CN104439347A - 直驱式自动回转刀架 - Google Patents

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Inventor
许云龙
王小成
吴华平
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CHANGZHOU HONGDA MACHINE TOOL CNC Co Ltd
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CHANGZHOU HONGDA MACHINE TOOL CNC Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/24—Tool holders for a plurality of cutting tools, e.g. turrets
    • B23B29/32—Turrets adjustable by power drive, i.e. turret heads

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

本发明涉及一种直驱式自动回转刀架，包括箱体、刀盘、定齿圈、动齿圈、齿圈连接板、主轴连接板、主轴、活塞及力矩电机，所述力矩电机固定在箱体内，所述主轴与力矩电机的电机轴径向固定连接，并可轴向自由移动，所述定齿圈通过齿圈连接板固定在箱体内，所述动齿圈可旋转地安装在定齿圈一侧，动齿圈通过主轴连接板与主轴固定连接，所述刀盘设在主轴连接板上，所述活塞套装在主轴上，活塞与主轴连接板连接，活塞驱动主轴连接板轴向移动以使刀盘与定齿圈啮合或脱离。该直驱式自动回转刀架结构紧凑，占用空间小，噪音小，传动效率高，运行平稳，定位准确，提高了产品的可靠性和稳定性。

Description

直驱式自动回转刀架
技术领域
本发明涉及数控机床用刀架领域，尤其是一种直驱式自动回转刀架。
背景技术
目前，车削加工中心及车铣复合加工中心是航空、航天、军工等工业领域的重要加工设备。数控刀架是车削加工中心及车铣复合加工中心的核心功能部件，其性能和结构直接影响机床的切削性能和切削效率，体现了机床的设计和制造水平。
刀架的基本功能：一是固定刀具，二是实现自动换刀。根据实现换刀动作的驱动方式，可以把刀架分为手动刀架、电动刀架(普通电机驱动)、液压刀架(液压马达驱动)、伺服刀架(伺服电机驱动)等。
中国发明专利93110072.0公开了一种齿盘定位刀架，该刀架是靠人工转动刀架手柄使上、下齿盘快速啮合，这种驱动形式难以达到较高的效率。
中国发明专利98113481.5公开了一种普通电机驱动数控刀架，该刀架的刀盘靠普通电机带动凸轮实现转位和初定位，靠齿盘实现精确定位，这种刀架可靠性低，一般用于低端数控机床。
中国实用新型专利200710156376.1公开了一种新型液压刀架，该刀架通过定趴活塞对刀盘进行定位，通过液压马达带动刀盘转动，其体积较大。论文《基于DSP下的伺服刀架控制系统设计》提到了一种伺服刀架，该刀架由伺服电机通过齿轮系统驱动刀盘转位，并实现刀盘初定位，靠三联齿盘实现齿盘精确定位，这种刀架受到传动系统的影响在初定位时精度较差，在精定位时容易产生冲击和振动，影响加工精度。
中国专利201110197712.3公开了一种直驱式伺服刀架，通过锁紧齿盘对动齿圈和定齿圈进行锁紧，省去了齿轮机构、蜗杆机构、凸轮机构等中间传动、变速环节，然而实际生产中，动齿圈、定齿圈如果发生轴向位移，则锁紧齿盘很难同时将动齿圈和定齿圈锁紧，从而导致无法精确定位。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了提供一种结构简单、运行平稳、噪音小、定位准确、精度高的直驱式自动回转刀架。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直驱式自动回转刀架，包括箱体、刀盘、定齿圈、动齿圈、齿圈连接板、主轴连接板、主轴、活塞及力矩电机，所述力矩电机固定在箱体内，所述主轴与力矩电机的电机轴径向固定连接，轴向可自由移动，所述定齿圈通过齿圈连接板固定在箱体内，所述动齿圈可旋转地安装在定齿圈一侧，动齿圈通过主轴连接板与主轴固定连接，所述刀盘套设在主轴连接板上，所述活塞装在主轴上，活塞与主轴连接板连接，活塞驱动主轴连接板轴向移动以使刀盘与定齿圈啮合或脱离。
所述活塞与主轴连接板之间设置有调整垫，可以使得主轴连接板移动时更加平稳。
所述主轴外套设有接水盘，可以防止动齿圈和定齿圈发生热变形。
所述主轴与力矩电机的电机轴之间通过键槽与键的配合方式连接，从而减少了由于切削产生的震动对力矩电机的影响。
本发明的有益效果是：本发明的直驱式自动回转刀架通过动齿圈、定齿圈、刀盘与齿圈连接板、主轴连接板的巧妙配合，通过活塞驱动主轴连接板左右移动，从而实现了刀盘和定齿圈的啮合或脱离，仅需一台电机就可实现刀架的精确定位及切削工作，省去了大量的中间环节，装配及维护更方便，大大降低了成本，该刀架结构紧凑，占用空间小，噪音小，传动效率高，运行平稳，定位准确，提高了产品的可靠性和稳定性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明直驱式自动回转刀架的结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种直驱式自动回转刀架，包括箱体13、刀盘1、定齿圈7、动齿圈2、齿圈连接板8、主轴连接板4、主轴5、活塞10及力矩电机14，所述力矩电机14固定在箱体13内，所述主轴5与力矩电机14的电机轴径向固定连接，轴向可自由移动，所述定齿圈7通过齿圈连接板8固定在箱体13内，所述动齿圈2可旋转地安装在定齿圈7一侧，动齿圈2通过主轴连接板4与主轴5固定连接，所述刀盘1套设在主轴连接板4上，刀盘1固定在刀位盘3上，所述活塞10装在主轴5上，活塞10与主轴连接板4连接，活塞10驱动主轴连接板4轴向移动以使刀盘1与定齿圈7啮合或脱离。
为了防止主轴连接板4在移动时发生上下窜动，所述活塞10与主轴连接板4之间设置有调整垫6。
为了防止动齿圈2和定齿圈7发生热变形，所述主轴5外套设有接水盘9。
为了保证力矩电机14传动的平稳性，所述主轴5与力矩电机14的电机轴之间通过键槽与键的配合方式连接。
所述箱体13顶端设置有信号开关座11，信号开关座11上设置有顶盖12。
本发明工作原理如下：
开机时，活塞10推动主轴连接板4，使主轴连接板4向左移动，则主轴连接板4上的刀盘1与定齿圈7脱离，力矩电机14驱动主轴5旋转，带动动齿圈2旋转，当动齿圈2转动到理想位置时，力矩电机14停止转动，刀架实现了初定位，此时活塞10使主轴连接板4向右移动，则刀盘1与定齿圈7啮合，刀架实现了精确定位，可进行切削动作。
与现有技术相比，本发明的直驱式自动回转刀架通过动齿圈2、定齿圈7、刀盘1与齿圈连接板8、主轴连接板4的巧妙配合，通过活塞10驱动主轴连接板4左右移动，从而实现了刀盘1和定齿圈7的啮合或脱离，仅需一台电机就可实现刀架的精确定位及切削工作，省去了大量的中间环节，装配及维护更方便，大大降低了成本，该刀架结构紧凑，占用空间小，噪音小，传动效率高，运行平稳，定位准确，提高了产品的可靠性和稳定性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种直驱式自动回转刀架，其特征在于：包括箱体(13)、刀盘(1)、定齿圈(7)、动齿圈(2)、齿圈连接板(8)、主轴连接板(4)、主轴(5)、活塞(10)及力矩电机(14)，所述力矩电机(14)固定在箱体(13)内，所述主轴(5)与力矩电机(14)的电机轴径向固定连接，轴向可自由移动，所述定齿圈(7)通过齿圈连接板(8)固定在箱体(13)内，所述动齿圈(2)可旋转地安装在定齿圈(7)一侧，动齿圈(2)通过主轴连接板(4)与主轴(5)固定连接，所述刀盘(1)固定在主轴连接板(4)上，所述活塞(10)装在主轴(5)上，活塞(10)与主轴连接板(4)连接，活塞(10)驱动主轴连接板(4)轴向移动以使刀盘(1)与定齿圈(7)啮合或脱离。
2.根据权利要求1所述的直驱式自动回转刀架，其特征在于：所述活塞(10)与主轴连接板(4)之间设置有调整垫(6)。
3.根据权利要求1所述的直驱式自动回转刀架，其特征在于：所述主轴(5)外套设有接水盘(9)。
4.根据权利要求1所述的直驱式自动回转刀架，其特征在于：所述主轴(5)与力矩电机(14)的电机轴之间通过键槽与键的配合方式连接。
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