[发明专利]一种主轴松刀卸荷机构及机床

说明书

本发明属于机械设备制造领域，涉及一种松刀机构，尤其涉及一种主轴松刀卸荷机构及数控机床。

背景技术

数控机床主轴自动松拉刀动作是机床加工中心中必不可少的功能。目前数控机床主轴松刀动作均是通过自动松刀装置来实现的，即在机床换刀时，必须首先通过松刀动作后才能将主轴上的刀具取下，待主轴换上新刀后，再进行拉刀动作，将主轴上的刀具拉紧后才可进行加工。目前的机床在为主轴进行换刀动作时，通常的结构都是首先通过松刀油缸的动作推动带有蝶形弹簧的拉刀杆，使主轴夹持刀具的夹头松开来实现松刀动作；当新的刀具被换到主轴上后，松刀油缸泄油，活塞在弹簧的作用下回退，拉刀杆在蝶形弹簧的作用下回退而实现拉紧刀具的目的。

然而，目前这种自动松刀装置在使用过程中，由于其液压缸活塞杆在外界压力的作用下向前移动接触到主轴拉刀杆，之后，液压缸活塞杆在外力的作用下继续向前移动，从而压缩设置在主轴拉刀杆上的蝶形弹簧，将最终约15000N～20000N的松刀力全部作用在主轴的支撑轴承上，因此在长期往复情况下会破坏主轴的回转精度，降低轴承的使用寿命。

随着客户对数控机床精度、可靠性及使用寿命的要求越来越高，主轴作为机床重要部件，其回转精度的保持性及寿命也变得越来越重要。因此在设计主轴时必须注意松刀力对主轴轴承回转精度及使用寿命的影响，设计卸荷装置可改善主轴轴承的受力情况，提高主轴轴承回转精度的保持性，延长轴承的使用寿命。

现有技术中的一种主轴松刀卸荷机构，在主轴后端面同轴固定油缸，同时将油缸的相互产生作用力的缸体和活塞分别与主轴和拉刀杆相连，从而将松刀所需的压力均作用在主轴上，而与主轴轴承无关。

但现有的该结构在主轴拉刀时，采用液压油推动主轴卸荷缸体复位，其结构复杂，成本高；同时液压缸部分的结构复杂，不便于安装和维修；此外，拉刀杆吹气时容易漏气和造成气压不足。

发明内容

有鉴于此，本发明通过使用弹性元件推动主轴的液压缸的缸体复位，具有结构简单、可靠性高、成本低的优点。

为达到上述目的，具体技术方案如下：

一方面，提供一种主轴松刀卸荷机构，包括主轴箱、主轴、拉刀杆、液压缸，所述主轴可旋转的设于所述主轴箱中，所述拉刀杆设于所述主轴中，所述液压缸包括可向相反方向移动的、推所述拉刀杆的第一组件和拉所述主轴的第二组件，所述第二组件上设有拉所述主轴的第一作用面，所述主轴上设有与所述第一作用面相配合的第二作用面，所述第一组件和第二组件之间设有可驱动所述第一组件和第二组件相互移动的第一弹性元件，还包括沿拉所述主轴方向设置的第二弹性元件，所述液压缸的第二组件通过所述第二弹性元件与所述主轴箱连接。

优选的，还包括碟簧，所述拉刀杆通过所述碟簧与所述主轴连接。

优选的，所述液压缸的第一组件包括活塞，所述活塞的一端设有推所述拉刀杆的第三作用面，所述拉刀杆上设有与所述第三作用面配合的第四作用面，所述活塞中还设有与所述拉刀杆配合的气孔，所述气孔中位于所述活塞一端的一端还设有空心轴和第三弹性元件，所述空心轴通过所述第三弹性元件与所述气孔连接。

优选的，所述活塞的第三作用面上还设有推力轴承。

优选的，所述液压缸的第二组件包括相连的缸体和端盖，所述主轴上还设有压盖，所述缸体和压盖上分别设有形成搭接的第一凸台和第二凸台，所述第一作用面和第二作用面分别设于所述第一凸台和第二凸台相邻的端面上，所述端盖通过所述第二弹性元件与所述主轴箱连接。

优选的，还包括导向杆，所述导向杆设于拉所述主轴的方向上，所述导向杆的一端与所述主轴箱连接，所述导向杆的另一端通过所述第二弹性元件与所述端盖连接。

优选的，所述端盖上还设有进液口。

优选的，所述主轴、拉刀杆、液压缸的第一组件、第二组件同轴设置。

优选的，所述第一弹性元件、第二弹性元件、第三弹性元件为弹簧。

另一方面，提供一种机床，包括如上述的主轴松刀卸荷机构。

相对于现有技术，本发明的技术方案的优点有：

1）主轴的松、拉刀卸荷机构可改善主轴轴承的受力情况，提高主轴轴承回转精度的保持性，延长主轴轴承的使用寿命；

2）在主轴拉刀时，采用弹性元件推动主轴的卸荷油缸复位，结构简单，可靠性高，成本低；

3）将液压卸荷油缸分成两个零件，方便安装和维修；

4）在拉刀杆吹气结构中，增加弹簧，用弹簧力压紧吹气表面，防止漏气；