CN104002143A - 浮动锥销定位的多工位动力头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了浮动锥销定位的多工位动力头，由抬起转位机构、传动机构及定位机构组成，抬起转位机构的主体部件是上体、中体、下体，其核心是通过直线活塞及回转活塞的运动配合实现上体抬起和转位；定位机构是浮动锥销装置，当上体转位完成落下时，锥销插入与之相配的锥孔中，实行定位；传动机构，主要由导向齿轮、齿轮、传动轴、带轮、多个刀具部件组成，多个刀具部件沿圆周均布安装在上体上，齿轮与其中一个刀具部件上的齿轮相啮合，动力通过带轮输入，到传动轴及齿轮，带动刀具部件做回转运动。本发明实现了多工位的转换及精准定位，加工难度小，重复定位精度高，操作方便、效率高。

Description

浮动锥销定位的多工位动力头

技术领域

 本发明涉及用于组合机床的多工位动力头，尤其是浮动锥销定位的多工位动力头。

背景技术

多工位动力头是组合机床的重要组成部分，它的精度等级，尤其是换刀时的定位精度和换刀时间影响着数控机床加工精度和效率。在自动加工流水线上，常用的动力头一般只能安装一把刀具，完成一道工序的加工。多工位动力头可以安装多把刀具，在一个工位上可以实现多道工序的加工。多工位动力头跟转台一样需要转位，将不同的刀具更换到加工位置。转台最常用的有圆柱销定位，还有较常用的是反靠定位，高精度时会采用齿盘或钢球定位。圆销定位精度不高，定位刚性差，定位面磨损后无法补偿，以造成不能持久地保持定位精度。反靠定位分度工位数的自动调整比较困难，难以提高分度定位精度。而齿盘或钢球定位虽能获得较高精度，但经济性不高，加工难度大。

发明内容

本发明的目的是提供一种浮动锥销定位的多工位动力头，具有结构紧凑、定位精度高、定位面不易磨损、维修方便的优点。

为此，本发明的技术方案如下：浮动锥销定位的多工位动力头，由抬起转位机构、传动机构及定位机构组成，其特征在于：

所述抬起转位机构，主要由上体、中体、下体、中间轴、轴承、回转活塞、密封销、直线活塞、油缸体、套筒、碟形弹簧、转位螺钉、连接螺栓、紧固螺钉、密封圈组成，通过紧固螺钉将油缸体固定在上体上，直线活塞通过连接螺栓固定在中间轴上；直线活塞下方开有转位孔，转位螺钉固定在上体上，当上体抬起时，转位螺钉能插入直线活塞下方的转位孔中；碟形弹簧装在直线活塞下方，碟形弹簧套在套筒上，套筒套在中间轴上；中间轴及连接螺栓中间开有通油孔，与下体的油孔相通；中间轴通过轴承安装在中体及下体内，可在中体及下体内做回转运动；回转活塞固连在中间轴下端，回转活塞上沿径向方向装有密封销，密封销在回转活塞的槽内导向，当回转活塞转动时，在离心力的作用下密封销隔离回转活塞两边压力油；中体与下体固定连接，在结合面上装有密封圈；这样，由中体、下体、回转活塞、密封销、密封圈组成一个摆动油缸，回转活塞在其两边压力油的驱动下能绕中间轴的中心线摆动；

所述定位机构，是浮动锥销装置，主要由锥销、弹簧、螺纹堵组成，锥销与中体上的孔相配，弹簧在锥销和螺纹堵之间，初始状态弹簧有预紧力，螺纹堵固定在中体上；

所述传动机构，主要由导向齿轮、导向销、齿轮、传动轴、带轮及多个刀具部件组成，传动轴支撑在下体内，导向齿轮通过导向销与齿轮固定，齿轮由键固定在传动轴的一端，传动轴的另一端与带轮固定连接；多个刀具部件沿圆周均布装在上体上，齿轮与其中位于工作位置的刀具部件上的齿轮相啮合。

对上述方案的进一步限定在于：所述定位机构的数量为2个。

本发明的工作原理：

当压力油从下体油孔经中间轴及连接螺栓进入直线活塞上方的油缸体中时，压力油推动油缸体向上运动，从而带动上压缩碟型弹簧向上运动，实现上体的抬起运动，此时转位螺钉插入直线活塞下方的转位孔中，为回转运动做准备；

上体抬起到位后，摆动油缸左腔进油，推动回转活塞向右摆动一个角度（六工位为60°），回转活塞通过中间轴带动直线活塞旋转一个角度；这时，上体处于抬起状态，转位螺钉一端插入直线活塞下方的转位孔中，另一端固定在上体上，直线活塞将带动上体相对于中体旋转一个角度。上体上均布装有多个刀具部件（六工位为6个），当上体旋转一个角度（六工位为60°）时，完成上体转位换刀运动；当下体油孔中压力油的压力解除时，上体在碟型弹簧的弹力及自重力的作用下落下，直线活塞下方的转位孔与转位螺钉分离。当上体落下到位后，摆动油缸右腔进油，推动回转活塞向左摆动60°（六工位）复位，为下一个转位循环做准备。这时由于直线活塞下方的转位孔与转位螺钉分离，上体不随中间轴及回转活塞转动；

当上体转位完成落下时，锥销插入与之相配的锥孔中，对上体在回转方向实行定位；

动力通过皮带从带轮输入，即动力从带轮输入，到传动轴，再到齿轮，齿轮与刀具部件上的齿轮相啮合，带动刀具部件做回转运动。导向齿轮的作用是，当动力头转位时，刀具部件上的齿轮能顺利与传动轴上的齿轮相啮合。

有益效果：该浮动锥销定位多工位动力头采用抬起转动机构、传动机构以及定位机构，实现了多工位的转换及精准定位，加工难度小，重复定位精度高，精度保持性好，操作方便、效率高。

附图说明

图1是本发明的主剖视图。

图2是图1的K向视图。

图3是图1所示沿B-B的剖视图。

图4是图3所示沿A-A的剖视图。

图中所示：1为刀具部件；2为紧固螺钉；3为直线活塞；4为套筒；5为油缸体；6为连接螺栓；7为碟形弹簧；8为转位孔；9为转位螺钉；10为上体；11为轴承；12为导向齿轮；13为导向销；14为中体；15为齿轮；16为回转活塞；17为中间轴；18为密封销；19为油孔；20为下体；21为传动轴；22为带轮；23为密封圈A；24为螺纹堵；25为摆动油缸左腔；26为密封圈B；27为密封圈C；28为摆动油缸右腔；29为弹簧；30为锥销。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，进一步描述浮动锥销定位六工位动力头的机械结构如下：图１是本发明浮动锥销定位六工位动力头的主视图；图２是图１的K向视图；图3是图１所示沿B-B的剖视图,它展示了转位机构的结构及分布；图4是图3所示沿A-A的剖视图，它展示了定位机构的结构。

浮动锥销定位六工位动力头，主要由抬起转位机构、传动机构及定位机构三大机构组成；

抬起转位机构如图1、2、3所示，主要由主要由上体10、中体14、下体20、中间轴17、轴承11、回转活塞16、密封销18、直线活塞3、油缸体5、套筒4、碟形弹簧7、转位螺钉9、连接螺栓6、紧固螺钉2、密封圈A23、密封圈B26、密封圈C27组成；

紧固螺钉2将油缸体5固定在上体10上，直线活塞3通过连接螺栓6固定在中间轴17上，直线活塞3下方开有转位孔8，转位螺钉9固定在上体10上，当上体10抬起时，转位螺钉9可插入直线活塞3下方的转位孔8中，在直线活塞3下方装有碟形弹簧7，碟形弹簧7套在套筒4上，套筒4套在中间轴17上；中间轴17及连接螺栓6中间开有通油孔，与下体20的油孔19相通；中间轴17通过轴承11安装在中体14及下体20内，可在中体14及下体20内做回转运动；回转活塞16固连在中间轴17下端，回转活塞16上沿径向方向装有密封销18，密封销在回转活塞的槽内导向，当回转活塞16转动时，在离心力的作用下密封销18隔离回转活塞两边压力油；中体14与下体20固定连接，在结合面上装有密封圈（密封圈由密封圈A23、密封圈B26、密封圈C27组成），这样，由中体14、下体20、回转活塞16、密封销18、密封圈（密封圈A23、密封圈B26、密封圈C27）组成一个摆动油缸，回转活塞16在其两边压力油的驱动下可绕中间轴17的中心线摆动；

当压力油从下体20油孔19经中间轴17及连接螺栓6进入直线活塞3上方的油缸体5中时，压力油推动油缸体5向上运动，从而带动上体10压缩碟型弹簧7向上运动，实现上体10的抬起运动，此时转位螺钉9插入直线活塞3下方的转位孔8中，为回转运动做准备；

上体10抬起到位后，摆动油缸左腔25进油，推动回转活塞16向右摆动一个角度（六工位为60°），回转活塞16通过中间轴17带动直线活塞3旋转一个角度。这时，上体10处于抬起状态，转位螺钉9一端插入直线活塞3下方的转位孔8中，另一端固定在上体10上，直线活塞3将带动上体10相对于中体14旋转一个角度。上体10上均布装有多个刀具部件1（六工位为6个），当上体10旋转一个角度（六工位为60°）时，完成上体10转位换刀运动；

当下体20油孔19中压力油的压力解除时，上体10在碟型弹簧7的弹力及自重力的作用下落下，直线活塞3下方的转位孔8与转位螺钉9分离。当上体10落下到位后，摆动油缸右腔28进油，推动回转活塞16向左摆动60°（六工位）复位，为下一个转位循环做准备。这时由于直线活塞3下方的转位孔8与转位螺钉9分离，上体10不随中间轴17及回转活塞16转动。

传动机构如图1所示，主要由导向齿轮12、导向销13、齿轮15、传动轴21、带轮22及及多个刀具部件1组成，传动轴21支撑在下体20内，导向齿轮12通过导向销13与齿轮15固定，齿轮15由键固定在传动轴21的一端，传动轴21的另一端与带轮22固定连接；多个刀具部件沿圆周均布装在上体上，齿轮15与其中一个刀具部件1（工作位置）上的齿轮相啮合；动力通过皮带从带轮22输入，即动力从带轮22输入，到传动轴21，再到齿轮15，齿轮15与刀具部件1上的齿轮相啮合，带动刀具部件1做回转运动；导向齿轮12的作用是，当动力头转位时，刀具部件1上的齿轮能顺利与传动轴21上的齿轮相啮合。

定位机构如图4所示，是浮动锥销装置，主要由锥销30、弹簧29、螺纹堵24组成。锥销30与中体14上的孔相配，弹簧29在锥销30和螺纹堵24之间，初始状态弹簧29有预紧力，螺纹堵24固定在中体14上。当上体10转位完成落下时，锥销30插入与之相配的锥孔中，对上体10在回转方向实行定位。

Claims (2)

1.浮动锥销定位的多工位动力头，由抬起转位机构、传动机构及定位机构组成，其特征在于：所述抬起转位机构，主要由上体、中体、下体、中间轴、轴承、回转活塞、密封销、直线活塞、油缸体、套筒、碟形弹簧、转位螺钉、连接螺栓、紧固螺钉、密封圈组成，通过紧固螺钉将油缸体固定在上体上，直线活塞通过连接螺栓固定在中间轴上；直线活塞下方开有转位孔，转位螺钉固定在上体上，当上体抬起时，转位螺钉能插入直线活塞下方的转位孔中；碟形弹簧装在直线活塞下方，碟形弹簧套在套筒上，套筒套在中间轴上；中间轴及连接螺栓中间开有通油孔，与下体的油孔相通；中间轴通过轴承安装在中体及下体内，可在中体及下体内做回转运动；回转活塞固连在中间轴下端，回转活塞上沿径向方向装有密封销，密封销在回转活塞的槽内导向，当回转活塞转动时，在离心力的作用下密封销隔离回转活塞两边压力油；中体与下体固定连接，在结合面上装有密封圈；这样，由中体、下体、回转活塞、密封销、密封圈组成一个摆动油缸，回转活塞在其两边压力油的驱动下能绕中间轴的中心线摆动；

所述定位机构，是浮动锥销装置，主要由锥销、弹簧、螺纹堵组成，锥销与中体上的孔相配，弹簧在锥销和螺纹堵之间，初始状态弹簧有预紧力，螺纹堵固定在中体上；

所述传动机构，主要由导向齿轮、导向销、齿轮、传动轴、带轮及多个刀具部件组成，传动轴支撑在下体内，导向齿轮通过导向销与齿轮固定，齿轮由键固定在传动轴的一端，传动轴的另一端与带轮固定连接；多个刀具部件沿圆周均布装在上体上，齿轮与其中位于工作位置的刀具部件上的齿轮相啮合。

2.根据权利要求1所述浮动锥销定位的多工位动力头，其特征在于：所述定位机构的数量为2个。