CN109550987B - 一种内置单电机伺服动力刀塔 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种内置单电机伺服动力刀塔，包括刀塔箱和刀盘，刀塔箱内设置有腔体，在腔体内设置有传动轴，腔体内壁上固定安装有油缸后盖，传动轴通过第一滚针轴承安装在油缸后盖上，传动轴前端固定连接有第一鼠牙盘，第一鼠牙盘的前端分别与刀盘、端面齿轮固定来接。本发明的目的在于提供一种体积更小、传动精度更高、成本更低的内置单电机伺服动力刀塔。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床刀塔技术领域，特别涉及一种内置单电机伺服动力刀塔。
背景技术
目前伺服动力刀塔，使用的刀塔结构有两个伺服电机，其中小功率的电机提供刀盘转动动力，另一个大功率的电机提供动力刀具的铣削动力。刀盘转动形式，主要是以小功率的伺服电机带动减速机转动，从而带动刀盘转动换刀。传统的刀塔结构复杂，组件需要的安装空间大、刀塔的体积大，外形尺寸太大，多了减速机就多了一道传动环节，传动精度低、传动间隙大等问题，而且成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内置单电机伺服动力刀塔，以解决上述背景技术中提出的刀塔的体积大、传动精度低、成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种内置单电机伺服动力刀塔，包括刀塔箱和刀盘，
刀塔箱内设置有腔体，在所述腔体内设置有传动轴，所述腔体内壁上固定安装有油缸后盖，所述传动轴通过第一滚针轴承安装在所述油缸后盖上，所述的传动轴前端固定连接有第一鼠牙盘，所述第一鼠牙盘的前端分别与刀盘、端面齿轮固定连接；
刀盘内设置有空腔，在空腔内设置有电机外壳，所述电机外壳后端与支撑轴一端连接，所述传动轴内设置有通孔，所述支撑轴位于所述传动轴的通孔内，所述传动轴能绕所述支撑轴转动，所述刀塔箱的后端安装有刀塔后端盖，所述支撑轴另一端通过分油支撑块安装在所述刀塔后端盖上，所述电机外壳内安装有定子钢套，所述定子钢套内安装有伺服电机定子，所述伺服电机定子内设置有转子主轴，转子主轴通过深沟球轴承安装在电机外壳上，所述转子主轴内设置有沿径向延伸的导向腔，所述导向腔内设置有刀柄活塞，所述刀柄活塞在所述导向腔内能往复运动，所述转子主轴与所述刀柄活塞通过花键连接，所述刀柄活塞与所述转子主轴之间形成液压缸，所述刀盘的外壁上沿周向设置有若干动力刀座，所述刀柄活塞下端与所述刀座通过花键连接，所述电机外壳的下端安装有齿轮，所述齿轮与所述刀柄活塞通过花键连接，所述齿轮与所述端面齿轮通过齿轮传动装置连接。
优选的，所述齿轮传动装置包括齿轮传动轴、第二滚针轴承，所述齿轮传动轴通过所述第二滚针轴承安装在所述电机外壳下端，所述齿轮与所述齿轮传动轴通过直齿啮合，所述齿轮传动轴与所述端面齿轮通过伞齿轮啮合。
优选的，还包括锁紧装置，所述锁紧装置包括第二鼠牙盘、第三鼠牙盘，所述第二鼠牙盘与所述刀塔箱固定连接，所述第二鼠牙盘与所述油缸后盖之间形成油腔，所述油腔内设置有第三鼠牙盘，所述第三鼠牙盘能在所述油腔内来回往复移动，所述第三鼠牙盘与所述第一鼠牙盘及所述第二鼠牙盘啮合。
优选的，所述第一鼠牙盘的外端面、所述第二鼠牙盘的外端面均连接静发黑环。
优选的，所述刀塔后端盖上安装固定有感应器轴，所述感应器轴前端固定安装有电感式接近开关。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明一种内置单电机伺服动力刀塔，由于刀具的切换动力和刀具的铣削动力都是通过一个伺服电机来实现，因此，相比于传统的伺服动力刀塔，结构更简单，构件减少，刀塔的体积大大缩小，而且通过齿轮传动装置来实现刀具的切换，无需使用减速机，减少了传动环节，提高了传动精度。
2. 本发明刀具可以双向旋转，就近选刀，节省换刀时间，提高工作效率，速度快，安全平稳；
3. 本发明油压锁紧，夹紧力大，可靠耐用，可适用重切削；
4. 本发明具有绝佳的快速的换刀操控性能（刚性与精度），适合搭配高量产型工具机；
5. 内部采用三片式离合齿结构，使刀塔在换刀时不会有抬起动作，避免铁屑及水气进入刀塔内部。
6. 本发明具有结构简单，占用空间较小，加工的金属零件少，装配简单，成本较低等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中感应器轴及电感式接近开关的结构示意图。
图中：1-刀塔箱；2-刀盘；3-第一鼠牙盘；4-第二鼠牙盘；5-第三鼠牙盘；6-静发黑环；7-刀塔后端盖；8-油缸后盖；9-传动轴；10-感应器轴；11-电感式接近开关；12-电机外壳；13-支撑轴；14-第一滚针轴承；15-分油支撑块；16-伺服电机定子；17-转子主轴；18-深沟球轴承；19-定子钢套；20-齿轮；21-齿轮传动轴；22-第二滚针轴承；23-端面齿轮；24-刀柄活塞；25-动力刀座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种内置单电机伺服动力刀塔，包括刀塔箱1和刀盘2，
刀塔箱1内设置有腔体，在所述腔体内设置有传动轴9，所述腔体内壁上固定安装有油缸后盖8，所述传动轴9通过第一滚针轴承14安装在所述油缸后盖8上，所述的传动轴9前端固定连接有第一鼠牙盘3，所述第一鼠牙盘3的前端分别与刀盘2、端面齿轮23固定连接；
刀盘2内设置有空腔，在空腔内设置有电机外壳12，所述电机外壳12后端与支撑轴13一端连接，所述传动轴9内设置有通孔，所述支撑轴13位于所述传动轴9的通孔内，所述传动轴9能绕所述支撑轴13转动，所述刀塔箱1的后端安装有刀塔后端盖7，所述支撑轴13另一端通过分油支撑块15安装在所述刀塔后端盖7上，所述电机外壳12内安装有定子钢套19，所述定子钢套19内安装有伺服电机定子16，所述伺服电机定子16内设置有转子主轴17，转子主轴17通过深沟球轴承18安装在电机外壳12上，伺服电机通过机床的数控系统控制，所述转子主轴17内设置有沿径向延伸的导向腔，所述导向腔内设置有刀柄活塞24，所述刀柄活塞24在所述导向腔内能往复运动，所述转子主轴17与所述刀柄活塞24通过花键连接，所述刀柄活塞24与所述转子主轴17之间形成液压缸，液压缸内有液压油，并通过机床的液压系统控制，所述刀盘2的外壁上沿周向设置有若干动力刀座25，所述刀柄活塞24下端与所述刀座25通过花键连接，所述电机外壳12的下端安装有齿轮20，所述齿轮20与所述刀柄活塞24通过花键连接，所述齿轮20与所述端面齿轮23通过齿轮传动装置连接。
优选的技术方案是，所述齿轮传动装置包括齿轮传动轴21、第二滚针轴承22，所述齿轮传动轴21通过所述第二滚针轴承22安装在所述电机外壳12下端，所述齿轮20与所述齿轮传动轴21通过直齿啮合，所述齿轮传动轴21与所述端面齿轮23通过伞齿轮啮合。
优选的技术方案是，还包括锁紧装置，所述锁紧装置包括第二鼠牙盘4、第三鼠牙盘5，所述第二鼠牙盘4与所述刀塔箱1固定连接，所述第二鼠牙盘4与所述油缸后盖8之间形成油腔，所述油腔内设置有第三鼠牙盘5，所述第三鼠牙盘5能在所述油腔内来回往复移动，油腔内有液压油，通过数控机床的液压系统控制第三鼠牙盘5移动，所述第三鼠牙盘5与所述第一鼠牙盘3及所述第二鼠牙盘4啮合。
优选的技术方案是，所述第一鼠牙盘3的外端面、所述第二鼠牙盘4的外端面均连接静发黑环6，静发黑环起到密封的作用。
优选的技术方案是，如图2所示，所述刀塔后端盖7上安装固定有感应器轴10，所述感应器轴10前端固定安装有电感式接近开关11，电感式接近开关11与数控系统连接，用于检测传动轴9的转动角度，从而实时监测刀具的换刀情况。
工作原理：当刀塔需要切换刀具时，机床的数控系统就发出换刀命令，转子主轴17停止转动，液压系统控制刀柄活塞24向上运动，刀柄活塞24与动力刀座25刀柄的花键连接分开，同时，刀柄活塞24与齿轮20进行花键连接；刀柄分开后，液压系统发出指令控制液压油进入油腔，推动第三鼠牙盘5右移，使第三鼠牙盘5与第一鼠牙盘3及第二鼠牙盘4脱开，此时，刀盘2就解除了固定，处于自由状态；数控系统发出刀盘转动指令，转子主轴17启动，通过转子主轴17与刀柄活塞24的花键连接，带动刀柄活塞24转动，刀柄活塞24带动齿轮20转动，齿轮20带动齿轮传动轴21转动，齿轮传动轴21通过伞齿轮啮合带动端面齿盘23转动，端面齿盘23与第一鼠牙盘3固定连接，第一鼠牙盘3转动带动刀盘2转动，刀盘2转动到指定定位置，由电感式接近开关11检测是否转到指定位置，直到刀盘2转到指定刀位；液压系统进入油腔内，推动第三鼠牙盘5向左移动，使得第三鼠牙盘5与第一鼠牙盘3及第二鼠牙盘4啮合锁紧，第一鼠牙盘3被固定无法转动，刀盘2就被锁紧固定；刀盘2就被锁紧固定后，液压系统控制刀柄活塞24向下移动，刀柄活塞24与齿轮20的花键连接断开，刀柄活塞24与动力刀座25刀柄的花键连接，就完成了动力刀具的切换，此时，伺服电机就带动完成换刀后的动力刀座25旋转进行铣削加工。由于刀具的切换动力和刀具的铣削动力都是通过一个伺服电机来实现，因此，相比于传统的伺服动力刀塔，结构更简单，构件减少，刀塔的体积大大缩小，而且通过齿轮传动装置来实现刀具的切换，无需使用减速机，减少了传动环节，提高了传动精度，节约了成本。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管本说明书按照实施方式加以描述，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种内置单电机伺服动力刀塔，其特征在于：包括刀塔箱（1）和刀盘（2），
刀塔箱（1）内设置有腔体，在所述腔体内设置有传动轴（9），所述腔体内壁上固定安装有油缸后盖（8），所述传动轴（9）通过第一滚针轴承（14）安装在所述油缸后盖（8）上，所述传动轴（9）前端固定连接有第一鼠牙盘（3），所述第一鼠牙盘（3）的前端分别与刀盘（2）、端面齿轮（23）固定连接；
刀盘（2）内设置有空腔，在空腔内设置有电机外壳（12），所述电机外壳（12）后端与支撑轴（13）一端连接，所述传动轴（9）内设置有通孔，所述支撑轴（13）位于所述传动轴（9）的通孔内，所述传动轴（9）能绕所述支撑轴（13）转动，所述刀塔箱（1）的后端安装有刀塔后端盖（7），所述支撑轴（13）另一端通过分油支撑块（15）安装在所述刀塔后端盖（7）上，所述电机外壳（12）内安装有定子钢套（19），所述定子钢套（19）内安装有伺服电机定子（16），所述伺服电机定子（16）内设置有转子主轴（17），转子主轴（17）通过深沟球轴承（18）安装在电机外壳（12）上，所述转子主轴（17）内设置有沿径向延伸的导向腔，所述导向腔内设置有刀柄活塞（24），所述刀柄活塞（24）在所述导向腔内能往复运动，所述转子主轴（17）与所述刀柄活塞（24）通过花键连接，所述刀柄活塞（24）与所述转子主轴（17）之间形成液压缸，所述刀盘（2）的外壁上沿周向设置有若干动力刀座（25），所述刀柄活塞（24）下端与所述刀座（25）通过花键连接，所述电机外壳（12）的下端安装有齿轮（20），所述齿轮（20）与所述刀柄活塞（24）通过花键连接，所述齿轮（20）与所述端面齿轮（23）通过齿轮传动装置连接；
所述齿轮传动装置包括齿轮传动轴（21）、第二滚针轴承（22），所述齿轮传动轴（21）通过所述第二滚针轴承（22）安装在所述电机外壳（12）下端，所述齿轮（20）与所述齿轮传动轴（21）通过直齿啮合，所述齿轮传动轴（21）与所述端面齿轮（23）通过伞齿轮啮合；
还包括锁紧装置，所述锁紧装置包括第二鼠牙盘（4）、第三鼠牙盘（5），所述第二鼠牙盘（4）与所述刀塔箱（1）固定连接，所述第二鼠牙盘（4）与所述油缸后盖（8）之间形成油腔，所述油腔内设置有第三鼠牙盘（5），所述第三鼠牙盘（5）能在所述油腔内来回往复移动，所述第三鼠牙盘（5）与所述第一鼠牙盘（3）及所述第二鼠牙盘（4）啮合。
2.根据权利要求1所述的一种内置单电机伺服动力刀塔，其特征在于：所述第一鼠牙盘（3）的外端面、所述第二鼠牙盘（4）的外端面均连接静发黑环（6）。
3.根据权利要求1所述的一种内置单电机伺服动力刀塔，其特征在于：所述刀塔后端盖（7）上安装固定有感应器轴（10），所述感应器轴（10）前端固定安装有电感式接近开关（11）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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