CN112828326A - 一种电动车刀盘和车床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车刀盘和车床，包括：轴座，设有回转轴，所述回转轴通过轴承安装于所述轴座；车刀盘，与所述回转轴连接；电机，用于驱动所述回转轴旋转，以调整车刀盘上的刀具的切削角度；编码器，用于检测所述回转轴的旋转角度信息；锁紧装置，用于将所述回转轴锁定于所述轴座。本发明采用电机驱动，能自动旋转角度，可以根据加工的需求自动切换，是一种可以自动转任意角度定位的电动车刀盘。配合编码器的定位功能，能够把刀尖调整到最为合适的角度实现加工效率和加工效果最佳的状态，大大提升批量加工零件的尺寸稳定性。

Description

一种电动车刀盘和车床

技术领域

本发明用于车削领域，特别是涉及一种电动车刀盘和车床。

背景技术

数控车床和数控车铣符合机床的应用日益广泛，随着加工零件的结构越来越复杂、精度越来越高，加工厂商对加工效率、成本控制的需求越来越高。因此也对机床的刀具数量和刀片寿命提出了更多的要求，但无论刀具数量是多少，都很难避免车刀在实际工作中的最佳刀尖角度没有办法随着零件的加工而调整，所以可能会存在一个刀盘上安装两把相同规格的刀具，这样占用了宝贵的刀位，也就影响了机台可切削工序的数量。

同时，因为刀尖与零件的角度是固定的，在加工不同位置时，刀尖与零件的接触角没有办法达到最佳切削效率和最合理的寿命要求，这样也会影响刀片的磨损，降低了刀片寿命，加快了刀片更换频次，打断企业生产节拍，提高了刀具使用成本。

此外，为了一把刀能同时切削外圆和端面，通常把刀柄相对刀盘安装一个倾斜的角度。这样会导致两个加工面在加工时，刀尖和工件的角度都不是最合理的。且刀柄与刀盘要调整角度，角度的大小基本依靠人眼识别，每次更换刀具更换刀片时都可能存在误差，这样刀具补偿值很难固定，批量加工零件的尺寸稳定性也会变差。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种电动车刀盘和车床。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，一种电动车刀盘，包括：

轴座，设有回转轴，所述回转轴通过轴承安装于所述轴座；

车刀盘，与所述回转轴连接；

电机，用于驱动所述回转轴旋转，以调整车刀盘上的刀具的切削角度；

编码器，用于检测所述回转轴的旋转角度信息；

锁紧装置，用于将所述回转轴锁定于所述轴座。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电机包括定子和转子，所述转子设置于所述回转轴，所述定子设置于所述轴座。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述轴座的尾部设有编码器安装座，所述编码器安装于所述编码器安装座。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述车刀盘具有多个刀具安装位。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述车刀盘呈矩形，沿所述车刀盘的四条边框设有四个刀具安装位，每个所述刀具安装位均设有锁紧刀具的紧固螺钉。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述锁紧装置包括：

抱闸缸体，安装于所述轴座，并套于所述回转轴外周，所述抱闸缸体内部具有内腔，所述内腔具有锁紧所述回转轴的内环腔壁，所述内环腔壁具有弹性变形能力；

弹簧皮腔，设置于所述内腔，所述弹簧皮腔的外缘与所述抱闸缸体紧固连接，所述弹簧皮腔的内缘与所述内环腔壁抵接；

其中，所述弹簧皮腔泄气后，所述弹簧皮腔沿径向舒展，并对所述内环腔壁施加作用力，所述内环腔壁抱紧所述回转轴；所述弹簧皮腔充气后，所述弹簧皮腔沿轴向膨胀，所述内环腔壁回弹并与所述回转轴相分离。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述内环腔壁设有沿径向向外隆起的凸环，所述凸环的内侧形成凹槽，所述弹簧皮腔的内缘抵接于所述凹槽。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述抱闸缸体包括第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件沿轴向扣合形成所述抱闸缸体，并将所述弹簧皮腔的外缘夹紧。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一部件和第二部件在靠近所述内环腔壁的位置设有环槽。

第二方面，一种车床，包括第一方面中任一实现方式所述的电动车刀盘。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：

本发明采用电机驱动，能自动旋转角度，可以根据加工的需求自动切换，是一种可以自动转任意角度定位的电动车刀盘。配合编码器的定位功能，能够把刀尖调整到最为合适的角度实现加工效率和加工效果最佳的状态，大大提升批量加工零件的尺寸稳定性。

本发明的制动装置采用气动的锁紧装置，通气松开，无气时夹紧，采用圆周抱紧的方式，夹紧力矩大、气动控制方式安全可靠，且可根据不同加工需求采用不同摩擦力矩大小的锁紧装置，刚度能够得以保障。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例结构示意图；

图2是图1所示的一个实施例锁紧装置截面图；

图3是图1所示的一个实施例锁紧装置的抱闸缸体结构示意图；

图4是图1所示的一个实施例刀具位于第一位置示意图；

图5是图1所示的一个实施例刀具位于第二位置示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征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。

本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参见图1，本发明的实施例提供了一种电动车刀盘，包括轴座1、车刀盘2、电机、编码器3和锁紧装置4。

参见图1，轴座1设有回转轴5，回转轴5通过轴承6安装于轴座1，轴承6可以是滑动轴承、滚动轴承、气浮轴承、液压轴承、电磁轴承中的任意一种。车刀盘2用于安装车削刀具7，车刀盘2与回转轴5连接，车刀盘2能够随回转轴5转动，以调整车刀盘2上的刀具7的切削角度。

编码器3用于检测回转轴5的旋转角度信息，电机根据编码器3的角度信号将车刀盘2上的刀具7调整到最佳切削角度。锁紧装置4用于将回转轴5锁定于轴座1，避免调整到位后的刀具7在切削过程中晃动或发生位移。

刀具7锁紧在车刀盘2上，锁紧装置4将回转轴5夹紧，可以进行加工。当需要调整刀具7与工件最佳切削角度时，锁紧装置4松开，回转轴5可以自由转动。对编码器3发出需要旋转的角度信号，电机按照角度要求进行转动，转动到规定位置后，锁紧装置4夹紧回转轴5，刀具7转到规定的角度。

电机用于驱动回转轴5旋转，电机可以通过齿轮传动或皮带传动等方式驱动回转轴5旋转，例如在图1所示的一些实施例中，电机包括定子81和转子82，转子82设置于回转轴5，定子81设置于轴座1。换言之，电机集成于轴座1，省去了齿轮、皮带等传动结构，结构更加简洁，传动效率更高。

参见图1，轴座1的尾部设有编码器3安装座，编码器3安装于编码器安装座31。编码器3可采用绝对值编码器，绝对值编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高。

参见图1、图4、图5，车刀盘2具有多个刀具安装位21。刀具7能够锁紧在车刀盘2任意刀具安装位21上，提高刀具7安装的便利性，延长使用寿命。

进一步的，参见图4、图5，车刀盘2呈矩形，可以理解的是，车刀盘2可以呈规则的矩形也可以呈非规则的矩形，例如在矩形的四角设置圆角、倒角等。沿车刀盘2的四条边框设有四个刀具安装位21，每个刀具安装位21均设有锁紧刀具7的紧固螺钉22，刀具7可以沿四条边框的长度方向安装于车刀盘2，并通过紧固螺钉22锁紧。当车刀盘2转动时，刀具7随车刀盘2调整刀尖的角度。通过将刀具7设置于车刀盘2的边缘，使刀具7偏置于车刀盘2的一侧，保证刀具7在调整刀尖角度时避免受到轴座1等其他结构的干涉。

锁紧装置4可采用启动钳夹或刹车盘或膜片抱紧等方式，例如在图1、图2、图3所示的实施例中，锁紧装置4包括抱闸缸体41和弹簧皮腔42，抱闸缸体41安装于轴座1，抱闸缸体41中部具有轴孔，抱闸缸体41套于回转轴5外周，抱闸缸体41内部具有内腔，用于容置弹簧皮腔42，抱闸缸体41的内腔具有锁紧回转轴5的内环腔壁43，内环腔壁43具有弹性变形能力，换言之，内环腔壁43通过控制壁厚等方式，内环腔壁43能够在去除弹簧皮腔42对其的作用力后恢复原状。

弹簧皮腔42设置于内腔，弹簧皮腔42的外缘与抱闸缸体41紧固连接，弹簧皮腔42的内缘与内环腔壁43抵接；其中，弹簧皮腔42具有进气口和泄气口，弹簧皮腔42的进气口位于弹簧皮腔42的外缘，通过设置于抱闸缸体41的气道实现通气。其中，弹簧皮腔42具有弹性，弹簧皮腔42泄气后，弹簧皮腔42恢复扁平，沿径向舒展，并对内环腔壁43施加作用力，内环腔壁43沿径向均匀变形，内环腔壁43抱紧回转轴5，实现制动。弹簧皮腔42充气后，弹簧皮腔42沿轴向膨胀，由于弹簧皮腔42的外缘被固定，弹簧皮腔42的径向尺寸收缩，即弹簧皮腔42的内缘向外收缩，内环腔壁43回弹并与回转轴5相分离。

本发明的制动装置采用气动的锁紧装置4，通气松开，无气时夹紧，采用圆周抱紧的方式，夹紧力矩大、气动控制方式安全可靠，且可根据不同加工需求采用不同摩擦力矩大小的锁紧装置4，刚度能够得以保障。

而且，锁紧装置4通过采用抱闸缸体41和弹簧皮腔42的结构形式，夹紧及松开过程，抱闸缸体41变形会很均匀，不会对回转轴5产生扭转的力，故夹紧松开过程，回转轴5基本上不会扭动，夹紧精度高。而且，夹紧扭矩大，弹簧皮腔42挤压抱闸缸体41，抱闸缸体41内孔缩小，由于过盈量足够大，可实现非常大的夹紧扭矩。

进一步的，参见图2，内环腔壁43设有沿径向向外隆起的凸环44，向外隆起的凸环44用于直接与回转轴5配合，实现制动。凸环44的内侧形成凹槽，弹簧皮腔42的内缘抵接于凹槽，实现对于弹簧皮腔42的轴向限位和夹紧。

参见图2，抱闸缸体41包括第一部件45和第二部件46，第一部件45和第二部件46形成对称式结构，第一部件45和第二部件46沿轴向扣合形成抱闸缸体41，并将弹簧皮腔42的外缘夹紧，弹簧皮腔42在第一部件45和第二部件46限定的内腔中能够膨胀或收缩。

在一些实施例中，参见图2，第一部件45和第二部件46在靠近内环腔壁43的位置设有环槽47，环槽47位于内环腔壁43的根部，以增加内环腔壁43的变形能力，改善锁紧装置4的制动效果。

本发明的实施例提供了一种车床，包括以上任一实施例中的电动车刀盘2，可应用在数控车床、数控车铣等领域。

在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种电动车刀盘，其特征在于，包括：

轴座，设有回转轴，所述回转轴通过轴承安装于所述轴座；

车刀盘，与所述回转轴连接；

电机，用于驱动所述回转轴旋转，以调整车刀盘上的刀具的切削角度；

编码器，用于检测所述回转轴的旋转角度信息；

锁紧装置，用于将所述回转轴锁定于所述轴座。

2.根据权利要求1所述的电动车刀盘，其特征在于，所述电机包括定子和转子，所述转子设置于所述回转轴，所述定子设置于所述轴座。

3.根据权利要求1所述的电动车刀盘，其特征在于，所述轴座的尾部设有编码器安装座，所述编码器安装于所述编码器安装座。

4.根据权利要求1所述的电动车刀盘，其特征在于，所述车刀盘具有多个刀具安装位。

5.根据权利要求4所述的电动车刀盘，其特征在于，所述车刀盘呈矩形，沿所述车刀盘的四条边框设有四个刀具安装位，每个所述刀具安装位均设有锁紧刀具的紧固螺钉。

6.根据权利要求1所述的电动车刀盘，其特征在于，所述锁紧装置包括：

抱闸缸体，安装于所述轴座，并套于所述回转轴外周，所述抱闸缸体内部具有内腔，所述内腔具有锁紧所述回转轴的内环腔壁，所述内环腔壁具有弹性变形能力；

弹簧皮腔，设置于所述内腔，所述弹簧皮腔的外缘与所述抱闸缸体紧固连接，所述弹簧皮腔的内缘与所述内环腔壁抵接；

其中，所述弹簧皮腔泄气后，所述弹簧皮腔沿径向舒展，并对所述内环腔壁施加作用力，所述内环腔壁抱紧所述回转轴；所述弹簧皮腔充气后，所述弹簧皮腔沿轴向膨胀，所述内环腔壁回弹并与所述回转轴相分离。

7.根据权利要求6所述的电动车刀盘，其特征在于，所述内环腔壁设有沿径向向外隆起的凸环，所述凸环的内侧形成凹槽，所述弹簧皮腔的内缘抵接于所述凹槽。

8.根据权利要求7所述的电动车刀盘，其特征在于，所述抱闸缸体包括第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件沿轴向扣合形成所述抱闸缸体，并将所述弹簧皮腔的外缘夹紧。

9.根据权利要求8所述的电动车刀盘，其特征在于，所述第一部件和第二部件在靠近所述内环腔壁的位置设有环槽。

10.一种车床，其特征在于，包括权利要求1～9中任一项所述的电动车刀盘。

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