主轴内部刀具自动夹紧机构

1、22主轴内部刀具自动夹紧机构是数控机床特别是加工中心的特有机构。图8-6为ZHS-K63加工中心主轴结构部件图，其刀具可以在主轴上自动装卸并进行自动夹紧，其工作原理如下：当刀具2装到主轴孔后，其刀柄后部的拉钉3便被送到主轴拉杆7的前端，在碟形弹簧 9的作用下，通过弹性卡爪 5将刀具拉紧。当需 要换刀时，电气控制指令给液压系统发出信号，图8-6 ZHS-K63加工中心主轴内部刀具夹紧机构1 一冷却液喷嘴 2 一刀具 3一拉钉 4 一主轴 5一弹性卡爪 6一喷气嘴7 一拉杆 8一定位凸轮 9一碟形弹簧 10 一轴套 11 一固定螺母 12 一旋转接头13 一推杆 14 一液压缸 15 交流伺服电机

2、16 一换档齿轮使液压缸14的活塞左移，带动推杆 13向左移动，推动固定在拉杆 7上的轴套10,使整个拉杆7向左 移动，当弹性卡爪5向前伸出一段距离后，在弹性力作用下，卡爪 5自动松开拉钉3,此时拉杆7继续向 左移动，喷气嘴6的端部把刀具顶松，机械手便可把刀具取出进行换刀。装刀之前，压缩空气从喷气嘴6中喷出，吹掉锥孔内脏物，当机械手把刀具装入之后，压力油通人液压缸14的左腔，使推杆退回原处，在碟形弹簧的作用下，通过拉杆 7又把刀具拉紧。冷却液喷嘴 1用来在切削时对刀具进行大流量冷却。内容摘要:4加工中心的主轴部件 2。1主轴部件精度加工中心主轴部件由主轴动力、传动及主轴组件组成,它是加工中心成

3、型运动的重要执行部件之一，因此要求加工中心的主轴部件具有高的运转精度、长久的精 度保持性以及长时fdl运2.4加工中心的主轴部件 2.4.1主轴部件精度加工中心主轴部件由主轴动力、 传动及主轴组件组成，它是加工中心成型运 动的重要执行部件之一，因此要求加工中心的主轴部件具有高的运转精度、 长久 的精度保持性以及长时fdl运行的精度稳定性。加工中心通常作为精密机床使用，主轴部件的运转精度决定了机床加工精度 的高低.考核机床的运转精度一般有动态检验和静态检验两种方法。静态检验是指在低速或手动转动主轴情况下，检验主轴部件各个定位面及工作表面的跳动 量.动态检验则需使用一定的仪器在机床主轴额定转速下.

4、采用非接触的检测方法检验主轴的回转精度。由丁加工中心通常具有自动换刀功能，刀具通过专用刀 柄由安装在加工中心主轴内部的拉紧机构紧固.因此主轴的回转精度要考虑由丁刀柄定位面的加工误差所引起的误差。加工中心主轴轴承通常使用 C级轴承，在二支承主轴部件中多采用 4-1、2- 2组合使用，即前支承和后支承分别用四个向心推力轴承和一个向心球轴承，或 前、后支承都使用两个向心推力轴承组成主轴部件的支承体系.对丁轻型高精度加工中心，也有前、后支承各使用一个向心推力轴承组成主轴部件的支承体系， 该种结构适宜高精度、高速主轴部件的场合.简单的主轴轴承组合，可以大大降 低主轴部件的装配误差和热传导引起的主轴隙丧失

5、，但主轴的承载能力会有较大 幅度的下降.2.4.2主轴部件结构主轴部件主要由主轴、轴承、传动件、密封件和刀具自动卡紧机构等组成王轴主轴前端有7: 24的锥孔.用丁装夹BT40刀柄或刀杆.主轴端面有一瑞面 键.既可通过它传递刀具的扭矩，乂可用丁刀具的周向定位.主轴的主要尺寸参 数包括：主轴的直径、内孔直径、悬:伸长度和支承跨距。评价和考虑主轴主要尺 寸参数的依据是主轴的刚度、结构图47 刀具自动卡寮机构1一刀情，2 刀爪 F 3 内需* J tiffs 50Mi6气fcn 7#Bi 8压tn 9一擅块1 1。一行程开美上艺性和主轴组件的工艺适用范围.主轴材料的选择主要根据刚度、载荷特点、耐磨性和

6、热处理变形大小等因素确定。 主轴材料常采用的有45钢、Gcr15等, 需经渗氮和感应加热悴火.加下中心的主轴支承形式很多.其中立式加工中心的主轴前支承采用四个向 心推力球轴承，后支承采用一个向.心球轴承，这种支承结构使主轴的承载能力 较高.且能适应高速的要求.主轴支承前端定位，主轴受热向后伸长，能较好地 满足精度需要.只是支承结构较为复杂。刀具自动卡紧机构加工中心可以白动换刀，所以，主轴系统应具备自动松开和火紧刀具的功能。刀具的自动夹紧机构安装在主轴的内部， 图2一 7所示为刀具的夹紧状态.刀柄 1由主轴抓刀爪2央持，碟形弹簧5通过拉杆4、抓刀爪2，在内套3的作用 下将刀栖的拉钉拉紧，当换刀时

7、，要求松开刀柄.此时将主轴上端气缸的上腔通压缩空气，活塞7带动压杆8及拉4向下移动.同时压缩碟形弹簧 5,当拉杆4 下移到使抓刀爪2的下端移出内套3时.卡爪张开.同时拉杆4将刀柄顶松，刀 其即可由机械手或刀库拔出。待新刀装入后，气缸6的下腔通压缩空气.在碟形 弹簧的作用下.活塞带动抓刀爪上移.抓刀爪拉杆贯新进人内套3 ,将刀柄拉紧。活塞7移动的两个极限位置分别设有行程开关 10,作为刀具夹紧和松开的 信号.刀杆尾部的拉紧机构，除上述的卡爪式外，常见的还有钢球拉紧机构，其内 部结构如图2 一 8所示。液压卡盘主要体现在卡爪夹紧或者张开时使用到液压油缸的推力或者压力.比较常见的有弹簧夹，薄膜卡盘和快速夹具（滑爪卡盘）.弹簧夹头通过金属材料本身的弹性来达到夹紧（或张开）,反之通过油缸的推拉来实现张开（夹紧）.薄膜卡盘在盘齿类零件的内孔加工里最常见，它通过拉杆来推开金属膜片使之变形，而装在膜片上的卡爪也随之微量张开，当拉杆不作用于膜片上，膜片恢复原形 卡爪不张开，卡盘处于夹紧状态.滑爪卡盘就是把卡爪装在一个有斜度的座上，当油缸拉杆后拉会使卡爪一边后移一边直径方向缩小，这样