CN113145881B - 一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了螺纹加工技术领域内的一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架，包括支撑架，支撑架上连接有外壳体，外壳体上设有可转动的动力盘，动力盘上可转动地连接有驱动齿轮，动力盘的圆周上排布有若干切削组件和离合驱动组件，切削组件包括可转动地连接在动力盘上的传动轴，传动轴上连接有与驱动齿轮啮合的从动齿轮，传动轴上连接有离合套，离合套上连接有拨叉环，离合套和从动齿轮之间的传动轴上连接有可与拨叉环的内圈啮合的同步啮合齿轮，外壳体外侧固定连接有离合推板，离合驱动组件包括连接在动力盘上的离合驱动杆，离合驱动杆上套装有离合弹簧，离合驱动杆外侧可抵触在离合推板上，伸进动力盘内的离合驱动杆与拨叉环连接；本发明加工效率高。

Description

一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架

技术领域

本发明属于螺纹加工技术领域，特别涉及一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架。

背景技术

传统的机械复合加工中心多采用数控刀架，刀架上的刀具固定并且无动力驱动，因此只能通过数控程序进行换刀来完成一些简单的车削工作，但随着工业水平的发展和自动化生产需求的提高，许多复杂零件的加工过程需要将车削、铣削、磨削、钻孔等多种工序进行复合化，因此需要将传统的数控刀架转化为具有刀具驱动结构的动力刀架。

但目前市场广泛使用的动力刀架，多采用电机驱动多级齿轮的方式进行传动，只能为刀具提供轴向方向上的驱动力，且刀具的转速低、切削力较小，此外在加工过程中，动力刀架上的所有刀具均会运转，极易产生干涉现象，适用范围较小且安全性不高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于解决上述现有技术中刀具容易在轴向上产生干涉现象的技术问题，提供一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架，本发明实现了各种复杂零件的自动化复合加工，加工效率高、适用范围广且安全性可靠。

本发明的目的是这样实现的：一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架，包括支撑架，所述支撑架上固定连接有外壳体，所述外壳体远离支撑架的一端设有可转动的动力盘，所述动力盘上可转动地连接有驱动齿轮，动力盘的圆周上排布有若干切削组件和离合驱动组件，所述切削组件包括可转动地连接在动力盘上的传动轴，所述传动轴上连接有从动齿轮，所述驱动齿轮与各个从动齿轮啮合，传动轴上连接有离合套，所述离合套上连接有拨叉环，离合套和从动齿轮之间的传动轴上连接有可与拨叉环的内圈啮合的同步啮合齿轮，所述外壳体外侧固定连接有离合推板，所述离合驱动组件包括连接在动力盘上且与对应传动轴平行设置的离合驱动杆，所述离合驱动杆的外端设有限位部，所述限位部和动力盘之间的离合驱动杆上套装有离合弹簧，所述限位部的外侧可抵触在离合推板相对动力盘设置的一端，伸进动力盘内的离合驱动杆所在一端与拨叉环连接，离合弹簧处于自然状态时，同步啮合齿轮与从动齿轮脱开，所述同步啮合齿轮朝里移动时可压紧在从动齿轮上。

本发明中，伸出动力盘外的传动轴上连接用于夹持刀具的刀具夹头，不同的传动轴上安装有不同的刀具，各个刀具分别用于切削不同形状的螺杆；驱动齿轮转动，驱动齿轮带动各个从动齿轮的转动，根据待切削螺杆的形状调节动力盘的位置，使待切削的刀具朝着离合推板所在方向转动，当离合驱动杆开始与离合推板接触时，离合驱动杆在离合推板的作用下朝里移动，离合驱动杆推动拨叉朝着从动齿轮所在方向移动，拨叉带动拨叉环移动，离合驱动杆继续往里推进，拨叉环的内圈与同步啮合齿轮啮合，当离合驱动杆完全抵触在离合推板上时，动力盘停止转动，此时同步啮合齿轮的圆锥面压紧在从动齿轮上，从动齿轮带动同步啮合齿轮转动，同步啮合齿轮带动拨叉环转动，拨叉环带动离合套转动，离合套带动传动轴转动，此传动轴上的刀具转动，实现对应形状的螺杆加工；需要更换其它刀具时，动力盘转动，上述离合驱动杆离开离合推板，离合驱动杆在离合弹簧的作用下迅速复位，拨叉环脱开同步啮合齿轮，同步啮合齿轮与从动齿轮脱开，上述传动轴停止转动，控制动力盘的转动角度，使下一个切削组件对应的离合驱动杆转动至离合推板的位置，重复上述动作，实现不同形状的螺杆加工；本发明结构紧凑，通过一个驱动齿轮带动各个从动齿轮的转动，需要更换刀具时，直接控制动力盘的转动，将待切削刀具转动至固定位置，即离合驱动杆转动至离合推板的位置，不需要将驱动齿轮的动力切断，离合驱动杆在离合推板的作用下往里移动，从而依次带动拨叉和拨叉环的移动，动力盘停止转动时，离合驱动杆完全抵触在离合推板上，同步啮合齿轮压紧在从动齿轮上，实现待切削刀具的转动，加工结束，离合驱动杆在离合弹簧的作用下迅速朝外移动，使同步啮合齿轮迅速脱开从动齿轮，结构巧妙，工作更加可靠；可应用于螺杆的加工工作中，尤其适用于加工不同形状的螺杆的工作中。

为了进一步实现传动轴的离合动作，所述离合推板朝里的一端具有倾斜部，倾斜部从上往下看从外往里倾斜，倾斜部下侧设有竖直部，当限位部开始抵触在倾斜部上时，离合弹簧开始压缩，同步啮合齿轮相对离合套的一端连接有可滑动的同步锁环，同步锁环的外周排布有若干可与拨叉环的内圈啮合的同步齿。

为了进一步提高动力转止转时的可靠性，所述外壳体外侧固定连接有至少一个固定板，所述固定板上连接有定位驱动器，所述定位驱动器上连接有朝着动力盘所在方向伸出且可做往复直线移动的定位杆，所述固定板上开有定位孔一，所述定位杆可经定位孔一插入动力盘。

为了进一步提高传动轴的动力，所述动力盘的轴向方向上远离动力盘的一端可转动地连接有中心定位轴，支撑架上固定连接有驱动电机，所述驱动电机上连接有输出轴，所述输出轴朝向动力盘的一端连接有动力连接杆，所述动力连接杆远离输出轴的一端固定连接有动力转接盘，所述动力转接盘在中心定位轴和动力连接杆之间，中心定位轴、动力转接盘和动力连接杆连接在一起，所述动力转接盘朝向定位中心轴的一端与驱动齿轮连接。

为了进一步提高传动轴的刚性，所述同步啮合齿轮经推力滚子轴承连接在传动轴上，所述传动轴的两端经支撑轴承可转动地连接在动力盘上，传动轴朝里的一侧上连接有限制支撑轴承轴向窜动的轴向定位环。

为了进一步实现动力盘的转动，所述外壳体外侧固定连接有传动电机，外壳体的侧部可转动地连接有蜗杆，所述传动电机与蜗杆连接，外壳体内连接有可转动的蜗轮，所述蜗轮与蜗杆配合，所述蜗轮相对动力盘设置的一侧固定连接有连接环，所述动力盘相对外壳体设置的一端固定连接有过渡盘，所述过渡盘固定连接在连接环远离蜗轮的一端。

为了进一步提高蜗轮转动时的可靠性，所述外壳体内侧固定连接有内支撑环，所述内支撑环外周排布有若干滚珠，所述蜗轮内缘经滚珠可转动地连接在内支撑环上。

为了进一步实现不同方向的切削工作，所述动力盘远离外壳体的一端朝外的一侧排布有若干连接槽，所述连接槽在相邻两组切削组件之间。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为图1中的A-A向视图。

图3为图2中B处的局部放大图。

图4为本发明的俯视图。

图5为图4中的C-C向视图。

图6为本发明的立体结构图一。

图7为图6中D处的局部放大图。

图8为本发明的立体结构图二。

图9为本发明中切削组件的立体结构图。

其中，1动力盘，2固定刀座，201固定螺栓，202加工刀具，3连接槽，4切削组件，401支撑轴承三，402刀具夹头，403从动齿轮，404推力轴承，405轴向定位环，406支撑轴承一，407传动轴，408支撑轴承二，409刀具，5离合驱动组件，501离合弹簧，502离合驱动杆，502a限位部，503拨叉环，504定位套，505离合套，506拨叉环，507同步锁环，508同步啮合齿轮，6滚珠，7蜗轮，8蜗杆，9中心定位轴，10轴承挡板，11支撑套，12支撑轴承四，13限位套，14驱动齿轮，15过渡盘，16动力转接盘，17连接环，18支撑架，19动力连接杆，20驱动电机，21输出轴，22联轴器，23外壳体，24内支撑环，25定位孔二，26定位孔一，27定位杆，28定位驱动器，29固定板，30离合推板，3001竖直部，3002倾斜部，31传动电机，32连接轴承，33端盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

如图1～图9所示的一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架，包括支撑架18，支撑架18上固定连接有外壳体23，外壳体23远离支撑架18的一端设有可转动的动力盘1，动力盘1上可转动地连接有驱动齿轮14，驱动齿轮14经支撑轴承四12连接在动力盘1上，动力盘1的圆周上排布有若干切削组件4和离合驱动组件5，切削组件4包括可转动地连接在动力盘1上的传动轴407，传动轴407上连接有从动齿轮403，驱动齿轮14与各个从动齿轮403啮合，传动轴407上连接有离合套505，离合套505上连接有拨叉环506，离合套505和从动齿轮403之间的传动轴407上连接有可与拨叉环506的内圈啮合的同步啮合齿轮508，外壳体23外侧固定连接有离合推板30，离合驱动组件5包括可滑动地连接在动力盘1上且与对应传动轴407平行设置的定位套504，定位套504上连接有离合驱动杆502，定位套504的材质优选为铜，离合驱动杆502的外端设有限位部502a，限位部502a在动力盘1外，限位部502a和动力盘1之间的离合驱动杆502上套装有离合弹簧501，限位部502a的外侧可抵触在离合推板30相对动力盘1设置的一端，伸进动力盘1内的离合驱动杆502所在一端与拨叉环506连接，离合弹簧501处于自然状态时，同步啮合齿轮508与从动齿轮403脱开，同步啮合齿轮508朝里移动时可压紧在从动齿轮403上。

为了进一步实现传动轴407的离合动作，离合推板30朝里的一端具有倾斜部3002，倾斜部3002从上往下看从外往里倾斜，倾斜部3002下侧设有竖直部3001，当限位部502a开始抵触在倾斜部3002上时，离合弹簧501开始压缩，同步啮合齿轮508相对离合套505的一端连接有同步锁环507，同步锁环507的外周排布有若干可与拨叉环506的内圈啮合的同步齿507a。

为了进一步提高动力转止转时的可靠性，外壳体23外侧固定连接有至少一个固定板29，固定板29上连接有定位驱动器28，定位驱动器28上连接有朝着动力盘1所在方向伸出且可做往复直线移动的定位杆27，固定板29上开有定位孔一26，定位杆27可经定位孔一26朝着动力盘1所在方向延伸。

为了进一步提高传动轴407的动力，动力盘1的轴向方向上远离动力盘1的一端可转动地连接有中心定位轴9，动力盘1内固定连接有支撑套11，中心定位轴9经连接轴承32可转动地连接在支撑套11内，中心定位轴9朝外的一端固定连接有用于限制连接轴承32向外窜动的轴承挡板10，支撑架18上固定连接有驱动电机20，驱动电机20上连接有输出轴21，输出轴21朝向动力盘1的一端经联轴器22连接有动力连接杆19，动力连接杆19远离输出轴21的一端固定连接有动力转接盘16，动力转接盘16在中心定位轴9和动力连接杆19之间，中心定位轴9、动力转接盘16和动力连接杆19连接在一起，动力转接盘16朝向定位中心轴的一端与驱动齿轮14连接；为了进一步提高传动轴407的刚性，同步啮合齿轮508经推力滚子轴承404连接在传动轴407上，传动轴407经支撑轴承一406可转动地连接在动力盘1上，推力滚子轴承404朝里一侧的传动轴407上连接有限制支撑轴承一406轴向窜动的轴向定位环405，离合套505远离同步啮合齿轮508一端朝外的传动轴407经支撑轴承二408可转动地连接在动力盘1上，传动轴407朝外的一端螺纹连接有限制支撑轴承二408轴向窜动的限位套13，动力盘1外侧排布有若干与传动轴407一一对应的端盖33，端盖33套装在限位套13外侧，端盖33朝里的一侧与支撑轴承二408朝外的一侧接触，支撑轴承一406朝里一侧的传动轴407还经支撑轴承三401可转动地连接在动力盘1上。

为了进一步实现动力盘1的转动，外壳体23外侧固定连接有传动电机31，外壳体23的侧部可转动地连接有蜗杆8，传动电机31与蜗杆8连接，外壳体23内连接有可转动的蜗轮7，蜗轮7与蜗杆8配合，蜗轮7相对动力盘1设置的一侧固定连接有连接环17，动力盘1相对外壳体23设置的一端固定连接有过渡盘15，过渡盘15固定连接在连接环17远离蜗轮7的一端，过渡盘15上开有与定位孔一26同轴心的定位孔二25，当同步啮合齿轮508的圆锥面压紧在从动齿轮403上时，定位杆27可经定位孔一26插进对应的定位孔二25内；外壳体23内侧固定连接有内支撑环24，内支撑环24外周排布有若干滚珠6，蜗轮7内缘经滚珠6可转动地连接在内支撑环24上。

为了进一步实现不同方向的切削工作，动力盘1远离外壳体23的一端朝外的一侧排布有若干连接槽3，连接槽3在相邻两组切削组件4之间。

本发明中，伸出动力盘1外的传动轴407上连接用于夹持刀具409的刀具夹头402，不同的传动轴407上安装有不同的刀具409，各个刀具409分别用于切削不同形状的螺杆；动力盘1朝前一侧的连接槽3内可安装固定刀座2，在固定刀座2上固定安装加工刀具409，使用固定螺栓201将加工刀具固定安装在固定刀座2上；驱动电机20动作，输出轴21经联轴器22带动动力连接杆19转动，动力连接杆19带动动力转接盘16转动，动力转接盘16带动驱动齿轮14转动，中心定位轴9经连接轴承32连接在支撑套11内，驱动齿轮14经支撑轴承四12连接在动力盘1上，双支撑提高驱动齿轮14高速旋转的可靠性，驱动齿轮14带动各个从动齿轮403的转动，根据待切削螺杆的形状调节动力盘1的位置，传动电机31动作，传动电机31带动蜗杆8转动，蜗杆8带动蜗轮7的转动，蜗轮7经连接环17带动过渡盘15的转动，过渡盘15带动动力盘1的转动，控制传动电机31的动作方向，使待切削的刀具409朝着离合推板30所在方向转动，当离合驱动杆502开始与离合推板30的倾斜部3002接触时，离合驱动杆502在离合推板30的作用下朝里移动，离合驱动杆502推动拨叉503朝着从动齿轮403所在方向移动，拨叉503带动拨叉环506移动，离合驱动杆502继续往里推进，拨叉环506的内圈与同步啮合齿轮508啮合，当离合驱动杆502完全抵触在竖直部3001上时，传动电机31停止动作，定位驱动器28动作，使定位杆27向外伸出，定位杆27经定位孔一26插入定位孔二25内，使动力盘1彻底停止转动，此时同步啮合齿轮508的圆锥面压紧在从动齿轮403上，从动齿轮403带动同步啮合齿轮508转动，同步啮合齿轮508带动拨叉环506转动，拨叉环506带动离合套505转动，离合套505带动传动轴407转动，此传动轴407上的刀具409转动，实现对应形状的螺杆加工；传动轴407靠近外端的一段经支撑轴承二408连接在动力盘1上，传动轴407靠里的一端分别经支撑轴承一406和支撑轴承三401连接在动力盘1上，提高传动轴407的刚性，提高加工质量，刀具409也不易损坏；需要更换其它刀具409时，传动电机31动作，动力盘1转动，上述离合驱动杆502离开离合推板30，离合驱动杆502在离合弹簧501的作用下迅速复位，拨叉环506脱开同步啮合齿轮508，同步啮合齿轮508与从动齿轮403脱开，上述传动轴407停止转动，控制传动电机31动作以控制动力盘1的转动角度，使下一个切削组件4对应的离合驱动杆502转动至离合推板30的位置，重复上述动作，实现不同形状的螺杆加工；本发明结构紧凑，驱动电机20安装在支撑架18在左右方向上的中心位置，由驱动电机20带动驱动齿轮14的转动，由一个驱动齿轮14带动各个从动齿轮403的转动，提高输入动力，当切削组件4转动至指定的位置时，从动齿轮403在高速运转的情况下，同时实现对应传动轴407与从动齿轮403的同步转动，对应的刀具409转动；通过动力盘1的结构设计，使传动轴407轴向方向上朝外的一端经支撑轴承一406可转动地连接在动力盘1上，传动轴407轴向方向上朝里的一端从里往外依次经支撑轴承三401和支撑轴承二408同时可转动地连接在动力盘1上，提高传动轴407的刚性，以提高加工螺杆时的可靠性；需要更换刀具409时，直接控制动力盘1的转动，将待切削刀具409转动至固定位置，即离合驱动杆502转动至离合推板30的位置，不需要将驱动齿轮14的动力切断，离合驱动杆502在离合推板30的作用下往里移动，从而依次带动拨叉503和拨叉环506的移动，动力盘1停止转动时，离合驱动杆502完全抵触在离合推板30上，同步啮合齿轮508压紧在从动齿轮403上，实现待切削刀具409的转动，加工结束，离合驱动杆502在离合弹簧501的作用下迅速朝外移动，使同步啮合齿轮508迅速脱开从动齿轮403，结构巧妙，工作更加可靠；还可根据需要在连接槽3内安装固定刀座2，适用范围更广；可应用于零件的自动化加工工作中，尤其适用于加工各种复杂曲面、轴类零件的工作中。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护范围内。

Claims (8)

1.一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架，包括支撑架，其特征在于，所述支撑架上固定连接有外壳体，所述外壳体远离支撑架的一端设有可转动的动力盘，所述动力盘上可转动地连接有驱动齿轮，动力盘的圆周上排布有若干切削组件和离合驱动组件，所述切削组件包括可转动地连接在动力盘上的传动轴，所述传动轴上可转动地连接有从动齿轮，所述驱动齿轮与各个从动齿轮啮合，传动轴上固定连接有离合套，所述离合套上滑动连接有拨叉环，离合套和从动齿轮之间的传动轴上连接有可与拨叉环的内圈啮合的同步啮合齿轮，所述外壳体外侧固定连接有离合推板，所述离合驱动组件包括连接在动力盘上且与对应传动轴平行设置的离合驱动杆，所述离合驱动杆的外端设有限位部，所述限位部和动力盘之间的离合驱动杆上套装有离合弹簧，所述限位部的外侧可抵触在离合推板相对动力盘设置的一端，伸进动力盘内的离合驱动杆所在一端与拨叉环连接，离合弹簧处于自然状态时，同步啮合齿轮与从动齿轮脱开，所述同步啮合齿轮朝里移动时可压紧在从动齿轮上。

2.根据权利要求1所述的一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架，其特征在于，所述离合推板朝里的一端具有梯形凸台，梯形凸台朝里的一端设有倾斜部，倾斜部从外往里向下倾斜，倾斜部下侧设有竖直部，当限位部开始抵触在倾斜部上时，离合弹簧开始压缩，同步啮合齿轮相对离合套的一端连接有可滑动的同步锁环，同步锁环的外周排布有若干可与拨叉环的内圈啮合的同步齿。

3.根据权利要求1所述的一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架，其特征在于，所述外壳体外侧固定连接有至少一个固定板，所述固定板上连接有定位驱动器，所述定位驱动器上连接有朝着动力盘所在方向伸出且可做往复直线移动的定位杆，所述固定板上开有定位孔一，所述定位杆可经定位孔一插入动力盘。

4.根据权利要求1所述的一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架，其特征在于，所述动力盘的轴向方向上远离动力盘的一端可转动地连接有中心定位轴，支撑架上固定连接有驱动电机，所述驱动电机上连接有输出轴，所述输出轴朝向动力盘的一端连接有动力连接杆，所述动力连接杆远离输出轴的一端固定连接有动力转接盘，所述动力转接盘在中心定位轴和动力连接杆之间，中心定位轴、动力转接盘和动力连接杆连接在一起，所述动力转接盘朝向定位中心轴的一端与驱动齿轮连接。

5.根据权利要求1所述的一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架，其特征在于，所述同步啮合齿轮经推力滚子轴承连接在传动轴上，所述传动轴的两端经支撑轴承可转动地连接在动力盘上，传动轴朝里的一侧上连接有限制支撑轴承轴向窜动的轴向定位环。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架，其特征在于，所述外壳体外侧固定连接有传动电机，外壳体的侧部可转动地连接有蜗杆，所述传动电机与蜗杆连接，外壳体内连接有可转动的蜗轮，所述蜗轮与蜗杆配合，所述蜗轮相对动力盘设置的一侧固定连接有连接环，所述动力盘相对外壳体设置的一端固定连接有过渡盘，所述过渡盘固定连接在连接环远离蜗轮的一端。

7.根据权利要求6所述的一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架，其特征在于，所述外壳体内侧固定连接有内支撑环，所述内支撑环外周排布有若干滚珠，所述蜗轮内缘经滚珠可转动地连接在内支撑环上。

8.根据权利要求1～5任一项所述的一种周向分布式径向动力刀杆的转塔式刀架，其特征在于，所述动力盘远离外壳体的一端朝外的一侧排布有若干连接槽，所述连接槽在相邻两组切削组件之间。

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