[发明专利]一种打刀缸内置大扭矩高转速主轴单元结构

说明书

本发明公开了一种打刀缸内置大扭矩高转速主轴单元结构，包括主轴，主轴的前端和后端各设有轴承；轴承之间的主轴段与轴套、第一弹簧、弹簧端盖配合；其中一个轴承的内圈通过锁紧螺母固定锁紧，外圈浮动；另一轴承的轴承内圈通过锁紧螺母固定锁紧，外圈通过其他部件实现预紧；在主轴内沿轴线方向设有第一通孔，主轴后部沿径向方向设有第二通孔，第二通孔内安装有打刀盘，打刀盘与主轴之间设有调整垫；打刀盘与设置在第一通孔内的拉杆相连，拉杆头部与拉爪相连，拉杆中部外圈与主轴内圈之间设有第二弹簧，第二弹簧套装在拉杆上；打刀盘由液压驱动装置驱动，拉爪下移同时张开，完成打刀动作。

技术领域

本发明涉及机床主轴单元结构技术领域，尤其涉及机床打刀缸内置于主轴单元，大扭矩高转速主轴单元结构。

背景技术

随着制造业的飞速发展，市场对数控机床及加工中心性能有了更高要求，不仅要求主轴转速高扭矩大，适应零件的高速精加工，又要适应零件的大扭矩重切削，还要控制主轴温升在合理的范围内，从而保证零件加工效率和精度。数控机床及加工中心都是通过主轴带动刀具高速旋转，实现工件加工，因而主轴单元的结构设计是机床设计的关键。

现有的主轴单元结构主要有两类，如下：

1.高转速主轴单元，该类主轴单元使用高速主轴轴承并采用o型布置，将主轴前后两端的主轴轴承刚性固定，组成o型布置的轴承转速最高达到极限转速的0.75倍，并且这类主轴加工零件时一旦切削量加大，主轴温度上升很快，并且难以控制，主轴出现伸长现象，因主轴轴承是刚性锁紧在主轴上，将导致主轴轴承内外圈挤压钢球，进而造成主轴轴承研伤失效；

2.大扭矩主轴单元，该类主轴单元一般采用双列圆柱滚子主轴轴承+双向推力角接触球主轴轴承的布置结构，双向推力角接触球主轴轴承转速较低，不能满足机床高速精加工要求。

另外，传统打刀缸布置方式有两种，一种是打刀缸+打刀杆+主轴单元的布置结构，打刀缸通过中间的打刀杆实现打刀动作，重切削机床因吃刀量较大，主轴温升较高，刀柄易受热涨紧在主轴锥孔中，打刀杆容易弯曲变形，出现打刀困难；另一种是打刀缸直接布置在主轴单元上部，占用主轴单元上部空间，造成传动零件尺寸受限，不能布置尺寸较大的传动件，所以该类型结构适用于传递扭矩较小的场合。然而，现代机床及加工中心即要求大扭矩高转速，又要求传动结构紧凑，打刀稳定性高，并且主轴单元上部留有足够空间以实现大尺寸传动零件的设计，设计一款打刀缸置于主轴单元内部，大扭矩高转速主轴单元结构势在必行。

发明内容

本发明的目的在于提供打刀缸置于主轴单元内部，大扭矩高转速主轴单元结构，旨在解决机床即实现大扭矩高转速，又实现打刀缸内置，主轴单元上部留有足够空间以实现大尺寸传动零件的设计，同时保证打刀稳定性的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种打刀缸内置大扭矩高转速主轴单元结构，包括主轴，所述主轴的前端与第一轴承配合，后端与第二轴承配合，第一轴承与第二轴承之间的主轴段与冷却套、第一弹簧、弹簧端盖配合；所述的第二轴承的内圈通过第二锁紧螺母固定锁紧，外圈浮动；第一轴承的内圈通过第一锁紧螺母固定锁紧，第一轴承的外圈依次通过第二锁紧螺母、第二轴承、弹簧盖、第一弹簧、冷却套实现预紧；

在所述主轴内沿轴线方向设有第一通孔，主轴后部沿径向方向设有第二通孔，第二通孔内安装有打刀盘，打刀盘与主轴之间设有调整垫；打刀盘与设置在第一通孔内的拉杆相连，拉杆头部与拉爪相连，拉杆中部外圈与主轴内圈之间设有第二弹簧，第二弹簧套装在拉杆上；所述的打刀盘由液压驱动装置的活塞杆驱动，活塞杆先驱动调整垫，调整垫驱动打刀盘，拉杆下移，压缩第二弹簧，拉爪下移同时张开，完成打刀动作；且活塞杆通过第三弹簧回位。

进一步的，还包括一个导向杆，所述的导向杆通过固定件固定，固定件位于主轴尾部，刀杆杆穿过打刀盘沿着拉杆轴线方向延伸。