一種機床主軸的冷卻結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種機床主軸的冷卻結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]機床加工工件時，主軸高速旋轉(zhuǎn)，主軸、抓刀軸、抓刀爪和拉桿螺栓等部件都會產(chǎn)生大量的熱，若無法快速散掉，會導(dǎo)致機床主軸壽命縮短。同時機床主軸高溫后容易出現(xiàn)工作不穩(wěn)定的情況，導(dǎo)致加工工件精度降低；刀柄與主軸連接位置容易積切肩，不及時清洗會影響自動換刀以及加工精度。
[0003]目前國內(nèi)加工中機械主軸的冷卻系統(tǒng)，通常采用主軸中通空氣冷卻和主軸內(nèi)部循環(huán)水冷卻方式?？諝饫鋮s與水冷卻相比，其冷卻設(shè)備龐大，空氣冷卻只適用于中、低溫冷卻對象，對于轉(zhuǎn)速要求較高的主軸難以達到冷卻效果。水冷卻的方式主要靠冷卻液的循環(huán)流動，但是冷卻油路開在軸承外圈，冷卻液一般無法冷卻軸承內(nèi)部，容易造成外冷內(nèi)熱的情況。
[0004]另外，利用壓縮空氣的常用主軸清洗方式，當(dāng)機械手把刀桿從主軸中拔出后，壓縮空氣通過活塞和拉桿的中孔，把主軸錐孔吹干凈。這種清潔方式容易在刀柄尾部留下殘余切肩，也不利于主軸錐孔周邊部分的清潔，使刀柄安裝誤差增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種既能使主軸快速冷卻降溫又能實現(xiàn)主軸的清洗的冷卻結(jié)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種機床主軸的冷卻結(jié)構(gòu)，包括主軸、以及位于主軸內(nèi)與主軸同軸設(shè)置的抓刀軸，所述主軸外側(cè)固定套有與其同軸的殼體，其特征在于:所述抓刀軸的中心設(shè)有沿其軸向延伸的軸向孔，所述抓刀軸的第一端固定連接有接頭連通至所述軸向孔，所述抓刀軸上還設(shè)有沿其徑向延伸的徑向通孔，所述徑向通孔的一端連通至所述軸向孔，另一端連通至抓刀軸的外周面，所述主軸上設(shè)有沿其徑向延伸的徑向孔，所述徑向孔的一端連通至主軸內(nèi)的中心孔另一端封閉，所述主軸內(nèi)還設(shè)有一端連通至所述徑向孔另一端連通至主軸與刀具接觸的端面的內(nèi)孔，所述抓刀軸在進行換刀動作時沿主軸的軸向移動使得所述徑向通孔與所述徑向孔相連通，所述主軸在工作時所述徑向通孔與徑向孔相互隔離。
[0007]為了使水的流動更加有導(dǎo)向性并且貫通主軸內(nèi)部的孔，所述主軸內(nèi)設(shè)有沿主軸的軸向延伸的斜孔，所述斜孔一端連通至所述徑向孔，另一端封閉，所述內(nèi)孔的一端通過所述斜孔與徑向孔連通。
[0008]所述徑向通孔設(shè)于所述抓刀軸的外周面與主軸的內(nèi)周面相貼緊的位置上，所述徑向孔設(shè)于所述主軸的內(nèi)周面與抓刀軸的外周面之間具有間隙的位置上。
[0009]為了使抓刀軸內(nèi)的水能夠順利進入徑向通孔，所述抓刀軸的軸向孔為一階梯孔，其第一端側(cè)的內(nèi)徑較大，第二端側(cè)的內(nèi)徑較小。
[0010]優(yōu)選地，所述殼體的第一端固定有氣缸，所述抓刀軸的第一端與所述氣缸的活塞相對設(shè)置，所述抓刀軸的第二端與主軸之間套有抓刀爪，所述氣缸驅(qū)動所述抓刀軸沿所述主軸的軸向運動，進而驅(qū)動所述抓刀爪向抓刀軸的徑向外側(cè)散開或者向抓刀軸的徑向內(nèi)側(cè)收攏，所述抓刀軸的第一端上固定套有一感應(yīng)環(huán)，所述感應(yīng)環(huán)隨著抓刀軸的運動同樣沿主軸軸向運動，所述殼體上設(shè)置有傳感器，所述傳感器與感應(yīng)環(huán)相互作用進而使得傳感器傳出抓刀軸的位置信號。
[0011]優(yōu)選地，所述抓刀軸的中部外側(cè)套有一彈簧，所述彈簧的一端抵于所述主軸的內(nèi)側(cè)表面上，另一端抵于所述感應(yīng)環(huán)上，所述彈簧使得所述抓刀軸具有始終向其第一端側(cè)運動進而張開抓刀爪的趨勢。
[0012]優(yōu)選地，所述抓刀軸的第二端端部上固定連接有拉桿螺栓，所述抓刀爪的內(nèi)側(cè)端位于主軸的內(nèi)表面上的凹槽內(nèi)并且可在該凹槽內(nèi)轉(zhuǎn)動，所述抓刀軸的第二端上位于所述抓刀爪的內(nèi)側(cè)還依次套有卡座和襯墊，所述卡座和所述抓刀爪的內(nèi)側(cè)端相配合，并且所述抓刀軸的第二端相對于該卡座和襯墊的內(nèi)側(cè)設(shè)有沿其徑向向外突出的凸圈，所述拉桿螺栓以及所述凸圈在抓刀軸沿其自身軸向運動時驅(qū)動所述抓刀爪的張開和收攏。
[0013]優(yōu)選地，所述氣缸包括與殼體的第一端固定連接的缸體以及封住缸體一端的端蓋，所述活塞位于缸體內(nèi)并且沿缸體的軸向運動伸出于缸體的另一端。
[0014]優(yōu)選地，所述抓刀軸上設(shè)有至少兩個徑向通孔，所述主軸上設(shè)有四個徑向孔，所述徑向孔沿主軸的周向均勻分布。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于該機床主軸的冷卻結(jié)構(gòu)，通過冷卻液的流動將主軸內(nèi)部產(chǎn)生的熱量帶走，使主軸溫度降低，使其在較低溫度的環(huán)境下工作有效延長了其使用壽命，并且工作穩(wěn)定，加工精度高，有效提高了其所加工的工件的精度。并且通過在刀柄和主軸接觸面開設(shè)出水孔，對接觸面進行清洗，提高刀柄安裝精度，另一個方面，清水對刀柄產(chǎn)生沖力，在自動換刀時，方便換刀。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例的機床主軸的立體示意圖。
[0017]圖2為沿圖1中A-A線的剖視圖。
[0018]圖3為圖2中的部分放大圖(省略殼體)。
[0019]圖4為本發(fā)明實施例的機床主軸的部分放大圖(省略主軸以及殼體)。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0021]本發(fā)明實施例的機床主軸的冷卻結(jié)構(gòu)，如圖1-4所示，包括主軸1，以及位于主軸I內(nèi)同軸設(shè)置的抓刀軸2，所述主軸I的外側(cè)固定套有與其同軸的殼體3。主軸I和殼體3之間還設(shè)有襯套10。所述抓刀軸2的中心設(shè)有沿其軸向延伸的軸向孔25。
[0022]所述殼體3的第一端固定有一抓刀和松刀的氣缸4，該氣缸4的軸向與殼體3同向設(shè)置，并且包括位于外側(cè)的缸體41和封住缸體41 一端的端蓋42，以及位于缸體41內(nèi)相對于缸體41的軸向運動伸出于缸體41的另一端的活塞43。所述活塞43與抓刀軸2的第一端21固定連接，因此，活塞43的運動可帶動抓刀軸2沿主軸I以及殼體3的軸向運動。該抓刀軸2的第一端21端部上套有一接頭20。該主軸I的第一端通過聯(lián)軸器5連接至外部帶動主軸I轉(zhuǎn)動的電機。該接頭20位于聯(lián)軸器5內(nèi)并且連通至所述抓刀軸2內(nèi)的軸向孔25。該殼體3的第一端、主軸I的第一端和抓刀軸2的第一端21同側(cè)設(shè)置，殼體3的第二端、主軸I的第二端和抓刀軸2的第二端同側(cè)設(shè)置。
[0023]所述主軸I的第二端伸出位于殼體3的第二端外側(cè)，并且其內(nèi)的抓刀軸2的第二端22上與所述主軸I之間套有抓刀爪6，抓刀軸2的第二端22端部上固定連接有拉桿螺栓61，該拉桿螺栓61與抓刀軸2固定，并且位于抓刀爪6的徑向內(nèi)側(cè)，該抓刀爪6可隨著抓刀軸2沿主軸I的軸向運動，向抓刀軸2的徑向外側(cè)散開或者向徑向內(nèi)側(cè)收攏。該抓刀爪6為沿抓刀軸2的周向均勻分布設(shè)有多個，并且其內(nèi)側(cè)端位于主軸I的內(nèi)表面上沿主軸I的徑向延伸的凹槽12內(nèi)，所述抓刀爪6的內(nèi)側(cè)端可在該凹槽12內(nèi)擺動，外側(cè)端向外伸出于抓刀軸2和主軸I的第二端。該抓刀軸2位于抓刀爪6內(nèi)側(cè)的部位上還依次套有卡座7和襯墊71，該卡座7和襯墊71與抓刀爪6相配合，并且該抓刀軸2的外周面上設(shè)有與該襯墊71相匹配的徑向向外突出的凸圈23，所述凸圈23相對于卡座7和襯墊71位于抓刀軸2軸向的內(nèi)側(cè)，隨著抓刀軸2沿主軸I的軸向從第一端向第二端的運動，該凸圈23與襯墊71相配合，進而推動抓刀爪6的在凹槽12內(nèi)的轉(zhuǎn)動，進而驅(qū)動抓刀爪6向抓刀軸2的徑向內(nèi)側(cè)收攏，而當(dāng)抓刀軸2從第二端向第一端運動時，該拉桿螺栓61與抓刀爪6相作用，使得該抓刀爪6向抓刀軸2的徑向外側(cè)張開，進而卡緊位于抓刀爪6外側(cè)的刀具，這樣實現(xiàn)抓刀爪6的開合進而進行抓刀和松刀動作。優(yōu)選地，如圖4所示，所述拉桿螺栓61的內(nèi)側(cè)端上設(shè)有一沿其徑向向內(nèi)傾斜的斜面62，抓刀爪6的內(nèi)側(cè)端與該拉桿螺栓61相對的面上設(shè)有與該斜面62相匹配的第一傾斜面601，因此，拉桿螺栓61隨著抓刀軸2從抓刀軸2的第二端向第一端運動時，由于斜面62和第一傾斜面601的配合，使得抓刀爪6沿抓刀軸2的徑向向外張開。所述卡座7向著所述抓刀爪6的端面上設(shè)有一圈向著抓刀軸2的第一端向抓刀軸2徑向內(nèi)側(cè)傾斜的斜面72，該抓刀爪6的內(nèi)側(cè)端與該卡座7上的斜面72相匹配的第二傾斜面602，該卡座7與抓刀爪6相配合，當(dāng)卡座7受抓刀軸2上的凸圈23驅(qū)動向抓刀軸2的第二端運動時，該抓刀爪6可沿抓刀軸2的徑向向內(nèi)收攏。
[0024]所述抓刀軸2中部的外側(cè)套有一彈簧8，所述抓刀軸2的第一端21外側(cè)固定套有一感應(yīng)環(huán)9，所述彈簧8的一端抵于主軸I的內(nèi)側(cè)表面的向內(nèi)突出的徑向面上，另一端抵于所述感應(yīng)環(huán)9上，所述彈簧8使得所述抓刀軸2具有始終向其第一端側(cè)運動進而張開抓刀爪6的趨勢。因此，氣缸4和彈簧8可驅(qū)動所述抓刀軸2沿主軸I的軸向作往復(fù)運動，所述感應(yīng)環(huán)9隨著抓刀軸2的運動同樣沿主軸I前后運動。優(yōu)選地，如圖2所示，該感應(yīng)環(huán)9包括固定套于抓刀軸2的第一端外側(cè)的筒形面91，以及沿所述筒形面91的徑向向外側(cè)延伸的與筒形面91的軸向垂直的法蘭圈92，所述筒形面91位于主軸I與抓刀軸2之間，所述法蘭圈92的徑向外側(cè)部分延伸位于主軸I的外側(cè)，因此所述法蘭圈92上設(shè)有多個供主軸I穿過的軸向通孔93，所述主軸I與該法蘭圈92相匹配的外周面上，設(shè)有與軸向通孔93相配合的多個長條形缺口，該長條形缺口的一端延伸至所述主軸I的第一端，因此長條形缺口位于通孔93之間，長條形缺口之間的周面插入位于所述軸向通孔93內(nèi)，所述法蘭圈92沿所述長條形缺口移動，這樣的結(jié)構(gòu)不但使得主軸I與感應(yīng)環(huán)9相連接，還使得感應(yīng)環(huán)9隨著抓刀軸2沿主軸I的軸向運動更加穩(wěn)定，主軸I起到了導(dǎo)向的作用。該主軸I周面上的缺口11長度大于該法蘭圈92的軸向厚度。
[0025]所述殼體3上，與該感應(yīng)環(huán)9相對應(yīng)的位置，分別設(shè)有沿殼體3的軸向間隔設(shè)置的第一傳感器31和第二傳感器32，該第一傳感器31相比第二傳感器32靠近氣缸4。優(yōu)選地，所述殼體3的外周面上設(shè)有沿其徑向延伸的孔33，該孔33上沿殼體3的軸