CN1125703C - 用于机加工自动机床的刀夹转塔 - Google Patents

Abstract

用于车床和类似的机床的刀夹转塔，它包括一个固定的冠状轮(2、2a)和一个与一根轴(6)一体转动的冠状轮(3、3a)；一个为使转塔动作而锁止转塔的部件(7)，与所述轴(6)同轴设置，并且不能转动，但可相对于轴(6)轴向运动；一个环形体(20)，同轴安装在轴(6)上，并可相对于轴(6)转动，所述环形体(20)装有滚动件(21)，所述滚动件(21)可与环(7)的所述凸表面(17)接触，以抵抗设置在所述环(7)和所述转动轮(3)之间的弹性装置(10)的反作用力，其中，用于使所述环形体(20)转动的装置(30、31、31a)不由使转塔转动的驱动马达(12)驱动。

Description

用于机加工自动机床的刀夹转塔

本发明涉及一种用于车床或类似机加工过程的自动机床的刀夹转塔，它包括同轴设置的一个固定的冠状轮、一个转动冠状轮和一个可锁止该转动冠状轮的装置，该装置随一个同轴设置的环形体的动作而运动，该装置中设有使所述环形体转动的且不由使转塔转动的驱动马达驱动的装置。

众所周知，对大量工件进行各种不同的机加工操作时，需根据设计的自动控制工序对同一工件连续使用多种不同的刀具。因此，工件通常固定在设有一个辅助装置的车床或类似的加工中心上，该辅助装置由可安装多把刀具的转塔组成，刀具沿径向和/或向前安装在一个转动盘上，转动盘的转动是可控的，以使每一状态下所预选的刀具进入单独的工作位置来完成工件的预定加工。

在机架操作时，产生一最基本的要求，即降低机床空转时间，特别是由于需要更换刀具和重新开始加工工件所需的时间。

为方便起见，将该空转时间定义为“循环时间”，该空转时间基本上就是转塔完成预定的使新的刀具进入工作位置的所有运动所需的时间。

因此，实际上转塔需要一个脱离该工作位置的第一“开启阶段”，一个沿最短路径在一个方向或另一方向转动直到新的刀具安装在该工作位置时为止的“转动阶段”，以及一个停止并回到锁止状态的“停止和锁合阶段”。

在公知的转塔中，通过机械装置完成上述这些操作步骤，该机械装置将驱动马达的转动传递给转动刀夹盘(toolholder plate)，并同时使面对分度盘的锁止和开启装置动作，其中，分度盘设有确定不同位置的径向座，由所述刀夹盘和两个冠状轮来呈现上述不同位置，其中一个冠状轮固定在设备结构上，而另一个则随刀夹盘一起转动，但它沿轴向是固定不动的，在工件加工操作/转动过程中，所述冠状轮通过一个第三冠状轮锁止在一起/开启而进行换刀，所述第三冠状轮与上述两个冠状轮相对设置，且可轴向移动，其齿可与其它两个冠状轮啮合/脱开，并由此进行相应的锁止/开启。

另外我们也知道，在转塔锁合过程中，由于设置在转塔中用于使转动轮止动的传统形式的装置存在为正确操作以阻止刀夹盘转动所必需的游隙，锁止在一起的两个冠状轮的齿并不是完全对准的。

因此，锁止轮的齿与相对轮的齿之间正前面的啮合引起转动轮转动，当锁止轮与固定轮完全啮合时，转动轮转动终止，转动轮与停止轮齿相应的啮合会产生传给设备结构的冲击，从而产生噪音并可能对转塔造成损坏。

由于存在所述冲击，因此必须减小刀夹盘的转速或其上施加的荷重。

尽管已知转塔设有单独的锁止/开启和使刀夹盘转动的操作装置，但通常它们分别包括一个变速马达和一个液压装置，该液压装置直接作用于轴向可动的轮来锁止转动轮。

但是，这些装置事实上存在不可逆性的缺陷，因此锁止操作的可靠性与止回阀和类似的装置相关，由于流体供给管的破损足以使所述安全装置丧失功能，因此上述装置并不能有效地保证安全。

因此所提出的技术问题是提供一种设有可阻止刀夹盘转动的装置的刀夹转塔，并在转塔由此而锁合的过程中尽可能地减小转塔的冲击和噪音，且它面对用于锁止转塔的装置，该装置可通过一个极精确和可靠的积极驱动装置来动作。

根据本发明，上述这些目的是这样实现的：用于车床或类似的加工中心的刀夹转塔，包括一个固定体、一个用于锁止转塔的部件和一个环形体；所述固定体支承一个固定的冠状轮和一个冠状轮，所述冠状轮上安装一刀夹盘并与一根轴一体转动，所述轴由一与之相关联的马达驱动而使转塔动作；所述用于锁止转塔的部件与所述轴同轴设置并且不能转动，但可相对于所述轴作轴向运动，所述部件上设有面向所述冠状轮的前端齿以及位于与其反向的前表面上的凸形表面；所述环形体同轴安装在轴上并可相对于轴转动，所述环形体装有滚动件，所述滚动件可与环的所述凸形表面相互作用，以抵抗设置在所述环和所述转动轮之间的弹性装置的反作用力而进行推压，随之锁止/开启转塔，其特征在于：包括用于使所述环形体转动的装置，它不由转塔转动的驱动马达驱动。

在下面的说明中，将结合如下附图进一步详细进行描述：

图1是本发明转塔处于正常工作的锁合状态时沿垂直纵向平面的截面图。

图2是沿图1的II-II的截面图。

图3是锁止转塔的装置处于锁止位置时的工作示意图。

图4是沿图1的IV-IV的截面图。

图5是本发明转塔处于更换刀具的开启状态时沿垂直纵向平面的截面图。

图6是沿图5的IV-IV的截面图。

图7是锁止转塔的装置处于开启位置时的工作示意图。

如图所示，本发明转塔由一个外支承体1组成，该外支承体1包括一个设有前端齿2a的固定冠状轮2。

支承体1内可转动的装有另一个冠状轮3，该冠状轮3可转动并与转塔的刀夹盘4(toolholder plate)相联；转动轮3设有与固定冠状轮2的前端齿2a同心并相邻的前端齿3a。

可通过依次由变速马达12和齿轮传动件13、14、18驱动的轴6来带动所述冠状轮3转动。

环绕轴6设有一个可沿两个方向轴向运动的环绕该轴的锁止环7，该锁止环7具有前端齿7a，该前端齿7a面向对应的固定冠状轮2和转动冠状轮3的前端齿2a、3a，并同时与它们啮合以使转动冠状轮3与固定冠状轮2相结合；弹性装置10设置在转动冠状轮3和锁止环7之间，其作用是使锁止环7与转动轮3保持轴向间隔，并因此使齿7a与齿2a、3a脱开。

锁止环7上与齿7a相对的前端表面具有凸形廓面17，该廓面17具有凹部17a，并因此而形成平直的隆起部17b。在锁止环7的圆周轮廓上具有一个凹槽7c，该凹槽7c与一个销7b相配合以防止环7自身转动，但同时允许其由此沿轴向在一个方向上通过弹簧10而在另一个方向上通过一个环形体20来进行平移(图1和4)，所述环形体20相对于转动冠状轮3同轴设置在轴6上锁止环7的上游处。

所述环形体20可在一个双向作用液压缸30的作用下相对于轴6转动，使所述液压缸30的纵向轴线相对于转塔的转动轴线X-X横向布置；在液压缸30的活塞31的大致中间位置处设有一个沿径向向外突出的凸块31a，凸块31a与环形体20上相应的凹座20a相啮合，通过与液压缸相联的管道30a使液压缸30的任一腔室交替进行充/放液，而使活塞31沿任两个方向中任一方向移动，并因此带动环形体20转动。

马达12带有一个与之相联的位置传感器12a，例如是一种已知的编码器或与其类似的装置，对位置传感器12a进行适当的校准以检测和控制马达12轴的角位置，并进而检测和控制转动冠状轮3的齿3a的角位置。

转塔和阻止换刀转动的相关装置的工作原理如下：

在工作状态时(图1、2、3、4)，锁止转塔，也就是将环7沿轴向推向固定冠状轮2和转动冠状轮3，使相应的齿组相啮合(图3)；

一旦加工过程终止，换刀阶段就开始了(图5、6、7)，在此过程中，液压缸30使活塞31沿预定方向移动，并通过凸块31a而带动环形体20转动，环形体20带动与环7的凸形廓面17上的凹部17a相对的滚子21，通过弹簧10可将锁止环7沿轴向推回，使之与固定冠状轮2和转动冠状轮3脱开；而后者则转动，直到通过相连的传感器12a发出表示接近刀夹盘4(toolholder plate)所设定的角位置的信号为止。

此时，活塞31反向动作而将环形体20带回到其初始位置，使滚子21升到隆起表面17b上，并导致环7沿轴向向前运动使转塔再一次锁合。

显然，转塔的锁合位置是由环形体20所处的位置特别是滚子21的位置确定的，而滚子21是布置在表面17b上的，即使在致动液压缸30的液压控制回路中出现故障，滚子21也不会降离该表面。

换句话说，转塔锁合操作的安全性是不依赖于用于执行转塔自身锁合的开启/锁止装置的。

在本发明基础上可进行很多种不背离本发明总的技术特征范围的变型，例如，使环形体20运动的装置可包括一个气缸或电磁装置，它与使径向凸块31a在任一方向上进行必要平动的弹性装置相联，以使环形体20随之进行转动。

Claims (13)

1.一种用于机加工自动机床的刀夹转塔，它包括一个固定体(1)、一个用于锁止转塔的部件(7)和一个环形体(20)；所述固定体(1)支承一个固定冠状轮(2、2a)和一个冠状轮(3、3a)，所述冠状轮(3，3a)上安装一刀夹盘(4)并与一根轴(6)一体转动，，所述轴(6)由一与之相关联的马达(12)驱动而使转塔动作；所述用于锁止转塔的部件(7)与所述轴(6)同轴设置并且不能转动，但可相对于所述轴(6)作轴向运动，所述部件(7)上设有面向所述冠状轮(2、3)的前端齿(7a)以及位于与其相对的前表面上的凸形表面(17、17a、17b)；所述环形体(20)同轴安装在轴(6)上，并可相对于轴(6)转动，所述环形体(20)装有滚动件(21)，所述滚动件(21)可与环(7)的所述凸形表面(17)相互作用，以抵抗设置在所述环(7)和所述转动轮(3)之间的弹性装置(10)的反作用力而进行推压，随之锁止/开启转塔，其特征在于：包括用于使所述环形体(20)转动的装置(30、31、31a)，它不由转塔转动的驱动马达(12)驱动。

2.根据权利要求1所述的转塔，其特征在于：所述环形体(20)具有至少一个径向凹口(20a)。

3.根据权利要求1所述的转塔，其特征在于：用于使所述环形体(20)转动的所述装置由与一个元件(31)成一体的一个凸块(31a)组成，所述凸块(31a)可通过与之关联的致动装置(30)使其运动，并与所述环形体的所述径向凹槽(20a)啮合。

4.根据权利要求3所述的转塔，其特征在于：所述操作元件(31、31a)沿直线轨迹运动。

5.根据权利要求3所述的转塔，其特征在于：所述操作元件(31、31a)是沿圆形轨迹运动。

6.根据权利要求1所述的转塔，其特征在于：用于使所述环形体(20)转动的所述装置由一个双向作用缸(30)的活塞(31、31a)组成。

7.根据权利要求6所述的转塔，其特征在于：所述双向作用缸(30)的纵向轴线相对于转塔的轴(6)的转动轴线是横向布置的。

8.根据权利要求6所述的转塔，其特征在于：所述双向作用缸(30)是油液压型的。

9.根据权利要求6所述的转塔，其特征在于：所述双向作用缸(30)是气动型的。

10.根据权利要求3所述的转塔，其特征在于：设有管道(30a)，向设置在转塔的固定体(1)内的双向作用缸(30)相对的两个腔室供给工作介质。

11.根据权利要求1所述的转塔，其特征在于：使工作装置动作的所述装置是电磁式的。

12.根据权利要求1所述的转塔，其特征在于：所述驱动马达(12)是可变速型的。

13.根据权利要求1所述的转塔，其特征在于：所述马达(12)与一个用于检测马达(12)轴的角位置的装置(12a)相联。

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