[其他]主軸的刀具夾緊和頂出機枸

在審

• 申請號: 101986000005286
• 申請日: 1986-08-09
• 公開（公告）號: CN1003431B
• 公開（公告）日: 1989-03-01
• 發明（設計）人: 肯尼思·A·沃勒曼
• 申請（專利權）人: 肯尼思·A·沃勒曼
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 陶增煒

機床主軸上夾緊或頂出刀具的機構，適用于有軸向后伸夾緊頭的標準刀柄。用一組徑向穿入主軸的在同一平面中的鎖緊銷嚙合夾緊頭的內側把刀柄夾緊在主軸中。一組同樣結構的放松銷在另一平面中徑向穿入主軸而嚙合夾緊頭的外側把刀柄從主軸中頂出。圓柱凸輪可滑動地圍繞主軸被氣壓或液壓軸向推動。當圓柱凸輪移向一方推動鎖緊銷向內鎖緊刀柄的夾緊頭。圓柱凸輪移向另一方就放松鎖緊銷促動放松銷向內嚙合夾緊頭外側把刀柄由主軸中頂出。

本發明關于機床主軸上夾緊和頂出標準刀柄的機構。

本發明特別適用于傳統的刀柄，即那些被美國國家標準協會（ANSI）采用的標準刀柄，用于自動機床上的被分類為ANSI標準B5，TC45的。這些刀柄都有一個退拔柄，以便置于機床主軸端相配合的退拔孔中。退拔的大頭端連著切削刀具用來加工工件，而在刀柄的小頭端或尾端，軸向伸出一個夾緊頭。

各種各樣的機構曾被設計來配合這個夾緊頭以便把刀柄夾緊在主軸中，例如，在美國專利4，347，753號中公開了一種裝在拉桿端的彈簧夾頭，用來抱住刀具端部的夾緊頭。彈簧夾頭被向內夾緊把夾緊頭鎖在彈簧頭中同時把刀柄拉進主軸。用來鎖緊彈簧夾頭和把刀柄緊緊地拉進主軸孔中的力是由裝在主軸中的一疊貝氏彈簧產生的。彈簧夾頭的放松是靠液壓力壓縮貝氏彈簧來使彈簧夾頭放開的。在美國專利3，658，351和3，622，169都公開了不停車夾頭，用于把占頭在不停車的情況下裝上和卸下。由于它們本身只是夾頭，所以它們的把刀具夾緊和主軸的把刀具夾緊有著很大的區別，凡是刀具直接和主軸配合的場合，都采用較小的退拔度和較長的退拔柄以獲得精密對中和牢固自鎖，在拆下時往往需要很大的頂出力這靠不停車夾頭中的小彈簧是絕對做不到的、同樣，裝上后通常也要較大的夾緊力（如拉緊螺桿之類）來保證刀具絕對不能松動，所以這兩個先有技術只能用于軸向切削力的場合，不能用于橫向切削力（銑削）的場合。

然而，先有技術的夾緊系統要求在主軸中裝相當復雜的機構，并需要在主軸上開一個軸向通孔以及其他困難的加工作業。本發明取消了所需的通過整個主軸的中心孔，同時把刀柄鎖緊在主軸上時也不需要傳統的穿過主軸中心的拉桿。而本發明的夾緊和頂出機構被布置在圍繞主軸的外部但在主軸套和套組合件內。

本發明的目的在于改進主軸刀具夾緊和頂出機構，允許主軸做成實心結構，提高制造效率，增加操作穩定性。使整個組合非常緊湊。

本發明的技術解決方案是一種主軸的刀具夾緊和頂出機構，它有一個軸向的孔用來收容刀具，刀具有一個在刀具定位錐柄之后伸出的夾緊頭，上有截頭錐狀的鎖緊表面（37）和截頭錐頭錐狀的頂出表面（38），至少一個鎖緊銷（30）相對于主軸徑向可滑動地裝成可被推動而嚙合該截頭錐狀的鎖緊表面，以把刀具緊緊地夾緊在主軸的孔中，至少一個放松銷（35）相對于主軸徑向可滑動地裝成可嚙合該截頭錐狀的頂出表面而把刀具從主軸中頂出，其特征為，在主軸和該主軸套之間環形空間中有一圍繞在主軸外周可以同心滑動的圓柱凸輪（40）可選擇地把該鎖緊銷和該截頭錐狀的鎖緊表面嚙合而把刀具夾緊在主軸中，或者把該鎖緊銷和該截頭錐狀的鎖緊表面脫離嚙合而使該放松銷和該截頭錐狀的頂出表面嚙合，使刀具從主軸中頂出，該圓柱凸輪和主軸能相對浮動，所以它能被該鎖緊銷移動到和夾緊頭對準，因此即使夾緊頭和主軸是不同心的，加在夾緊頭上的力將經常保持同心;裝于軸承螺母上的彈簧（51）用來把該圓柱凸輪往一個方向壓，使該鎖緊銷和夾緊頭上的該截頭錐狀的鎖緊表面嚙合;同心地置于圍繞主軸的外周靠近圓柱凸輪的還包括環形活塞（65）和在主軸套（20）與套（55）所形成的環形缸（62）以及可把活塞推回原來位置的卷簧（67）;還有與環形缸連接用來促動活塞移動該圓柱凸輪，從而放松該鎖緊銷并促動該放松銷，從而把刀具由主軸中頂出的裝置。

當主軸裝入套中以后，它只占主軸和套之間很小的空間。因此，在支承主軸的主軸箱中只需要很小的附加空間來安置本發明的機構。此外，由于它的獨特布局，本機構操作時只有一小部分的力是作用在主軸承上的，這樣就降低了整個主軸組合的維修需要而增加了它的壽命。

本發明的其他優點在于因為本裝置不穿過主軸的中心孔，所以在主軸尾端沒有操作機構。這就允許整個主軸箱可做成最小的尺寸使它具有簡潔和流線型的設計以改善機床的外觀。