本發(fā)明涉及一種機(jī)床上的主軸，特別是高速主軸。

背景技術(shù)：

高速加工已經(jīng)成為四大先進(jìn)制造技術(shù)之一。高速加工工具系統(tǒng)是高速機(jī)床的重要組成部分，是主軸與刀具的連接系統(tǒng)，由主軸、刀柄、刀具和夾緊機(jī)構(gòu)等組成，高速主軸是實(shí)現(xiàn)高速加工的關(guān)鍵部件，主軸錐孔的基本功能是保證刀柄在機(jī)床主軸中的定位精度，并在高速加工時(shí)保持不變，同時(shí)傳遞加工中所需的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。

傳統(tǒng)主軸、刀柄接口的錐度為7:24，利用錐面單面定位。在高轉(zhuǎn)速時(shí)主軸錐孔因離心力作用會(huì)發(fā)生“喇叭口”狀膨脹，與刀柄錐面之間產(chǎn)生間隙，無(wú)法滿足高速加工的要求。為滿足高速加工需要，國(guó)外相繼出現(xiàn)了幾種高速刀柄，典型的如HSK刀柄和KM刀柄，刀柄錐面錐度為1:10，利用端面與錐面雙面定位，其均以增大刀柄錐體整體柔度為設(shè)計(jì)思想，通過(guò)空心短錐結(jié)構(gòu)增大刀柄錐面與主軸錐孔的配合過(guò)盈量，從而提高刀柄的極限轉(zhuǎn)速。但在高速時(shí)仍然會(huì)在主軸錐孔與刀柄之間出現(xiàn)間隙，導(dǎo)致刀柄定位精度下降，加工質(zhì)量降低，限制主軸轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能使刀柄和主軸在更高轉(zhuǎn)速時(shí)仍能保證足夠的聯(lián)接剛度和定位精度的抗離心膨脹高速主軸。本發(fā)明主要是在主軸前端外圓柱面設(shè)鎖緊套及液壓缸組件，其能抑制主軸錐孔的離心膨脹，保證主軸錐孔與刀柄錐面的配合過(guò)盈量從而夾緊刀柄。

本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：本發(fā)明主要包括主軸、鎖緊套、螺釘、缸體組件和油路。其中，主軸為中段壁厚大于前后兩段壁厚的中空回轉(zhuǎn)體，在主軸前段外圓柱面通過(guò)過(guò)盈配合套接一鎖緊套，該鎖緊套與主軸用緊固件連接，最好鎖緊套與主軸中段相鄰的端面設(shè)有與主軸中段軸向貫穿通孔對(duì)應(yīng)的螺孔，兩者由螺釘連接，螺釘頭位于主軸后段的軸肩上。鎖緊套內(nèi)表面設(shè)有環(huán)形油腔，其通過(guò)兩個(gè)徑向油路與設(shè)在主軸前段的軸向油路相連通，該軸向油路朝向主軸前端面的開口封閉，而朝向主軸中段的開口與主軸中段徑向油路一端垂直相連，該主軸中段徑向油路另一端開口設(shè)在主軸中段的表面并密封。在主軸中段的徑向油路上還設(shè)有與其垂直相連的軸向油路，該軸向油路一端設(shè)在朝向主軸前段的軸肩上并封閉，而朝向主軸中段的另一端開口與安裝盲孔相連通，該兩個(gè)安裝盲孔為開口設(shè)在主軸中段的徑向盲孔，最好以主軸軸線為對(duì)稱，有利于保持主軸平衡，徑向盲孔下部設(shè)有螺紋，其與缸體組件的缸體外螺紋連接。該缸體組件主要包括缸體、活塞、缸蓋、彈簧及密封圈。其中，缸體為外露端呈封閉的筒體，外露端頂設(shè)有旋扭機(jī)構(gòu)，在靠近端頂?shù)母左w周壁上設(shè)有與主軸中段軸向油路對(duì)應(yīng)的環(huán)形凹槽，且在槽底上設(shè)有與缸體腔內(nèi)連通的通孔，最好，在環(huán)形凹槽兩側(cè)設(shè)有與其平行的兩道凹槽，其內(nèi)設(shè)有密封圈。缸體內(nèi)設(shè)有與其對(duì)應(yīng)的實(shí)心活塞，活塞與缸體下端缸蓋之間設(shè)有壓縮彈簧。最好在活塞周壁上設(shè)有若干道環(huán)形凹槽，其內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向支撐環(huán)或密封圈。最好缸蓋上設(shè)小通孔，其與安裝盲孔底部的與主軸內(nèi)壁連通的小通孔對(duì)應(yīng)。上述缸體和油路內(nèi)充有液態(tài)介質(zhì)。

本發(fā)明的工作過(guò)程大致如下：當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞會(huì)在離心力的作用下對(duì)液態(tài)介質(zhì)產(chǎn)生壓力，壓力由油路傳給鎖緊套油腔以抑制主軸錐孔膨脹，保證高速時(shí)主軸錐孔與刀柄錐面之間的配合，因此可提高主軸的極限轉(zhuǎn)速。主軸每側(cè)的徑向油路同時(shí)與鎖緊套油腔接通,使主軸兩側(cè)的油路互通。當(dāng)主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞產(chǎn)生的壓力通過(guò)液態(tài)介質(zhì)傳遞給主軸前外圓柱面，抑制主軸錐孔的離心膨脹，保證主軸錐孔與刀柄的過(guò)盈配合而夾緊刀柄。隨著轉(zhuǎn)速的提高，活塞的離心力變大使油壓提高，故鎖緊力加大。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，成本較低，不需特殊維護(hù)，與傳統(tǒng)主軸及刀柄兼容。

2.本發(fā)明能夠抑制主軸前端的離心膨脹，且鎖緊作用力隨轉(zhuǎn)速提高而增大，保證了刀柄和主軸在高轉(zhuǎn)速下的聯(lián)接剛度和定位精度，提高了刀柄的極限轉(zhuǎn)速(對(duì)于HSK E-50刀柄，極限轉(zhuǎn)速可提高16.8％)。

3.本發(fā)明中由缸體、液態(tài)介質(zhì)、活塞及彈簧構(gòu)成的彈簧振子阻尼器，能吸收振動(dòng)，起到減振作用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的軸側(cè)示意圖；

圖2是本發(fā)明缸體組件的主視剖面示意簡(jiǎn)圖。

圖中：1.鎖緊套，2.主軸，3.軸向油路，4.徑向油路，5.油腔，6.徑向油路，7.軸向油路，8.缸體，9.活塞，10.螺紋，11.彈簧，12.缸蓋，13.內(nèi)六角圓柱頭軸肩螺釘，14.孔用旋轉(zhuǎn)格萊圈，15.導(dǎo)向支撐環(huán)，16.孔用格萊圈。

具體實(shí)施方式

在圖1所示的抗離心膨脹高速主軸軸側(cè)示意圖中，主軸2為中段壁厚大于前后兩段壁厚的中空回轉(zhuǎn)體，在主軸前段外圓柱面通過(guò)過(guò)盈配合套接一鎖緊套1，該鎖緊套與主軸中段相鄰的端面設(shè)有與主軸中段軸向貫穿通孔對(duì)應(yīng)的螺孔，兩者由內(nèi)六角圓柱頭軸肩螺釘13連接，螺釘頭位于主軸后段的軸肩上。鎖緊套內(nèi)表面設(shè)有環(huán)形油腔5，其通過(guò)兩個(gè)徑向油路4與設(shè)在主軸前段的軸向油路3相連通，該軸向油路朝向主軸前端面的開口封閉，而朝向主軸中段的開口與主軸中段徑向油路6一端垂直相連，該主軸中段徑向油路另一端開口設(shè)在主軸中段的表面并密封。在主軸中段的徑向油路上還設(shè)有與其垂直相連的軸向油路7，該軸向油路一端設(shè)在朝向主軸前段的軸肩上并封閉，而朝向主軸中段的另一端開口與安裝盲孔相連通，該兩個(gè)安裝盲孔為開口設(shè)在主軸中段的徑向盲孔，以主軸軸線為對(duì)稱，徑向盲孔下部設(shè)有螺紋10，其與缸體組件的缸體外螺紋連接。在圖2所示的本發(fā)明缸體組件的主視剖面示意簡(jiǎn)圖中，缸體8為外露端呈封閉的筒體，外露端頂設(shè)有凹槽形旋扭機(jī)構(gòu)，在靠近端頂?shù)母左w周壁上設(shè)有與主軸中段軸向油路對(duì)應(yīng)的環(huán)形凹槽，且在槽底上設(shè)有與缸體腔內(nèi)連通的通孔，在環(huán)形凹槽兩側(cè)設(shè)有與其平行的兩道凹槽，其內(nèi)設(shè)有孔用旋轉(zhuǎn)格萊圈14。缸體內(nèi)設(shè)有與其對(duì)應(yīng)的實(shí)心活塞9，活塞與缸體下端缸蓋12之間設(shè)有壓縮彈簧11。在活塞周壁上設(shè)有3道環(huán)形凹槽，兩端兩道內(nèi)設(shè)導(dǎo)向支撐環(huán)15，中間一道設(shè)有孔用旋轉(zhuǎn)格萊圈16。另在缸蓋上設(shè)小通孔，其與安裝盲孔底部的與主軸內(nèi)壁連通的小通孔對(duì)應(yīng)。上述缸體和油路內(nèi)充有液態(tài)介質(zhì)。