專利名稱：刀具固定及自動(dòng)拆卸機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將刀柄固定在機(jī)床主軸的承座內(nèi)和由機(jī)床上拆卸下來時(shí)使刀柄由承座內(nèi)自動(dòng)排出來以及在換刀過程中將承座和刀柄上的切屑碎屑清除掉的機(jī)構(gòu)。
隨著在機(jī)床主軸承座內(nèi)更換刀具的自動(dòng)換刀裝置的出現(xiàn)，需要有一個(gè)自動(dòng)的機(jī)動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)，以便將刀具固定在主軸的承座內(nèi)，并在需要由機(jī)床上拆卸刀具時(shí)可將刀具自動(dòng)排出來。為了滿足這一要求已經(jīng)設(shè)計(jì)出各式各樣的換刀機(jī)構(gòu)。其中絕大多數(shù)需要沿著主軸的軸線在其整個(gè)長度上鉆出一個(gè)通孔，以便容納作動(dòng)固定刀具用的套爪機(jī)構(gòu)的拉桿。采用這種設(shè)計(jì)方案則用以作動(dòng)拉桿的動(dòng)力源要安裝在主軸后端處。這樣的機(jī)構(gòu)會(huì)增加主軸部分所需要的空間長度。此外，貫通軸全長的內(nèi)孔會(huì)降低主軸的強(qiáng)度，從而需要增大主軸的直徑。
在專利4，347，753號中介紹了現(xiàn)有技術(shù)的刀具固定機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例，該實(shí)例中的作動(dòng)機(jī)構(gòu)是安裝在主軸的后端，這就增加了主軸相當(dāng)大的長度。此外，該作動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)一根伸展在整個(gè)主軸全長的通孔中的控制桿，要求在主軸中具有一較大的軸向孔。
在專利4，632，613號中所介紹的結(jié)構(gòu)克服了用于刀具固定和自動(dòng)拆卸機(jī)構(gòu)的機(jī)動(dòng)操縱拉桿方面所存在的缺點(diǎn)，該結(jié)構(gòu)中用以操縱拉桿的動(dòng)力是由設(shè)置在主軸和支持主軸的襯套之間的環(huán)形空間內(nèi)的一個(gè)環(huán)形活塞和氣缸機(jī)構(gòu)來獲得的。這就取消了安裝在主軸后端部的動(dòng)力源而且不需要貫通整個(gè)主軸長度的內(nèi)孔。但是，該機(jī)構(gòu)在主軸上設(shè)置多個(gè)徑向伸出并在軸向可動(dòng)銷釘，以便與用于將刀柄固定在主軸承座內(nèi)并由主軸承座內(nèi)推出來的常規(guī)刀柄固定球形相嚙合。這種設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其可靠性較差，這是因?yàn)橛捎阡N釘很快地磨損和變形而失效。這種機(jī)構(gòu)對結(jié)構(gòu)的不精確也非常敏感，而且在主軸上需要設(shè)置的若干個(gè)用以容納銷釘?shù)膹较蚩?，也降低了主軸的強(qiáng)度。此外，主軸的軸承部位都要設(shè)置這些徑向孔，從而使兩個(gè)軸承不能彼此隔開一些以增加主軸的剛性。
本發(fā)明提供一種設(shè)置在主軸與襯套之間的環(huán)形空間內(nèi)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)方案與專利4，632，613號所公開的結(jié)構(gòu)是一樣的。但是，不是只利用一個(gè)活塞來產(chǎn)生動(dòng)力，而是采用兩個(gè)活塞一起動(dòng)作來提供兩倍可用的動(dòng)力值來克服用以將刀柄固定在主軸承座內(nèi)的機(jī)構(gòu)保持在鎖緊狀態(tài)的彈簧力。因此，可以采用一彈力大得多的彈簧以增加用于將刀柄固定在主軸承座內(nèi)的力。
另外，本發(fā)明不是采用銷釘來固定刀柄，而是在套爪內(nèi)設(shè)置環(huán)形排列的多個(gè)鋼球用于與刀柄上的固定球形柄相嚙合并將刀柄牢固地保持在主軸承座內(nèi)。另一排環(huán)形排列的鋼球圍繞著主軸設(shè)置在一定位置上，借助于一個(gè)利用彈簧力操作的凸輪環(huán)進(jìn)行作動(dòng)以便將拉桿推向其鎖緊位置，并作動(dòng)該套爪來推動(dòng)套爪鋼球使其與刀柄的固定球形柄進(jìn)行牢固的嚙合以便將刀柄緊固在主軸承座內(nèi)。這些鋼球很容易以高精度地制造出來，并能夠傳遞重載荷力而不會(huì)磨損或變形。
該凸輪環(huán)上設(shè)有一圓筒形凸輪，用以與成排的鋼球相嚙合以便推動(dòng)這些鋼球使其到達(dá)將拉桿推向其鎖緊位置的位置上。如上所述，可以采用彈力較大的彈簧，是因?yàn)橛蓛蓚€(gè)活塞裝置所提供的附加動(dòng)力足以能夠克服該彈簧所施加的壓力。但是，在圓筒形凸輪上設(shè)置一用于將鋼球保持在鎖緊位置的鎖緊角，而且該凸輪將彈簧所施加的力放大了，因此這些鋼球并因而使拉桿以及套爪都以很大的作用力固定在其鎖緊位置，從而將刀柄牢固地鎖緊在主軸承座內(nèi)。
該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)活塞可以很方便地通過壓縮空氣來驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)來自于這項(xiàng)特征，通過在主軸上設(shè)置一條氣流通道以便向主軸承座內(nèi)通入氣流吹掉刀柄上和在主軸承座表面上的切屑和碎屑。在容納活塞的氣缸中設(shè)有一常閉止回閥。當(dāng)兩個(gè)活塞由于壓縮空氣通入氣缸內(nèi)而被驅(qū)動(dòng)至其運(yùn)動(dòng)的極限位置之后，氣缸內(nèi)的壓力就增加到足以打開該止回閥的數(shù)值。這就使一股壓縮空氣流入主軸通道，該氣流流入主軸承座內(nèi)從而將刀柄上和承座表面上的切屑和碎屑吹掉。
本發(fā)明的上述和其它目的，將會(huì)通過下面結(jié)合附圖對本說明書內(nèi)的示范性實(shí)施例的詳細(xì)描述而更加一目了然。


圖1是表示帶有本發(fā)明特點(diǎn)的機(jī)床主軸組件通過其中心的截面剖視圖，顯示該主軸組件處于刀具固定的位置;
圖2是圖1所示機(jī)床主軸組件通過其中心的截面剖視圖，但顯示該組件處于刀具松開位置;
圖3是圖1所示機(jī)床主軸組件的一種替換型實(shí)施例通過其中心的截面剖視圖，顯示該組件處于刀具固定位置;
圖4是圖3所示機(jī)床主軸組件通過其中心的截面剖視圖，但顯示該組件處于刀具松開位置;
圖5是表示凸輪環(huán)的輪廓形狀排列鋼球的相互關(guān)系的垂直剖面放大詳細(xì)示圖。
現(xiàn)在參看各附圖，并具體地參看圖1和圖2，圖中顯示出一般以標(biāo)號10表示的主軸組件。主軸組件10特別適用于采用自動(dòng)換刀裝置來更換主軸內(nèi)的刀具。該組件包括一個(gè)由軸承13、14和15支承在襯套12內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)的主軸11。襯套12可滑動(dòng)地支承在主軸頭部分(未示出)以便使主軸組件10進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)。
主軸11設(shè)有一用以容納刀柄19的錐形承座或錐孔18，該刀柄具有一與主軸11的錐孔18相匹配的錐柄20。將刀柄19插入主軸的承座18內(nèi)從而使其錐柄20與承座的錐形表面緊密地貼合以便在旋轉(zhuǎn)的主軸11與刀柄19之間建立起驅(qū)動(dòng)聯(lián)接。刀柄19是一種通用的結(jié)構(gòu)已被美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范ANSI標(biāo)準(zhǔn)B5TC45規(guī)定用作自動(dòng)機(jī)床上的標(biāo)準(zhǔn)刀柄。
該刀柄包括一個(gè)由柄部20的細(xì)端軸向伸出的固定球形柄21。固定球形柄21的設(shè)置是用以與一個(gè)下面即將進(jìn)行描述的機(jī)構(gòu)相嚙合以便將刀柄19固定在主軸11內(nèi)。刀柄19的大直徑端包括一環(huán)形溝槽22用于與一個(gè)換刀臂的刀具抓手(未示出)相嚙合，以便在轉(zhuǎn)換刀具過程中，將刀具19固定在換刀臂上。
用于與刀柄19的刀具固定球形柄21相嚙合的套爪機(jī)構(gòu)一般以標(biāo)號25表示。該套爪包括一個(gè)帶內(nèi)螺紋27的套筒26，該內(nèi)螺紋與拉桿28上的外螺紋相嚙合以便將套爪固緊在拉桿的端部。將套筒26螺接在拉桿上以便調(diào)整該系統(tǒng)的長度使其處于最有利于操縱的狀態(tài)。然后用帶有錐形頭部36的螺栓35將其鎖緊在其位置上，螺栓的錐形頭部36與拉桿的劈裂端相嚙合，該拉桿的劈裂端具有用以容納錐形頭部36的與其相配合的錐形孔。螺栓35固緊以后，以其錐形端部促使拉桿的孔擴(kuò)張從而將拉桿牢固地鎖緊在套筒26內(nèi)。在套筒26的延伸端設(shè)有多個(gè)用于容納鋼球29的徑向孔34。
拉桿28軸向地放置在主軸11中形成的內(nèi)孔30之內(nèi)，拉桿28在內(nèi)孔30內(nèi)可軸向移動(dòng)。內(nèi)孔30內(nèi)有一加大直徑部分31以便可滑動(dòng)地容納套爪25。在內(nèi)孔30的最端頭處有一個(gè)具有通向主軸11的承座18的更大直徑部分32。
鋼球29在套筒26端部形成的孔34內(nèi)可以徑向活動(dòng)并與在固定球形柄21上形成的截錐形表面33相嚙合。在圖1中可以看出鋼球29與固定球形柄21的表面33相嚙合以便將刀柄19固定在主軸承座內(nèi)。在鋼球29處于此位置時(shí)，刀柄19就被固定在主軸的承座內(nèi)。為了要將固定球形柄21及其相連帶的刀具19松開，拉桿28可以朝著主軸承座18推進(jìn)，以便推動(dòng)套爪25使與其一起到達(dá)圖2所示位置。在套爪處于此位置時(shí)，鋼球29就被置于加大直徑部分32范圍內(nèi)，在這部位內(nèi)鋼球具有足夠的空間可以使其移到它們保持孔34的外面，從而為固定球形柄21提供通路。
用于作動(dòng)拉桿28使它進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是設(shè)置在主軸11與襯套12之間的環(huán)形空間內(nèi)。一個(gè)環(huán)形壁38通過一卡環(huán)39固定在襯套12上，并利用“0”型密封圈40使其與該襯套形成氣密密封。由環(huán)形壁38伸出一套筒41，該套筒環(huán)繞著主軸11的圓周設(shè)置。套筒41的外表面與襯套12的內(nèi)表面配合以形成一環(huán)形氣缸42。另一環(huán)形壁43固定在氣缸42內(nèi)，與環(huán)形壁38隔開一段距離。環(huán)形壁43的上表面與在套筒41上形成的肩部44相對接，并通過一個(gè)支靠在其相對的端面上的卡環(huán)45對著肩部44支撐著。
在氣缸42內(nèi)設(shè)置一環(huán)形活塞50，以便使其在環(huán)形壁38和43之間移動(dòng)。該活塞50在正常狀態(tài)下通過一彈簧49的推進(jìn)使其與在套筒41內(nèi)形成的環(huán)形肩部51相接觸。彈簧49一端支靠在環(huán)形壁43的一端面上，而彈簧49的另一端則支靠在活塞50的一端面上，從而保持其相對面一端與肩部51相接觸。
活塞50包括一個(gè)環(huán)繞著襯套12的內(nèi)壁設(shè)置的延伸的環(huán)形套筒52，套筒52要加工出能夠用以容納作動(dòng)環(huán)55的法蘭54的肩部53。該法蘭54利用一卡環(huán)56使其保持與肩部53相接觸，而卡環(huán)56以其外直徑部分與在套筒52內(nèi)加工出的溝槽相嚙合。這樣，作動(dòng)環(huán)55被聯(lián)接成與活塞50一起運(yùn)動(dòng)。
活塞50安置在環(huán)形壁43的一例，而第二活塞60設(shè)置在環(huán)形壁43的相對的一側(cè)?；钊?0上設(shè)有一個(gè)沿著套筒41的外徑伸出的延伸套筒61。
一個(gè)橫向桿62穿過拉桿28的內(nèi)端部橫向伸出以便與拉桿一起運(yùn)動(dòng)。橫向桿62可以在通過主軸的橫向上形成的槽63內(nèi)相對于主軸11作側(cè)向運(yùn)動(dòng)。橫向桿62可超過主軸的直徑伸進(jìn)在相對于主軸11可軸向運(yùn)動(dòng)的鎖緊環(huán)64內(nèi)形成的合適的孔中。在鎖緊環(huán)64的一個(gè)邊緣上具有斜表面65，表面65沿著環(huán)64的圓周延伸，以便與固緊在主軸11上的固定環(huán)67上形成的相對的斜表面66相配合。斜表面65和66構(gòu)成一個(gè)向外張開的V形截面環(huán)形溝槽以容納多個(gè)鋼球70。
鋼球70由凸輪環(huán)71推動(dòng)進(jìn)入斜面65和66的之間的環(huán)形溝槽內(nèi)以便推動(dòng)鎖緊環(huán)64，并由此推動(dòng)橫向桿62來鎖緊刀柄19。圖5是用以表示凸輪71處于其鎖緊位置的放大詳細(xì)示圖，在該鎖緊位置凸輪環(huán)71將鋼球70推進(jìn)至斜面65和66之間的V形溝槽內(nèi)，以便向上推動(dòng)鎖緊環(huán)64促使橫向桿62與其一起移動(dòng)，從而將刀柄19鎖緊在主軸11的承座18內(nèi)。如圖5所示，設(shè)置在凸輪環(huán)71上并與鋼球70相接觸的鎖緊表面78形成一個(gè)鎖緊角，因此通過鋼球70對著鎖緊表面78所施加的任何壓力都不會(huì)產(chǎn)生推動(dòng)凸輪環(huán)71朝著松開位置的作用力。
圖1表示凸輪環(huán)71處于其鎖緊位置，在該位置上環(huán)71將鋼球70推進(jìn)到兩個(gè)斜表面65和66之間的V形溝槽內(nèi)，以便將鎖緊環(huán)64朝著主軸的后端推進(jìn)從而將刀柄19鎖緊在其位置上。為了將刀柄19從套爪25上松開，凸輪環(huán)71被向下推進(jìn)從圖1所示位置移動(dòng)到圖2所示位置，從而使凸輪環(huán)71的退出端72位移到與鋼球70相對正。這樣的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)使鋼球70可以移進(jìn)去空隙，以便松開鎖緊環(huán)64小與其配合的橫桿62。從而使拉桿28可以朝著主軸11的承座18自由移動(dòng)，因此將刀柄19夾持在主軸內(nèi)的鋼球29可以進(jìn)入為松開固定球形柄21所設(shè)置的空隙內(nèi)，從而使刀柄可以從主軸內(nèi)取出。
通過一個(gè)設(shè)置在環(huán)繞著主軸11的襯圈76周圍的彈簧75的作用使橫桿62連續(xù)地朝著主軸的后端方向推進(jìn)到達(dá)其鎖緊位置。彈簧75的一端支靠在一個(gè)利用調(diào)整螺釘79固定在主軸11上的支承環(huán)77上。彈簧75的另一端支靠在一個(gè)可以沿著襯圈76的圓周滑動(dòng)的動(dòng)環(huán)80上。動(dòng)環(huán)80借助多個(gè)螺栓81聯(lián)接在凸輪環(huán)71和作動(dòng)環(huán)74上。螺栓81穿過在作動(dòng)環(huán)74和凸輪環(huán)71上加工出的合適的孔擰入動(dòng)環(huán)80的螺紋孔中，從而使這三個(gè)元件牢固地連接在一起以便使它們協(xié)同運(yùn)動(dòng)。彈簧75在常態(tài)下將
推向其外部位置以便將橫桿62及與其配合的拉桿28保持在其鎖緊位置從而將一刀柄19鎖緊在主軸承座18內(nèi)。
該機(jī)構(gòu)是借助于操縱活塞50和60;使其從圖1所示鎖緊位置被作動(dòng)而使刀柄19在主軸承座18內(nèi)松開。為此目的，流體壓力，如空氣，通過進(jìn)氣口82被送入氣缸42中。氣缸42內(nèi)的流體壓力作用于活塞50上并流入套筒52的外表面與襯套12的內(nèi)表面之間的空間內(nèi)到達(dá)形成在套筒41上的第二進(jìn)氣口83。進(jìn)氣口83的位置設(shè)置要使其將流體壓力通入環(huán)形壁43與活塞60頂部之間的空間內(nèi)以便對活塞60施加一壓力從而將它們前推進(jìn)離開固定的環(huán)形壁43。采用這種結(jié)構(gòu)方案，活塞50和60協(xié)同工作以便施加等于只使用一個(gè)活塞時(shí)雙倍的作用力。由兩個(gè)活塞50和60工作所產(chǎn)生的增大的作用力允許采用彈力更大的彈簧75，以便將該機(jī)構(gòu)保持如圖1所示的鎖緊位置。
如上所述，作動(dòng)環(huán)55與活塞50是聯(lián)接在一起的，因此環(huán)55與活塞50是一起運(yùn)動(dòng)的而套筒61是與活塞60一起運(yùn)動(dòng)的套筒61就是從活塞60延伸出來的。因此，由于活塞50和60是協(xié)同運(yùn)動(dòng)的，所以作動(dòng)環(huán)55和套筒61同樣也是協(xié)同運(yùn)動(dòng)的。作動(dòng)環(huán)55和套筒61的端部是對齊的，因此它們隨同兩個(gè)相關(guān)的活塞一起的運(yùn)動(dòng)對著鎖緊環(huán)64施加作用力，從而克服彈簧75的壓力，將鎖緊環(huán)64以及凸輪環(huán)71和動(dòng)環(huán)80向前推進(jìn)到達(dá)圖2所示的松開位置。
當(dāng)凸輪環(huán)71隨著該組件朝向松開位置移動(dòng)時(shí)，凸輪環(huán)71的退出部分72移動(dòng)至與鋼球70相對正的位置，以提供用于使該鋼球從斜表面65和66所形成的V型槽中脫離出來所需的空間，從而將橫向桿62及其相配合的拉桿28放松到達(dá)其松開位置以便松開刀柄19。當(dāng)凸輪環(huán)71已經(jīng)為松開鋼球70提供空間進(jìn)行了足夠的位移時(shí)，在作動(dòng)環(huán)74上形成的肩部85與鎖緊環(huán)64相接觸，從而推動(dòng)該鎖緊環(huán)64連同其連帶的橫向桿62和拉桿28一起到達(dá)圖2所示的松開位置。
一旦可動(dòng)元件到達(dá)其運(yùn)動(dòng)的極限位置時(shí)，氣缸42內(nèi)的壓力就增加從而推動(dòng)止回閥86由其圖1所示的關(guān)閉位置到達(dá)圖2所示的打開位置，以便使空氣壓力通過進(jìn)氣口87進(jìn)入在主軸上形成的橫向孔88。然后該空氣壓力通過一軸向內(nèi)孔89進(jìn)入圍繞著拉桿28的圓周和圍繞著套筒26所形成的空間內(nèi)，再通過進(jìn)氣口90通入主軸11的承座18內(nèi)。這樣，在換刀過程中，進(jìn)入承座18內(nèi)的空氣流就用于清除承座內(nèi)以及插入承座內(nèi)的刀柄上的切屑和碎屑。
為了使該機(jī)構(gòu)返回其鎖緊位置以便將刀柄保持在主軸的承座18內(nèi)，氣缸42內(nèi)的壓力被撤消以便松開活塞50和60。這樣就使彈簧75伸展到它的常態(tài)位置，從而將動(dòng)環(huán)80和凸輪環(huán)71連同作動(dòng)環(huán)74一起如同一個(gè)整體朝著主軸的后端方向推進(jìn)。于是，凸輪環(huán)71的鎖緊表面78向前移動(dòng)與鋼球70相嚙合以推動(dòng)鋼球進(jìn)入由斜表面65和66所形成的溝槽內(nèi)。鋼球70的這種運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致鎖緊環(huán)64朝著主軸的后方移位從而推動(dòng)橫向桿62連同與它配合的拉桿28向前運(yùn)動(dòng)以便將套爪25拉進(jìn)內(nèi)孔31中。這就導(dǎo)致鋼球29進(jìn)行移位以便與固定球形柄21的表面33相嚙合，并拉緊刀柄19的柄部20使之與主軸11的承座18緊密地貼合。
采用圖1和圖2中實(shí)施例中所描述的活塞50和60一起工作的機(jī)構(gòu)，這些元件必須進(jìn)行細(xì)心地調(diào)整，以保證在為推動(dòng)拉桿28到達(dá)松開位置而作用到鎖緊環(huán)64上的力施加之前，就使凸輪環(huán)71松開鋼球70。在圖3和圖4所示的實(shí)施例中，這種調(diào)整就不像上述那樣具有關(guān)鍵性，在該實(shí)施例中，活塞50和60是依次順序工作的而不是同步工作的。圖3和圖4所示機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)方面除了活塞50和60是依順序進(jìn)行工作外其余部分與圖1和圖2所示相同。在此部分的描述中，除了那些經(jīng)更改的零件在標(biāo)號上加后綴“A”外，其余部分與圖1和圖2中相對應(yīng)的另一件都是采用相同的標(biāo)號。
活塞50設(shè)有一延伸套筒52A，作動(dòng)環(huán)55就是借助卡環(huán)56安裝在該套筒上的，卡環(huán)56使作動(dòng)環(huán)55與在套筒52A上形成的肩部53保持嚙合。套筒52A與圖1和圖2中的套筒52不同，其中當(dāng)活塞50在其非工作位置上與肩部51相接觸時(shí)，進(jìn)氣口83A不是與活塞60的頂部相對正。而是進(jìn)氣口83A與活塞60隔開一定距離，這樣一直等到活塞50朝著主軸的前部移動(dòng)一足夠的距離從而使進(jìn)氣口83A與活塞60的端面相對正時(shí)，才對活塞60進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。當(dāng)這一情況發(fā)生時(shí)，流入套筒52A的外經(jīng)部分與襯套12的內(nèi)表面之間的空隙內(nèi)的氣缸中的流體壓力通過進(jìn)氣口83A流入活塞60與環(huán)形壁43之間的空隙內(nèi)以便驅(qū)動(dòng)該活塞使其進(jìn)行工作運(yùn)動(dòng)。
作動(dòng)環(huán)74A也是在圖1和圖2所示的作動(dòng)環(huán)74的基礎(chǔ)上通過取消肩部85進(jìn)行改變的，因此它可以獨(dú)立于鎖緊環(huán)64A進(jìn)行工作。而鎖緊環(huán)64A與圖1和圖2所示的鎖緊環(huán)64的差別僅在于其高度增加了，因而它可以直接與延伸套筒61的端部相接觸。因此，當(dāng)活塞50被驅(qū)動(dòng)時(shí)，作動(dòng)環(huán)55與活塞50一起運(yùn)動(dòng)而脫開活塞60，以便與作動(dòng)環(huán)74A相接觸，并推動(dòng)環(huán)74A連同凸輪環(huán)71和動(dòng)環(huán)80一起來壓縮彈簧75并松開鋼球70使其進(jìn)入凸輪環(huán)71的退出端，如圖4所示。當(dāng)鋼球已被這樣松開之后，進(jìn)氣口83A移位與環(huán)形壁43與活塞60之間的空隙相對正，以便驅(qū)動(dòng)活塞60使其進(jìn)行松開運(yùn)動(dòng)。其延伸套筒61與活塞60進(jìn)行移位以便與鎖緊環(huán)64A相接觸，并推動(dòng)該環(huán)及其相配合的橫向桿62連同拉桿28一起到達(dá)圖4所示的松開位置。圖3和圖4所示實(shí)施例中的所有其它部分都是與前面所描述的圖1和圖2所示實(shí)施例以相同的方式進(jìn)行工作的。
通過上面對用于說明本發(fā)明的各種示范性實(shí)施例的詳細(xì)描述，顯然已經(jīng)提供了一種適用于機(jī)床主軸內(nèi)用的刀具固定和自動(dòng)拆卸機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)設(shè)置在主軸與其支承襯套之間的環(huán)形空間內(nèi)，并提供一種用于將刀柄牢固地固定在主軸承座內(nèi)內(nèi)的改進(jìn)的結(jié)構(gòu)以及當(dāng)該機(jī)構(gòu)松開時(shí)可以可靠地將刀柄拆卸下來。此外，本發(fā)明改進(jìn)的固定和自動(dòng)拆卸機(jī)構(gòu)包括一種向著主軸承座內(nèi)通入空氣流的裝置，這種空氣流是當(dāng)?shù)侗砷_后用于清除刀柄上和承座內(nèi)的切屑和碎屑的。這一過程在整個(gè)換刀過程中是連續(xù)進(jìn)行的。
為了公開一個(gè)可實(shí)際工作的結(jié)構(gòu)的目的，對本發(fā)明的示范性實(shí)施例已進(jìn)行了相當(dāng)詳細(xì)地描述，從而對實(shí)施本發(fā)明是有好處的。應(yīng)當(dāng)理解到，此處描述的裝置僅僅是示范性說明應(yīng)該看到在不違背本發(fā)明的權(quán)利要求所限定的精神和范圍的條件下，本發(fā)明的新穎性可以具有其它的結(jié)構(gòu)形式。
權(quán)利要求
1.一種用于帶軸向承座的主軸的刀具固定和自動(dòng)拆卸機(jī)構(gòu)，承座用于容納帶有向后伸出的固定球形柄的刀具，該機(jī)構(gòu)包括一個(gè)套爪，可以作動(dòng)使其與固定球形柄相嚙合，將刀具拉緊在主軸的承座內(nèi)并固定在其中；一個(gè)拉桿，聯(lián)接于套爪上，并在鎖緊位置與松開位置之間可進(jìn)行相對于主軸的位移從而作動(dòng)該套爪；一個(gè)偏壓裝置，與上述拉桿相聯(lián)接，用以推進(jìn)該拉桿進(jìn)入其鎖緊位置以便作動(dòng)該套爪將刀具拉緊在主軸承座內(nèi)并固定在其中；一個(gè)第一環(huán)形活塞和氣缸機(jī)構(gòu)，環(huán)繞著該主軸設(shè)置并與上述偏壓裝置相聯(lián)接以便對它進(jìn)行作動(dòng)；一個(gè)第二活塞和氣缸機(jī)構(gòu)，環(huán)繞著該主軸設(shè)置并與上述拉桿聯(lián)接以便對它進(jìn)行作動(dòng)；一流體壓力源；一第一進(jìn)氣口，位于上述第一氣缸內(nèi)；一第二進(jìn)氣口，位于上述第二氣缸內(nèi)；一個(gè)裝置，將上述第一進(jìn)氣口連接至上述流體壓力源然后將上述第二進(jìn)氣口連接上述流體壓力源，由此使上述活塞和氣缸機(jī)構(gòu)按順序進(jìn)行工作，以便對上述第一活塞和氣缸機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)來解除上述偏壓裝置的壓力，從而松開上述拉桿，然后驅(qū)動(dòng)上述第二活塞和氣缸以便推動(dòng)上述拉桿離開其鎖緊位置，從而推動(dòng)上述套爪松開刀具的固定球形柄，該刀具就可以從主軸內(nèi)取出。
2.如權(quán)利要求1所述的刀具固定和自動(dòng)拆卸機(jī)構(gòu)，其特征在于其中所述活塞和氣缸機(jī)構(gòu)是借助氣動(dòng)壓力進(jìn)行作動(dòng)的，該機(jī)構(gòu)在其中一個(gè)氣缸中設(shè)有一常閉止回閥，當(dāng)相配合的兩活塞到達(dá)其運(yùn)動(dòng)極限位置時(shí)，該閥受到兩氣缸中產(chǎn)生增高壓力的推動(dòng)而被打開;和一個(gè)用于接受來自上述止回閥的氣動(dòng)壓力，并將該氣動(dòng)壓力導(dǎo)入上述承座內(nèi)的聯(lián)接通道，以便將上述承座內(nèi)和從承座內(nèi)取出的刀具上的切屑和碎屑吹掉。
3.一種用于帶軸向承座的主軸的刀具固定和自動(dòng)拆缸機(jī)構(gòu)，承座用于容納帶有向后伸出的固定球形柄的刀具，該機(jī)構(gòu)包括一個(gè)套爪，可予以作動(dòng)使其與固定球形柄相嚙合，將刀具拉緊在主軸的承座內(nèi)并固定在其中;一拉桿，可滑動(dòng)地設(shè)置在上述主軸上形成的軸向孔內(nèi)，該拉桿可以在一鎖緊位置和松開位置之間移動(dòng);一環(huán)形氣缸，環(huán)繞著該主軸設(shè)置;一環(huán)形活塞，設(shè)置在上述氣缸內(nèi);一流體壓力源;一進(jìn)氣口，位于上述氣缸內(nèi);一個(gè)用以連通上述流體壓力源與上述進(jìn)氣口的通道，以便使該流體壓力通過上述進(jìn)氣口進(jìn)入上述氣缸內(nèi)來驅(qū)動(dòng)上述活塞;一鎖緊環(huán)，圍繞著主軸設(shè)置并可進(jìn)行相對于主軸的軸向位移;一橫向桿，與上述拉桿和鎖緊環(huán)相聯(lián)接并與它們一起運(yùn)動(dòng)，該橫向桿穿過主軸上的一橫向槽延伸，因此它可以進(jìn)行相對于上述主軸的橫向移動(dòng);一傾斜的環(huán)形邊緣，設(shè)置在上述鎖緊環(huán)上;一固定環(huán)，固緊在上述主軸上;一個(gè)在上述固定環(huán)加工出的傾斜環(huán)形邊緣，并面對著鎖緊環(huán)上的傾斜邊緣，以便與它形成一個(gè)環(huán)形溝槽;多個(gè)鋼球，安置在上述環(huán)形溝槽內(nèi);一個(gè)圍繞著主軸設(shè)置的凸輪環(huán)，并可在相對于主軸的軸向進(jìn)行滑動(dòng);一個(gè)在上述凸輪環(huán)上形成的鎖緊表面，用于進(jìn)行位移與上述鋼球相接觸以便推動(dòng)鋼球進(jìn)入該環(huán)形溝槽內(nèi)，通過推動(dòng)上述鎖緊環(huán)來促使上述兩傾斜邊緣相互分開，并由此推動(dòng)上述拉桿到達(dá)其鎖緊位置以便將刀具固緊在上述套爪內(nèi);一個(gè)在上述凸輪環(huán)上的退出表面，該表面可借助上述活塞進(jìn)行推動(dòng)使其與上述鋼球?qū)φ蕴峁┮粋€(gè)使鋼球由上述溝槽向外移出的空隙，從而使上述鎖緊環(huán)可以將其傾斜邊緣朝著在固定環(huán)上的傾斜表面移動(dòng)，以便推動(dòng)上述拉桿及其相配合的套爪到其放松放置從而將上述爪內(nèi)的刀具松開;一個(gè)用以偏壓上述凸輪環(huán)的彈簧，以便使凸輪環(huán)的鎖緊表面與上述鋼球相接觸從而推動(dòng)上述拉桿到達(dá)其鎖緊位置，以便將刀具固緊在套爪內(nèi);和一種用于將流動(dòng)壓力通入上述氣缸內(nèi)的裝置，以便驅(qū)動(dòng)上述活塞來推動(dòng)該凸輪環(huán)克服上述彈簧的壓力，從而使其退出表面與上述鋼球相對正以便松開上述拉桿及其相配合的套爪。
4.一種用于帶軸向承座的主軸的刀具固定和自動(dòng)拆卸機(jī)構(gòu)，承座用于容納帶有向后伸出的固定環(huán)形柄的刀具，該機(jī)構(gòu)包括一個(gè)套爪，可予以作動(dòng)使其與固定環(huán)形柄相嚙合，將刀具拉緊在主軸的承座內(nèi)，并固定在其中;一個(gè)拉桿，聯(lián)接于套爪上，并在緊鎖位置與松開位置之間可進(jìn)行相對于主軸的位移，從而作動(dòng)該套爪;一個(gè)偏壓裝置，與上述拉桿相聯(lián)接，用以推動(dòng)該拉桿使其進(jìn)入其鎖緊位置以便作動(dòng)該套爪將刀具拉緊在主軸承座內(nèi)并固定在其中;一個(gè)氣缸;一個(gè)活塞，位于上述氣缸內(nèi)，用于與上述拉桿相嚙合;一氣動(dòng)壓力源;一進(jìn)氣口，位于上述氣缸內(nèi);一個(gè)用于連通上述氣動(dòng)壓力源與上述進(jìn)氣口之間的通道，以便將氣動(dòng)壓力通入上述氣缸內(nèi)，以解除上述偏壓裝置的作用力并推動(dòng)上述拉桿，從而推動(dòng)上述套爪將刀具松開并從主軸承座內(nèi)拆卸下來;在上述氣缸內(nèi)設(shè)有一常闞止回閥，當(dāng)上述活塞到達(dá)其運(yùn)動(dòng)極限位置時(shí)該閥受到氣缸內(nèi)增高壓力的推動(dòng)而被打開;和一個(gè)用以接受來自上述止回閥的氣動(dòng)壓力，并將該氣動(dòng)壓力導(dǎo)向上述承座內(nèi)的氣流通道用以將上述承座內(nèi)和由承座內(nèi)拆下的刀具上的切屑和碎屑吹掉。
5.如權(quán)利要求4所述的刀具固定和自動(dòng)拆卸機(jī)構(gòu)，其特征在于其中所述氣缸是圍繞著主軸的環(huán)形結(jié)構(gòu)，上述活塞也是環(huán)形結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的刀具固定和自動(dòng)拆卸機(jī)構(gòu)，其特征在于該機(jī)構(gòu)包括一個(gè)與上述第一環(huán)形活塞和氣缸機(jī)構(gòu)同步工作的第二環(huán)形活塞和氣缸機(jī)構(gòu)，用以解除上述偏壓裝置的作用力并推動(dòng)上述拉桿使上述套爪發(fā)生位移以便將刀具松開并從主軸承座內(nèi)拆卸下來。
7.一種用于帶有容納刀具的軸向承座的主軸的刀具固定和自動(dòng)拆卸機(jī)構(gòu);其特征在于它包括一個(gè)套爪，予以作動(dòng)以便與刀具相嚙合，并將刀具拉緊在主軸的承座內(nèi)和固定在其中;一個(gè)拉桿，聯(lián)接于套爪上并在鎖緊位置與松開位置之間可以進(jìn)行相對于主軸的位移，以便作動(dòng)該套爪;一個(gè)偏壓裝置，與上述拉桿相聯(lián)接，用以將該拉桿偏壓進(jìn)入其鎖緊位置，以便作動(dòng)該套爪將刀具拉緊在主軸承座內(nèi)并固定在其中;一對聯(lián)起來的活塞和氣缸機(jī)構(gòu)，用于作動(dòng)上述偏壓裝置和拉桿;一個(gè)氣動(dòng)壓力源;一個(gè)用于將上述氣動(dòng)壓力源同步地連接在上述兩氣缸內(nèi)的裝置，從而使這對活塞和氣缸機(jī)構(gòu)同步地進(jìn)行工作;在上述兩氣缸中的一個(gè)氣缸內(nèi)設(shè)置一常閉止回閥，當(dāng)兩個(gè)協(xié)同的活塞到達(dá)其運(yùn)動(dòng)極限位置時(shí)，該閥受到氣缸內(nèi)增高壓力的推動(dòng)而被打開;和一個(gè)用以接受來自該閥的氣動(dòng)壓力，并將該氣動(dòng)壓力導(dǎo)向上述承座內(nèi)的氣流通道，用于將承座內(nèi)和從該承座內(nèi)拆下的刀具上的切屑和碎屑吹掉。
全文摘要
一種用于機(jī)床主軸的刀具固定和自動(dòng)拆卸機(jī)構(gòu)的操縱機(jī)構(gòu)位于主軸與襯套之間的環(huán)形空間內(nèi)。該操縱機(jī)構(gòu)包括一個(gè)環(huán)形氣缸和兩個(gè)環(huán)形活塞以及偏壓彈簧和氣動(dòng)壓力源及其氣流通道等。刀具固定和松開機(jī)構(gòu)包括拉桿，套爪，橫向桿，環(huán)形排列鋼球凸輪環(huán)和環(huán)形件斜表面等。通過該傳力系統(tǒng)將力作用于拉桿上將刀柄拉緊在鎖緊位置?；蛲ㄟ^傳力系統(tǒng)推動(dòng)拉桿使其到達(dá)松開位置以便將刀具拆下。當(dāng)?shù)侗砷_后，有一股氣流通向主軸承座和刀柄，將其上面的切屑和碎屑清除掉。
文檔編號B23B31/26GK1045052SQ90100079
公開日1990年9月5日 申請日期1989年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月1日
發(fā)明者米利沙夫·勒澤雷維克 申請人:樹木機(jī)械工具有限公司