立式加工中心及数控铣床主轴结构、自动换刀工作与受力分析
立式加工中心及数控铣床的主轴自动换刀，是机床加工中*的功能。机床在进行换刀时，首先通过松刀动作后，才能将主轴上的刀具取下，待主轴换上新刀后，再进行拉刀动作，将主轴上的刀具拉紧后，方可进行加工。
一、主轴结构及自动换刀工作原理
立式加工中心及数控铣床主轴结构，多采用组件结构形式，所示主要由主轴套筒、主轴构件、主轴前、后支承轴承、实现自动换刀功能的主轴拉杆,蝶形弹簧及拉杆头部的拉爪机构组成。采用组件结构，便于主轴的生产、装配和维修。
不带主轴轴承御荷装置立式加工中心主轴部件内部结构。其换刀过程如下:
在加工过程中需要进行换刀时，松刀缸在高压油或压缩气体的作用下，松刀缸活塞杆下行，逐渐与主轴拉杆上端接触，压迫拉杆下行，拉杆的下端刚性连接着拉爪套和拉爪机构，拉爪机构在下行过程中瓣松开拉爪，这时主轴锥孔中的刀柄及拉钉被放开，在机械手的作用下实现自动换刀。待换刀完成后，松刀油缸回程，拉杆在蝶形弹簧的作用下上行，带动拉爪上行，通过刀柄上的拉钉实现刀具的拉紧。
二、主轴轴承的受力分析
立式加工中心及数控铣床换刀过程中，拉杆要下行一定距离，由于蝶形弹簧压缩量增大，使其内部作用力增大，而蝶形弹簧的作用力通过下垫板作用到主轴构件上，主轴前、后支承轴在轴承内隔圈及锁紧螺母的连接下，与主轴构件形成刚性联接，所以这个作力也就施加到了主轴轴承上，使得主轴轴承产生了一个较大的轴向力;由于拉爪结构的需要，主轴松刀行程一般要达到5-6.55mm左右，这样主轴轴承在每次换刀时，都会产生较大的轴向力，一般而言，40#主轴的松刀力将达到12kn左右，50#主轴的松刀力将达到18kn左右，而且加工中心在工作过程中，换刀是相当频繁的，这就造成主轴轴承要承受经常性的较大的轴向冲击力，严重影响了主轴的精度的稳定和使用寿命。
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