CN112846261A - Y轴伺服动力刀塔 - Google Patents

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王小明
孙明星
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/24—Tool holders for a plurality of cutting tools, e.g. turrets

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Abstract

本发明涉及一种Y轴伺服动力刀塔，包括立柱、刀盘机构及伺服驱动机构，所述伺服驱动机构能够驱动刀盘机构沿立柱升降，所述立柱两侧分别对应开设有贯穿立柱顶端和底端的方轨，所述刀盘机构包括一体式工作台及设置在一体式工作台上的刀盘、主轴伺服电机及转位伺服电机，所述主轴伺服电机及转位伺服电机与刀盘连接，所述一体式工作台采用侧挂式，一体式工作台两侧固定有能够嵌入方轨并沿方轨滑动的导轨压板，所述伺服驱动机构与一体式工作台连接并能够驱动其沿立柱升降。该Y轴伺服动力刀塔采用侧挂方式，结构紧凑，可有效提高刀塔在车削过程中的刚性，提高机床切削能力，提高加工效率，防止加工时震刀的产生，满足机床对更高精度的要求。

Description

Y轴伺服动力刀塔
技术领域
本发明涉及伺服动力刀塔技术领域，尤其涉及一种Y轴伺服动力刀塔。
背景技术
现有的Y轴伺服动力刀塔一般是采用直线导轨，例如CN109513957A公开的一种一体式伺服动力刀塔装置以及CN109909746A公开的一种立轨式车铣复合机床。该类动力刀塔的导轨刚性不够，在使用较长时间或发生震刀后，容易发生磨损，影响加工精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种Y轴伺服动力刀塔，结构紧凑，可有效提高刀塔在车削过程中的刚性，提高机床切削能力及切削精度，提高加工效率。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种Y轴伺服动力刀塔，包括立柱、刀盘机构及伺服驱动机构，所述伺服驱动机构能够驱动刀盘机构沿立柱升降，所述立柱两侧分别对应开设有贯穿立柱顶端和底端的方轨，所述刀盘机构包括一体式工作台及设置在一体式工作台上的刀盘、主轴伺服电机及转位伺服电机，所述主轴伺服电机及转位伺服电机与刀盘连接，所述一体式工作台采用侧挂式，一体式工作台两侧固定有能够嵌入方轨并沿方轨滑动的导轨压板，所述伺服驱动机构与一体式工作台连接并能够驱动其沿立柱升降。
为了避免方轨及导轨压板磨损后影响加工精度，本发明设计了间隙调整机构。所述导轨压板与一体式工作台之间形成能够供立柱的边缘条嵌入的嵌槽，所述边缘条与嵌槽内端面的接触面上固定有侧斜刹块，所述导轨压板与方轨侧端面的接触面上固定有内斜刹块，所述侧斜刹块、内斜刹块的厚度从上至下逐渐减小。
本发明还设计了锁紧机构，当刀塔不需要进行Y轴移动时，实现锁紧。所述一体式工作台与内斜刹块之间设置有锁紧机构，所述锁紧机构包括盖板、活塞、弹簧及螺钉，所述盖板固定在一体式工作台外壁，盖板通过螺钉与一体式工作台连接，一体式工作台上开设有锁紧通道，所述活塞设置在锁紧通道内并与侧斜刹块端面相贴合，活塞与盖板之间通过弹簧弹性连接，活塞能够沿锁紧通道滑动。
在本发明一较佳实施例中，所述伺服驱动机构采用同步带Y轴伺服驱动，包括同步带连接Y轴伺服电机、大同步带轮、同步带、小同步带轮、升降块及丝杆组件，所述同步带连接Y轴伺服电机设置在立柱后端，同步带连接Y轴伺服电机通过小同步带轮、同步带、大同步带轮与丝杆组件连接，所述升降块设置在丝杆组件上并与一体式工作台相固定。
在本发明另一较佳实施例中，所述伺服驱动机构采用直连Y轴伺服驱动，包括直连Y轴伺服电机、弹性联轴器、升降块及丝杆组件，所述直连Y轴伺服电机设置在立柱顶端，直连Y轴伺服电机通过弹性联轴器与丝杆组件连接，所述升降块设置在丝杆组件上并与一体式工作台相固定。
作为优选，上述丝杆组件包括丝杆、丝杆锁紧螺母、轴承、上限位块及下限位块，所述丝杆通过轴承与立柱转动连接，所述丝杆锁紧螺母设置在丝杆顶端，所述上限位块、下限位块分别设置在立柱内腔的顶端和底端并套设在丝杆外。
本发明的有益效果是：该Y轴伺服动力刀塔采用侧挂方式，结构紧凑，可有效提高刀塔在车削过程中的刚性，提高机床切削能力，提高加工效率，防止加工时震刀的产生，满足机床对更高精度的要求，增加了加工行程，满足车床加工更大零件的需求。
附图说明
图1为本发明的Y轴伺服动力刀塔的实施例一的立体结构示意图；
图2为本发明的Y轴伺服动力刀塔的实施例一的另一方向的立体结构示意图；
图3为本发明的Y轴伺服动力刀塔的实施例一的俯视图；
图4为本发明的Y轴伺服动力刀塔的实施例一的锁紧机构的结构示意图；
图5为本发明的Y轴伺服动力刀塔的实施例一的伺服驱动机构的结构示意图；
图6为本发明的Y轴伺服动力刀塔的实施例二的伺服驱动机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
实施例一：
如图1-5所示的一种Y轴伺服动力刀塔，包括立柱16、刀盘机构及伺服驱动机构。
所述伺服驱动机构能够驱动刀盘机构沿立柱16升降，本实施例中，伺服驱动机构采用同步带Y轴伺服驱动，包括同步带连接Y轴伺服电机19、大同步带轮6、同步带7、小同步带轮8、升降块34及丝杆组件，所述同步带连接Y轴伺服电机19设置在立柱16后端，同步带连接Y轴伺服电机19通过连接板11安装在同步带连接电机安装板10上，通过小同步带轮8、同步带7、大同步带轮6与丝杆组件连接，小同步带轮8外设置有小同步带轮压紧环9，大同步带轮6内设置有大同步带轮压紧环5，所述丝杆组件包括丝杆18、丝杆锁紧螺母12、配对角接触球轴承15、轴承21、上限位块17及下限位块20，所述丝杆18通过轴承与立柱16转动连接，所述丝杆锁紧螺母12设置在丝杆顶端，通过轴承压盖13、轴承垫圈14将配对角接触球轴承15密封锁紧，所述上限位块17、下限位块20分别设置在立柱16内腔的顶端和底端并套设在丝杆18外，所述升降块34设置在丝杆18上并与一体式工作台1相固定。同步带连接Y轴伺服电机19通过小同步带轮8、同步带7、大同步带轮6驱动丝杆旋转，使升降块34上下运动，从而使一体式工作台1上下运动。同步带连接同步带轮采用下沉于导轨上平面的结构，与安装于导轨上平面上方结构相比，降低了总高度，可实现刀塔在机床上小空间安装。
本发明的立柱16采用硬轨形式，立柱16两侧边缘分别对应开设有贯穿立柱16顶端和底端的方轨35，形成导轨结构，所述刀盘机构包括一体式工作台1及设置在一体式工作台1上的刀盘3、主轴伺服电机4及转位伺服电机2，主轴伺服电机4及转位伺服电机2能够驱动刀盘3转动或转向，所述一体式工作台1采用侧挂式，一体式工作台1两侧固定有能够嵌入方轨35并沿方轨35上下滑动的左导轨压板25、右导轨压板27，所述伺服驱动机构与一体式工作台1连接并能够驱动其沿立柱16升降。本发明的刀塔本体工作台与Y轴移动工作台采用一体式结构，结构紧凑，采用侧挂方式，与中置机构相比刀盘刀具干涉小，可实现背车功能，配合车床双主轴结构可实现零件正反两面同时加工完，实现高的加工精度和效率。一体式机构与普通动力刀塔用螺丝固定于单独Y轴工作台相比，减少了螺钉固定方式，刚性好，车削能力强，另外X方向宽度更小，可提高车床使用行程，增大可加工零件的尺寸。
两导轨压板与一体式工作台1之间形成能够供立柱16的边缘条嵌入的嵌槽，即导轨压板与立柱的方轨呈包裹式结构，所述边缘条与嵌槽内端面的接触面上固定有侧斜刹块29，左导轨压板25、右导轨压板27与方轨侧端面的接触面上固定有左内斜刹块26、右内斜刹块28，所述侧斜刹块、内斜刹块的厚度从上至下逐渐减小。与普通只采用侧斜刹块相比，当方轨产生磨损后可通过调节左内斜刹块26、右内斜刹块28、侧斜刹块29实现各方向间隙排空，恢复精度，与重新加工导轨恢复精度相比更方便。
一体式工作台1与内斜刹块之间设置有多个锁紧机构，沿一体式工作台1从上至下均匀排布，所述锁紧机构包括盖板30、活塞31、弹簧32及螺钉33，所述盖板30固定在一体式工作台1外壁，盖板30通过螺钉33与一体式工作台1相固定，一体式工作台1上开设有锁紧通道，所述活塞31设置在锁紧通道内并与侧斜刹块29端面相贴合，活塞31与盖板30之间通过弹簧32弹性连接，活塞31能够沿锁紧通道滑动。当刀塔不需要移动Y轴切削加工时，可使用液压驱动活塞31，使侧斜刹块29与立柱16压紧，提供Y轴方向辅助刹紧力。与一般只使用电机扭力通过丝杆提供Y轴固定力相比，Y轴受力能力更强，实现更高的切削刚性。
实施例二：
如图6所示，与实施例一不同之处在于：所述伺服驱动机构采用直连Y轴伺服驱动，包括直连Y轴伺服电机22、弹性联轴器24、升降块及丝杆组件，所述直连Y轴伺服电机22通过连接板23设置在立柱顶端，直连Y轴伺服电机22通过弹性联轴器24与丝杆组件连接，所述升降块设置在丝杆组件上并与一体式工作台相固定。直连方式相对同步带方式精度更高，可满足空间足够的机床对更高精度的要求。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种Y轴伺服动力刀塔，包括立柱、刀盘机构及伺服驱动机构，所述伺服驱动机构能够驱动刀盘机构沿立柱升降，其特征在于：所述立柱两侧分别对应开设有贯穿立柱顶端和底端的方轨，所述刀盘机构包括一体式工作台及设置在一体式工作台上的刀盘、主轴伺服电机及转位伺服电机，所述主轴伺服电机及转位伺服电机与刀盘连接，所述一体式工作台采用侧挂式，一体式工作台两侧固定有能够嵌入方轨并沿方轨滑动的导轨压板，所述伺服驱动机构与一体式工作台连接并能够驱动其沿立柱升降。
2.根据权利要求1所述的Y轴伺服动力刀塔，其特征在于：所述导轨压板与一体式工作台之间形成能够供立柱的边缘条嵌入的嵌槽，所述边缘条与嵌槽内端面的接触面上固定有侧斜刹块，所述导轨压板与方轨侧端面的接触面上固定有内斜刹块，所述侧斜刹块、内斜刹块的厚度从上至下逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的Y轴伺服动力刀塔，其特征在于：所述一体式工作台与内斜刹块之间设置有锁紧机构，所述锁紧机构包括盖板、活塞、弹簧及螺钉，所述盖板固定在一体式工作台外壁，盖板通过螺钉与一体式工作台连接，一体式工作台上开设有锁紧通道，所述活塞设置在锁紧通道内并与侧斜刹块端面相贴合，活塞与盖板之间通过弹簧弹性连接，活塞能够沿锁紧通道滑动。
4.根据权利要求1所述的Y轴伺服动力刀塔，其特征在于：所述伺服驱动机构采用同步带Y轴伺服驱动，包括同步带连接Y轴伺服电机、大同步带轮、同步带、小同步带轮、升降块及丝杆组件，所述同步带连接Y轴伺服电机设置在立柱后端，同步带连接Y轴伺服电机通过小同步带轮、同步带、大同步带轮与丝杆组件连接，所述升降块设置在丝杆组件上并与一体式工作台相固定。
5.根据权利要求1所述的Y轴伺服动力刀塔，其特征在于：所述伺服驱动机构采用直连Y轴伺服驱动，包括直连Y轴伺服电机、弹性联轴器、升降块及丝杆组件，所述直连Y轴伺服电机设置在立柱顶端，直连Y轴伺服电机通过弹性联轴器与丝杆组件连接，所述升降块设置在丝杆组件上并与一体式工作台相固定。
6.根据权利要求4或5所述的Y轴伺服动力刀塔，其特征在于：所述丝杆组件包括丝杆、丝杆锁紧螺母、轴承、上限位块及下限位块，所述丝杆通过轴承与立柱转动连接，所述丝杆锁紧螺母设置在丝杆顶端，所述上限位块、下限位块分别设置在立柱内腔的顶端和底端并套设在丝杆外。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113664236A (zh) * 2021-09-22 2021-11-19 温岭市三和数控机床设备有限公司 一种硬轨式动力刀塔
CN117020251A (zh) * 2023-06-04 2023-11-10 东莞堡威自动化科技有限公司 一种高精度机加工刀塔

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