一种紧凑的附件头锁紧结构及其实现方法与流程

本发明涉及数控机床附件头，具体为一种紧凑的附件头锁紧结构及其实现方法。

背景技术：

1、数控龙门机床是典型的立式加工设备，适用于大型零件的加工，为其配置全自动交换的直角头、延伸头等附件，可极大扩展加工能力并提高加工效率。附件头全自动的交换过程要求电、气、液等快插耦合接头正确对接，同时要有拉紧机构将附件头与机床滑枕牢固而且可靠地锁紧。在附件头连接板上布置四个拉钉，在机床滑枕端部的过渡板上设置液压缸结构通过拉爪实现附件头的拉紧，是当前附件头上常用而经济的做法。

2、当前所使用的拉爪组件通常都是专业厂家生产的标准品，安装方式主要是通过螺纹连接，出厂时加工好内螺纹孔、或外螺纹联接杆，用户使用时只需要对配合使用的零件(如拉刀杆)进行相应的加工。但是，这种采用螺纹连接的方式，需要足够的配合长度以保证承力能力，同时零件总体上属于轴向串接，轴向的尺寸较大。当采用这种通过螺纹连接的标准方式将拉爪组件与液压活塞连接，对附件头进行锁紧时，造成的结果就是机床滑枕上过渡板厚度很大。而过渡板厚度增加造成的进一步的结果是机床主轴法兰到主轴端面的距离必须足够，即机床主轴在滑枕外部的长度要足够，否则会影响附件头的交换；另一方面，过渡板厚度大还会造成附件头的切削力作用点距离滑枕端面的悬伸变大，影响刚度并造成加工精度下降。

3、针对以上不足，本发明提出了一种紧凑的自动附件头锁紧结构，并针对有关零部件定制化所涉及的问题，提出了保证该结构经济地实现方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种紧凑的附件头锁紧结构。

2、本发明所解决的技术问题为：

3、如何通过改变拉爪组件与锁紧油缸的活塞之间的固定方式，缩短活塞的轴向尺寸，解决现有技术中过渡板厚度过大导致的附件头安装不便以及对切削加工的加工精度造成影响的问题。

4、本发明可以通过以下技术方案实现：一种紧凑的附件头锁紧结构，包括机床主轴、过渡板和附件头，过渡板套设在机床主轴外侧并固定在机床滑枕的端面，附件头通过过渡板固定在机床主轴上，附件头的顶部对角线位置固定有四个锁紧拉钉，过渡板顶部与锁紧拉钉的对应位置处均开设有固定锁紧油缸的阶梯型通孔，锁紧油缸包括锁紧油缸下盖、活塞和锁紧油缸上盖，锁紧油缸上盖和锁紧油缸下盖分别通过螺钉固定在过渡板的上下两个台阶面上，活塞滑动设置在锁紧油缸上盖和锁紧油缸下盖之间；

5、活塞内同轴设置有拉爪组件，拉爪组件包括拉爪和联接杆，联接杆通过卡接限位结构与活塞固定，拉爪套设在联接杆上且轴向限位，拉爪与锁紧油缸下盖接触配合。

6、本发明的进一步技术改进在于：卡接限位结构包括开设在联接杆靠近顶部位置的环槽，且环槽位置与活塞的顶部阶梯面平齐，环槽内安装有由两个卡垫配合形成的环状卡垫组；活塞顶部阶梯面上方一定距离处的内壁上开设卡槽，卡槽内安装有弹性挡圈，从而对环状卡垫组形成轴向定位。

7、本发明的进一步技术改进在于：活塞分别与锁紧油缸上盖和锁紧油缸下盖之间设置有上油腔和下油腔，下油腔的截面积大于上油腔的截面积，在液体压强相同时能够产生更大的轴向作用力，且轴向作用力主要作用在过渡板的台阶面上。

8、本发明的进一步技术改进在于：锁紧油缸上盖顶部中心位置固定有防尘盖，且活塞始终与防尘盖之间存在间隙，当连接板与过渡板贴紧时，上油腔处于卸压状态，上油腔保留有最小间隙，且该最小间隙小于活塞与防尘盖之间的间隙大小。

9、本发明的进一步技术改进在于：活塞的外周和内侧面均设置有旋转格莱圈，用于在进行密封锁紧油缸上盖和锁紧油缸下盖之间相对滑动保持密封。

10、本发明的进一步技术改进在于：环状卡垫组为保证厚度一致进行整体加工，采用线切割在正中心分开，成组使用，两个卡垫的外缘面、内孔面分别与活塞的顶部阶梯孔、联接杆的环槽的圆柱面接触配合。

11、本发明的进一步技术改进在于：活塞的行程大于拉爪组件的需求工作行程。

12、一种紧凑的附件头锁紧结构的实现方法，主要包括对联接杆的获取方式，其特征在于，联接杆的获取方式包括定制化制造以及基于标准拉爪组件的二次加工，其中定制化制造具体为直接将制造相应尺寸且开设有环槽的联接杆。

13、本发明的进一步技术改进在于：当标准拉爪组件为内螺纹安装方式，则对联接杆切除余料至相应尺寸并加工环槽，并采用精细车削达到设定的尺寸公差。

14、本发明的进一步技术改进在于：当标准拉爪组件为外螺纹安装方式，则对联接杆的顶部加工出一段圆柱端，并加工出与圆柱端相配合的热装件，并将两者进行热装配固定。

15、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

16、1、本发明采用卡垫与环槽相配合的方式，并使用弹性挡圈进行轴向定位，将拉爪组件与活塞进行固定，极大缩短了活塞的轴向尺寸，进而使过渡板的厚度得到最大程度的减小，为机床选配主轴提供了便利，并且改善机床主轴的刚度。

17、2、另一方面，过渡板厚度的减小使得附件头的切削力悬伸作用距离减小，提高刚度，使切削条件获得优化，更容易保证加工精度。

18、3、根据现有的标准拉爪组件进行余料切除或者采用热装配的方式形成相应尺寸的拉爪组件，保证强度的要求的同时，控制了成本，扩展了可获得性。

技术特征：

1.一种紧凑的附件头锁紧结构，包括机床主轴(2)、过渡板(4)和附件头(5)，过渡板(4)套设在机床主轴(2)外侧并固定在机床滑枕(1)的端面，附件头(5)通过过渡板(4)固定在机床主轴(2)上，其特征在于，所述附件头(5)的顶部对角线位置固定有四个锁紧拉钉(505)，所述过渡板(4)顶部与锁紧拉钉(505)的对应位置处均开设有固定锁紧油缸的阶梯型通孔，锁紧油缸包括锁紧油缸下盖(401)、活塞(402)和锁紧油缸上盖(403)，锁紧油缸上盖(403)和锁紧油缸下盖(401)分别通过螺钉固定在过渡板(4)的上下两个台阶面上，活塞(402)滑动设置在锁紧油缸上盖(403)和锁紧油缸下盖(401)之间；

2.根据权利要求1所述的一种紧凑的附件头锁紧结构，其特征在于，所述卡接限位结构包括开设在联接杆(404-2)靠近顶部位置的环槽，且环槽位置与活塞(402)的顶部阶梯面平齐，环槽内安装有由两个卡垫(407)配合形成的环状卡垫组；活塞(402)顶部阶梯面上方一定距离处的内壁上开设卡槽，卡槽内安装有弹性挡圈(406)，从而对环状卡垫组形成轴向定位。

3.根据权利要求1所述的一种紧凑的附件头锁紧结构，其特征在于，所述活塞(402)分别与锁紧油缸上盖(403)和锁紧油缸下盖(401)之间设置有上油腔(409)和下油腔(408)，下油腔(408)的截面积大于上油腔(409)的截面积，在液体压强相同时能够产生更大的轴向作用力，且轴向作用力主要作用在过渡板(4)的台阶面上。

4.根据权利要求1所述的一种紧凑的附件头锁紧结构，其特征在于，所述锁紧油缸上盖(403)顶部中心位置固定有防尘盖(405)，且活塞(402)始终与防尘盖(405)之间存在间隙，当连接板(501)与过渡板(4)贴紧时，上油腔(409)处于卸压状态，上油腔(409)保留有最小间隙，且该最小间隙小于活塞(402)与防尘盖(405)之间的间隙大小。

5.根据权利要求1所述的一种紧凑的附件头锁紧结构，其特征在于，所述活塞(402)的外周和内侧面均设置有旋转格莱圈，用于在进行密封锁紧油缸上盖(403)和锁紧油缸下盖(401)之间相对滑动保持密封。

6.根据权利要求2所述的一种紧凑的附件头锁紧结构，其特征在于，所述环状卡垫组为保证厚度一致进行整体加工，采用线切割在正中心分开，成组使用，两个卡垫(407)的外缘面、内孔面分别与活塞(402)的顶部阶梯孔、联接杆(404-2)的环槽的圆柱面接触配合。

7.根据权利要求1所述的一种紧凑的附件头锁紧结构，其特征在于，所述活塞(402)的行程大于拉爪组件(404)的需求工作行程。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的紧凑的附件头锁紧结构的实现方法，主要包括对联接杆(404-2)的获取方式，其特征在于，所述联接杆(404-2)的获取方式包括定制化制造以及基于标准拉爪组件的二次加工，其中定制化制造具体为直接将制造相应尺寸且开设有环槽的联接杆(404-2)。

9.根据权利要求8所述的实现方法，其特征在于，当标准拉爪组件为内螺纹安装方式，则对联接杆(404-2)切除余料至相应尺寸并加工环槽，并采用精细车削达到设定的尺寸公差。

10.根据权利要求8所述的实现方法，其特征在于，当标准拉爪组件为外螺纹安装方式，则对联接杆(404-2)的顶部加工出一段圆柱端，并加工出与圆柱端相配合的热装件，并将两者进行热装配固定。

技术总结本发明公开了一种紧凑的附件头锁紧结构及其实现方法，涉及数控机床附件头技术领域，包括附件头，附件头的顶部对角线位置固定有四个锁紧拉钉，过渡板顶部与锁紧拉钉的对应位置处均安装有锁紧油缸，活塞滑动设置在锁紧油缸上盖和锁紧油缸下盖之间；活塞内设置有拉爪组件，拉爪组件包括拉爪和联接杆，联接杆通过卡接限位结构与活塞固定，拉爪套设在联接杆上且轴向限位，拉爪与锁紧油缸下盖配合；本发明采用卡垫与环槽相配合的方式，并使用弹性挡圈进行轴向定位，将拉爪组件与活塞进行固定，极大缩短了活塞的轴向尺寸，进而使过渡板的厚度得到最大程度的减小，为机床选配主轴提供了便利，并且改善机床主轴的刚度，优化了切削条件，保证了加工精度。技术研发人员：关晓勇,肖潇,彭志,鲁卓,胡明洪,郭志军,佟冬,李惠贤,陈光,刘霄,张庆磊,赵晓明,齐延男受保护的技术使用者：安徽卓朴智能装备股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11