CN106271791A - 一种夹臂伺服倾斜式直联刀库 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械制造技术领域，公开了一种夹臂伺服倾斜式直联刀库，包括换位传动机构、换位驱动机构、夹刀机构和减速器支架，换位传动机构为圆盘形结构，夹刀机构通过螺栓安装在换位传动机构的边缘处，减速器支架正对夹刀机构安装在换位传动机构的一侧，换位驱动机构位于减速器支架同侧内部并固定在换位传动机构上；本发明结构简单，设计合理科学，工作效率高，换刀精确快速，制造成本相对低廉，使用寿命长。

Description

一种夹臂伺服倾斜式直联刀库

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，涉及一种加工中心刀库，特别是一种夹臂伺服倾斜式直联刀库。

背景技术

未来工具机产业的发展，均以追求高速、高精度、高效率为目标。随着切削速度的提高，切削时间的不断缩短，对换刀时间的要求也在逐步提高；换刀的速度已成为高等级工具机的一项重要指标。快速自动换刀技术是以减少辅助加工时间为主要目的，综合考虑工具机的各方面因素，在尽可能短的时间内完成刀具交换的技术方法。一般强调换刀速度快的卧式机台，皆有几个特点：1.刀臂短；2.刀臂不成直线；3.两刀可能互相垂直；4.凸轮箱小且可移动。其主要目的是要让换刀时，可动件之转动惯量小，以达到快速换刀之目的。

衡量换刀速度的方法主要有二种：1.刀到刀换刀时间； 2.切屑到切屑换刀时间。由于切屑到切屑换刀时间基本上就是综合加工机两次切削之间的时间，反映了综合加工机换刀所需的辅助时间，因此切屑到切屑换刀时间应是衡量综合加工机效率高低的最直接指标。而刀到刀换刀时间则主要反映自动换刀装置本身性能的好坏，适合作为工具机自动换刀装置的性能指标，这两种方法通常用来评价换刀速度。至于换刀时间多少才算得上是高速工具机，并没有确定的指标，在技术条件可能的情况下，应尽可能提高换刀速度。

工具机的换刀装置，通常由刀库和换刀机构组成，有些应用机械手臂换刀，有些换刀方式并不需要机械手臂，刀库的形式和摆放位置也不一样。为了适合高速运动的需要，高速工具机在结构上已和传统的工具机不同。以刀具运动进给为主，减小运动工件的质量，已成为高速工具机设计的主流。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种夹臂伺服倾斜式直联刀库，本发明结构简单，设计合理科学，工作效率高，换刀精确快速，制造成本相对低廉，使用寿命长。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种夹臂伺服倾斜式直联刀库，包括换位传动机构、换位驱动机构、夹刀机构和减速器支架，换位传动机构为圆盘形结构，夹刀机构通过螺栓安装在换位传动机构的边缘处，减速器支架正对夹刀机构安装在换位传动机构的一侧，换位驱动机构位于减速器支架同侧内部并固定在换位传动机构上；

换位传动机构包括刀库回转盘和换位传动齿盘，刀库回转盘包括中部区域和边缘区域，中部区域上设有多个大圆孔，边缘区域上设有多个小圆孔，刀库回转盘的一侧的中心轴位置通过锁紧螺母安装了传动齿盘支撑轴，传动齿盘支撑轴的外端部套接换位传动齿盘，且两者连接处设有组合轴承，刀库回转盘和换位传动齿盘通过内六角螺钉固定，组合轴承包括位于内圈的推力球滚针轴承和套接在外部的冲压外圈滚针轴承；

减速器支架包括支架前板、支架固定板和支架侧板，支架前板和支架固定板为长边相等的矩形板，且两者以一条长边为基准连接在一起，支架前板与支架固定板相互垂直，支架侧板为直角三角板，且其两条直角边分别与支架前板和支架固定板的短边相连接，支架固定板上还设有矩形固定孔和圆形固定孔，矩形固定孔和圆形固定孔边缘均匀设有圆形安装孔，减速器支架采用螺钉通过圆形固定孔边缘上的圆形安装孔安装在换位传动机构的传动齿盘支撑轴上；

换位驱动机构包括减速器，减速器的一端设有驱动小齿盘轴，减速器的一端安装有驱动小齿盘，驱动小齿盘轴的外端边缘对称设有四个不完全封闭的安装圆柱孔，换位驱动机构采用螺栓或圆柱销通过矩形固定孔边缘上的圆形安装孔安装在减速器支架的支架固定板上。

夹刀机构包括刀柄支架和刀柄架安装座，刀柄支架包括直柄部和连接部，直柄部和连接部以120-150°的夹角连接，直柄部的端部的两侧分别对称设有刀柄脚，两个刀柄脚之间设有刀柄定位卡板，刀柄定位卡板通过内六角沉头螺钉固定在刀柄支架上，每个刀柄脚外端部设有刀柄固定孔，刀柄固定孔内安装夹刀弹簧装置，且倒向滚动轮被倒向轮固定螺栓穿过刀柄固定孔内的夹刀弹簧装置分别安装在两个刀柄脚上；夹刀弹簧装置包括夹刀弹簧座、球面轴压缩弹簧和夹刀球面轴，夹刀弹簧座、球面轴压缩弹簧和夹刀球面轴从外到内依次套接在一起；

刀柄架安装座包括刀柄架安装板和支撑横柱，刀柄架安装板上设有刀柄安装孔，刀柄安装孔通过内六角螺钉、顶紧螺钉或直销将刀柄架安装座固定在换位传动机构的刀库回转盘边缘区域上；且刀柄架安装板一侧的两端垂直其所在平面对称设有两个截面为矩形的支撑横柱，两根支撑横柱与刀柄支架的连接部之间设有刀柄架支撑装置；刀柄架支撑装置包括刀柄架支撑轴，刀柄架支撑轴两端安装有无油轴承，且刀柄架支撑轴中部套接扭簧，扭簧两端通过扭簧挂套连接支撑横柱。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述减速器支架上还设有刀库支架，刀库支架包括矩形部和梯形部，梯形部为直角梯形结构，且矩形部与梯形部的下底边连接，梯形部的上底边与支架侧板的直角斜边通过螺钉连接。

前述减速器还连接换位驱动电机。

前述倒向滚动轮为6002轴承。

前述大圆孔直径为10-36mm，小圆孔直径为4-12mm。

本发明的有益效果是：

本发明直联刀库通过将换位传动机构、换位驱动机构、夹刀机构以及减速器支架四部分科学设计、合理组装，可使其在刀库尺寸不变的情况下，增加刀具容量，节约了安装空间，不但提高刀库的利用率，而且降低了生产成本，提高了刀库的工作效率；主轴电机与主轴直联安装，取消了中间传动链，提高转动精度，降低工作时的噪音，减少了工作人员的安全隐患；同时，刀盘驱动由三相电机驱动改为数控伺服电机驱动，定位精度更高，响应更快，减短了刀具的较换时间，提高了工作效率；本发明驱动机构采用高精度行星减速装置，运行平稳，输出力矩大；抓刀机构抓手偏离中心设计，抓刀牢固，不掉刀，性能稳定、操作安全；倒向滚动轮采用进口优质轴承，刀柄定位卡板经过高频淬火处理，延长抓刀机构的使用寿命；打刀组件采用30°倾面增量机构，且经高频处理，使得打刀平稳，减小打刀时的冲击力，延长产品的使用寿命；重新设计主轴的定位块角度，保证主轴在高速运行时的平稳性，降低高速时易出现的噪声，打刀、换刀采用调整设计，方便维护，易保证精度。

本发明夹臂伺服倾斜式直联刀库，装配调整简单方便，维护成本低，设计合理科学，工作效率高，换刀精确快速，制造成本相对低廉，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明的装配结构示意图；

图2为本发明的装配结构主视图；

图3为本发明的装配结构示剖视图；

图4为换位传动机构的结构示意图；

图5为换位传动机构的剖视图；

图6为换位驱动机构的结构示意图一；

图7为换位驱动机构的结构示意图二；

图8为夹刀机构的结构示意图；

图9为夹刀机构的剖视图；

图10为辅助部分的结构示意图；

其中，1-换位传动机构，2-换位驱动机构，3-夹刀机构，4-减速器支架，5-第一刀库支架，6-第二刀库支架，101-刀库回转盘，102-换位传动齿盘，103-传动齿盘支撑轴，104-锁紧螺母，105-组合轴承，201-减速器，202-驱动小齿盘轴，203-驱动小齿盘，204-换位驱动电机，301-刀柄支架，302-刀柄定位卡板，303-夹刀弹簧装置，304-倒向滚动轮，305-刀柄架安装座，306-刀柄架支撑装置，401-支架前板，402-支架固定板，403-支架侧板。

具体实施方式

通过以下实施例对本发明进行进一步说明，其中：

减速器201和换位驱动电机204组合选用SPG马达90W电机，型号为S6I06CXCE。

实施例1

本实施例提供一种夹臂伺服倾斜式直联刀库，结构如图1、图2以及图3所示，包括换位传动机构1、换位驱动机构2、夹刀机构3和减速器支架4，换位传动机构1为圆盘形结构，夹刀机构3通过螺栓安装在换位传动机构1的边缘处，减速器支架4正对夹刀机构3安装在换位传动机构1的一侧，换位驱动机构2位于减速器支架4同侧内部并固定在换位传动机构1上；其特征在于：

如图4、图5所示，换位传动机构1包括刀库回转盘101和换位传动齿盘102，刀库回转盘101包括中部区域和边缘区域，中部区域上设有多个大圆孔，边缘区域上设有多个小圆孔，刀库回转盘101的一侧的中心轴位置通过锁紧螺母104安装了传动齿盘支撑轴103，传动齿盘支撑轴103的外端部套接换位传动齿盘102，且两者连接处设有组合轴承105，刀库回转盘101和换位传动齿盘102通过内六角螺钉固定，组合轴承105包括位于内圈的推力球滚针轴承和套接在外部的冲压外圈滚针轴承；

如图10所示，减速器支架4包括支架前板401、支架固定板402和支架侧板403，支架前板401和支架固定板402为长边相等的矩形板，且两者以一条长边为基准连接在一起，支架前板401与支架固定板402相互垂直，支架侧板403为直角三角板，且其两条直角边分别与支架前板401和支架固定板402的短边相连接，支架固定板402上还设有矩形固定孔和圆形固定孔，矩形固定孔和圆形固定孔边缘均匀设有圆形安装孔，减速器支架4采用螺钉通过圆形固定孔边缘上的圆形安装孔安装在换位传动机构1的传动齿盘支撑轴103上；

如图6、图7所示，换位驱动机构2包括减速器201，减速器201的一端设有驱动小齿盘轴202，减速器201的一端安装有驱动小齿盘203，驱动小齿盘轴202的外端边缘对称设有四个不完全封闭的安装圆柱孔，换位驱动机构2采用螺栓或圆柱销通过矩形固定孔边缘上的圆形安装孔安装在减速器支架4的支架固定板402上。

如图8、图9所示，夹刀机构3包括刀柄支架301和刀柄架安装座305，刀柄支架301包括直柄部和连接部，直柄部和连接部以120°的夹角连接，直柄部的端部的两侧分别对称设有刀柄脚，两个刀柄脚之间设有刀柄定位卡板302，刀柄定位卡板302通过内六角沉头螺钉固定在刀柄支架301上，每个刀柄脚外端部设有刀柄固定孔，刀柄固定孔内安装夹刀弹簧装置303，且倒向滚动轮304被倒向轮固定螺栓穿过刀柄固定孔内的夹刀弹簧装置303分别安装在两个刀柄脚上；夹刀弹簧装置303包括夹刀弹簧座、球面轴压缩弹簧和夹刀球面轴，夹刀弹簧座、球面轴压缩弹簧和夹刀球面轴从外到内依次套接在一起；刀柄架安装座305包括刀柄架安装板和支撑横柱，刀柄架安装板上设有刀柄安装孔，刀柄安装孔通过内六角螺钉、顶紧螺钉或直销将刀柄架安装座305固定在换位传动机构1的刀库回转盘101边缘区域上；且刀柄架安装板一侧的两端垂直其所在平面对称设有两个截面为矩形的支撑横柱，两根支撑横柱与刀柄支架301的连接部之间设有刀柄架支撑装置306；刀柄架支撑装置306包括刀柄架支撑轴，刀柄架支撑轴两端安装有无油轴承，且刀柄架支撑轴中部套接扭簧，扭簧两端通过扭簧挂套连接支撑横柱。

其中，减速器支架4上还设有刀库支架，刀库支架包括矩形部和梯形部，梯形部为直角梯形结构，且矩形部与梯形部的下底边连接，梯形部的上底边与支架侧板403的直角斜边通过螺钉连接；减速器201还连接换位驱动电机204；倒向滚动轮304为6002轴承；前述大圆孔直径为16mm，小圆孔直径为6mm。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种夹臂伺服倾斜式直联刀库，包括换位传动机构（1）、换位驱动机构（2）、夹刀机构（3）和减速器支架（4），所述换位传动机构（1）为圆盘形结构，所述夹刀机构（3）通过螺栓安装在所述换位传动机构（1）的边缘处，所述减速器支架（4）正对所述夹刀机构（3）安装在所述换位传动机构（1）的一侧，所述换位驱动机构（2）位于所述减速器支架（4）同侧内部并固定在所述换位传动机构（1）上；其特征在于：

所述换位传动机构（1）包括刀库回转盘（101）和换位传动齿盘（102），所述刀库回转盘（101）包括中部区域和边缘区域，所述中部区域上设有多个大圆孔，所述边缘区域上设有多个小圆孔，所述刀库回转盘（101）一侧的中心轴位置通过锁紧螺母（104）安装了传动齿盘支撑轴（103），所述传动齿盘支撑轴（103）的外端部套接所述换位传动齿盘（102），且两者连接处设有组合轴承（105），所述刀库回转盘（101）和换位传动齿盘（102）通过内六角螺钉固定，所述组合轴承（105）包括位于内圈的推力球滚针轴承和套接在外部的冲压外圈滚针轴承；

所述减速器支架（4）包括支架前板（401）、支架固定板（402）和支架侧板（403），所述支架前板（401）和支架固定板（402）为长边相等的矩形板，且两者以一条长边为基准连接在一起，所述支架前板（401）与支架固定板（402）相互垂直，所述支架侧板（403）为直角三角板，且其两条直角边分别与支架前板（401）和支架固定板（402）的短边相连接，所述支架固定板（402）上还设有矩形固定孔和圆形固定孔，所述矩形固定孔和圆形固定孔边缘均匀设有圆形安装孔，所述减速器支架（4）采用螺钉通过圆形固定孔边缘上的圆形安装孔安装在所述换位传动机构（1）的传动齿盘支撑轴（103）上；

所述换位驱动机构（2）包括减速器（201），所述减速器（201）的一端设有驱动小齿盘轴（202），所述减速器（201）的一端安装有驱动小齿盘（203），所述驱动小齿盘轴（202）的外端边缘对称设有四个不完全封闭的安装圆柱孔，所述换位驱动机构（2）采用螺栓或圆柱销通过矩形固定孔边缘上的圆形安装孔安装在所述减速器支架（4）的支架固定板（402）上，所述夹刀机构（3）包括刀柄支架（301）和刀柄架安装座（305），所述刀柄支架（301）包括直柄部和连接部，所述直柄部和连接部以120-150°的夹角连接，所述直柄部的端部的两侧分别对称设有刀柄脚，所述两个刀柄脚之间设有刀柄定位卡板（302），所述刀柄定位卡板（302）通过内六角沉头螺钉固定在刀柄支架（301）上，所述每个刀柄脚外端部设有刀柄固定孔，所述刀柄固定孔内安装夹刀弹簧装置（303），且倒向滚动轮（304）被倒向轮固定螺栓穿过刀柄固定孔内的夹刀弹簧装置（303）分别安装在两个刀柄脚上；所述夹刀弹簧装置（303）包括夹刀弹簧座、球面轴压缩弹簧和夹刀球面轴，所述夹刀弹簧座、球面轴压缩弹簧和夹刀球面轴从外到内依次套接在一起；

所述刀柄架安装座（305）包括刀柄架安装板和支撑横柱，所述刀柄架安装板上设有刀柄安装孔，所述刀柄安装孔通过内六角螺钉、顶紧螺钉或直销将刀柄架安装座（305）固定在所述换位传动机构（1）的刀库回转盘（101）边缘区域的小圆孔上；且所述刀柄架安装板一侧的两端垂直其所在平面对称设有两个截面为矩形的支撑横柱，所述两根支撑横柱与所述刀柄支架（301）的连接部之间设有刀柄架支撑装置（306）；所述刀柄架支撑装置（306）包括刀柄架支撑轴，所述刀柄架支撑轴两端安装有无油轴承，且所述刀柄架支撑轴中部套接扭簧，所述扭簧两端通过扭簧挂套连接所述支撑横柱。

2.根据权利要求1所述的夹臂伺服倾斜式直联刀库，其特征在于：所述减速器支架（4）上还设有刀库支架，所述刀库支架包括矩形部和梯形部，所述梯形部为直角梯形结构，且矩形部与梯形部的下底边连接，所述梯形部的上底边与所述支架侧板（403）的直角斜边通过螺钉连接。

3.根据权利要求1所述的夹臂伺服倾斜式直联刀库，其特征在于：所述减速器（201）还连接换位驱动电机（204）。

4.根据权利要求1所述的夹臂伺服倾斜式直联刀库，其特征在于：所述倒向滚动轮（304）为轴承6002。

5.根据权利要求1所述的夹臂伺服倾斜式直联刀库，其特征在于：所述大圆孔直径为10-36mm，所述小圆孔直径为4-12mm。