专利名称：机床两种型号主轴锥孔的转换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械制造设备中，机床的主轴锥孔由IS060转换为IS050的一种锥孔 转换装置，用于主轴锥孔IS060机床可以安装IS050刀具，满足不同加工需求。
背景技术：
根据机床加工业市场需求，对数控机床的加工能力有了更高的要求，主要为大 功率、大扭矩、高转数。IS050型刀具在加工过程中，有部分不能满足用户的需求，需要用 IS060刀具；而IS060型机床刀具成本高，不适合大量购买；并且有部分加工能用IS050刀 具代替，以节约加工成本。然而，目前装备中没有这种专用装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种机床两种型号主轴锥孔的转换装置，用于主轴锥孔 IS060的机床，换用主轴锥孔IS050的刀具，解决了 IS060型刀具与IS050型刀具的通用问 题，为客户节约成本。 这种机床两种型号主轴锥孔的转换装置，以一种铣头的形式放置在主轴锥孔为 IS060的机床头库中，与原主轴锥孔的导向键嵌合，其特征在于IS050型锥孔的拉刀机构 锥柄与上锥柄上下结合成圆锥形壳体，围绕圆心设置的卡爪芯轴，在其第一大外径凸圆上 设置拉钉、滑套小内径置于拉钉小外径处、卡爪上段小内径部位卡在卡爪芯轴第二大外径 凸圆处、卡爪上外壁弧形槽内有弹簧，贴滑套外沿及下部设弹簧组；锥柄大径圆台侧面安装 滑杆、挂钩，上面与主轴传动键结合槽内安装弹性圆柱销；IS050型刀具的拉钉被卡爪芯轴 夹持在锥柄内组成拉刀卡爪。 该转换装置以一种铣头的形式放置在主轴锥孔为IS060的机床头库中，需要使用 IS050型刀具时，主轴安装该转换装置后，就能使用IS050型刀具。该装置可以实现自动装 夹、自动换刀、附带内冷接口，实现自动化、高效率，使一台机床能使用两种型号的刀具，从 而降低成本，更好地满足客户需求。
图1是IS060主轴锥孔与IS050主轴锥孔转换装置结构动、静态剖视图； 图2是IS060主轴锥孔与IS050主轴锥孔转换装置俯视图； 图3是锥柄1轴向剖视图； 图4是上锥柄2轴向剖视图； 图5是拉钉3的轴向剖视图； 图6是滑套4的轴向剖视图； 图7是卡爪6的右视图； 图8是卡爪6的轴向剖视图； 图9是卡爪芯轴7的轴向剖视4
图10是滑杆8的轴向剖视图； 图11是挂钩9的右视图； 图12是挂钩9的主视图； 图13是转换装置下无触点开关位置示意图； 图14是主轴与头配合的结构剖视图； 图15是电气逻辑抓头图； 图16是电气逻辑还头图。
具体实施例方式
机床两种型号主轴锥孔的转换装置，图1所示为主轴锥孔IS060转换为IS050的 转换装置，以下该转换装置通称为头。 图1为本转换装置的组合状态将四件卡爪6外径弧形槽内装入弹簧21，径向对 称，上端小内孔与大内孔间的角置于卡爪芯轴7中部第一大外径凸台与第二大外径凸台之 间；密封圈11置于拉钉3有外凸缘的上孔内壁、密封环12置于内冷孔18下、调整套5置于 卡爪芯轴7中部第一大外径凸台上，将滑套4内孔变径处置于拉钉3小外径处并卡在调整 套5上，滑套4外径沿上安装弹簧13 ;卡爪6卡住拉钉，再将上述组合部件整体装入锥柄1 大径锥孔、小锥孔端由上锥柄2与锥柄1外壁上沿螺纹旋紧。锥柄1大径圆台一侧安装滑 杆8、水平设置的弹簧14、垂直于滑杆8的挂钩9，其下面有油塞15，另一侧安装弹性圆柱销 16 ;IS050型刀具的拉钉3被卡爪芯轴7夹持在锥柄1内组成拉刀卡爪，组成IS050锥孔的 拉刀机构。 装配时，拉钉3与卡爪芯轴7螺纹连接，滑套4置于拉钉3小外径外，并在拉钉3小 径下端放置调整套5 ;拉钉3和卡爪芯轴7有内冷孔18，在卡爪芯轴7上端安置密封环12、 密封圈11 ;锥柄1与上锥柄2通过螺纹连接组成一体，滑套4可随卡爪芯轴7在上锥柄中 上下滑动。 头与头库配合关系，见图13，完成头机械结构装配后，将头放置在头库22中，与原 主轴锥孔的导向键10嵌合，在头下面安装无触点开关，该开关与机床数控系统相连接。
头与主轴组23连接关系，见图14，挂钩9挂在主轴组23前端面内的环型槽内；头 与主轴组连接完成。 机床控制系统中设置换头程序模块，电气逻辑抓头过程见图15 :控制系统现确认 主轴上无头并且主轴上无刀，开动机床到达抓头安全等待位置，主轴松刀到位，主轴到达抓 头位置，主轴夹头(夹头电磁阀动作)开始执行，有头夹紧压力反馈信号，到达安全检测位 置，无头在头库中检测信号，抓头完成。否则有头夹紧压力反馈信号，体现为夹头状态错误， 抓头停止。或者无头在头库中检测信号，但头不在主轴上，抓头停止。 电气逻辑还头过程见图16 :控制系统现确认主轴上有头并且头上无刀，开动机床 到达还头安全等待位置，主轴松刀到位，主轴到达还头位置，主轴松头(松头电磁阀动作) 开始执行，有头在头库中检测信号，还头到达安全检测位置，有头在头库中检测信号，还头 完成。否则有头在头库中检测信号，但头在主轴上没下蓝，还头停止。或者有头在头库中检 测信号，但头在主轴上，还头停止。 抓头时，机床主轴的卡爪6拉动拉钉3，同时克服弹簧组13弹簧力向上运动，挂钩
59进入滑枕，同时头脱离头库，通过弹簧14弹簧力带动滑杆8和挂钩9向外运动，挂钩9的 挂钩部分挂在滑枕环槽上，在松刀时头与滑枕连接，实现抓头，弹性圆柱销16起导向作用。 抓刀时，机床主轴松刀，拉刀机构通过弹簧13弹簧力向下运动使卡爪6打开，IS050刀具进 入A锥孔，机床主轴抓刀，拉刀机构向上实现抓刀。 松刀、松头时顺序为先松刀后松头；松刀时主轴松刀，拉刀机构通过弹簧组13弹 簧力向下运动，实现松刀；松头时，头必须回到头库相应位置，滑枕向下移动，通过头库上内 圆与滑杆8斜面相互挤压，使滑杆8受力向内运动，滑杆8同时带动挂钩9共同运动，使挂 钩9与滑枕环槽分离，头到达制定位置，通过反馈信号，滑枕向上体动，与头分离，完成松头 动作。 本装置各部件形状描述 图3所示锥柄1为IS060型刀柄下部圆锥壳体，上锥柄2零件为IS060型刀柄上 部圆锥壳体，锥柄1与上锥柄2组合为圆锥形，圆锥内为IS050锥孔A、外为IS060锥面B， 该件上部分为圆锥壳体，圆锥内为IS050锥孔A、外为IS060锥面B，锥柄1上端小内径至 内壁为连续多个直角变径，并有两处锐角、钝角分别与直角相接变径，再渐变大径至大内径 端，外径下端接水平圆台，大内径侧第一变径处壁中有三通，其垂直段至上端径向为两个排 气孔19、20，径向于外壁间有油塞17。 上锥柄2零件上端外面为圆锥面，下端为外螺纹，上锥柄2零件构成IS060型刀柄 上部圆锥壳体，外锥面直径尺寸比标准尺寸小，在抓头时不与主轴锥孔接触。与锥柄1共同 构成IS060型刀柄圆锥筒形。内部为多个直角变径孔，见图4。 IS060型刀具的拉钉3为筒状，见图5，内壁由上至下有7个直径，从上至下第一直 径为变小径的圆锥形，并接第二直径，第二直径、第四直径、高度均相等，其间的第三直径大 于第二、第四、第五直径，第一、第三直径高度相等，第五至第九直径渐大，第五直径与第七 直径高度相等、两径之间的第六直径为变大径圆锥形，第九直径大于第八直径、第八直径和 高度最大；外壁两端外径不等，且中间有两处凸台。 滑套4为筒状，见图6，内、外壁均有两个直径上端一段小内径直角连接大内径直 至下端、上端小外径延至下端直角连接大外径，并保持相同壁厚，直角处与大外径相接形成 等厚外沿。 卡爪6的形状似壁厚不匀的筒状，见图7、图8，卡爪6整体加工成型后切分为四 件；卡爪弹簧21放入上端外径有弧形槽内，把四件束为一体；上端内孔一段为直径渐小斜 孔，并直角变大孔径至导角接下端内孔小径段；上端外径有弧形槽并由槽下沿外径渐小至 导角接下端外大径缘。 卡爪芯轴7为不同径轴体，见图9，卡爪芯轴7的轴芯孔为冷却液通道18，外周不
等径、两端大、小外径之间有三处凸台，大外径端与第三大凸台锐角相接，中部第一大凸台
为直角、第二大凸台一侧边缘为导角、另一侧为斜面，第三大凸台为导角，小外径外端口为
导角；在大外径端的内径仅一段为六边形内径、变锥形小径直到小外径端。 滑杆8的形状为不规则圆盘，见图IO，上内径为球弧凸缘，深入后大内径直角接小
内径，下内径最大径变小并接与上大内径相等的大径后，与小内径相接；外壁中分别有斜边
圆缺和径向直角孔，直角孔内中心为锥形孔。 挂钩9的形状为偏心两圆柱体，见图11、12，上端为大圆柱体，下端为小圆柱体，小圆柱体中间为四方型扳子口
权利要求
机床两种型号主轴锥孔的转换装置，与原主轴锥孔的导向键嵌合，其特征在于ISO50型锥孔的拉刀机构锥柄与上锥柄上下结合成圆锥形壳体，围绕圆心设置的卡爪芯轴，在其第一大外径凸圆上设置拉钉、滑套小内径置于拉钉小外径处、卡爪上段小内径部位卡在卡爪芯轴第二大外径凸圆处、卡爪上外壁弧形槽内有弹簧，贴滑套外沿及下部设弹簧组；锥柄大径圆台侧面安装滑杆、挂钩，上面与主轴传动键结合槽内安装弹性圆柱销；ISO50型刀具的拉钉被卡爪芯轴夹持在锥柄内组成拉刀卡爪。
2. 根据权利要求l所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置，其特征在于锥柄(1)与 上锥柄(2)组合为圆锥形，圆锥内为IS050锥孔A、外为IS060锥面B ;锥柄(1)上端小内径 至内壁为连续多个直角变径，并有两处锐角、钝角分别与直角相接变径，再渐变大径至大内 径端，外径下端接水平圆台；锥上圆壁内有三通排气孔(19)、该三通上端通弹簧(13)空隙、 径向外壁处有油塞(17)、内通内壁相对卡爪(6)下端处；下壁圆台一侧直角壁内有安置滑 杆(8)的空间、滑杆(8)水平端有弹簧(14)、中间垂直安装挂钩(9)、挂钩(9)下部有堵安 装孔的油塞(15)，另一侧圆台厚度下平面缺失、留空给导向键(IO)，圆台上面有安置弹性 圆柱销(16)的孔，锥柄(1)壁中有三通管(19)、径向油塞(17)。
3. 根据权利要求l所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置，其特征在于上锥柄(2) 上段外周为圆锥筒形、下段由直角縮径接圆筒形，上锥柄(2)上口内径小，小内径直角接中 内径，并直角接大内径，大内径处有径向排气孔(20)。
4. 根据权利要求l所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置，其特征在于拉钉(3)为 圆筒状，内壁由上至下有(7)个直径，从上至下第一直径为变小径的圆锥形，并接第二直 径，第二直径、第四直径、高度均相等，其间的第三直径大于第二、第四、第五直径，第一、第 三直径高度相等，第五至第九直径渐大，第五直径与第七直径高度相等、两径之间的第六直 径为变大径圆锥形，第九直径大于第八直径、第八直径和高度最大；外壁两端外径不等，且 中间有两处凸台。
5. 根据权利要求l所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置，其特征在于滑套(4)为 圆筒状，内、外壁均有两个直径上端一段小内径直角连接大内径直至下端、上端小外径延 至下端直角连接大外径，并保持相同壁厚，直角处与大外径相接形成等厚外沿。
6. 根据权利要求l所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置，其特征在于卡爪(6)的 形状似壁厚不匀的筒状，整体加工成型后切分为四件；上端内孔一段为直径渐小斜孔，并直 角变大孔径至导角接下端内孔小径段；上端外壁有弧形槽并由槽下沿外径渐小至导角接下 端外大径缘。
7. 根据权利要求1所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置，其特征在于卡爪芯轴 (7)的轴芯孔为冷却液通道(18)，外周不等径、两端大、小外径之间有三处凸台，大外径端 与第三大凸台锐角相接，中部第一大凸台为直角、第二大凸台一侧边缘为导角、另一侧为斜 面，第三大凸台为导角，小外径外端口为导角；在大外径端的内径仅一段为六边形内径、变 锥形小径直到小外径端。
8. 根据权利要求l所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置，其特征在于滑杆(8)为 不规则圆盘，上内径为球弧凸缘，深入后大内径直角接小内径，下内径最大径变小并接与上 大内径相等的大径后，与小内径相接；外壁中分别有斜边圆缺和径向直角孔，直角孔内中心 为锥形孔。
9.根据权利要求l所述的机床两种型号主轴锥孔的转换装置，其特征在于挂钩(9)为 偏心两圆柱体，上端为大圆柱体，下端为小圆柱体，小圆柱体中间为四方型扳子口 。
全文摘要
机床两种型号主轴锥孔的转换装置，以一种铣头的形式放置在主轴锥孔为ISO60的机床头库中，与原主轴锥孔的导向键嵌合，其特征在于ISO50型锥孔的拉刀机构锥柄与上锥柄上下结合成圆锥形壳体，围绕圆心设置的卡爪芯轴，在其第一大外径凸圆上设置拉钉、滑套小内径置于拉钉小外径处、卡爪上段小内径部位卡在卡爪芯轴第二大外径凸圆处、卡爪上外壁弧形槽内有弹簧，贴滑套外沿及下部设弹簧组；锥柄大径圆台侧面安装滑杆、挂钩，上面与主轴传动键结合槽内安装弹性圆柱销；ISO50型刀具的拉钉被卡爪芯轴夹持在锥柄内组成拉刀卡爪。该装置使一台机床使用两种型号的刀具，实现自动装夹、自动换刀、附带内冷接口，自动化、高效率，从而降低成本，更好地满足客户需求。
文档编号B23D39/00GK101786239SQ20101010776
公开日2010年7月28日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者刘国才, 刘橙, 吕恒, 尹晓霞, 杨坤, 杨宁, 申国峰, 金晓红, 黄国田 申请人:中捷机床有限公司