CN103273100A - 数控机床皇冠式转塔动力刀架 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种数控机床皇冠式转塔动力刀架结构，包括：塔头、刀具轴、刀架座、配油盘、齿轮、轴承、联轴器、伺服电机、轴、内齿环、液压缸等。本发明很好的解决了以往的刀架所存在的问题，其灵敏性高、结构简洁合理、效率和精度大大提高。

Description

数控机床皇冠式转塔动力刀架
技术领域
本发明涉及数控机床用刀架技术领域，特别涉及一种数控机床转塔动力刀架的结构。
背景技术
皇冠型刀架不需要配备刀库，节省机床空间，换刀效率高，而且动力刀具的转速高、切削力大，因此主要用作专用机床的配套刀架。目前的皇冠式转塔动力刀架，大多数采用直驱式的驱动方式，即伺服电机与刀具直接相连接，通过控制动力轴沿轴向的滑移来实现刀架的工作和换刀，如专利EP1083026B1，但该刀架采用双伺服驱动方式，这增加了刀架的质量，影响刀架的运动灵敏性，并且结构复杂。在专利US2008/0060182A1中，刀架采用齿轮传动的方式，结构简单，但是刀架工作时所有刀具都在旋转，浪费刀架的动力效率，并且容易对操作人员产生伤害，同时其楔式定位刚度及精度低。
发明内容
发明目的：本发明提供一种数控机床皇冠式转塔动力刀架，其目的是解决以往的刀架灵敏性差；结构复杂以及效率和精度低的问题。
技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种数控机床皇冠式转塔动力刀架，其特征在于：该刀架主要包括塔头、刀具轴、刀架座、传动轴和伺服电机；传动轴穿过塔头和刀架座与伺服电机连接；刀具轴设置在塔头上，刀具轴伸进塔头的一端设置有锥齿轮；在刀架座上设置有工作齿轮，工作齿轮套在传动轴上，工作齿轮通过花键安装在传动轴上，在刀架座上还设置有与工作齿轮啮合的传动齿轮，锥齿轮工作时与传动齿轮啮合，在更换刀具轴上的刀具时锥齿轮与传动齿轮分开；在传动轴的前端穿过塔头，传动轴的前端为液压伸缩缸，液压伸缩缸与设置在塔头上的配油盘连接，在液压伸缩缸的前端设置有活塞，活塞设置在液压缸壁内，活塞与液压缸壁之间固定连接，液压缸壁固定安装在塔头上；在传动轴的非伸缩缸处还设置有转位齿轮，转位齿轮通过花键设置在传动轴上，在塔头上设置有在塔头被提起时与转位齿轮啮合的内齿环；在塔头上还设置有与液压伸缩缸连接的配油盘。
刀架座与传动轴之间通过轴承连接，塔头与传动轴之间通过支撑环及轴承连接，支撑环及轴承与传动轴通过花键连接。
传动轴通过联轴器与伺服电机连接。
刀具轴为多把，多把刀具轴设置在以传动轴为圆心的圆周上。
塔头和刀架座之间为双联齿盘式连接。
优点及效果：本发明提供了一种数控机床皇冠式转塔动力刀架结构，包括：塔头、刀具轴、刀架座、配油盘、齿轮、轴承、联轴器、伺服电机、轴、内齿环、液压缸等。
本发明的有益效果是：
（1）本发明采用齿轮传动方式，刀架结构简单，降低维护成本；
（2）本发明采用双联齿盘定位，定位精度高。
（3）本发明的定位和动力刀驱动只需一个伺服电机，降低刀架惯量，使刀架运行更加灵活。
（4）本发明在机床上滑行的同时可以锁紧和解锁。
（5）本发明的刀具只有在工作位置才能被驱动。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的具体过程演示图。
具体实施方式：下面结合实施例对本发明做进一步的说明：
如图1所示，本发明提供一种数控机床皇冠式转塔动力刀架，该刀架主要包括塔头1、刀具轴2、刀架座3、传动轴16和伺服电机8；传动轴16穿过塔头1和刀架座3与伺服电机8连接；刀具轴2设置在塔头1上，刀具轴2伸进塔头1的一端设置有锥齿轮10；在刀架座3上设置有工作齿轮5，工作齿轮5套在传动轴16上，工作齿轮5通过花键安装在传动轴16上，在刀架座3上还设置有与工作齿轮5啮合的传动齿轮11，传动齿轮11通过固定轴9设置在刀架座3上，锥齿轮10工作时与传动齿轮11啮合，在更换刀具轴2上的刀具时锥齿轮10与传动齿轮11分开；在传动轴16的前端穿过塔头1，传动轴16的前端为液压伸缩缸，液压伸缩缸与设置在塔头1上的配油盘4连接，在液压伸缩缸的前端设置有活塞17，活塞17设置在液压缸壁15内，活塞17与液压缸壁15之间固定连接，液压缸壁15固定安装在塔头1上；在传动轴16的非伸缩缸处还设置有转位齿轮13，转位齿轮13通过花键设置在传动轴16上，在塔头1上设置有在塔头1被提起时与转位齿轮13啮合的内齿环12；在塔头1上还设置有与液压伸缩缸连接的配油盘4，通过如图1中所示的虚线路径与液压伸缩缸相连。
刀架座3与传动轴16之间通过轴承6连接，塔头1与传动轴16之间通过支撑环及轴承14连接。由于支撑环及轴承14与传动轴16通过花键连接，使塔头1在液压油的作用下，可以沿传动轴16滑动。传动轴16通过联轴器7与伺服电机8连接。
刀具轴2为多把，多把刀具轴2设置在以传动轴16为圆心的圆周上。
本发明中的所有齿轮正确安装后，应使转塔刀架在刀具工作位置时，锥齿轮10与传动齿轮11相啮合，转位齿轮13和内齿环12彼此分离，如图1中所示的，彼此上下错开；转塔刀架在换刀时，转位齿轮13与内齿环12相啮合，传动齿轮11与锥齿轮10彼此分离；在此过程中，传动齿轮11与工作齿轮5啮合。伺服电机8安装在刀架座3上，并通过联轴器7与传动轴16相连接。
本发明的定位方式为双联齿盘方式，如图2中A处所示。当转塔刀架在换刀时，使传动轴16停止转动，液压油通过配油盘4作用于在塔头上的液压伸缩缸，使液压活塞17向上顶出，也就是图1中箭头所示的方向，使塔头1沿传动轴16向上滑动，这样就会使塔头1上的锥齿轮10与刀架座3的传动齿轮11之间彼此分离，并且使转位齿轮13与内齿环12相啮合，如图2中B位置所示，传动齿轮11与锥齿轮10彼此分离情况如图2中C处所示；此时，在伺服电机及传动轴16的带动下，塔头1旋转，将需要更换的刀具旋转到与传动齿轮11相对应的位置，使传动轴16停止转动，当指定刀具进入工位时，在液压活塞17的作用下，将塔头1沿传动轴16向下滑动，即图2中的箭头方向，使塔头1和刀架座3上的定位齿盘相互啮合，并锁紧。同时锥齿轮10与传动齿轮11重新相啮合如图1中B处所示，转位齿轮13和内齿环12彼此分离，如图1中A处所示，之后，在伺服电机8的带动下，使传动轴16带动工作齿轮5旋转，工作齿轮5通过传动齿轮11带动锥齿轮10旋转，使刀具轴2上的刀具旋转。
本发明很好的解决了以往的刀架所存在的问题，其灵敏性高、结构简洁合理、效率和精度大大提高。

Claims (5)

1. 一种数控机床皇冠式转塔动力刀架，其特征在于：该刀架主要包括塔头（1）、刀具轴（2）、刀架座（3）、传动轴（16）和伺服电机（8）；传动轴（16）穿过塔头（1）和刀架座（3）与伺服电机（8）连接；刀具轴（2）设置在塔头（1）上，刀具轴（2）伸进塔头（1）的一端设置有锥齿轮（10）；在刀架座（3）上设置有工作齿轮（5），工作齿轮（5）套在传动轴（16）上，工作齿轮（5）通过花键安装在传动轴（16）上，在刀架座（3）上还设置有与工作齿轮（5）啮合的传动齿轮（11），锥齿轮（10）工作时与传动齿轮（11）啮合，在更换刀具轴（2）上的刀具时锥齿轮（10）与传动齿轮（11）分开；在传动轴（16）的前端穿过塔头（1），传动轴（16）的前端为液压伸缩缸，液压伸缩缸与设置在塔头（1）上的配油盘（4）连接，在液压伸缩缸的前端设置有活塞（17），活塞（17）设置在液压缸壁（15）内，活塞（17）与液压缸壁（15）之间固定连接，液压缸壁（15）固定安装在塔头（1）上；在传动轴（16）的非伸缩缸处还设置有转位齿轮（13），转位齿轮（13）通过花键设置在传动轴（16）上，在塔头（1）上设置有在塔头（1）被提起时与转位齿轮（13）啮合的内齿环（12）；在塔头（1）上还设置有与液压伸缩缸连接的配油盘（4）。
2.根据权利要求1所述的数控机床皇冠式转塔动力刀架，其特征在于：刀架座（3）与传动轴（16）之间通过轴承（6）连接，塔头（1）与传动轴（16）之间通过支撑环及轴承（14）连接，支撑环及轴承（14）与传动轴（16）通过花键连接。
3.根据权利要求1所述的数控机床皇冠式转塔动力刀架，其特征在于：传动轴（16）通过联轴器（7）与伺服电机（8）连接。
4.根据权利要求1所述的数控机床皇冠式转塔动力刀架，其特征在于：刀具轴（2）为多把，多把刀具轴（2）设置在以传动轴（16）为圆心的圆周上。
5.根据权利要求1所述的数控机床皇冠式转塔动力刀架，其特征在于：塔头（1）和刀架座（3）之间为双联齿盘式连接。
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