【原创】廉价制造自动换刀主轴构思（滚柱闭锁简单可靠）

王树大 · 发表于 2012-8-15 22:05:49

本帖最后由王树大于 2012-8-25 10:36 编辑

上图是借用的滚珠子闭锁原理，滚柱原理我不会画电脑图呢。
作者：葛忠华，可以转载，但是请注明原作者
滚珠弹缩压迫快换接头应该是法国一个公司的专利，此技术几十年前广泛已经运用于也要各种需要频繁快速插接的压力管路上的，由于滚珠是能万向滚动的，滚珠弹出与回缩还是非常灵活可靠的。不过滚珠本身与凸台接触面成点状接触，承载拉力还是比较弱的。主要原因就是滚珠子的弹出量非常微小，因为保持架那个圈形结构壁厚严格限制了，圈的厚度只能做大滚珠直径的一半尺寸多一点，应该不超过滚子直径的3/4,滚珠弹出那么一点自然承受不了多力。而就是添加滚珠数也很难增强拉力。而且滚珠数不亦过多，否则会造成支撑环架这里强度丢失而断裂。现在还是老办法来增加拉力，就是把滚珠变形为滚柱型，可能的是一种中间段是滚柱两头都要斜切形成对称切面，利用两头的切面触及内圆而形成顶力，由于这两个斜切面会限制滚柱做圆轴运动，不过它并不能限制滚柱的小滚摆运动，但是滚柱两面一定要打磨出完整的圆角，否则容易造成滚柱与内圆面卡滞的发生。由于使用滚柱卡住拉钉可以卡脖卡得更深些，哪怕多卡进零点几个毫米也会成倍提高拉力。虽然滚柱的圆柱面与拉钉的外圆锥面相切形成的还只是点接触，但是由于可以卡得更深些，原先滚珠只能获得保持架一个点的抬力，而滚柱可以获得两肩挑的力道，所以拉力还是会显著提升的。滚柱保持架圈的壁厚可以做的较厚些的。滚柱闭锁拉力能远强于滚珠的原因，实际上滚柱那个孔的截面积可以做的比滚柱截面积稍微大一点也不会造成滚柱通出去。而保持架也很容易成型，只要使用直径厚度圆角合适的角磨砂轮片再管子上切割形成的切口就能做出个简易的保持架了。
采用3条滚柱是可以免去多边形套的必需使用了。采用4-5粒显然必须使用多边形套管才能维持住滚柱的稳定。而那个多边形套是直接在空心轴内加工成型，显然非常难制造，就是用电火花成孔不光效率低而且不能使整批产品尺寸一致，所以我预想的最好采用3粒滚柱，因为三点自动组成一个平面，采用4-5粒滚柱看似接触点多了，实际是很难让4-5个接触点同时全部接触的，仔细分析也只有3点真正承受力度。对滚柱两头修出一点大圆弧就可以了，极其方便可行，虽然拉力有所丧失，但是应该不会差了，因为可能的话还可以适当加粗拉钉。拉钉反斜面角度加大一点，比如直径加粗一毫米，其实主轴脱落的话一般是拉钉扯断为主，拉钉脖子太细了，而现在很多主轴是内冷的，需要加粗拉钉腰部非常有必要，可以增加冷却液通量，一举多得。而整个系统中只要更改价值低廉的拉钉获得全面性能提升绝对不会拖累。滚柱闭锁的力道肯定是相当惊人的，因为它让拉钉与滚柱的受力点产生压力，大家都知道固体材料一般能承受的压力是承受拉力很多很多倍，所以滚柱两侧与中间一点相互推压是可以抗住很大抗力的，比那些爪瓣状受的拉力来的大，爪瓣状是带有一些应力易集中的沟壑结构，所以爪瓣即使采用非常高级的工艺制造成型但沟壑结构决定了它承受的力不会很大。

zhangsansan · 发表于 2012-8-15 23:02:23

我觉得拉钉被拉断多数取决于材质，制造工艺等问题，我做加工中心的，有几次用的国产拉钉，都很容易断，后来换成富士的，几乎没发生过，拉钉这东西配合BT刀柄，已经是标准化了，所以想更改其形状，大小，可能性不大，除非你自己改造，自己小范围使用还有可能，否则，对于后期的维护，互换性将会有很大局限性。
另外，很多时候拉钉没有断，却夹不住刀具，一般都是滚珠闭锁处的设计或加工原因滚珠限位位置公差不对，造成或者滚珠卡在槽内但未接触卡槽斜面，或仅卡在拉钉端头，滚珠没有进入卡槽。
再有，内冷主轴冷却液都是从BT柄的定位端面进入的，锥柄部分对内冷位置有影响，拉钉对于内冷大小影响不大

GUO18029815663 · 发表于 2012-8-16 00:07:03

我来学习的这个不太懂

王树大 · 发表于 2012-8-16 11:56:57

自己顶一下啦

cj0203 · 发表于 2012-8-16 17:48:22

加工中心工作台厚度多少？例如650型工作台长宽一般标准化 800X400 850的加工中心 1000x500
一起探讨下

kaixuan0808 · 发表于 2012-8-16 22:58:32

帮你补充一下图片说明下！

制造业者 · 发表于 2012-8-17 21:28:33

都用了几十年的东西了还讨论？

gaoyouzf · 发表于 2012-8-29 20:30:24

不懂学习中

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