加工中心主轴松拉刀机构的基本原理

1－拉钉    2－拉杆   3－带轮    4－碟形弹簧   5－锁紧螺母  6－调整垫  7－螺旋弹簧  8－活塞 9、10－行程开关 11－带轮   12－端盖 13－调整螺钉

主轴内部有刀杆的自动夹紧机构，它由拉杆2和头部的4个钢球、碟形弹簧4、活塞杆8和螺旋弹簧7组成。夹紧时活塞8的上端无油压，弹簧7使活塞8向上移至图示位置。碟形弹簧4使拉杆2上移至图示位置，钢球进入到刀杆尾部拉钉1的环形槽内，将刀杆拉紧。放松时，液压使活塞8下移，推拉杆2下移。钢球进入主轴后锥孔上部的环形槽内，把刀杆放开。当机械手把刀杆从主轴中拔出后，压缩空气通过活塞和拉杆的中孔，把主轴锥孔吹净。

     行程开关9和10用于发出夹紧和放松刀杆的信号。 

     刀杆夹紧机构用弹簧、液压夹紧，液压放松，以保证停电刀杆不会松脱 。夹紧时活塞8和拉杆2的上端之间有一定间隙（约4mm），以防止主轴旋转时端面摩擦。

机床采用锥柄刀具，锥部的尾端安装有拉钉1，有拉杆2通过4个5/16in的钢球拉住拉钉1的凹槽，使刀具在主轴锥孔内定位及夹紧。拉紧力由碟形弹簧4产生。碟形弹簧共有34对68片。拉紧刀具的拉紧力等于10kN，最大为13kN。

换刀时，活塞8的行程为12mm。前进约4mm后，它开始推动拉杆2，直到钢球进入主轴锥孔上部的Φ37mm的环槽。这时钢球已不能约束拉钉的头部。拉杆继续下降，拉杆的a面与拉钉的顶端接触，把刀具从主轴锥孔中推出。行程开关10发出信号，机械手即可将刀具取出。

     修磨调整垫块6就可保证当活塞的行程到达终点时拉杆的a面与拉钉的顶端接触。

     活塞8推动拉杆把刀具推出，故活塞的最大推力应等于13kN加弹簧7的弹力。 

     4个钢球与拉钉锥面、主轴孔表面、钢球所在孔的接触应力是相当大，因此对这些部位的材料及表面硬度要求很高。4个钢球所在孔应在同一平面内，为了保证钢球受力的一致性。