CN102672218A - 一种刀架 - Google Patents

Abstract

一种刀架，该刀架安装在机座上，其特征在于：所述刀架包括有固定板和可转动地连接于该固定板上的刀盘，所述刀盘上沿周向安装有多把刀具。与现有技术相比，本发明的优点在于：刀架采用了转塔式结构，所有刀具均设置在刀盘的同一侧面上，装卸更加方便；其次，刀盘为可转动结构，一次可以安装多把不同功能的刀具，只要转动刀盘即可实现换刀，省去了每加工一个工序需要换一次刀具的麻烦，节省了刀具更换的时间，提高了加工效率；刀盘相对于固定板的转动通过转盘轴承实现。

Description

一种刀架

技术领域

本发明涉及一种刀架，特别是一种用于管端加工设备的刀架。

背景技术

在大型车床、机床或自动化数控加工设备中，为了能够提高加工效率，实现多工件的同步加工和批量生产，通常这类设备上都会配备可安装多把刀具的刀架，各刀具都按加工顺序预先调好，切削一次后，刀架退回并转位，再用另一把刀进行切削，故能在工件的一次装夹中完成较复杂型面的加工。

现有技术中，如专利号为ZL201120011102.5的中国实用新型《转塔式刀架》提供一种转塔式刀架，所述转塔式刀架包括：转塔部，旋转盘旋转规定角度，使规定刀具转位并呼叫；弯曲耦合器，转换为耦合模式与去耦模式，耦合模式下，所述旋转盘通过固定耦合器、旋转耦合器以及活塞耦合器的组合被固定，去耦模式下，所述旋转盘可通过固定耦合器、旋转耦合器以及活塞耦合器的组合旋转；电机，在所述去耦模式下提供旋转力使所述旋转耦合器旋转，由此使旋转盘旋转规定角度，所述弯曲耦合器转换为通过所述活塞耦合器的前进固定联结所述旋转耦合器、固定耦合器以及活塞耦合器，从而固定所述转塔的所述耦合模式，并转换为通过所述活塞耦合器的后退解除所述旋转耦合器、固定耦合器以及活塞耦合器的联结，从而使所述转塔部旋转，即所述旋转耦合器处于可旋转的状态的所述去耦模式。

但是，上述专利的刀架组装结构较为复杂，刀架的旋转运动需要通过多种耦合器的配合实现，各种耦合器之间的配合精度要求高，而且上述专利的耦合器只能实现刀架转塔部的转动动作，无法实现刀架上安装的多把刀头的同时工作，也就无法适用于如管端加工设备中多工位同步加工的要求，因此，还有待于做进一步的改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种加工效率高且装配结构更为简单的刀架。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种刀架，该刀架安装在机座上，其特征在于：所述刀架包括有固定板和可转动地连接于该固定板上的刀盘，所述刀盘上沿周向安装有多把刀具。

作为优选，所述刀盘和所述固定板之间设置有第一转盘轴承，其中，所述的第一转盘轴承包括有外座圈和内齿圈，所述外座圈可转动地套设连接于所述内齿圈之外，所述外座圈与所述固定板固定相连，所述内齿圈与所述刀盘固定相连，所述刀架上还设置有能驱动所述内齿圈旋转的第一驱动装置。

作为优选，所述的第一驱动装置简单地可以第一电机，所述第一电机具有能与所述内齿圈相啮合的第一齿轮轴。

所述的刀具包括有刀头、刀体和刀柄，考虑到刀具的种类有多种多样，对于钻孔加工类的刀具，在加工过程中，刀头是做旋转运动的，为了驱动刀头的转动，作为优选，所述的刀头可转动地设置于所述刀体上，所述刀柄的底部还设置有能驱动所述刀头一起转动的齿轮，所述刀盘和所述固定板之间设置有第二转盘轴承，所述第二转盘轴承包括有内座圈和外齿圈，所述外齿圈可转动地套设连接于所述内座圈之外，所述内座圈与所述固定板固定相连，所述外齿圈与所述刀盘固定相连，并且，所述刀具的齿轮与所述外齿圈相啮合，所述刀架上还设置有能驱动所述外齿圈旋转的第二驱动装置。于是，当第二驱动装置工作时，通过第二转盘轴承的外齿圈可以带动与该外齿圈相啮合刀具的刀头旋转，实现钻孔加工。

作为优选，所述的第二驱动装置也可以简单地选择为第二电机，所述第二电机具有能与所述外齿圈相啮合的第二齿轮轴。

为了保证刀具连接的可靠性，防止刀具在工作中，刀体发生转动，作为优选，所述刀体和刀柄固定连接为一体，所述刀盘的正面开设有可供所述刀柄插入的刀具安装孔，所述刀盘的圆周面在对应每一刀具的位置开设有沿径向布置的通孔，所述通孔内插设有能与所述刀柄相抵而防止所述刀体转动的限位销。于是，采用限位销和刀柄相抵配合方式，不仅可以实现刀体的固定，防止刀体转动，而且还方便刀具的安装和拆卸，更加节省刀具更换的时间。

为了提高限位销和刀柄的接触摩擦力，进一步提高定位可靠性，作为优选，所述刀柄上成型有平面，该平面上设置有锯齿状凸起，所述限位销上成型有斜面，该斜面上设置有能与所述锯齿状凸起相配合限位的齿槽。

为了保证刀盘的转动定位精度，防止在加工过程中刀盘相对于固定板发生转动偏移，作为优选，所述刀盘的圆周面上在对应每一刀具的位置还分别设置有一感应器，所述固定板的圆周面上设置有一能分别与每一所述的感应器对应接触的感应触头，所述固定板和刀盘之间还设置有当所述感应触头和感应器对应接触的状态下防止所述刀盘相对于固定板转动的锁定装置。

考虑到加工方便和结构简单，作为优选，所述的锁定装置包括有液压缸，所述固定板的正面开设有第一定位孔，所述刀盘的正面沿周向开设有多个能分别与所述第一定位孔相对齐的间隔设置的第二定位孔，所述第二定位孔的间隔角度为所述刀具沿所述刀盘分布的间隔角度，在所述感应触头和感应器对应接触的状态下，所述液压缸的活塞杆穿过相互对齐的第一定位孔和第二定位孔而实现所述固定板和刀盘的固定连接。当刀盘转动到位后，感应信号触发液压缸动作，液压缸控制活塞杆插入相互对齐的第一定位孔和第二定位孔之内，从而实现刀盘和固定板的固定连接，当刀盘要继续转动时，液压缸控制活塞杆缩回，刀盘又可以相对于固定板实现转动。

与现有技术相比，本发明的优点在于：刀架采用了转塔式结构，所有刀具均设置在刀盘的同一侧面上，装卸更加方便；其次，刀盘为可转动结构，一次可以安装多把不同功能的刀具，只要转动刀盘即可实现换刀，省去了每加工一个工序需要换一次刀具的麻烦，节省了刀具更换的时间，提高了加工效率；刀盘相对于固定板的转动通过转盘轴承实现。

附图说明

图1为本发明实施例的刀架结构示意图之一。

图2为本发明实施例的刀架结构示意图之二。

图3为本发明实施例的刀架立体分解图。

图4为本发明实施例的刀架内部配合结构示意图。

图5为本发明实施例的刀具固定方式结构示意图。

图6为图5所示的刀具结构示意图。

图7为图5所示的限位销结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～图7所示，本实施例为一种安装在管端加工设备的机座上的刀架3，该刀架3采用转塔式结构，其包括有竖直设置的固定板31和可转动地连接于该固定板31上的刀盘32，刀盘32上沿周向安装有多把用于管件端面加工的刀具6，刀架3上还设置有可驱动刀架3沿靠近或远离工作台的方向做直线运动的主驱动装置，该主驱动装置包括有第三电机53、丝杠轴521和推板522，刀架3沿轴向开设有可供丝杠轴521穿过的轴孔，推板522固定连接在刀架3的固定板31上，推板522开设有能与轴孔相对应的中心孔，该中心孔内设置有能与丝杠轴521相配合的丝杠螺母，第三电机53的输出端与丝杠轴521相连并能驱动该丝杠轴521旋转，第三电机53启动后，通过丝杠轴521和丝杠螺母的配合能够推动整个刀架3沿轴向做直线移动，进而调整刀架3相对于待加工管件之间的距离。

本实施例的刀盘32可转动地连接在固定板31上，为了实现刀盘32的可转动控制，刀盘32和固定板31之间设置有第一转盘轴承4，其中，第一转盘轴承4包括有外座圈41和内齿圈42，外座圈41可转动地套设连接于内齿圈42之外，外座圈41与固定板31固定相连，内齿圈42与刀盘32固定相连，刀架3上还设置有能驱动内齿圈42旋转的第一驱动装置，该第一驱动装置为第一电机51，第一电机51的输出端设置有能与内齿圈42相啮合的第一齿轮轴51。

本实施例的刀盘32为一圆盘结构，可以一次沿周向安装12把刀具6，每把刀具6包括有刀头61、刀体62和刀柄63，刀体62和刀柄63固定连接为一体，刀盘32的正面开设有可供刀柄63插入的刀具安装孔321，刀盘32的圆周面在对应每一刀具6的安装位置则开设有沿径向布置的通孔，通孔内插设有能与刀柄63相抵而防止刀体62转动的限位销7；为了能够实现刀具6的快速安装固定，并且有效防止刀体62的转动，本实施例的刀柄63上成型有一平面，该平面上形成有锯齿状的凸起631，限位销7上成型有一斜面，该斜面上形成有能与锯齿状的凸起631相配合限位的齿槽71，如图5、图6和图7所示，刀具6安装时，将刀柄63插入刀盘32的刀具安装孔321内，然后将限位销7插入刀盘32圆周上对应该刀具6的通孔中，刀柄63在限位销7的作用下，通过凸起631和齿槽71之间的摩擦力实现刀体62的转动限位，保证刀具6在刀盘32上的固定安装。

通常，管件端面的加工包括有多种不同的工序，对于实现扩口、缩口等这类管端加工的刀具6来说，刀具6的刀头61在加工过程中是不旋转的，安装刀具6时只要将刀体62固定在刀盘32上即可；

而对于管端钻孔加工来说，刀头61在加工过程中要连续旋转，这类刀具6在刀柄63底部还可以设置有驱动刀头61一起转动的齿轮64，刀头61和齿轮64之间通过一设置在刀体62内的轴承相连，该轴承一端连接刀头61，另一端连接齿轮64，通过齿轮64进而驱动刀头61一起转动；刀盘32和固定板31之间设置有第二转盘轴承8，该第二转盘轴承8包括有内座圈81和外齿圈82，外齿圈82可转动地套设连接于内座圈81之外，内座圈81与固定板31固定相连，外齿圈82与刀盘32固定相连，刀具6的齿轮64与外齿圈82相啮合，刀架3上还设置有能驱动外齿圈82旋转的第二驱动装置，该第二驱动装置为第二电机52，第二电机52具有能与外齿圈82相啮合的第二齿轮轴521；并且，为了使得结构更加紧凑，方便装配，第二转盘轴承8的外齿圈82直径小于第一转盘轴承4的内齿圈42直径，第二转盘轴承8可以整个容置于第一转盘轴承4的内齿圈42之中，参见图4。

为了保证刀盘32转动过一个角度后定位更加准确，同时防止在加工过程中，刀盘32发生转动偏移，本实施例的刀架3上还设置有电子感应锁定装置，具体结构为：刀盘32的圆周面在对应每一刀具6的位置分别设置有一感应器323，固定板31在圆周面上设置有一个能分别与每一感应器323对应接触的感应触头311；

固定板31和刀盘32之间还设置有锁定装置，该锁定装置包括有两个液压缸54，固定板31的正面沿任意一条径线方向的两端各开设有第一定位孔312，每个第一定位孔312的位置安装有一个液压缸54，刀盘32的正面沿周向则开设有多个能分别与第一定位孔312相对齐的间隔设置的第二定位孔324，第二定位孔324的间隔角度为刀盘32上的刀具6沿周向分布的间隔角度；为了提高连接可靠性，同时方便磨损更换，在每个第一定位孔312内设置有第一轴套541，在每个第二定位孔324内设置有第二轴套542，当感应触头311和任意一个感应器323相对接触的状态下，电子感应开关导通，并发送信号给两个液压缸54，每个液压缸54的活塞杆543伸出并穿入相对齐的一组第一定位孔312的第一轴套541和第二定位孔324的第二轴套542中，从而实现刀盘32和固定板31之间的锁定，感应器323和感应触头311能够检测刀盘32是否转动到位，提高刀盘32转动的准确性，锁定装置能够在刀盘32转动到位后实现刀盘32的固定，防止刀具6偏移，保证刀具6工作的精度（管端圆度加工精度能保证在0.05mm内）和可靠性，提升管件的产品加工质量。

本实施例的刀架工作原理为：启动第三电机53，通过丝杠轴521和推板522内的丝杠螺母的配合驱动整个刀架3沿机座1做直线移动，并控制刀架3运动至相对于机座工作台的合适位置；启动第一电机51，控制刀盘32转动并使得刀盘32上的刀具6对准所需要加工的工件，当刀盘32转动到位后，第一电机51停止工作，感应器323和对应的感应触头311对齐，并发送电子信号给液压缸54，液压缸54的活塞杆543伸出并将固定板31和刀盘32固定于一体；然后，每一工件对应一把刀具6进行加工，如果是进行钻孔类加工，则可以启动第二电机52，通过第二电机52和第二转盘轴承8的配合驱动刀头61旋转。

本实施例的刀架可以用于各类数控机床或多工序集成化加工的设备，以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种刀架，该刀架安装在机座上，其特征在于：所述刀架(3)包括有固定板(31)和可转动地连接于该固定板(31)上的刀盘(32)，所述刀盘(32)上沿周向安装有多把刀具(6)。

2.根据权利要求1所述的刀架，其特征在于：所述刀盘(32)和所述固定板(31)之间设置有第一转盘轴承(4)，其中，所述的第一转盘轴承(4)包括有外座圈(41)和内齿圈(42)，所述外座圈(41)可转动地套设连接于所述内齿圈(42)之外，所述外座圈(41)与所述固定板(31)固定相连，所述内齿圈(42)与所述刀盘(32)固定相连，所述刀架(3)上还设置有能驱动所述内齿圈(42)旋转的第一驱动装置。

3.根据权利要求2所述的刀架，其特征在于：所述的第一驱动装置为第一电机(51)，所述第一电机(51)具有能与所述内齿圈(42)相啮合的第一齿轮轴(51)。

4.根据权利要求1所述的刀架，其特征在于：所述的刀具(6)包括有刀头(61)、刀体(62)和刀柄(63)，所述的刀头(61)可转动地设置于所述刀体(62)上，所述刀柄(63)的底部还设置有能驱动所述刀头(61)一起转动的齿轮(64)，所述刀盘(32)和所述固定板(31)之间设置有第二转盘轴承(8)，所述第二转盘轴承(8)包括有内座圈(81)和外齿圈(82)，所述外齿圈(82)可转动地套设连接于所述内座圈(81)之外，所述内座圈(81)与所述固定板(31)固定相连，所述外齿圈(82)与所述刀盘(32)固定相连，并且，所述刀具(6)的齿轮(64)与所述外齿圈(82)相啮合，所述刀架(3)上还设置有能驱动所述外齿圈(82)旋转的第二驱动装置。

5.根据权利要求4所述的刀架，其特征在于：所述的第二驱动装置为第二电机(52)，所述第二电机(52)具有能与所述外齿圈(82)相啮合的第二齿轮轴(521)。

6.根据权利要求4所述的刀架，其特征在于：所述刀体(62)和刀柄(63)固定连接为一体，所述刀盘(32)的正面开设有可供所述刀柄(63)插入的刀具安装孔(321)，所述刀盘(32)的圆周面在对应每一刀具(6)的位置开设有沿径向布置的通孔，所述通孔内插设有能与所述刀柄(63)相抵而防止所述刀体(62)转动的限位销(7)。

7.根据权利要求6所述的刀架，其特征在于：所述刀柄(63)上成型有平面，该平面上设置有锯齿状凸起(631)，所述限位销(7)上成型有斜面，该斜面上设置有能与所述锯齿状凸起(631)相配合限位的齿槽(71)。

8.根据权利要求1所述的刀架，其特征在于：所述刀盘(32)的圆周面上在对应每一刀具(6)的位置还分别设置有一感应器(323)，所述固定板(31)的圆周面上设置有一能分别与每一所述的感应器(323)对应接触的感应触头(311)，所述固定板(31)和刀盘(32)之间还设置有当所述感应触头(311)和感应器(323)对应接触的状态下防止所述刀盘(32)相对于固定板(31)转动的锁定装置。

9.根据权利要求8所述的刀架，其特征在于：所述的锁定装置包括有液压缸(54)，所述固定板(31)的正面开设有第一定位孔(312)，所述刀盘(32)的正面沿周向开设有多个能分别与所述第一定位孔(312)相对齐的间隔设置的第二定位孔(324)，所述第二定位孔(324)的间隔角度为所述刀具(6)沿所述刀盘(32)分布的间隔角度，在所述感应触头(311)和感应器(323)对应接触的状态下，所述液压缸(54)的活塞杆(543)穿过相互对齐的第一定位孔(312)和第二定位孔(324)而实现所述固定板(31)和刀盘(32)的固定连接。

Images