李 然，王生怀，袁海兵

（湖北汽车工业学院机械工程学院，湖北十堰442002）

随着“中国制造2025”的不断推进，数控设备在装备制造业中占据着越来越重要的地位。高速电主轴是数控机床的核心模块，其松锁刀可靠性是企业高效率生产的重要保证。自动松锁刀装置是高速电主轴的重要部件，换刀时间以及对刀具夹持的快速性、准确性、牢靠性会对高速数控机床的加工质量和加工效率产生较大的影响［1-2］。目前，高速电主轴较多采用蝶形弹簧式和液压（气压）驱动式松拉刀机构，实现刀具的夹紧或松开。蝶形弹簧式松拉刀机构［3-4］，拉刀力取决于蝶形弹簧，拉刀力不稳定，对工件加工精度有一定的影响；液压（气压）驱动式松拉刀机构［5-7］，电主轴动平衡性好，夹紧力稳定可靠，适用于摆动铣头等高转速、大功率的电主轴中。但是，液压缸的动作需要依靠PLC（Programmable Logic Controller）和行程开关控制，液压缸只有接收到行程开关或PLC的控制信号才可以执行下一个动作，这样需要较长的控制辅助时间，生产效率偏低。

基于伺服驱动［8-9］和谐波减速传动［10-11］原理设计的高速电主轴自动松锁刀装置，主要包括松锁刀伺服电动机、谐波减速机构、松锁刀驱动机构和松锁刀执行机构，谐波减速机构差齿传动带动松锁刀驱动机构中的滚珠丝杠副运动，进而驱动松锁刀执行机构松开或锁紧刀具。

1 自动松锁刀装置整体结构设计

高速电主轴自动松锁刀装置主要由松锁刀伺服电动机、谐波减速机构、松锁刀驱动机构以及松锁刀执行机构等组成。……