CN104589121A - 一种弧面凸轮式自动换刀装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种弧面凸轮式自动换刀装置，包括箱体、回转弧面凸轮、直动弧面凸轮、回转分度盘、直动分度盘；回转弧面凸轮和回转分度盘组成的弧面凸轮回转机构主要控制安装在输出轴上的刀臂间歇回转分度运动；直动分度盘和直动弧面凸轮组成的弧面凸轮直动机构主要控制刀臂的直线平移运动，通过圆周方向的间歇分度回转运动与水平方向的往复直线运动的组合，实现了刀臂复杂的分度直动组合运动，运行平稳可靠，无冲击振动，噪音非常低。

Description

一种弧面凸轮式自动换刀装置

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种自动换刀装置，尤其涉及一种弧面凸轮式自动换刀装置。

背景技术

在零件加工过程中，需要对加工刀具进行频繁更换，在传统技术中，常常采用人工进行刀具的更换，而随着现代化和自动化程度的不断提高，自动进行换刀的装置也应用越来越广泛。在传统的换刀装置中，存在结构复杂，成本较高的问题，而且安装定位困难，并影响加工精度，迫切需要设计一种结构简单、使用平稳可靠自动换刀装置。

目前，国外及台湾地区的自动换刀装置主要采用弧面凸轮和平面沟槽凸轮的组合形式，由弧面凸轮实现刀臂的回转分度运动，由平面沟槽凸轮实现刀臂的往复直线运动。国内主要采用的是液压驱动，液压驱动的换刀装置必须等到前一个动作确认无误后才能执行下一个动作，换刀动作不能重叠，因此换刀速度慢，而且会参加比较大的冲击、振动和噪声。国内虽然也有许多机械驱动的自动换刀装置，如由平面分度凸轮组成的ATC装置，有弧面凸轮和圆柱凸轮组成的ATC装置，但是他们都存在冲击振动大或定位不可靠的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、使用平稳可靠的弧面凸轮式自动换刀装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种弧面凸轮式自动换刀装置，包括设置在箱体内相互垂直的输入轴和输出轴，输入轴上固定连接有回转弧面凸轮和直动弧面凸轮，输出轴上设置有回转分度盘和提升套环，箱体内还设置有分别与输入轴和输出轴垂直的拨叉轴，拨叉轴上固定有直动分度盘和拨叉，拨叉与提升套环通过滚子连接，回转分度盘和直动分度盘上分别设置有与回转弧面凸轮和直动弧面凸轮相啮合的带柄滚针轴承和带柄滚动轴承，输出轴上还安装有刀臂；回转弧面凸轮驱动回转分度盘作间歇定位回转运动，从而驱动输出轴作间歇定位回转运动，直动弧面凸轮驱动直动分度盘摆动，带动拨叉摆动，拨叉带动输出轴作往复直线运动；实现输出轴的回转分度和直动组合运动。

所述的输出轴安装在套筒中，套筒通过轴承安装在箱体上，输出轴上还设置有花键，输出轴通过花键与套筒连接，回转分度盘固定在套筒上。

所述的输出轴上还安装有直线轴承，输出轴通过直线轴承在套筒内作直线运动。

所述的输入轴通过偏心轴承座安装在箱体上。

所述的套筒与箱体之间采用了复式透盖，通过复式透盖将安装套筒的轴承固定在箱体上。

本发明的弧面凸轮式自动换刀装置包括弧面凸轮回转机构和弧面凸轮直动机构，弧面凸轮回转机构主要控制安装在输出轴上的刀臂间歇回转分度运动；弧面凸轮直动机构主要控制刀臂的直线平移运动。传统自动换刀装置通过平面沟槽凸轮控制刀臂的直线运动，但是传统平面沟槽凸轮在加速度反向时，滚子与凸轮轮廓接触处会产生冲击振动，而且因为变换接触点时一定会受到制动，并在相反方向给另一侧轮廓以加速度，从而使两者之间产生相对滑动摩擦，加剧磨损。而本装置的弧面凸轮直动机构能获得很好的定位作用，并且可以通过调整中心距来消除滚子与凸轮突脊之间的间隙及补偿磨损，使用平稳可靠，无冲击振动，噪音非常低，具有更长的使用寿命。本发明通过圆周方向的间歇分度回转运动与水平方向的往复直线运动的组合，实现了该自动换刀装置刀臂复杂的分度直动组合运动，运行平稳可靠，无冲击振动，噪音非常低，具有更长的使用寿命。

进一步，传统自动换刀装置的输出轴上只配有花键，而本发明的输出轴上安装有直线轴承，输出轴通过直线轴承在套筒内作直线运动，能使刀臂的直线运动更加平稳可靠。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是图1由A-A位置的剖面俯视图；

图3是图1的左视图，即直动机构结构图；

图4是去除箱体后机构三维图；

图中：箱体1，滚子2，提升套环3，带柄滚针轴承4，套筒5，直线轴承6，刀臂7，输出轴8，复式透盖9，花键10，输入轴11，回转弧面凸轮12，直动弧面凸轮13，偏心轴承座14，盖子15，拨叉轴16，拨叉17，回转分度盘18，带柄滚动轴承19，直动分度盘20。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，2，3，本发明包括设置在箱体1内的输入轴11和输出轴8，输入轴11上固定连接有回转弧面凸轮12和直动弧面凸轮13，回转弧面凸轮12和直动弧面凸轮13随输入轴11作匀速转动，输出轴8上设置有回转分度盘18和提升套环3，箱体1内还设置有分别与输入轴11和输出轴8垂直的拨叉轴16，拨叉轴16上固定有直动分度盘20和拨叉17，拨叉17与提升套环3通过滚子2连接，在回转分度盘18和直动分度盘20上还分别设置有与回转弧面凸轮12和直动弧面凸轮13相啮合的带柄滚针轴承4和带柄滚动轴承19；箱体1上开有多个窗口，窗口通过盖子15封堵。

回转弧面凸轮12通过与其紧密啮合的带柄滚针轴承4驱动回转分度盘18作间歇定位回转运动，从而驱动输出轴8也作间歇定位回转运动，直动弧面凸轮13通过与其紧密啮合的带柄滚动轴承19驱动直动分度盘20摆动，带动拨叉17摆动，固结在拨叉轴16上的拨叉17通过滚子2拨动固定在输出轴8底部的提升套环3，使其作前后往复运动，从而带动输出轴8作竖直方向的往复直线运动。

圆周方向的间歇定位回转运动与竖直方向的往复直线运动的组合，实现输出轴8复杂的分度直动组合运动，实现了安装在输出轴8顶部的刀臂7复杂的分度直动组合运动。

本装置能达到预期的动作要求，而且换刀速度快，动作稳定可靠，不仅解决了冲击振动大，从动件滚子定位不可靠的问题，而且减少了磨损，具有更长的使用寿命。

进一步，如图4所示，输出轴8安装在套筒5中，套筒5通过轴承安装在箱体1上，输出轴8上还设置有花键10，输出轴8通过花键10与套筒5连接，回转分度盘18固定在套筒5上。

进一步，输出轴8与套筒5通过复式透盖9设置在箱体1上，可以实现凸轮与带柄滚针轴承4之间的预紧，消除啮合间隙，输出轴8上还安装有直线轴承6，输出轴8通过直线轴承6在套筒5内作直线运动，输出轴8和套筒5设置花键10连接，使其上下提升运动更加顺畅。套筒5与箱体1之间采用了复式透盖9，通过复式透盖9将安装套筒5的轴承固定在箱体1上。

Claims (5)

1.一种弧面凸轮式自动换刀装置，其特征在于：包括设置在箱体(1)内相互垂直的输入轴(11)和输出轴(8)，输入轴(11)上固定连接有回转弧面凸轮(12)和直动弧面凸轮(13)，输出轴(8)上设置有回转分度盘(18)和提升套环(3)，箱体(1)内还设置有分别与输入轴(11)和输出轴(8)垂直的拨叉轴(16)，拨叉轴(16)上固定有直动分度盘(20)和拨叉(17)，拨叉(17)与提升套环(3)通过滚子(2)连接，回转分度盘(18)和直动分度盘(20)上分别设置有与回转弧面凸轮(12)和直动弧面凸轮(13)相啮合的带柄滚针轴承(4)和带柄滚动轴承(19)，输出轴(11)上还安装有刀臂(7)；回转弧面凸轮(12)驱动回转分度盘(18)作间歇定位回转运动，从而驱动输出轴(8)作间歇定位回转运动，直动弧面凸轮(13)驱动直动分度盘(20)摆动，带动拨叉(17)摆动，拨叉(17)带动输出轴(8)作往复直线运动；实现输出轴(8)的回转分度和直动组合运动。

2.如权利要求1所述的弧面凸轮式自动换刀装置，其特征在于：所述的输出轴(8)安装在套筒(5)中，套筒(5)通过轴承安装在箱体(1)上，输出轴(8)上还设置有花键(10)，输出轴(8)通过花键(10)与套筒(5)连接，回转分度盘(18)固定在套筒(5)上。

3.根据权利要求2所述的弧面凸轮式自动换刀装置，其特征在于：所述的输出轴(8)上还安装有直线轴承(6)，输出轴(8)通过直线轴承(6)在套筒(5)内作直线运动。

4.根据权利要求1-3任一项所述的弧面凸轮式自动换刀装置，其特征在于：所述的输入轴(11)通过偏心轴承座(14)安装在箱体(1)上。

5.根据权利要求2或3任一项所述的弧面凸轮式自动换刀装置，其特征在于：所述的套筒(5)与箱体(1)之间采用了复式透盖(9)，通过复式透盖(9)将安装套筒(5)的轴承固定在箱体(1)上。