本實用新型涉及一種機床配件，具體是一種主軸打刀機構。

背景技術：

如今的機床主軸，無論是機械主軸還是電主軸的夾刀，基本都是采用碟簧夾緊配合液壓頂開打刀活塞的方式。松刀亦是使用液壓克服碟簧彈力，一般需要6MPa左右的油壓，且夾刀力越大，松刀油壓則越高。

圖1為傳統(tǒng)主軸結構圖，圖1中，1為主軸體，2為打刀活塞，3為碟簧，4為拉刀桿，5為受力環(huán)及銷，6為油缸，7為密封圈組，8為連接套，9為拉刀爪，10為標準刀具。主軸在夾刀時：液壓油由油缸6的B口進入，將打刀活塞2頂?shù)阶罡唿c，而拉刀桿4在碟簧3的作用力下也向上運動，但最終被受力環(huán)及銷5限位，此時打刀活塞2與受力環(huán)及銷5之間保持X mm的間距，這樣主軸體1與受力環(huán)及銷5旋轉時不與打刀活塞2接觸。主軸在松刀時：液壓油由油缸6的A口進入，將打刀活塞2向下壓，在移動X mm距離后，通過受力環(huán)及銷5克服碟簧3的彈力把拉刀桿4壓至最低點，完成松刀動作。

由傳統(tǒng)主軸的松夾刀原理可知，在夾刀狀態(tài)下，B口必須持續(xù)保持壓力來保證打刀活塞2與受力環(huán)及銷5不接觸。而在松刀時，A口必須持續(xù)供壓，且壓力必須大于碟簧3的彈力。這就會產(chǎn)生2個安全隱患：

1、由于打刀活塞2自身不旋轉，而主軸體1需要旋轉，所以兩者必須保證不接觸。否則在主軸高速旋轉的狀態(tài)下產(chǎn)生的摩擦生熱會瞬間燒壞活塞和受力環(huán)，造成主軸損壞。

2、拉刀力是由碟簧形變產(chǎn)生，所以拉刀力較大且固定不變。由于拉刀力較大，導致松刀時油壓也必須很高，而油缸的密封只能靠密封圈組7來保證。在使用較長時間后，油缸6會有不同程度的漏油現(xiàn)象。嚴重時可能會滲入主軸軸承中，導致軸承油脂被破壞直至主軸損壞。另外有些加工件表面不允許有油污，一旦漏油滴到工件上，將會造成不可估量的損失。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是：針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構精簡、無需液壓驅動的高精度主軸打刀機構。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種主軸打刀機構，其特征在于包括主軸、伺服電機、減速箱和電動缸，所述的伺服電機的輸出端與所述的減速箱的輸入端相連，所述的減速箱的輸出端與所述的電動缸的輸入端相連，所述的電動缸的輸出端連接有拉刀桿，所述的主軸上開設有軸向通孔，所述的拉刀桿貫穿所述的軸向通孔設置，所述的拉刀桿的底端安裝有拉刀爪，所述的主軸的下端安裝有主軸錐柄，所述的主軸錐柄的上端固定有主軸拉釘，所述的主軸拉釘與所述的拉刀爪相連，所述的主軸錐柄用于安裝數(shù)控刀具。

本實用新型的主軸打刀機構工作時，伺服電機經(jīng)減速箱增大扭矩后驅動電動缸，由電動缸向拉刀桿傳遞扭矩，利用伺服電機的正反轉完成推拉動作，實現(xiàn)主軸松夾刀。伺服電機輸出的恒扭力將數(shù)控刀具拉到固定坐標點后停止，完成拉刀動作。拉刀完成后關斷伺服電機，即可驅動主軸旋轉，完成對工件的數(shù)控加工操作。

作為打刀機構，最關鍵的是拉刀力滿足使用要求。本實用新型的主軸打刀機構，伺服電機經(jīng)減速箱增大扭矩后驅動電動缸旋轉。電動缸的工作原理其實就是絲杠驅動，推力和拉力相等，因此可以使用絲杠推力公式計算確定伺服電機扭矩或減速箱速比。比如，當要求主軸拉刀力F≥1800kgf、電動缸導程L＝10mm、伺服電機額定扭矩T＝3.7Nm時，求適當?shù)臏p速比i：

則速比大于8.44即可。

所述的電動缸與所述的拉刀桿通過傳動機構連接，所述的傳動機構包括上傳動套、下傳動套、第一鎖緊螺母和單列圓錐滾子軸承，所述的上傳動套固定在所述的電動缸的輸出端，所述的下傳動套固定在所述的上傳動套的下端，所述的單列圓錐滾子軸承安裝在所述的下傳動套與所述的拉刀桿之間，所述的第一鎖緊螺母安裝在所述的拉刀桿的上端，所述的單列圓錐滾子軸承由所述的第一鎖緊螺母鎖緊。

所述的電動缸安裝在一過渡支架上，所述的過渡支架的下端安裝有開口朝下的過渡套，所述的過渡套套設在所述的上傳動套上，所述的上傳動套螺紋連接在所述的電動缸的輸出端，所述的上傳動套由第二鎖緊螺母鎖緊，所述的第二鎖緊螺母通過螺釘固定在所述的上傳動套上，所述的過渡支架的下端通過螺釘固定有傳動箱，所述的傳動箱通過螺釘固定在主軸減速箱體的頂端，所述的拉刀桿的上端伸入所述的傳動箱內。

所述的上傳動套與所述的下傳動套之間安裝有調整墊。

所述的主軸的下端設置有錐孔，所述的錐孔與所述的主軸錐柄相適配。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于：

1、本實用新型公開的主軸打刀機構可完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)液壓打刀機構，避免了液壓漏油帶來的安全隱患。且由于取消了打刀油缸，主軸裝配工作量大大減少，主軸結構更精簡，軸向長度大大縮短。以2000轉主軸為例，采用傳統(tǒng)液壓打刀機構時主軸總長為761mm，采用本實用新型的主軸打刀機構后主軸總長縮短到621mm。

2、本實用新型公開的主軸打刀機構，通過電動缸取代傳統(tǒng)的液壓缸，由于電動缸的取代，可以無需氣源或液壓源，避免包括泵、管路、電磁閥、壓力開關、接頭等在內的復雜的成套系統(tǒng)的設計使用，簡化設備控制系統(tǒng)，便于后期設備維護。該主軸打刀機構的使用，可避免設備的油污污染，節(jié)省了一些特殊零部件的清潔成本。

3、本實用新型公開的主軸打刀機構，由伺服電機輸出恒扭力進行拉刀，拉刀力和拉刀量大小可控，且伺服電機的定位速度快、定位準確，同時電機負載、溫度實時可監(jiān)控，安全性高。

4、本實用新型公開的主軸打刀機構，其拉刀力可調，通過改變伺服電機的輸出扭矩或電動缸的位移行程可對拉刀力進行調節(jié)。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)主軸結構圖；

圖2為實施例中主軸打刀機構安裝后效果圖(未安裝主軸錐柄)；

圖3為圖2中A處放大圖；

圖4為實施例中主軸打刀機構的結構簡圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

實施例的主軸打刀機構，如圖所示，包括主軸7、伺服電機1、減速箱2和電動缸3，伺服電機1可以選用西門子1FK7060-2AF71-1RH1型電機，電動缸3可以選用蘇州豐達瑞的產(chǎn)品(速比25:1，導程10mm，行程20mm)；伺服電機1的輸出端與減速箱2的輸入端相連，減速箱2的輸出端與電動缸3的輸入端相連，電動缸3的輸出端連接有拉刀桿4，主軸7上開設有軸向通孔71，拉刀桿4貫穿軸向通孔71設置，拉刀桿4的底端安裝有拉刀爪51，主軸7的下端設置有錐孔72，錐孔72與主軸錐柄5相適配，主軸錐柄5安裝在錐孔72內，主軸錐柄5的上端固定有主軸拉釘52，主軸拉釘52與拉刀爪51相連，主軸錐柄5用于安裝數(shù)控刀具。

本實施例中，電動缸3與拉刀桿4通過傳動機構連接，傳動機構包括上傳動套61、下傳動套62、第一鎖緊螺母63和單列圓錐滾子軸承64，上傳動套61固定在電動缸3的輸出端，下傳動套62通過螺釘固定在上傳動套61的下端，上傳動套61與下傳動套62之間安裝有調整墊65，單列圓錐滾子軸承64安裝在下傳動套62與拉刀桿4之間，第一鎖緊螺母63安裝在拉刀桿4的上端，單列圓錐滾子軸承64由第一鎖緊螺母63鎖緊。

本實施例中，電動缸3安裝在一過渡支架31上，過渡支架31的下端安裝有開口朝下的過渡套32，過渡套32套設在上傳動套61上，上傳動套61螺紋連接在電動缸3的輸出端，上傳動套61由第二鎖緊螺母66鎖緊，第二鎖緊螺母66通過螺釘固定在上傳動套61上，過渡支架31的下端通過螺釘固定有傳動箱33，傳動箱33通過螺釘固定在主軸減速箱體8的頂端，拉刀桿4的上端伸入傳動箱33內。

該主軸打刀機構工作時，伺服電機1經(jīng)減速箱2增大扭矩后驅動電動缸3，由電動缸3向拉刀桿4傳遞扭矩，利用伺服電機1的正反轉完成推拉動作，實現(xiàn)主軸7松夾刀。伺服電機1輸出的恒扭力將數(shù)控刀具拉到固定坐標點后停止，完成拉刀動作。拉刀完成后關斷伺服電機1，即可驅動主軸7旋轉，完成對工件的數(shù)控加工操作。