一种用于数控车床的定向装夹机构制造技术

一种用于数控车床的定向装夹机构，包括主轴机构、装夹机构、刀具；所述主轴机构包括电主轴、电机、连接盘，所述电主轴外中部设置有电机，所述电主轴与电机集成为一体，所述电主轴的左端设置有连接盘，所述电主轴通过连接盘设置在数控车床的主轴箱内；所述电主轴的右端设置有装夹机构，所述装夹机构包括拉杆、环形打刀缸、拉刀爪、刀架套筒、蝶形弹簧组。本实用新型专利技术所述的用于数控车床的定向装夹机构，结构设计合理，用于主轴机构与刀具的定位装夹，更换刀具方便，主轴机构的运转平稳、振动噪音小，应用前景广泛。用前景广泛。用前景广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种用于数控车床的定向装夹机构


[0001]本技术涉及数控车床
，具体涉及一种用于数控车床的定向装夹机构。

技术介绍

[0002]机床作为制造业的母机，其可靠性直接影响到装备制造业的提高程度，数控车床作为机床的一个重要系列，对其进行改进也具有较大的意义。数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，能较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。
[0003]数控车床的主轴机构以及刀具是数控车床的主要组成部件之一，其质量和效率决定了数控车床的精度和效率。数控车床工作时，是将刀具装夹在主轴机构上，工件固定在数控车床上，由主轴机构旋转带动刀具进行加工，因此主轴机构与刀具的装夹影响着主轴机构与刀具对工件的加工效果。现有技术中数控车床的主轴机构与刀具的装夹，存在更换刀具不方便、主轴机构运转不平稳、振动噪音大的问题，因此，需要研发出一种用于数控车床的定向装夹机构，以来解决上述技术问题。
[0004]中国专利申请号为CN202111088077.5公开了一种双主轴机床及其使用方法，包括：床身；主轴单元，所述主轴单元包括两个主轴和移动装置一；加工单元，所述加工单元包括移动装置二；移动装置三，所述移动装置三上设置有第三滑动座；移动装置四，所述移动装置四上设置有固定板；刀塔，所述刀塔用于装夹刀具等，目的是对加工过程中产生的污气粉尘进行过滤，没有对数控车床更换刀具不方便、主轴机构运转不平稳、振动噪音大的问题进行解决。

技术实现思路

[0005]技术目的：为了克服以上不足，本技术的目的是提供一种用于数控车床的定向装夹机构，结构设计合理，操作方便，用于主轴机构与刀具的定位装夹，更换刀具方便，主轴机构的运转平稳、振动噪音小，应用前景广泛。
[0006]技术方案：一种用于数控车床的定向装夹机构，包括主轴机构、装夹机构、刀具；所述主轴机构包括电主轴、电机、连接盘，所述电主轴外中部设置有电机，所述电主轴与电机集成为一体，所述电主轴的左端设置有连接盘，所述电主轴通过连接盘设置在数控车床的主轴箱内；所述电主轴的右端设置有装夹机构，所述装夹机构包括拉杆、环形打刀缸、拉刀爪、刀架套筒、蝶形弹簧组；所述拉杆的左端与电主轴的右端连接，所述拉杆与电主轴的连接处设置有环形打刀缸，所述环形打刀缸通过块与拉杆连接并且环形打刀缸通过液压驱动拉杆运动，所述拉杆的右端设置有拉刀爪并且与拉刀爪相连接；所述刀架套筒右端内中心设置有呈圆锥形结构的刀柄孔，所述刀架套筒左端内中心设置有与刀柄孔左右连通的推拉孔，所述拉刀爪位于所述推拉孔内；所述刀具左端设置有与刀柄孔相互配合的刀柄，所述刀
柄左端设置有拉钉，所述拉钉与拉刀爪的右端可拆卸地卡接在一起，所述拉杆上安装有蝶形弹簧组，所述蝶形弹簧组通过拉杆、拉刀爪和拉钉的配合将刀具的刀柄拉紧。
[0007]本技术所述的用于数控车床的定向装夹机构，结构设计合理，用于主轴机构与刀具的定位装夹，其原理如下：拉杆上安装有蝶形弹簧组，蝶形弹簧组通过拉杆、拉刀爪和拉钉的配合将刀具的刀柄左端拉紧，当需要更换刀具时，环形打刀缸通过液压将拉杆向右移动，此时拉刀爪、拉钉在蝶形弹簧组的作用下一起向右移动，等到拉刀爪移动到刀架套筒空刀位置时，拉刀爪的卡爪张开，刀具即可由机械手拔出。待机械手换刀完成后，环形打刀缸泄压，碟形弹簧靠自身弹性回位将拉杆和拉刀爪拉着向上移动，拉刀爪重新进入刀架套筒的推拉孔内，将拉钉和刀柄拉紧。
[0008]所述主轴机构采用电机与电主轴集成为一体进行驱动，取消了中间传动环节，实现了零传动，具有转速高、功率大、调速范围广的优点，而且运转平稳，振动噪声小，还便于控制，能精准的设置转速和启停控制。所述电主轴采用选用 40CrMnMo，这种材料经淬火和低温回火后具有良好的综合力学性能和低温冲击韧度，满足电主轴精度要求高、负载要求大的需求。
[0009]进一步的，上述的用于数控车床的定向装夹机构，所述电主轴与连接盘通过锁紧螺母进行连接。
[0010]进一步的，上述的用于数控车床的定向装夹机构，在所述电主轴外设置有单列圆柱滚子轴承，所述单列圆柱滚子轴承位于连接盘与电机之间。
[0011]进一步的，上述的用于数控车床的定向装夹机构，在所述电主轴外还设置有角接触球轴承、双列圆柱滚子轴承，所述角接触球轴承、双列圆柱滚子轴承位于电机与装夹机构之间；其中，所述角接触球轴承靠近电机，所述双列圆柱滚子轴承靠近装夹机构。
[0012]进一步的，上述的用于数控车床的定向装夹机构，所述单列圆柱滚子轴承等效径向刚度为800
‑
1000N/μm，所述角接触球轴承等效径向刚度为500
‑
700N/μm，所述双列圆柱滚子轴承等效径向刚度为2500
‑
3000N/μm。
[0013]本技术通过单列圆柱滚子轴承、角接触球轴承、双列圆柱滚子轴承的组配设计方式来提高主轴机构的刚度要求，有效减少主轴机构跳动对加工面质量产生影响，单列圆柱滚子轴承、角接触球轴承、双列圆柱滚子轴承的搭配具有主轴径向圆跳动小、刚度高、安装维护方便的优点。
[0014]进一步的，上述的用于数控车床的定向装夹机构，所述蝶形弹簧组25是将若干个蝶形弹簧采用叠合组合或者对合组合或者先叠合组合后对合组合的方式组合而成。
[0015]蝶形弹簧的组合形式有叠合组合和对合组合两种形式，叠合组合就是把单片碟型弹簧按照相同的方向排列使用，对合组合是把单片碟型弹簧按照不同方向交替排列使用，叠合组合情况下，碟型弹簧组的变形与单个弹簧相同，给定变形量时的载荷则是单个碟型弹簧的n倍；对合组合情况下，碟型弹簧组变形则是碟型弹簧组内单片碟型弹簧变形量的总和，载荷则与单片碟型弹簧相同。本领域的技术人员可以根据实际需要对蝶形弹簧的数量以及组合方法进行选择。
[0016]进一步的，上述的用于数控车床的定向装夹机构，所述环形打刀缸移动的2个极限位置均设置有相应的行程开关。
[0017]在环形打刀缸移动的2个极限位置安装有行程开关，通过2个行程开关(LSI，LS2)
作用，作为刀具松开和夹紧的回答信号。
[0018]本技术的有益效果为：本技术所述的用于数控车床的定向装夹机构，结构设计合理，更换刀具方便，蝶形弹簧组通过拉杆、拉刀爪和拉钉的配合将刀具的刀柄左端拉紧，当需要更换刀具时，环形打刀缸通过液压将拉杆向右移动，此时拉刀爪、拉钉在蝶形弹簧组的作用下一起向右移动，等到拉刀爪移动到刀架套筒空刀位置时，拉刀爪的卡爪张开，刀具即可由机械手拔出；主轴机构采用电机与电主轴集成为一体进行驱动，取消了中间传动环节，实现了零传动，通过单列圆柱滚子轴承、角接触球轴承、双列圆柱滚子轴承的组配设计方式来提高主轴机构的刚度要求，有效减少主轴机构跳动对加工面质量产生影响，具有转速高、功率大、调速范围广的优点，而且运转平稳，振动噪声小，应用前景广泛。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于数控车床的定向装夹机构，其特征在于，包括主轴机构（1）、装夹机构（2）、刀具（3）；所述主轴机构（1）包括电主轴（11）、电机（12）、连接盘（13），所述电主轴（11）外中部设置有电机（12），所述电主轴（11）与电机（12）集成为一体，所述电主轴（11）的左端设置有连接盘（13），所述电主轴（11）通过连接盘（13）设置在数控车床的主轴箱内；所述电主轴（11）的右端设置有装夹机构（2），所述装夹机构（2）包括拉杆（21）、环形打刀缸（22）、拉刀爪（23）、刀架套筒（24）、蝶形弹簧组（25）；所述拉杆（21）的左端与电主轴（11）的右端连接，所述拉杆（21）与电主轴（11）的连接处设置有环形打刀缸（22），所述环形打刀缸（22）通过块（221）与拉杆（21）连接并且环形打刀缸（22）通过液压驱动拉杆（21）运动，所述拉杆（21）的右端设置有拉刀爪（23）并且与拉刀爪（23）相连接；所述刀架套筒（24）右端内中心设置有呈圆锥形结构的刀柄孔（241），所述刀架套筒（24）左端内中心设置有与刀柄孔（241）左右连通的推拉孔（242），所述拉刀爪（23）位于所述推拉孔（242）内；所述刀具（3）左端设置有与刀柄孔（241）相互配合的刀柄（31），所述刀柄（31）左端设置有拉钉（32），所述拉钉（32）与拉刀爪（23）的右端可拆卸地卡接在一起，所述拉杆（21）上安装有蝶形弹簧组（25），所述蝶形弹簧组（25）通过拉杆（21）、拉刀爪（23）和拉钉（32）的配合将刀具（3）的刀柄（31）拉紧。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈茂隆，
申请(专利权)人：豪丰茂五金制品太仓有限公司，
类型：新型
国别省市：