在带有刀库的数控机床中，为实现刀具在主轴上的自动装卸，其主轴部件除具有较高的精度和刚度外，还必须带有刀具自动装卸装置和主轴孔内的切屑清除装置。主轴刀具自动装卸及切屑清除装置，其中端面键13既作刀具定位用，又可传递切削转矩。刀夹1以锥度为7：24的锥柄安装于主轴前端的锥孔中定位，并通过拧紧在锥柄尾部的拉钉2拉紧于锥孔中。夹紧刀夹时，液压缸上腔接通回油，弹簧11推活塞6上移，处于图示位置，拉杆4在碟形弹簧5的作用下向上移动。此时装在拉杆前端径向孔中的四个钢球12进入主轴孔中直径较小的，被迫径向收拢而卡进拉钉的环形凹槽内，因而刀杆被拉杆拉紧，依靠摩擦力紧固在主轴上。换刀前需将刀夹松开时，压力油进入液压缸上腔，活塞推动拉杆向下移动，碟形弹簧被压缩；钢球随拉杆一起下移，当进入主轴孔中直径较大的di处时，它就不再能约束拉钉的头部，紧接着拉杆前端内孔的抬肩处端面碰到拉钉，把刀夹顶松。此时行程开关10发出信号，换刀机械手随即将刀夹取下。与此同时，压缩空气由管接头9经活塞和拉杆的中心通孔吹入主轴装刀孔内，把切屑或污物清除干净，以保证刀具的装夹精度。机械手把新刀装上主轴后，液压缸7接通回油，碟形弹簧又拉紧刀夹。刀夹拉紧后，行程开关8发出信号。
自动清除主轴孑L中切屑和灰尘是换刀操作中的一个不容忽视的问题。如果在主轴锥孑L中掉进了切屑或其他污物，在拉紧刀杆时，主轴锥孔表面和刀杆的锥柄就会被划伤，甚至使刀杆发生偏斜，破坏了刀具的正确定位，影响加工零件的精度，甚至使零件报废。
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