀具100，完成换刀过程，操作过程十分简单。
28.在一实施例中，机械主轴还包括手柄140和传动环900。传动环900环绕于压紧螺母120，传动环900的内侧周面上开设有内花键，对应的，压紧螺母120的端部沿周向开设有外花键，传动环900通过其上的内花键和压紧螺母120花键连接。手柄140固定连接于传动环900，通过转动手柄140，对传动环900施加扭矩，传动环900转动时通过花键连接将扭矩传递给压紧螺母120，从而使压紧螺母120朝着转轴110上安装有筒夹400的端部的方向旋进，进一步地实现对刀具100的拆卸。设置传动环900和手柄140，使转动压紧螺母120的过程变得更加的方便和省力。
29.参照图1和图2，在一实施例中，压紧螺母120下方设置有芯轴活块130和轴销700。芯轴活块130呈环形，套设在转轴110的外周，轴销700沿垂直转轴110的轴线的方向贯穿芯杆500和转轴110，芯轴活块130和轴销700固定连接，具体地，轴销700通过销钉150固定在芯轴活块130上。当压紧螺母120朝靠近转轴110上安装筒夹400的端部的方向旋进时，直接推动芯轴活块130，芯轴活块130将推力传递给轴销700，在转轴110上轴销700的贯穿处为轴销700能够相对转轴沿转轴的轴线方向运动留有空间余量，因此可通过轴销700将推力传递给芯杆500，带动芯杆500沿转轴110的轴向做直线运动。
30.在一实施例中，芯杆500的底部开设有螺纹，筒夹400的上部与芯杆500连接的部分设有螺纹孔，芯杆500与筒夹400螺纹连接，从而实现当芯杆500沿转轴110的轴向做直线运动时，带动筒夹400同步运动。
31.在一实施例中，继续参照图1，弹性件为碟形弹簧，碟形弹簧具有小变形高承载能力、节省空间的优点，在能够为芯杆500提供足够大的作用力的前提下，还能尽可能地节省转轴110内部的空间。芯杆500整体呈台阶轴的形状，碟形弹簧一端抵接在芯杆500的台阶面上，另一端抵接在转轴110内壁朝内延伸形成的支撑面上。当压紧螺母120朝下旋进推动芯杆500时，碟形弹簧处于被压缩状态，芯杆500受到碟形弹簧向上的推力，但由于压紧螺母120与外壳200内壁螺纹连接，碟形弹簧并不能向上推动芯杆500，此时需要朝反方向拉动手柄140，也即使压紧螺母120朝远离转轴110上安装有筒夹400的端部的方向旋进，此时碟形
弹簧的回复力推动芯杆500，使芯杆500向上运动，带动筒夹400同步运动，使筒夹400插入转轴110的深度变大，刀具100被筒夹400夹紧，完成安装刀具100的过程。
32.在一实施例中，转轴110的另一端连接有皮带轮800，皮带轮800用于带动转轴110转动。皮带轮800通过传动机构，例如皮带，连接驱动电机，驱动电机驱动皮带轮800转动，从而带动转轴110转动，最终使转轴110末端的刀具100具有切削功能。
33.本技术还提供了一种钥匙加工机，包括上述的快速换刀的机械主轴。本技术提供的钥匙加工机，通过机械主轴上的筒夹400使刀具100可拆卸地安装在转轴110上，并通过转动压紧螺母120实现刀具100的拆卸，以及通过弹性件600的作用力安装刀具100，完成换刀过程，操作过程十分简单。
34.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。