CN112405059B - 一种机床刀盘换刀用的止停机构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机床换刀系统领域，具体为一种机床刀盘换刀用的止停机构及其使用方法，包括固定板，固定板上固定有支架，支架上固定有用于驱动刀盘的电机，电机的输出轴端固定连接驱动轴，驱动轴与刀盘的中心固定连接，驱动轴上设置有用于对驱动轴锁止的锁止机构，锁止机构上设置有解锁机构，解锁机构与锁止机构传动连接，并且解锁机构用来解除锁止机构对驱动轴的锁止状态，锁止机构上设置有用来对锁止机构降温润滑的冷却润滑机构，且冷却润滑机构与锁止机构传动连接。该种机床刀盘换刀用的止停机构及其使用方法，克服刀盘的转动惯量，从而对驱动轴和电机起到保护作用，降低设备的使用成本，通过锁止机构驱动冷却润滑机构对锁止机构进行降温润滑。

Description

一种机床刀盘换刀用的止停机构及其使用方法

技术领域

本发明涉及机床换刀系统领域，具体为一种机床刀盘换刀用的止停机构及其使用方法。

背景技术

机床换刀系统中刀盘的周壁上固定安装多个刀具，由于刀盘在换刀时需要电机将对应的刀具转动至换刀架处，然后利用换刀架将刀盘上的刀具与主轴刀座上的刀具相互转换，在刀盘受到电机的驱动后具有转动惯量，因此在停止时转动惯量会对电机与刀盘的连接轴产生扭转应力，一方面使得刀盘停止位置不准确，导致换刀架换刀失败产生故障，降低机床的工作效率；另一方面对电机与刀盘的连接轴产生扭转损伤，降低使用寿命，增加使用成本，而且刀盘的转动惯量通过电机与刀盘的连接轴传动至电机的内部使得电机内部结构受到损毁，也降低电机的使用寿命，使得整个换刀系统的使用成本剧增。

于是本申请提出一种机床刀盘换刀用的止停机构及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机床刀盘换刀用的止停机构及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请提出一种机床刀盘换刀用的止停机构，包括固定板，固定板上固定有支架，支架上固定有用于驱动刀盘的电机，电机的输出轴端固定连接驱动轴，驱动轴与刀盘的中心固定连接，驱动轴上设置有用于对驱动轴锁止的锁止机构，锁止机构上设置有解锁机构，解锁机构与锁止机构传动连接，并且解锁机构用来解除锁止机构对驱动轴的锁止状态，锁止机构上设置有用来对锁止机构降温润滑的冷却润滑机构，且冷却润滑机构与锁止机构传动连接。

优选的，锁止机构包括环架，环架位于刀盘和支架之间，环架套接在驱动轴的外侧，且环架与驱动轴共用中心轴线，环架与驱动轴之间留有空间，环架的下端通过支杆固定在固定板上，环架的环面上插接有多个转轴，且多个所述转轴沿环架的圆周走向等间隔设置，转轴的中心轴线与驱动轴的中心轴线相互平行，转轴的两端贯穿环架的两侧，且转轴可在环架上定轴转动，转轴指向支架的一端固定连接齿轮一，转轴指向刀盘的一端固定有齿轮二。

优选的，环架朝向支架的环面上固定有多个导向套，导向套与转轴一一对应，导向套内部滑动连接有齿条一，齿条一垂直指向驱动轴的中心轴线，齿条一与对应的转轴上的齿轮一啮合连接。

优选的，齿条一指向驱动轴的一端固定有齿板，齿板为圆弧形板，且齿板的内凹面上卡设有齿牙，驱动轴上固定有齿盘，齿盘与驱动轴共用中心轴线，齿盘位于环架的内侧，且齿板可与齿盘啮合连接。

优选的，解锁机构包括滑筒二，滑筒二与驱动轴异面垂直，且滑筒二固定在环架的外侧壁上端，滑筒二内部滑动连接有齿条二，且齿条二由磁性材料制成，滑筒二内部的一端固定有电磁块，电磁块与电机并联连接，电磁块可与齿条二通过电磁吸力吸合固定连接，齿条二远离电磁块的一端通过弹簧与滑筒二的另一端固定连接。

优选的，解锁机构还包括齿圈，齿圈与环架共用中心轴线，齿圈位于环架朝向刀盘的一侧环面上，且齿圈定轴转动连接在环架上，齿圈的内外侧面均开设有齿牙，多个所述齿轮二均位于齿圈的内侧，多个所述齿轮二均与齿圈内侧的齿牙啮合连接，滑筒二的侧壁中部开设有通槽，且齿圈穿过所述通槽位于滑筒二的内侧，且齿条二与齿圈外侧齿牙啮合连接。

优选的，冷却润滑机构包括固定在环架的外侧壁上的多个滑筒一，滑筒一与齿条一一一对应，且齿条一滑动连接在滑筒一内部，齿条一的内部开设储油腔、进油通道和出油通道，进油通道和出油通道位于齿条一相背于齿牙的一侧，储油腔靠近齿板的一端与出油通道相连通，储油腔远离齿板的一端与进油通道相连通，滑筒一的侧壁上开设有进油孔和进气孔，齿条一可分别对进油孔和进气孔进行封堵，进油通道可分别与进油孔和进气孔相连通。

优选的，齿条一的内部卡设有排油通道，滑筒一的侧壁上开设有连接通道，齿条一可对连接通道的两个端口同时进行封堵，出油通道可通过连接通道与排油通道相连通，齿板内部开设有分油腔，且排油通道与分油腔相连通，齿板的内弧面齿牙间隙处开设有多个出油孔，且出油孔与分油腔相连通。

优选的，冷却润滑机构还包括固定在支架上的润滑油箱和气泵，气泵与电机并联连接，润滑油箱通过油管与进油孔相连通，气泵的出气端通过气管与进气孔相连通，气管上连接有橡胶气囊和单向阀，单向阀位于橡胶气囊和气泵之间，且单向阀的导通方向指向橡胶气囊。

本申请还提出一种机床刀盘换刀用的止停机构的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：通过解锁机构对锁止机构解锁，并驱动冷却润滑机构补充润滑油；

步骤二：通过解锁机构驱动锁止机构对驱动轴锁止止停；

步骤三：通过锁止机构驱动冷却润滑机构对锁止机构进行降温润滑。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，通过解锁机构对锁止机构解锁，并驱动冷却润滑机构补充润滑油，以便在锁止机构对驱动轴锁止时对锁止机构进行降温润滑，通过解锁机构驱动锁止机构对驱动轴锁止止停，克服刀盘的转动惯量，将刀盘产生的转动惯量冲击转化至齿板和齿盘上，从而对驱动轴和电机起到保护作用，降低设备的使用成本，齿板和齿盘相对于驱动轴和电机来说价格便宜，损耗成本低，通过锁止机构驱动冷却润滑机构对锁止机构进行降温润滑，提高锁止机构的使用寿命和工作稳定性。

附图说明

图1为本发明的总装截面结构示意图；

图2为图1中的A-A截面结构示意图一；

图3为图1中的A-A截面结构示意图二；

图4为图1中的B-B截面结构示意图一；

图5为图1中的B-B截面结构示意图二；

图6为图2中的C处放大结构示意图；

图7为图3中的D处放大结构示意图。

图中：1、固定板；2、支架；3、电机；4、刀盘；5、驱动轴；6、环架；7、润滑油箱；8、气泵；9、单向阀；10、橡胶气囊；11、导向套；12、滑筒一；13、齿条一；14、转轴；15、齿轮一；16、滑筒二；17、齿板；18、齿盘；19、齿轮二；20、电磁块；21、齿条二；22、弹簧；23、齿圈；24、储油腔；25、出油通道；26、排油通道；27、分油腔；28、进油通道；29、进油孔；30、进气孔；31、连接通道；32、出油孔。

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，本领域普通技术工作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。

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：

一种机床刀盘换刀用的止停机构，包括固定板1，固定板1上固定有支架2，支架2上固定有用于驱动刀盘4的电机3，电机3的输出轴端固定连接驱动轴5，驱动轴5与刀盘4的中心固定连接，驱动轴5上设置有用于对驱动轴5锁止的锁止机构，锁止机构上设置有解锁机构，解锁机构与锁止机构传动连接，并且解锁机构用来解除锁止机构对驱动轴5的锁止状态，锁止机构上设置有用来对锁止机构降温润滑的冷却润滑机构，且冷却润滑机构与锁止机构传动连接。

本实施例中，如图1、图2、图3、图4和图5所示，锁止机构包括环架6，环架6位于刀盘4和支架2之间，环架6套接在驱动轴5的外侧，且环架6与驱动轴5共用中心轴线，环架6与驱动轴之间留有空间，环架6的下端通过支杆固定在固定板1上，环架6的环面上插接有多个转轴14，且多个所述转轴14沿环架6的圆周走向等间隔设置，转轴14的中心轴线与驱动轴5的中心轴线相互平行，转轴14的两端贯穿环架6的两侧，且转轴14可在环架6上定轴转动，转轴14指向支架2的一端固定连接齿轮一15，转轴14指向刀盘4的一端固定有齿轮二19。

本实施例中，如图1、图2和图3所示，环架6朝向支架2的环面上固定有多个导向套11，导向套11与转轴14一一对应，导向套11内部滑动连接有齿条一13，齿条一13垂直指向驱动轴5的中心轴线，齿条一13与对应的转轴14上的齿轮一15啮合连接。

本实施例中，如图2和图3所示，齿条一13指向驱动轴5的一端固定有齿板17，齿板17为圆弧形板，且齿板17的内凹面上卡设有齿牙，驱动轴5上固定有齿盘18，齿盘18与驱动轴5共用中心轴线，齿盘18位于环架6的内侧，且齿板17可与齿盘18啮合连接。

本实施例中，如图4和图5所示，解锁机构包括滑筒二16，滑筒二16与驱动轴5异面垂直，且滑筒二16固定在环架6的外侧壁上端，滑筒二16内部滑动连接有齿条二21，且齿条二21由磁性材料制成，滑筒二16内部的一端固定有电磁块20，电磁块20与电机3并联连接，电磁块20可与齿条二21通过电磁吸力吸合固定连接，齿条二21远离电磁块20的一端通过弹簧22与滑筒二16的另一端固定连接。

本实施例中，如图4和图5所示，解锁机构还包括齿圈23，齿圈23与环架6共用中心轴线，齿圈23位于环架6朝向刀盘4的一侧环面上，且齿圈23定轴转动连接在环架6上，齿圈23的内外侧面均开设有齿牙，多个所述齿轮二19均位于齿圈23的内侧，多个所述齿轮二19均与齿圈23内侧的齿牙啮合连接，滑筒二16的侧壁中部开设有通槽，且齿圈23穿过所述通槽位于滑筒二16的内侧，且齿条二21与齿圈23外侧齿牙啮合连接。

本实施例中，如图1、图6和图7所示，冷却润滑机构包括固定在环架6的外侧壁上的多个滑筒一12，滑筒一12与齿条一13一一对应，且齿条一13滑动连接在滑筒一12内部，齿条一13的内部开设储油腔24、进油通道28和出油通道25，进油通道28和出油通道25位于齿条一13相背于齿牙的一侧，储油腔24靠近齿板17的一端与出油通道25相连通，储油腔24远离齿板17的一端与进油通道28相连通，滑筒一12的侧壁上开设有进油孔29和进气孔30，齿条一13可分别对进油孔29和进气孔30进行封堵，进油通道28可分别与进油孔29和进气孔30相连通。

本实施例中，如图1、图6和图7所示，齿条一13的内部卡设有排油通道26，滑筒一12的侧壁上开设有连接通道31，齿条一13可对连接通道31的两个端口同时进行封堵，出油通道25可通过连接通道与排油通道26相连通，齿板17内部开设有分油腔27，且排油通道26与分油腔27相连通，齿板17的内弧面齿牙间隙处开设有多个出油孔32，且出油孔32与分油腔27相连通。

本实施例中，如图1、图6和图7所示，冷却润滑机构还包括固定在支架2上的润滑油箱7和气泵8，气泵8与电机3并联连接，润滑油箱7通过油管与进油孔29相连通，气泵8的出气端通过气管与进气孔30相连通，气管上连接有橡胶气囊10和单向阀9，单向阀9位于橡胶气囊10和气泵8之间，且单向阀9的导通方向指向橡胶气囊10。

本发明的使用方法和优点：该种机床刀盘换刀用的止停机构在使用时，包括以下步骤：

步骤一：如图1、图3和图7所示，为刀盘4停止状态，图3和图5为同一状态下锁止机构与止解锁机构示意图，图2和图4为同一状态下锁止机构与止解锁机构示意图，当需要换刀时，启动电机3同时电磁块20和气泵8均通电工作，电磁块20通电后产生电磁吸力，如图5和图4所示，从而使得电磁块20通过电磁吸力带动齿条二21向右移动，齿条二21的右移对弹簧22拉伸，从而使得弹簧22获得一个恢复力，齿条二21的右移带动齿圈23顺时针转动，从而使得齿圈23同时带动各个齿轮二19顺时针转动，齿轮二19的顺时针转动通过转轴14带动齿轮一15在图2和图3中逆时针转动，从而在齿轮一15和对应的齿条一13之间的齿牙传动作用下使得齿条一13同步带动齿板17远离齿盘18，从而使得齿盘18不受齿板17的锁止，进而使得驱动轴5解除锁止状态，并且在电机3的输出轴的传动下使得驱动轴带动刀盘4转动，以便将对应的刀具转至换刀架处；

如图6和图7所示，齿条一13带动齿板17与齿盘18远离的同时使得齿条一13向滑筒一12内滑动，并同时带动储油腔24、进油通道28和出油通道25移动，并使得进油通道28与进油孔29连通，此时齿条一13对进气孔30封堵，从而使得润滑油箱7内部的润滑油经过油管、进油孔29和进油通道28流入储油腔24内，以便锁止机构在驱动轴5锁止时对齿板17和齿盘18进行降温润滑，同时气泵8在通电工作后向橡胶气囊10内泵入空气，增加橡胶气囊10的压力，以便在锁止机构对驱动轴5锁止时将储油腔24内部润滑油加压输送至齿板17和齿盘18之间；

步骤二：当刀盘4转动至换刀位置时，电机3断电，同时电磁块20和气泵8同时断电，气泵8断电后停止向橡胶气囊10泵入空气，并且由于单向阀9的导通方向指向橡胶气囊10从而使得橡胶气囊10内部的气体不能够回流至气泵8处，防止泄压，在电磁块20断电后，如图4和图5所示，电磁块20不产生电磁吸力，从而对齿条二21无吸力作用，从而使得齿条二21在弹簧22的恢复力作用下向左移动，齿条二21的左移带动齿圈23逆时针转动，从而使得齿圈23同时带动各个齿轮二19逆时针转动，齿轮二19的逆时针转动通过转轴14带动齿轮一15在图2和图3中顺时针转动，从而在齿轮一15和对应的齿条一13之间的齿牙传动作用下使得齿条一13同步带动齿板17向齿盘18靠近，并使得齿板17与齿盘18啮合连接，从而使得齿板17对齿盘18锁止停止转动，进而使得齿盘18通过驱动轴5带动刀盘4停止转动，从而通过齿板17和齿盘18将刀盘4准确停止在换刀位置，并克服刀盘4的转动惯量，将刀盘4产生的转动惯量冲击转化至齿板17和齿盘18上，从而对驱动轴5和电机3起到保护作用，降低设备的使用成本，齿板17和齿盘18相对于驱动轴5和电机3来说价格便宜，损耗成本低；

步骤三：如图6和图7所示，齿条一13带动齿板17与齿盘18靠近并接触的过程中使得齿条一13向滑筒一12外滑动，并同时带动储油腔24、进油通道28和出油通道25移动，并使得进油通道28与进气孔30连通，同时齿条一13对进油孔29封堵，从而使得润滑油箱7内部的润滑油不能经过油管、进油孔29流出，并且齿条一13使得出油通道25和排油通道26与连接通道31的两端口相连通，进而使得橡胶气囊10内的高压空气经过气管、进气孔30进入储油腔24内，使得储油腔24内的润滑油经过出油通道25、连接通道31和排油通道26进入对应齿板17内的分油腔27内，并经过多个出油孔32排出至齿板17与齿盘18之间的齿牙上，对齿板17和齿盘18进行降温润滑，提高齿板17和齿盘18的使用寿命和工作稳定性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种机床刀盘换刀用的止停机构，包括固定板(1)，所述固定板(1)上固定有支架(2)，所述支架(2)上固定有用于驱动刀盘(4)的电机(3)，所述电机(3)的输出轴端固定连接驱动轴(5)，所述驱动轴(5)与刀盘(4)的中心固定连接，其特征在于：所述驱动轴(5)上设置有用于对驱动轴(5)锁止的锁止机构，所述锁止机构上设置有解锁机构，所述解锁机构与锁止机构传动连接，并且解锁机构用来解除锁止机构对驱动轴(5)的锁止状态，所述锁止机构上设置有冷却润滑机构，且冷却润滑机构与锁止机构传动连接；所述锁止机构包括环架(6)，所述环架(6)位于刀盘(4)和支架(2)之间，所述环架(6)套接在驱动轴(5)的外侧，且环架(6)与驱动轴(5)共用中心轴线，所述环架(6)与驱动轴之间留有空间，所述环架(6)的下端通过支杆固定在固定板(1)上，所述环架(6)的环面上插接有多个转轴(14)，且多个所述转轴(14)沿环架(6)的圆周走向等间隔设置，所述转轴(14)的中心轴线与驱动轴(5)的中心轴线相互平行，所述转轴(14)的两端贯穿环架(6)的两侧，且转轴(14)可在环架(6)上定轴转动，所述转轴(14)指向支架(2)的一端固定连接齿轮一(15)，所述转轴(14)指向刀盘(4)的一端固定有齿轮二(19)；所述环架(6)朝向支架(2)的环面上固定有多个导向套(11)，所述导向套(11)与转轴(14)一一对应，所述导向套(11)内部滑动连接有齿条一(13)，所述齿条一(13)垂直指向驱动轴(5)的中心轴线，所述齿条一(13)与对应的转轴(14)上的齿轮一(15)啮合连接。

2.根据权利要求1所述的一种机床刀盘换刀用的止停机构，其特征在于：所述齿条一(13)指向驱动轴(5)的一端固定有齿板(17)，所述齿板(17)为圆弧形板，且齿板(17)的内凹面上卡设有齿牙，所述驱动轴(5)上固定有齿盘(18)，所述齿盘(18)与驱动轴(5)共用中心轴线，所述齿盘(18)位于环架(6)的内侧，且齿板(17)可与齿盘(18)啮合连接。

3.根据权利要求1所述的一种机床刀盘换刀用的止停机构，其特征在于：所述解锁机构包括滑筒二(16)，所述滑筒二(16)与驱动轴(5)异面垂直，且滑筒二(16)固定在环架(6)的外侧壁上端，所述滑筒二(16)内部滑动连接有齿条二(21)，且齿条二(21)由磁性材料制成，所述滑筒二(16)内部的一端固定有电磁块(20)，所述电磁块(20)与电机(3)并联连接，所述电磁块(20)可与齿条二(21)通过电磁吸力吸合连接，所述齿条二(21)远离电磁块(20)的一端通过弹簧(22)与滑筒二(16)的另一端固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种机床刀盘换刀用的止停机构，其特征在于：所述解锁机构还包括齿圈(23)，所述齿圈(23)与环架(6)共用中心轴线，所述齿圈(23)位于环架(6)朝向刀盘(4)的一侧环面上，且齿圈(23)定轴转动连接在环架(6)上，所述齿圈(23)的内外侧面均开设有齿牙，多个所述齿轮二(19)均位于齿圈(23)的内侧，多个所述齿轮二(19)均与齿圈(23)内侧的齿牙啮合连接，所述滑筒二(16)的侧壁中部开设有通槽，且齿圈(23)穿过所述通槽位于滑筒二(16)的内侧，且齿条二(21)与齿圈(23)外侧齿牙啮合连接。

5.根据权利要求1所述的一种机床刀盘换刀用的止停机构，其特征在于：所述冷却润滑机构包括固定在环架(6)的外侧壁上的多个滑筒一(12)，所述滑筒一(12)与齿条一(13)一一对应，且齿条一(13)滑动连接在滑筒一(12)内部，所述齿条一(13)的内部开设储油腔(24)、进油通道(28)和出油通道(25)，所述进油通道(28)和出油通道(25)位于齿条一(13)相背于齿牙的一侧，所述储油腔(24)靠近齿板(17)的一端与出油通道(25)相连通，所述储油腔(24)远离齿板(17)的一端与进油通道(28)相连通，所述滑筒一(12)的侧壁上开设有进油孔(29)和进气孔(30)，所述齿条一(13)可分别对进油孔(29)和进气孔(30)进行封堵，所述进油通道(28)可分别与进油孔(29)和进气孔(30)相连通；所述齿条一(13)的内部卡设有排油通道(26)，所述滑筒一(12)的侧壁上开设有连接通道(31)，所述齿条一(13)可对连接通道(31)的两个端口同时进行封堵，所述出油通道(25)可通过连接通道与排油通道(26)相连通，所述齿板(17)内部开设有分油腔(27)，且排油通道(26)与分油腔(27)相连通，所述齿板(17)的内弧面齿牙间隙处开设有多个出油孔(32)，且出油孔(32)与分油腔(27)相连通。

6.根据权利要求5所述的一种机床刀盘换刀用的止停机构，其特征在于：所述冷却润滑机构还包括固定在支架(2)上的润滑油箱(7)和气泵(8)，所述气泵(8)与电机(3)并联连接，所述润滑油箱(7)通过油管与进油孔(29)相连通，所述气泵(8)的出气端通过气管与进气孔(30)相连通，所述气管上连接有橡胶气囊(10)和单向阀(9)。

7.根据权利要求6所述的一种机床刀盘换刀用的止停机构，其特征在于：所述单向阀(9)位于橡胶气囊(10)和气泵(8)之间，且单向阀(9)的导通方向指向橡胶气囊(10)。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种机床刀盘换刀用的止停机构的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：通过解锁机构对锁止机构解锁，并驱动冷却润滑机构补充润滑油；

步骤二：通过解锁机构驱动锁止机构对驱动轴(5)锁止止停；

步骤三：通过锁止机构驱动冷却润滑机构对锁止机构进行降温润滑。

Images