CN111151777A - 一种紧凑型伺服刀塔 - Google Patents

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姚向东
邹运
胡晓东
姚洁
涂磊淼
杨柳
徐佳杰
沈超
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B29/24Tool holders for a plurality of cutting tools, e.g. turrets
    • B23B29/32Turrets adjustable by power drive, i.e. turret heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools

Abstract

本发明涉及一种紧凑型伺服刀塔,包括刀盘和刀塔箱体;刀塔箱体上装配有伺服电机;伺服电机轴线与刀盘回转中心线平行,且伺服电机尾端靠近刀盘;与现有技术相比:在旋转齿盘的作用下,带动刀盘的转动起到选刀定位的作用,同时移动齿盘在液压力作用下同时与旋转齿盘、固定齿盘相啮合,起到刀盘精确定位的作用。

Description

一种紧凑型伺服刀塔
技术领域
本发明属于刀塔技术领域,尤其是涉及一种用于数控车床的紧凑型伺服刀塔。
背景技术
目前使用的传统刀塔结构形式,主要是以伺服电机通过减速机驱动刀盘回转选刀,通常情况下伺服电机安装在箱体后端,通过箱体内的减速装置驱动刀盘回转。传统结构的弊端之一在于刀塔轴向尺寸较大,包括刀盘、箱体和电机三个主要部分,需要占用机床内部空间也比较大,导致机床整体长度增加,降低性能的同时提高了机床成本。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷,提供一种结构紧凑,长度更小的新型伺服刀塔结构,尤其适用于中小型数控机床使用。
为了达到以上目的,本发明所采用的技术方案是:一种紧凑型伺服刀塔,包括刀盘和刀塔箱体;刀塔箱体上装配有伺服电机;伺服电机轴线与刀盘回转中心线平行,且伺服电机尾端靠近刀盘。
伺服刀塔还包括刀塔箱体、减速装置、定位装置及夹紧装置等;伺服电机通过二级齿轮传动带动刀盘旋转,一级齿轮与电机轴采用锥孔连接并与二级齿轮啮合传动,二级齿轮通过普通平键与三级齿轮轴啮合,齿轮轴通过轴承安装在箱体内,直接与端齿盘啮合。
齿轮传动装置位于箱体内,箱体采用后端开放式结构以便于安装和维修。
作为本发明的一种优选方案,所述伺服电机上安装有第一齿轮,第一齿轮上啮合有第二齿轮,第二齿轮套接在齿轮轴上,齿轮轴上套接有相对称的轴承,左侧的轴承安装在刀塔箱体内,且与刀塔箱体内端面相抵,右侧的轴承端面与轴承端盖相抵,且轴承端盖左端面与刀塔箱体相抵。
作为本发明的一种优选方案,所述齿轮轴与旋转齿盘啮合,旋转齿盘左端面与刀盘右端面相抵,旋转齿盘右端面与刀塔箱体相抵,旋转齿盘套接在固定齿盘上,固定齿盘套接在中心轴上,同时移动齿盘也套接在中心轴上,且通过第一密封圈和第二密封圈形成封闭液压腔;采用三联端齿盘定位结构实现刀盘的准确定位,其中固定齿盘安装在箱体上,回转齿盘由前述齿轮减速装置驱动回转,移动齿盘在液压作用下实现三联齿盘定位动作。
由移动齿盘、中心轴和油缸端盖形成封闭的液压缸,以提供齿盘定位所需的动力,中心轴固定在箱体上。
作为本发明的一种优选方案,所述移动齿盘套接在油缸端盖内,油缸端盖套接在中心轴上并且端面相抵,移动齿盘上安装有第三密封圈,同时油缸端盖上安装有第四密封圈,且油缸端盖左侧套接有轴承,同时油缸端盖左端与轴承压板相抵,且轴承外圆上套接有刀盘。
作为本发明的一种优选方案,所述中心轴后端安装有切削液法兰盘,中心轴与切削液法兰盘相抵,其前端与分配器相抵,且分配器套接在密封盖内,密封盖与刀盘端面相抵,且分配器径向孔内套接有密封套;切削液通过中心轴内孔,再经过安装在中心轴前端的分配器流向切削区域。
作为本发明的一种优选方案,还包括有信号杆,信号杆与移动齿盘相抵,切削液法兰盘上安装有开关支架,且开关支架上安装有夹紧开关和松开开关。
本发明的有益效果是,与现有技术相比:在旋转齿盘的作用下,带动刀盘的转动起到选刀定位的作用,同时移动齿盘在液压力作用下同时与旋转齿盘、固定齿盘相啮合,起到刀盘精确定位的作用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图(一);
图2是本发明的结构示意图(二);
图中附图标记:伺服电机1,第一齿轮2,刀塔箱体3,齿轮压盖4,第二齿轮5,轴承6,轴承端盖7,齿轮压盖8,齿轮轴9,防尘盖10,旋转齿盘11,固定齿盘12,切削液法兰盘13,中心轴14,开关支架15,防尘盖16,第一密封圈17,第二密封圈18,移动齿盘19,密封圈20,定位盘21,防尘圈22,第三密封圈23,刀盘24,密封套25,分配器26,密封盖27,轴承压板28,轴承29,油缸端盖30,第四密封圈31,夹紧开关32,信号杆33,松开开关34。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
如图1所示,一种紧凑型伺服刀塔,包括刀塔箱体、减速装置、定位装置、夹紧装置、刀盘和刀塔箱体;刀塔箱体上装配有伺服电机;伺服电机轴线与刀盘回转中心线平行,且伺服电机尾端靠近刀盘;进而实现刀塔整体轴向尺寸更小。
伺服电机通过二级齿轮传动带动刀盘旋转,一级齿轮与电机轴采用锥孔连接并与二级齿轮啮合传动,二级齿轮通过普通平键与三级齿轮轴啮合,齿轮轴通过轴承安装在箱体内,直接与端齿盘啮合。
伺服电机1安装在箱体3上,电机轴前端安装有第一齿轮2,第一齿轮2前端安装有齿轮压盖4,通过螺母将齿轮固定在电机轴上;第一齿轮2与第二齿轮5相啮合,第二齿轮5内孔与齿轮轴9外圆相配合,齿轮9通过由两个轴承6提供径向支撑,轴承6安装在箱体内孔中,同时左侧的轴承6外环与箱体内孔轴肩相抵实现轴向定位,右侧的轴承6内环轴向与齿轮轴9的轴肩相抵,另一侧与第二齿轮5的端面相抵,同时第二齿轮5另一端与齿轮压盖8相抵,齿轮压盖8通过螺钉与齿轮轴9相互连接;同时轴承6右侧外环与轴承端盖7左端面相抵,轴承端盖7通过螺钉与箱体连接,进而形成一级齿轮传动系统。
齿轮轴9与旋转齿盘11相互啮合,旋转齿盘11外圆上加工有渐开线齿轮,其左端面与刀盘24右端面相抵并由螺钉连接,旋转齿盘11在齿轮轴9的驱动下回转,进而带动刀盘24一起回转,旋转齿盘11的内孔与固定齿盘12的外圆套接,由固定齿盘12对旋转齿盘11的旋转进行径向支撑,旋转齿盘11右端面与箱体3端面相抵,由箱体3对旋转齿盘提供轴向支撑,固定齿盘12安装在箱体3上,其内孔与中心轴14的外圆套接,同时中心轴14另一处外圆与移动齿盘19的内孔套接,在配合处安装有密封圈17和密封圈18,中心轴14、移动齿盘19、密封圈17和密封圈18共同组成液压腔,推动移动齿盘19向左移动,实现移动齿盘19和固定齿盘12及旋转齿盘11脱离。
中心轴14前端与油缸端盖30相抵并由螺钉连接,油缸端盖30内孔与中心轴14外圆套接,实现在油缸端盖的径向支撑,油缸端盖30内孔与移动齿盘19的外圆套接,其中移动齿盘19上安装有密封圈23,油缸端盖30与中心轴14之间安装有密封圈31,因此油缸端盖30、密封圈23、移动齿盘19和密封圈18共同组合液压腔,推动移动齿盘19向右移动,实现移动齿盘19和固定齿盘12及旋转齿盘11啮合,进而实现刀盘24精确定位。
油缸端盖30的左侧外圆与轴承29内孔套接,端面和轴承29内环右端面相抵,轴承29的内环左端面与轴承压板28相抵,而轴承压板28右端面与油缸端盖左端面相抵,并由螺钉连接,进而形成对轴承29的支撑定位。轴承29的外环与刀盘24内孔相抵,为刀盘24提供径向支撑。
中心轴14右端面与切削液法兰盘13相抵并由螺钉连接,中心轴14左端面与分配器26右端面相抵,切削液经由切削液法兰盘13进入中心轴14的中心孔,再进入分配器26中心孔,然后经由安装在分配器26径向孔内的密封套25进入刀盘24,最终从刀盘24上的切削液出口喷出。刀盘24左端面安装有密封盖27,密封盖27的内孔与分配器25的外圆套接,实现切削液密封。
如图2所示,切削液法兰盘13上安装有开关支架33,开关支架上安装有夹紧开关32和松开开关34,信号杆35左端安装在移动齿盘19上,由移动齿盘19带动沿轴向往复运动,进而在齿盘啮合时触发夹紧开关32,在齿盘脱开时触发松开开关34,进而实现伺服刀塔转位、定位夹紧等功能。
尽管本文较多地使用了图中附图标记:伺服电机1,第一齿轮2,刀塔箱体3,齿轮压盖4,第二齿轮5,轴承6,轴承端盖7,齿轮压盖8,齿轮轴9,防尘盖10,旋转齿盘11,固定齿盘12,切削液法兰盘13,中心轴14,开关支架15,防尘盖16,第一密封圈17,第二密封圈18,移动齿盘19,密封圈20,定位盘21,防尘圈22,第三密封圈23,刀盘24,密封套25,分配器26,密封盖27,轴承压板28,轴承29,油缸端盖30,第四密封圈31,夹紧开关32,信号杆33,松开开关34等术语,但并不排除使用其它术语的可能性;使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种紧凑型伺服刀塔,其特征在于,包括刀盘(24)和刀塔箱体(3);刀塔箱体(3)上装配有伺服电机(1);伺服电机(1)轴线与刀盘(24)回转中心线平行,且伺服电机(1)尾端靠近刀盘(24)。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型伺服刀塔,其特征在于,所述伺服电机(1)上安装有第一齿轮(2),第一齿轮(2)上啮合有第二齿轮(5),第二齿轮(5)套接在齿轮轴(9)上,齿轮轴(9)上套接有相对称的轴承(6),左侧的轴承(6)安装在刀塔箱体(3)内,且与刀塔箱体(3)内端面相抵,右侧的轴承(6)端面与轴承端盖(7)相抵,且轴承端盖(7)左端面与刀塔箱体(3)相抵。
3.根据权利要求2所述的一种紧凑型伺服刀塔,其特征在于,所述齿轮轴(9)与旋转齿盘(11)啮合,旋转齿盘(11)左端面与刀盘(24)右端面相抵,旋转齿盘(11)右端面与刀塔箱体(3)相抵,旋转齿盘(11)套接在固定齿盘(12)上,固定齿盘(12)套接在中心轴(14)上,同时移动齿盘(19)也套接在中心轴(14)上,且通过第一密封圈(17)和第二密封圈(18)形成封闭液压腔。
4.根据权利要求3所述的一种紧凑型伺服刀塔,其特征在于,所述移动齿盘(19)套接在油缸端盖(30)内,油缸端盖(30)套接在中心轴(14)上并且端面相抵,移动齿盘(19)上安装有第三密封圈(23),同时油缸端盖(30)上安装有第四密封圈(31),且油缸端盖(30)左侧套接有轴承(29),同时油缸端盖(30)左端与轴承压板(28)相抵,且轴承(29)外圆上套接有刀盘(24)。
5.根据权利要求4所述的一种紧凑型伺服刀塔,其特征在于,所述中心轴(14)后端安装有切削液法兰盘(13),中心轴(14)与切削液法兰盘(13)相抵,其前端与分配器(26)相抵,且分配器(26)套接在密封盖(27)内,密封盖(27)与刀盘(24)端面相抵,且分配器(26)径向孔内套接有密封套(25)。
6.根据权利要求1-5之任意所述的一种紧凑型伺服刀塔,其特征在于,还包括有信号杆(33),信号杆(33)与移动齿盘(19)相抵,切削液法兰盘(13)上安装有开关支架(15),且开关支架(15)上安装有夹紧开关(32)和松开开关(34)。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112170876A (zh) * 2020-09-27 2021-01-05 泉州市井贺精密设备有限公司 一种快速换刀的伺服刀塔
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