CN203696447U - 一种高速自动延伸头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速自动延伸头，结构紧凑，采用内啮合的齿轮副传递扭矩，在压盖与顶杆之间留有0.1~0.3mm的纵向间隙，安装使用时由于传递机床主轴扭矩的内、外齿轮间有可微调的齿侧间隙，使机床主轴中心和延伸头主轴中心的可以实现同心，提高了延伸头的使用寿命和加工转速；并且在拉杆的外侧套设弹簧，使机床主轴只需克服较小的力即可实现打刀动作。本实用新型延伸头的最大工作转速4000rpm，功率20kw，最大扭矩800NM，适用于高转速模具加工。

Description

一种高速自动延伸头

技术领域

本实用新型涉及一种自动化机床配件，尤其是涉及一种高速自动延伸头。

背景技术

随着先进制造业的迅猛发展，对于高转速附件头的需求变得越发强烈，延伸头作为附件头家族的重要成员，未来的发展趋势也是保证结构稳定的前提下实现高速切削。现有的延伸头中，机床主轴的动力一般通过花键传递到延伸头主轴上，而实际工作中延伸头主轴需承受额外的弯矩，如果机床主轴与延伸头主轴不同心，易导致花键套和延伸头主轴打滑、磨损甚至失效，在需要频繁更换花键套的同时，对机床加工精度产生不利影响，同时也制约了延伸头转速的提高。而引起机床主轴与延伸头主轴不同心的原因在于：延伸头主轴中心取决于延伸头上箱体的加工精度以及延伸头主轴和延伸头主轴轴承的装配精度，且延伸头上箱体本身高度方向尺寸较大，这样易导致延伸头主轴中心和机床滑枕主轴中心不同心，不可避免地存在一定的偏差。除上述问题外，目前国内厂家生产的延伸头产品普遍处于转速相对较低的阶段，最大转速通常只能达到2000rpm，与国外同类先进产品相比存在较大差距，无法满足先进制造业对于高转速延伸头的需要。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种高速自动延伸头。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高速自动延伸头，包括刀柄、上箱体、下牙盘、主轴和设置在上箱体与主轴之间的传动机构，所述的上箱体与所述的下牙盘定心连接，所述的上箱体上设置有多个拉头油缸拉钉，所述的上箱体通过所述的多个拉头油缸拉钉与拉头油缸的滑枕接油盘相连，所述的刀柄上设置有主轴拉钉，所述的传动机构与所述的刀柄相连，所述的传动机构包括同轴设置的传动盘、内齿轮和外齿轮，所述的传动盘套设在所述的刀柄的外侧与所述的刀柄螺纹连接，所述的内齿轮与所述的传动盘通过螺钉和定位销固定连接，所述的内齿轮套设在所述的外齿轮的外侧与所述的外齿轮相啮合，所述的外齿轮套设在所述的主轴的外侧与所述的主轴通过花键定心连接；所述的上箱体内设有拉杆，所述的拉杆与所述的刀柄的中心线重合，所述的拉杆的顶端套设有顶杆，所述的顶杆的上端套设有压盖，所述的顶杆与所述的压盖之间的纵向间隙为0.1~0.3mm，所述的顶杆与所述的传动盘之间设置有O型密封圈，所述的压盖与所述的传动盘螺纹连接，所述的拉杆的底端连接有拉爪固定块，所述的拉爪固定块上连接有拉爪，所述的拉杆的外侧套设有弹簧，所述的弹簧被所述的顶杆压紧。

本实用新型将机床主轴动力通过传动盘和一组内啮合的齿轮副传递到延伸头主轴上，刀柄和传动盘螺纹连接，齿轮副的内齿轮与传动盘通过螺钉和定位销固定连接，从而机床主轴、刀柄、传动盘和内齿轮（简称为“第一组件”）的中心线重合，外齿轮套设在主轴的外侧与主轴通过花键定心连接，从而外齿轮、主轴和上箱体（简称为“第二组件”）的中心线重合，因此只要保证第一组件和第二组件的中心线重合即可实现机床主轴与延伸头主轴的同心。本实用新型采用内啮合的齿轮副传递扭矩，由于内、外齿轮之间存在齿侧间隙，这样安装使用时可对内、外齿轮的位置进行左右微调，相当于对第一组件和第二组件中心线进行微调，而第一组件和第二组件通过压盖和顶杆连接，如果压盖和顶杆的横向接触是面接触，会产生较大的摩擦阻力并使对第一组件和第二组件的微调难以进行，因此本实用新型在压盖与顶杆之间留有0.1~0.3mm的纵向间隙，从而使对第一组件和第二组件中心线的微调得以实现，最终使机床主轴与延伸头能够同心，提高了机床的加工精度。

如果压盖与顶杆之间的纵向间隙较小，压盖和顶杆有可能会横向接触产生摩擦阻力；如果压盖与顶杆之间的纵向间隙较大，会使顶杆和传动盘之间的O型密封圈的密封失效，因此本实用新型将压盖与顶杆之间的纵向间隙设定为0.1~0.3mm，通过O型密封圈对该纵向间隙起到密封作用。

拉杆的外侧套设弹簧，这样延伸头进行打刀动作过程中，拉头油缸拉爪拉紧拉头油缸拉钉，机床主轴拉爪松开时，机床主轴只需克服较小的力（即弹簧弹力）即可实现打刀动作。这里使用弹簧而不使用碟簧的原因主要有两方面：（1）标准的机床和延伸头的拉刀力约为1.5T左右，机床主轴已采用碟簧拉刀，若延伸头也采用碟簧拉刀，这样机床主轴需要克服至少两倍的拉刀力才能使延伸头的拉爪张开，而目前国内机床主轴的打刀油缸，只能克服一倍的拉刀力；（2）弹簧同时起到辅助支承作用，使得延伸头拉钉处于高位，方便机床主轴抓取延伸头。

所述的主轴与所述的上箱体的侧壁之间设置有若干组角接触滚珠轴承，每组所述的角接触滚珠轴承的底部设置有一个防护套。角接触滚珠轴承可承受较大负载，在更好地保护主轴的同时，占用的空间较小，使延伸头的结构更紧凑；防护套对角接触滚珠轴承起支撑和保护作用，可有效防止角接触滚珠轴承的润滑脂下流。

还包括冷却机构，所述的冷却机构包括相连接的冷却管和设置在所述的上箱体上的快换接头，所述的冷却管的出口靠近延伸头的鼻端。冷却水经快换接头进入冷却管并从冷却管的出口喷射到延伸头的鼻端，并且在实际应用中可根据具体的加工环境对冷却管出口的喷射角度进行手动调整。

还包括防水机构，所述的防水机构包括防水檐、隔套和迷宫结构的防水环，所述的防水檐一体设置在所述的内齿轮的底部的外周缘，所述的防水环套设在所述的主轴的外侧，所述的隔套套设在所述的主轴的外侧，所述的隔套的上端面与所述的外齿轮的底面相接触，所述的隔套的外周缘向下一体设置有凸环从而在所述的隔套上形成底部开口的凹腔，所述的隔套套设在所述的防水环的上端部的外侧，所述的防水环的上端部位于所述的凹腔内，所述的上箱体的侧壁靠近所述的防水环处设置有排水孔。在内齿轮的底部的外周缘预留防水檐，保证冷却水沿内齿轮的外壁流至其底部后能够集结成水滴滴下，而不是向内流动；隔套和迷宫结构的防水环可保证冷却水只能沿排水孔排出，而不是进入角接触滚珠轴承内。

还包括中心吹气机构，所述的中心吹气机构包括相连通的第一中心通道、第二中心通道、第三中心通道和第四中心通道，所述的第一中心通道设置在所述的主轴拉钉内，所述的第二中心通道设置在所述的刀柄内，所述的第三中心通道设置在所述的拉杆内，所述的第四中心通道设置在所述的拉爪固定块内。中心吹气结构的设置，实现了本实用新型延伸头的中心吹气功能，防止打刀过程中铁屑和杂物进入主轴。

所述的上箱体与所述的滑枕接油盘连接处设有方形橡胶密封圈。方形橡胶密封圈可防止延伸头工作时冷却水和铁屑进入下牙盘内。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型延伸头结构紧凑，采用内啮合的齿轮副传递扭矩，在压盖与顶杆之间留有0.1~0.3mm的纵向间隙，安装使用时由于传递机床主轴扭矩的内、外齿轮间有可微调的齿侧间隙，使机床主轴中心和延伸头主轴中心的可以实现同心，提高了延伸头的使用寿命和加工转速；并且在拉杆的外侧套设弹簧，使机床主轴只需克服较小的力即可实现打刀动作。本实用新型延伸头的最大工作转速4000rpm，功率20kw，最大扭矩800NM，适用于高转速模具加工。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为图1中A处放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图所示，一种高速自动延伸头，包括刀柄1、上箱体2、下牙盘3、主轴4和设置在上箱体2与主轴4之间的传动机构以及冷却机构、防水机构和中心吹气机构；上箱体2与下牙盘3定心连接，上箱体2上设置有四个拉头油缸拉钉21，上箱体2通过四个拉头油缸拉钉21与拉头油缸的滑枕接油盘（图中未示出）相连，上箱体2与滑枕接油盘连接处设有方形橡胶密封圈91，刀柄1上设置有主轴拉钉11，传动机构与刀柄1相连；传动机构包括同轴设置的传动盘51、内齿轮52和外齿轮53，传动盘51套设在刀柄1的外侧与刀柄1螺纹连接，内齿轮52与传动盘51通过螺钉（图中未示出）和定位销（图中未示出）固定连接，内齿轮52套设在外齿轮53的外侧与外齿轮53相啮合，外齿轮53套设在主轴4的外侧与主轴4通过花键54定心连接；上箱体2内设有拉杆22，拉杆22与刀柄1的中心线重合，拉杆22的顶端套设有顶杆23，拉杆22与顶杆23螺纹连接，顶杆23的上端套设有压盖24，顶杆23与压盖24之间的纵向间隙a为0.2mm，顶杆23与传动盘51之间设置有O型密封圈92，压盖24与传动盘51螺纹连接，拉杆22的底端连接有拉爪固定块25，拉爪固定块25上连接有拉爪26，拉杆22的外侧套设有弹簧27，弹簧27被顶杆23压紧；主轴4与上箱体2的侧壁之间设置有三组角接触滚珠轴承41，每组角接触滚珠轴承41的底部设置有一个防护套42。

冷却机构包括相连接的冷却管61和设置在上箱体2上的快换接头62，冷却管61的出口63靠近延伸头的鼻端；防水机构包括防水檐71、隔套72和迷宫结构的防水环73，防水檐71一体设置在内齿轮52的底部的外周缘，防水环73套设在主轴4的外侧，隔套72套设在主轴4的外侧，隔套72的上端面与外齿轮53的底面相接触，隔套72的外周缘向下一体设置有凸环721从而在隔套72上形成底部开口的凹腔722，隔套72套设在防水环73的上端部的外侧，防水环73的上端部位于凹腔722内，上箱体2的侧壁靠近防水环73处设置有排水孔74；中心吹气机构包括相连通的第一中心通道81、第二中心通道82、第三中心通道83和第四中心通道84，第一中心通道81设置在主轴拉钉11内，第二中心通道82设置在刀柄1内，第三中心通道83设置在拉杆22内，第四中心通道84设置在拉爪固定块25内。

上述自动延伸头下牙盘外露，上箱体2通过四个拉头油缸拉钉21与拉头油缸的滑枕接油盘（图中未示出）相连，该三段式拉头油缸可实现延伸头打刀和抓刀功能。当需要延伸头打刀时，四个拉头油缸拉爪（图中未示出）拉紧四个拉头油缸拉钉21，机床主轴拉爪（图中未示出）打开，主轴拉刀杆（图中未示出）带着拉爪（图中未示出）在液压力驱动下向下挤压延伸头主轴拉钉11，带动延伸头刀柄1向下运动，刀柄1与传动盘51相连，带动顶杆23和与顶杆23固定连接的拉杆22做压缩弹簧27的运动，最终使延伸头拉爪26松开，实现打刀动作。反之，四个拉头油缸拉爪拉紧四个拉头油缸拉钉，机床主轴拉爪抓紧时，主轴拉刀杆带着拉爪在液压力驱动下向上拉延伸头主轴拉钉11，带动延伸头刀柄1向上运动，刀柄1与传动盘51相连，压盖24固定在传动盘51上，压盖24带动顶杆23和与顶杆23固定连接的拉杆22向上运动，使延伸头拉爪26拉紧，从而实现延伸头抓刀动作。

上述自动延伸头结构紧凑、功能齐全，具备自动打刀抓刀、主轴中心吹气、刀具冷却等功能，其最大工作转速4000rpm，功率20kw，最大扭矩800NM，适用于高转速模具加工。

Claims (6)

1.一种高速自动延伸头，包括刀柄、上箱体、下牙盘、主轴和设置在上箱体与主轴之间的传动机构，所述的上箱体与所述的下牙盘定心连接，所述的上箱体上设置有多个拉头油缸拉钉，所述的上箱体通过所述的多个拉头油缸拉钉与拉头油缸的滑枕接油盘相连，所述的刀柄上设置有主轴拉钉，其特征在于所述的传动机构与所述的刀柄相连，所述的传动机构包括同轴设置的传动盘、内齿轮和外齿轮，所述的传动盘套设在所述的刀柄的外侧与所述的刀柄螺纹连接，所述的内齿轮与所述的传动盘通过螺钉和定位销固定连接，所述的内齿轮套设在所述的外齿轮的外侧与所述的外齿轮相啮合，所述的外齿轮套设在所述的主轴的外侧与所述的主轴通过花键定心连接；所述的上箱体内设有拉杆，所述的拉杆与所述的刀柄的中心线重合，所述的拉杆的顶端套设有顶杆，所述的顶杆的上端套设有压盖，所述的顶杆与所述的压盖之间的纵向间隙为0.1~0.3mm，所述的顶杆与所述的传动盘之间设置有O型密封圈，所述的压盖与所述的传动盘螺纹连接，所述的拉杆的底端连接有拉爪固定块，所述的拉爪固定块上连接有拉爪，所述的拉杆的外侧套设有弹簧，所述的弹簧被所述的顶杆压紧。

2.根据权利要求1所述的一种高速自动延伸头，其特征在于所述的主轴与所述的上箱体的侧壁之间设置有若干组角接触滚珠轴承，每组所述的角接触滚珠轴承的底部设置有一个防护套。

3.根据权利要求2所述的一种高速自动延伸头，其特征在于还包括冷却机构，所述的冷却机构包括相连接的冷却管和设置在所述的上箱体上的快换接头，所述的冷却管的出口靠近延伸头的鼻端。

4.根据权利要求3所述的一种高速自动延伸头，其特征在于还包括防水机构，所述的防水机构包括防水檐、隔套和迷宫结构的防水环，所述的防水檐一体设置在所述的内齿轮的底部的外周缘，所述的防水环套设在所述的主轴的外侧，所述的隔套套设在所述的主轴的外侧，所述的隔套的上端面与所述的外齿轮的底面相接触，所述的隔套的外周缘向下一体设置有凸环从而在所述的隔套上形成底部开口的凹腔，所述的隔套套设在所述的防水环的上端部的外侧，所述的防水环的上端部位于所述的凹腔内，所述的上箱体的侧壁靠近所述的防水环处设置有排水孔。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种高速自动延伸头，其特征在于还包括中心吹气机构，所述的中心吹气机构包括相连通的第一中心通道、第二中心通道、第三中心通道和第四中心通道，所述的第一中心通道设置在所述的主轴拉钉内，所述的第二中心通道设置在所述的刀柄内，所述的第三中心通道设置在所述的拉杆内，所述的第四中心通道设置在所述的拉爪固定块内。

6.根据权利要求5所述的一种高速自动延伸头，其特征在于所述的上箱体与所述的滑枕接油盘连接处设有方形橡胶密封圈。