CN110340388A - 液压刀塔及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种液压刀塔及其使用方法，所述液压刀塔包括壳体、用于固定、容纳不同加工刀具的刀盘、容纳于所述壳体内并与所述刀盘固定连接的刀盘轴、容纳在所述壳体内用于驱动所述刀盘和所述刀盘轴做直线运动的液压驱动装置及用于驱动所述刀盘和所述刀盘轴做旋转运动的旋转驱动装置。所述壳体上设有固定端齿盘，所述刀盘上设有与所述壳体上的固定端齿盘选择性地啮合的活动端齿盘，所述液压驱动装置驱动所述刀盘轴和刀盘沿垂直于地面的方向做直线运动，从而使所述活动端齿盘脱离/啮合所述固定端齿盘，所述旋转驱动装置在所述活动端齿盘脱离所述固定端齿盘时驱动刀盘轴旋转实现刀具切换。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床领域，尤其涉及一种用于数控机床的液压刀塔及其使用方法。
背景技术
数控车床是一种高精度、高效率的自动化加工机床。机床具有广泛的加工工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补等各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。数控车床按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。在进行加工前，将零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等)，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的数控装置中，从而控制机床自动加工零件。数控机床与普通机床加工零件的区别在于数控机床是按照程序自动加工零件，而普通机床要由人来操作，我们只要改变数控机床动作的程序就可以达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别适用于加工小批量且形状复杂、精度要求高的零件。刀塔是数控车床的自动换刀装置，如果刀塔的精度不够或者可靠性不足，在加工过程中，容易引发机床零件的磨损和发生加工事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种精度高、可靠性高的液压刀塔。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种液压刀塔，包括壳体、用于固定、容纳不同加工刀具的刀盘、容纳于所述壳体内并与所述刀盘固定连接的刀盘轴、容纳在所述壳体内用于驱动所述刀盘和所述刀盘轴做直线运动的液压驱动装置及用于驱动所述刀盘和所述刀盘轴做旋转运动的旋转驱动装置，所述壳体上设有固定端齿盘，所述刀盘上设有与所述壳体上的固定端齿盘选择性地啮合的活动端齿盘，所述液压驱动装置驱动所述刀盘轴和刀盘沿垂直于地面的方向做直线运动，从而使所述活动端齿盘脱离/啮合所述固定端齿盘，所述旋转驱动装置在所述活动端齿盘脱离所述固定端齿盘时驱动刀盘轴旋转实现刀具切换。
作为本发明进一步改进的技术方案，定义垂直于地面的方向为上下方向，并定义远离地面的一端为上端，所述刀盘位于所述壳体的下端，所述刀盘轴容纳于所述壳体内并固定连接于所述刀盘的上端，所述旋转驱动装置与所述刀盘轴固定连接并位于所述壳体的上方。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述壳体还包括大致呈圆柱状的本体部及设于本体部内的圆柱形容纳腔，所述本体部具有靠近地面的下表面，所述固定端齿盘设于所述本体部的下表面。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述刀盘轴和所述液压驱动装置设置在所述容纳腔内。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述刀盘还包括基部及设于基部内用于容纳不同加工刀具的容纳空间，所述基部具有远离地面的上表面，所述活动端齿盘设于所述基部的上表面。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述液压驱动装置包括进液口、出液口、连接在所述进液口和所述出液口之间并围绕所述刀盘轴的外圆周设置的环形液压缸及设置于环形液压缸与刀盘轴之间的驱动活塞，所述刀盘轴通过所述驱动活塞与所述液压驱动装置连接。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述旋转驱动装置为电机，其与所述刀盘轴的上端固定连接，从而驱动刀盘轴和刀盘做旋转运动。
为实现上述目的，本发明还提供一种液压刀塔的使用方法，其包括以下步骤：S1：加工工件时，刀盘上的活动端齿盘与壳体上的固定端齿盘处于啮合状态，所述刀盘相对于壳体固定不动，在刀盘上固定有不同加工步骤所需的多个刀具，其中一个刀具准确地固定在工作位置对被加工工件进行加工；S2：需要更换刀具时，所述液压驱动装置驱动刀盘轴和刀盘向靠近地面的一端运动，从而使刀盘上的活动端齿盘脱离壳体上的固定端齿盘；S3：旋转驱动装置驱动刀盘轴旋转，刀盘轴带动刀盘旋转，让下一加工步骤所用的新刀具准确地旋转到工作位置；S4：液压驱动装置驱动刀盘和刀盘轴向远离地面的一端运动，让刀盘上的活动端齿盘与壳体上的固定端齿盘恢复啮合，使得刀盘相对于壳体固定不动，完成换刀，使得下一加工步骤所用的新刀具精准地固定在工作位置对被加工工件进行加工。
优选地，所述液压驱动装置包括围绕所述刀盘轴的外圆周设置的环形液压缸及设置于环形液压缸与刀盘轴之间的驱动活塞，所述刀盘轴通过所述驱动活塞与所述液压驱动装置连接。
优选地，所述壳体还包括大致呈圆柱状的本体部及设于本体部内的圆柱形容纳腔，所述本体部具有靠近地面的下表面，所述固定端齿盘设于所述下表面上，所述刀盘轴和所述液压驱动装置设置在所述容纳腔内；所述刀盘还包括基部及设于基部内用于容纳不同加工刀具的容纳空间，所述基部具有远离地面的上表面，所述活动端齿盘设于基部的上表面上。
相较于现有技术，本发明的液压刀塔采用液压驱动装置和旋转驱动装置共同控制刀盘的运动进行换刀，换刀动作精度高、可靠性高。
附图说明
图1是本发明液压刀塔的结构示意图。
具体实施方式
参图1所示，本发明揭示了一种液压刀塔100，用于在数控机床运行过程中自动、精确地对需要使用的刀具进行更换。下文描述中，以垂直地面的方向作为上下方向，并约定远离地面的一端为上端，空间相关的术语比如“上方”、“下方”等可以在此用于描述元件之间的位置关系，使描述一个元件与另一个元件的位置关系的说明变得简单。
参图1所示，液压刀塔100包括壳体1、位于壳体1下方用于固定、容纳不同加工刀具的刀盘2、容纳于壳体1内并位于刀盘2上方与刀盘2固定连接的刀盘轴3、容纳在壳体1内用于驱动刀盘2和刀盘轴3做直线运动的液压驱动装置4及设置在壳体1上方用于驱动刀盘2和刀盘轴3做旋转运动的旋转驱动装置5。
壳体1包括大致呈圆柱状的本体部10、设于本体部10内的圆柱形容纳腔11及设于本体部10的靠近地面的下表面上的固定端齿盘12。刀盘轴3和液压驱动装置4设置在容纳腔11内。
刀盘2与刀盘轴3之间固定连接，即二者之间无相互转动和移动，刀盘2包括基部20、设于基部20内用于容纳不同加工刀具的容纳空间及设于基部20的远离地面的上表面上用于与壳体1的固定端齿盘12选择性地啮合的活动端齿盘22。
液压驱动装置4包括进液口41、出液口42、连接在进液口41和出液口42之间并围绕刀盘轴3的外圆周设置的环形液压缸43及设置于环形液压缸43与刀盘轴3之间的驱动活塞44，刀盘轴3通过驱动活塞44与液压驱动装置4连接。
旋转驱动装置5优选为电机，其与刀盘轴3的上端固定连接，从而驱动刀盘轴3和刀盘2做旋转运动。
加工工件时，液压驱动装置4使刀盘2上的活动端齿盘22与壳体1上的固定端齿盘12处于啮合状态，刀盘2相对于壳体1固定不动，在刀盘2上固定有不同加工步骤所需的多个刀具，其中一个刀具准确地固定在工作位置对被加工工件进行加工。数控车床在使用过程中需要更换刀具时，液压刀塔100的环形液压缸43推动刀盘轴3上的环形驱动活塞44向下运动，环形驱动活塞44驱动刀盘轴3和刀盘2向下运动，从而使刀盘2上的活动端齿盘22脱离壳体1上的固定端齿盘12，然后旋转驱动装置5驱动刀盘轴3旋转，刀盘轴3带动刀盘2旋转，让下一加工步骤所用的新刀具准确地旋转到工作位置，接下来，环形液压缸43推动刀盘轴3上的环形驱动活塞44沿向上运动，驱动活塞44驱动刀盘2和刀盘轴3向上运动，让刀盘2上的活动端齿盘22与壳体1上的固定端齿盘12恢复啮合，使得刀盘2相对于壳体1固定不动，完成换刀，使得下一加工步骤所用的新刀具精准地固定在工作位置对被加工工件进行加工。采用液压驱动装置4和旋转驱动装置5共同合作控制刀盘2的运动进行换刀，换刀动作精度高、可靠性高。
以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，例如对“上”、“下”等方向性的描述，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种液压刀塔，其特征在于，包括壳体、用于固定、容纳不同加工刀具的刀盘、容纳于所述壳体内并与所述刀盘固定连接的刀盘轴、容纳在所述壳体内用于驱动所述刀盘和所述刀盘轴做直线运动的液压驱动装置及用于驱动所述刀盘和所述刀盘轴做旋转运动的旋转驱动装置，所述壳体上设有固定端齿盘，所述刀盘上设有与所述壳体上的固定端齿盘选择性地啮合的活动端齿盘，所述液压驱动装置驱动所述刀盘轴和刀盘沿垂直于地面的方向做直线运动，从而使所述活动端齿盘脱离/啮合所述固定端齿盘，所述旋转驱动装置在所述活动端齿盘脱离所述固定端齿盘时驱动刀盘轴旋转实现刀具切换。
2.如权利要求1所述的一种液压刀塔，其特征在于：定义垂直于地面的方向为上下方向，并定义远离地面的一端为上端，所述刀盘位于所述壳体的下端，所述刀盘轴容纳于所述壳体内并固定连接于所述刀盘的上端，所述旋转驱动装置与所述刀盘轴固定连接并位于所述壳体的上方。
3.如权利要求2所述的一种液压刀塔，其特征在于：所述壳体还包括大致呈圆柱状的本体部及设于本体部内的圆柱形容纳腔，所述本体部具有靠近地面的下表面，所述固定端齿盘设于所述本体部的下表面。
4.如权利要求3所述的一种液压刀塔，其特征在于：所述刀盘轴和所述液压驱动装置设置在所述容纳腔内。
5.如权利要求3所述的一种液压刀塔，其特征在于：所述刀盘还包括基部及设于基部内用于容纳不同加工刀具的容纳空间，所述基部具有远离地面的上表面，所述活动端齿盘设于所述基部的上表面。
6.如权利要求1所述的一种液压刀塔，其特征在于：所述液压驱动装置包括进液口、出液口、连接在所述进液口和所述出液口之间并围绕所述刀盘轴的外圆周设置的环形液压缸及设置于环形液压缸与刀盘轴之间的驱动活塞，所述刀盘轴通过所述驱动活塞与所述液压驱动装置连接。
7.如权利要求2所述的一种液压刀塔，其特征在于：所述旋转驱动装置为电机，其与所述刀盘轴的上端固定连接，从而驱动刀盘轴和刀盘做旋转运动。
8.一种如权利要求1所述的液压刀塔的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：加工工件时，刀盘上的活动端齿盘与壳体上的固定端齿盘处于啮合状态，所述刀盘相对于壳体固定不动，在刀盘上固定有不同加工步骤所需的多个刀具，其中一个刀具准确地固定在工作位置对被加工工件进行加工；
S2：需要更换刀具时，所述液压驱动装置驱动刀盘轴和刀盘向靠近地面的一端运动，从而使刀盘上的活动端齿盘脱离壳体上的固定端齿盘；
S3：旋转驱动装置驱动刀盘轴旋转，刀盘轴带动刀盘旋转，让下一加工步骤所用的新刀具准确地旋转到工作位置；
S4：液压驱动装置驱动刀盘和刀盘轴向远离地面的一端运动，让刀盘上的活动端齿盘与壳体上的固定端齿盘恢复啮合，使得刀盘相对于壳体固定不动，完成换刀，使得下一加工步骤所用的新刀具精准地固定在工作位置对被加工工件进行加工。
9.如权利要求8所述的一种液压刀塔的使用方法，其特征在于：所述液压驱动装置包括围绕所述刀盘轴的外圆周设置的环形液压缸及设置于环形液压缸与刀盘轴之间的驱动活塞，所述刀盘轴通过所述驱动活塞与所述液压驱动装置连接。
10.如权利要求8所述的一种液压刀塔的使用方法，其特征在于：所述壳体还包括大致呈圆柱状的本体部及设于本体部内的圆柱形容纳腔，所述本体部具有靠近地面的下表面，所述固定端齿盘设于所述下表面上，所述刀盘轴和所述液压驱动装置设置在所述容纳腔内；所述刀盘还包括基部及设于基部内用于容纳不同加工刀具的容纳空间，所述基部具有远离地面的上表面，所述活动端齿盘设于基部的上表面上。
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