加工中心主轴结构

THK6380加工中心主轴部件结构图，加工中心主轴主要由四个功能部件构成，分别是主轴、刀具自动夹紧机构、切屑清除装置和主轴准停装置。

其中主轴11的前支承配置了三个高精度的角接触球轴承，用以承受径向载荷和轴向载荷，前面两个轴承大口朝下，后面一个轴承大口朝上。前支承按预加载荷计算的预紧量由圆螺母30来调整。后支承为一对小口相对配置的角接触球轴承，它们只承受径向载荷，因此轴承外圈不需要定位。该主轴选择的轴承类型和配置形式，满足主轴高转速和承受较大轴向载荷的要求。主轴受热变形向后伸长，不影响加工精度。

1、刀具自动夹紧装置。刀具自动夹紧装置中刀夹1的内孔用来安装刀具，刀夹1的夹紧与松开动作由弹簧夹头2和轴向拉紧机构控制。弹簧夹头2与拉套10采用螺纹联接，拉套10左端螺纹部分开有轴向槽，其内孔为锥孔，锁紧件8旋入拉套10左端内螺纹孔内，在锁紧件8外锥体的作用下，拉套10开有轴向槽的螺纹部分与弹簧夹头2上的螺纹联接锁紧。主轴11后端有碟形弹簧18，在弹簧力的作用下，拉套10向右拉紧弹簧夹头2，将刀夹1紧紧夹住。为使刀夹1在主轴孔内准确定位，固定在主轴11上的定位小轴6上有一颗定位螺钉5，其端面是刀夹1的轴向定位面。装在拉杆9右端的碟形弹簧20，使拉杆9经常承受向右的弹簧力，固定在拉杆9左端的定位套筒7内的钢球4就将刀夹1右端轴颈夹持并向右拉动，直至刀夹1右端面紧靠在定位螺钉5的定位端面上。

可以看出，刀夹1被夹持的动力主要来自碟形弹簧18的弹力，刀夹1轴向定位的拉紧力主要来自碟形弹簧20的弹力，刀夹1的松开由主轴后端的液压缸提供动力。当液压缸右腔进入液压油时，液压缸中的活塞23向左移动，其左端面首先推动拉杆左移，同时碟形弹簧20被压缩，拉杆9左端的定位套筒7左移（此时固定在主轴11上的定位小轴6因主轴不动而不移动）。由于定位套筒7左移，使钢球4进入套筒3（套筒3也不移动）的大直径部分，使得刀夹1由拉紧状态变成放松状态，而且在拔取刀夹1时，钢球4能径向退让开。当活塞23继续左移时，使左端面外圈与拉套10的右端面接触，且活塞23再向前移动压缩碟形弹簧18并推动拉套10向左移，从而使与拉套10相连的弹赞夹头2同时向左移动而松开，刀夹1即不再受夹紧力，并可从主轴中取出。

加工中心具有存储刀具的刀库，刀具和刀夹组合好后按给定的位置存入刀库。加工过程中需要更换刀具时，根据程序指令，由机械手将已已不再受夹紧力的刀具连同刀夹从主轴中取出，放回刀库中给定的位置，然后再将所需要的刀具连同刀夹从刀库中取出并插入主轴中的弹簧夹头内。