【原創】廉價制造自動換刀主軸構思（滾柱閉鎖簡單可靠）

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王樹大

電梯直達

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發表于 2012-8-15 22:05:49 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

本帖最后由王樹大于 2012-8-25 10:36 編輯

上圖是借用的滾珠子閉鎖原理，滾柱原理我不會畫電腦圖呢。
作者：葛忠華，可以轉載，但是請注明原作者
滾珠彈縮壓迫快換接頭應該是法國一個公司的專利，此技術幾十年前廣泛已經運用于也要各種需要頻繁快速插接的壓力管路上的，由于滾珠是能萬向滾動的，滾珠彈出與回縮還是非常靈活可靠的。不過滾珠本身與凸臺接觸面成點狀接觸，承載拉力還是比較弱的。主要原因就是滾珠子的彈出量非常微小，因為保持架那個圈形結構壁厚嚴格限制了，圈的厚度只能做大滾珠直徑的一半尺寸多一點，應該不超過滾子直徑的3/4,滾珠彈出那么一點自然承受不了多力。而就是添加滾珠數也很難增強拉力。而且滾珠數不亦過多，否則會造成支撐環架這里強度丟失而斷裂。現在還是老辦法來增加拉力，就是把滾珠變形為滾柱型，可能的是一種中間段是滾柱兩頭都要斜切形成對稱切面，利用兩頭的切面觸及內圓而形成頂力，由于這兩個斜切面會限制滾柱做圓軸運動，不過它并不能限制滾柱的小滾擺運動，但是滾柱兩面一定要打磨出完整的圓角，否則容易造成滾柱與內圓面卡滯的發生。由于使用滾柱卡住拉釘可以卡脖卡得更深些，哪怕多卡進零點幾個毫米也會成倍提高拉力。雖然滾柱的圓柱面與拉釘的外圓錐面相切形成的還只是點接觸，但是由于可以卡得更深些，原先滾珠只能獲得保持架一個點的抬力，而滾柱可以獲得兩肩挑的力道，所以拉力還是會顯著提升的。滾柱保持架圈的壁厚可以做的較厚些的。滾柱閉鎖拉力能遠強于滾珠的原因，實際上滾柱那個孔的截面積可以做的比滾柱截面積稍微大一點也不會造成滾柱通出去。而保持架也很容易成型，只要使用直徑厚度圓角合適的角磨砂輪片再管子上切割形成的切口就能做出個簡易的保持架了。
采用3條滾柱是可以免去多邊形套的必需使用了。采用4-5粒顯然必須使用多邊形套管才能維持住滾柱的穩定。而那個多邊形套是直接在空心軸內加工成型，顯然非常難制造，就是用電火花成孔不光效率低而且不能使整批產品尺寸一致，所以我預想的最好采用3粒滾柱，因為三點自動組成一個平面，采用4-5粒滾柱看似接觸點多了，實際是很難讓4-5個接觸點同時全部接觸的，仔細分析也只有3點真正承受力度。對滾柱兩頭修出一點大圓弧就可以了，極其方便可行，雖然拉力有所喪失，但是應該不會差了，因為可能的話還可以適當加粗拉釘。拉釘反斜面角度加大一點，比如直徑加粗一毫米，其實主軸脫落的話一般是拉釘扯斷為主，拉釘脖子太細了，而現在很多主軸是內冷的，需要加粗拉釘腰部非常有必要，可以增加冷卻液通量，一舉多得。而整個系統中只要更改價值低廉的拉釘獲得全面性能提升絕對不會拖累。滾柱閉鎖的力道肯定是相當驚人的，因為它讓拉釘與滾柱的受力點產生壓力，大家都知道固體材料一般能承受的壓力是承受拉力很多很多倍，所以滾柱兩側與中間一點相互推壓是可以抗住很大抗力的，比那些爪瓣狀受的拉力來的大，爪瓣狀是帶有一些應力易集中的溝壑結構，所以爪瓣即使采用非常高級的工藝制造成型但溝壑結構決定了它承受的力不會很大。

原創

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zhangsansan

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發表于 2012-8-15 23:02:23 | 只看該作者

我覺得拉釘被拉斷多數取決于材質，制造工藝等問題，我做加工中心的，有幾次用的國產拉釘，都很容易斷，后來換成富士的，幾乎沒發生過，拉釘這東西配合BT刀柄，已經是標準化了，所以想更改其形狀，大小，可能性不大，除非你自己改造，自己小范圍使用還有可能，否則，對于后期的維護，互換性將會有很大局限性。
另外，很多時候拉釘沒有斷，卻夾不住刀具，一般都是滾珠閉鎖處的設計或加工原因滾珠限位位置公差不對，造成或者滾珠卡在槽內但未接觸卡槽斜面，或僅卡在拉釘端頭，滾珠沒有進入卡槽。
再有，內冷主軸冷卻液都是從BT柄的定位端面進入的，錐柄部分對內冷位置有影響，拉釘對于內冷大小影響不大