CN113211150A - 刀塔及其旋转动力头 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种刀塔及其旋转动力头，旋转动力头包括刀座、刀架、调节输入轴、调节传动组件、驱动输入轴、驱动输出轴及驱动传动组件；刀座用于固定连接至刀盘；刀架转动连接刀座；调节输入轴转动连接刀座；调节传动组件用于将调节输入轴的旋转运动传递至刀架；驱动输出轴转动连接刀架；驱动输出轴的转动轴线与刀架的转动轴线不平行且不重合；驱动传动组件用于将驱动调节输入轴的旋转运动传递至驱动输出轴。旋转动力头安装至刀盘上，加工工件的过程中，驱动输入轴接收动力并带动刀具转动，实现刀具对工件的切削加工；且必要时，调节输入轴接收动力，以驱动刀架偏转一定角度，进而调节连接于刀架上的刀具的位置和角度，以完成对复杂工件的加工。

Description

刀塔及其旋转动力头

技术领域

本申请涉及数控刀塔的领域，尤其是涉及一种刀塔及其旋转动力头。

背景技术

数控刀塔是一种重要的机床附件，可依据程序，自动切换刀具，以实现加工工件的内外圆柱面、内外圆锥面、切槽及钻孔等。

参照图1，数控刀塔包括刀盘及刀座，且刀座可绕刀盘的周向间隔安装有多个。刀座用于供刀具安装，且刀盘及刀座设有用于将来自电机的力矩传递至刀具的传动组件。

但上述的数控刀塔在使用过程中，刀具与刀盘之间的位置相对固定，即只能通过调节刀盘的角度，进而调节刀具的角度，加工复杂工件时，存在不便。

发明内容

为了便于加工复杂工件，本申请提供一种刀塔及其旋转动力头。

第一方面，本申请提供一种刀塔的旋转动力头，采用如下的技术方案：

一种刀塔的旋转动力头，用于安装至刀盘上；包括刀座、刀架、调节输入轴、调节传动组件、驱动输入轴、驱动输出轴及驱动传动组件；

所述刀座用于固定连接至刀盘；所述刀架转动连接刀座；所述调节输入轴转动连接刀座；所述调节传动组件设于刀架与调节输入轴之间，用于将所述调节输入轴的旋转运动传递至刀架；

所述驱动输入轴转动连接刀架；所述驱动输出轴转动连接刀架，并用于供刀具连接；并且，所述驱动输出轴的转动轴线与刀架的转动轴线不平行且不重合；

所述驱动传动组件设于驱动输入轴与驱动输出轴之间，用于将所述驱动调节输入轴的旋转运动传递至驱动输出轴。

通过采用上述技术方案，旋转动力头安装至刀盘上，加工工件的过程中，驱动输入轴接收动力，以驱动刀具转动，实现刀具对工件的切削加工；且必要时，调节输入轴接收动力，以驱动刀架偏转一定角度，进而调节连接于刀架上的刀具的位置和角度，以完成对复杂工件的加工。

优选的，所述刀架包括筒体及安装部，所述筒体绕自身轴线转动连接刀座；所述安装部固定连接于筒体的一端，且所述安装部沿筒体的轴向延伸；所述驱动输出轴转动连接于安装部远离筒体的一端。

通过采用上述技术方案，使得驱动输出轴与刀座之间存在较大的距离，即刀具与刀座之间存在较大距离，在刀架偏转以调节刀具位置和角度的过程中，避免干涉；同时，在刀具加工工件的过程中，刀具与刀座之间存在的距离用于避让工件，以完成加工。

优选的，所述刀架还包括连接部；所述连接部连接于筒体的一端，且所述连接部沿筒体的径向延伸；

所述安装部连接于连接部背离的筒体的一侧，且所述安装部位于连接部远离筒体轴线的一端；

所述驱动输出轴朝向筒体轴线的一端用于供刀具连接。

通过采用上述技术方案，刀具切削工件的过程中，刀具与工件之间产生较大的相互作用力，并依靠刀架、刀座承受工件对刀具的作用；因刀架依靠转轴连接于刀座，则缩短刀具至筒体轴线的距离，以降低刀架承受的力矩，有利于刀架保持稳定，以完成对工件的加工。

优选的，所述驱动输入轴的转动轴线与刀架的转动轴线重合。

优选的，所述驱动输入轴同轴转动嵌设于筒体内；所述筒体的外周连接调节传动组件。

通过采用上述技术方案，实现简化刀盘与驱动输入轴之间的传动结构。

优选的，所述调节传动组件包括调节齿圈及调节齿轮组，所述调节齿圈同轴套接至筒体外；所述调节齿轮组设于调节输入轴与调节齿圈之间。

通过采用上述技术方案，利用调节齿圈及调节齿轮组的传动比稳定且精准，进而实现精确的调节刀架的位置。

优选的，所述驱动输入轴的转动轴线垂直于驱动输入轴的转动轴线。

优选的，所述驱动传动组件包括中间轴、锥齿轮组及驱动齿轮组；

所述中间轴平行驱动输出轴，所述锥齿轮组设于驱动输入轴与中间轴之间；所述驱动齿轮组设于中间轴与驱动输出轴之间。

通过采用上述技术方案，利用锥齿轮组改变旋转运动的方向，并利用锥齿轮组及驱动齿轮组传递较大的力矩，以实现驱动刀具切削工件。

第二方面，本申请提供一种刀塔，采用如下的技术方案：

一种刀塔，包括上述的旋转动力头，还包括刀盘、调节轴及驱动轴；所述调节轴转动连接刀盘，所述驱动轴转动连接刀盘；

所述刀座固定连接于刀盘，并使得所述调节输入轴同轴连接调节轴；且所述驱动输入轴同轴连接驱动轴。

优选的，所述调节轴及驱动轴的端部均设有限位槽，所述调节输入轴及驱动输入轴的端部均设有限位块；所述限位块用于嵌至限位槽内，并通过所述限位块的表面与限位槽的内壁之间的相互贴合实现限位槽与限位块之间的周向固定。

通过采用上述技术方案，通过限位槽与限位块，实现驱动轴与驱动输入轴之间的周向固定，及调节轴与调节输入轴之间的周向固定，进而实现力矩传递。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.旋转动力头安装至刀盘上，加工工件的过程中，驱动输入轴接收动力，以驱动刀具转动，实现刀具对工件的切削加工；且必要时，调节输入轴接收动力，以驱动刀架偏转一定角度，进而调节连接于刀架上的刀具的位置和角度，以完成对复杂工件的加工；

2.缩短刀具至筒体轴线的距离，以降低刀架承受的力矩，有利于刀架保持稳定；

3.驱动输入轴的转动轴线与刀架的转动轴线重合，实现简化刀盘与驱动输入轴之间的传动结构。

附图说明

图1是相关技术中，数控刀塔的结构示意图。

图2是旋转动力头的整体结构示意图。

图3是旋转动力头的结构示意图，用于展示驱动传动组件。

图4是旋转动力头的结构示意图，用于展示调节传动组件。

图5是安装部与驱动输出轴之间的连接结构示意图。

图6是图5中A处的放大图。

图7是本申请实施例中，刀塔的结构示意图。

附图标记说明：1、刀座；2、刀架；21、筒体；22、连接部；23、安装部；231、主体；232、端盖；233、安装孔；24、密封组件；241、密封圈；2411、内圈；2412、外圈；2413、支撑环；242、调节环；243、调节垫圈；3、驱动输入轴；31、轴体；32、挡环；33、环槽；4、驱动输出轴；5、驱动传动组件；51、中间轴；52、锥齿轮组；53、驱动齿轮组；6、调节输入轴；7、调节传动组件；71、调节齿圈；72、调节齿轮组；8、限位块；9、刀盘；91、普通工位；92、旋转工位；93、调节轴；94、驱动轴；95、限位槽。

具体实施方式

以下结合附图2-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种旋转动力头，用于连接至刀塔的刀盘9上。

实施例1

参照图2、3，一种旋转动力头，包括刀座1、刀架2、驱动输入轴3、驱动输出轴4及驱动传动组件5。刀座1固定连接至刀盘9，刀架2设于刀座1上，且驱动输入轴3、驱动输出轴4及驱动传动组件5均连接于刀架2。

刀架2包括筒体21、连接部22及安装部23。筒体21嵌至刀座1内，且筒体21至少有一端伸出刀座1。本实施例中，筒体21轴向的两端均伸出刀座1。

驱动输入轴3通过轴承同轴转动连接于筒体21内，且驱动输入轴3的两端均伸出筒体21。连接部22固定连接于筒体21的一端，且连接部22沿筒体21的径向延伸。安装部23连接于连接部22背离的转筒的一侧，且安装部23位于连接部22远离转筒轴线的一端。同时，连接部22及安装部23内均设有安装腔，且两个安装腔相互连通。

驱动输出轴4通过轴承转动连接于安装部23远离筒体21的一端；且驱动输出轴4与驱动输入轴3不平行且不重合。驱动输出轴4向靠近筒体21轴线方向的伸出安装部23，且该端部用于供刀具连接。本实施例中，驱动输出轴4垂直于驱动输入轴3。

驱动输入轴3的一端伸出筒体21，并伸入安装部23的安装腔内；驱动输出轴4的另一端伸入连接部22的安装腔内。驱动传动组件5安装至两个安装腔内，并实现将驱动输入轴3旋转运动传递至驱动输出轴4。

驱动传动组件5包括中间轴51、锥齿轮组52及驱动齿轮组53。中间轴51平行驱动输出轴4；中间轴51通过轴承转动连接刀架2，且中间轴51的一端伸入连接部22的安装腔内，中间轴51的另一端伸入安装部23的安装腔内。锥齿轮组52包括两个相互啮合的锥齿轮，且一个锥齿轮同轴连接于驱动输入轴3伸入连接部22的一端，另一个锥齿轮同轴连接于中间轴51伸入连接部22的一端，以利用锥齿轮组52实现驱动输入轴3与中间轴51之间的力矩传递。

驱动齿轮组53包括若干斜齿轮，且相邻的两个斜齿轮相互啮合。本实施例中，驱动齿轮组53包括三个斜齿轮；第一个斜齿轮同轴连接于中间轴51伸入安装部23的一端；第二个斜齿轮同轴连接于驱动输出轴4伸入安装部23的一端；第三个斜齿轮位于第一个斜齿轮与第二个斜齿轮之间；以利用驱动齿轮组53实现中间轴51与驱动输出轴4之间的力矩传递。

参照图2、4，刀架2的筒体21通过轴承转动连接刀座1；旋转动力头还包括调节输入轴6及调节传动组件7。调节输入轴6平行于筒体21，且调节输入轴6通过轴承转动连接刀座1。调节传动组件7设于刀座1内，用于实现将调节输入轴6的旋转运动传递至筒体21。

调节传动组件7包括调节齿圈71及调节齿轮组72。调节齿圈71同轴固定连接于筒体21外；调节齿轮组72包括至少一个直齿轮。本实施例中，调节齿轮组72包括两个相互啮合的直齿轮；第一个直齿轮同轴连接于调节输入轴6，第二个直齿轮位于调节齿圈71与第一个直齿轮之间，且第二个直齿轮啮合调节齿圈71。

参照图2，调节输入轴6及驱动输入轴3均向远离连接部22的方向延伸，并伸出刀座1，且节输入轴的该端部及驱动输入轴3的该端部均用于接收动力。

实施例1的实施原理为：旋转动力头安装至刀盘9上，加工工件的过程中，驱动输入轴3接收动力，以驱动刀具转动，实现刀具对工件的切削加工；且必要时，调节输入轴6接收动力，以驱动刀架2偏转一定角度，进而调节连接于刀架2上的刀具的位置和角度，以完成对复杂工件的加工。

实施例2

参照图5、6，本实施例与实施例1的不同之处在于，

安装部23包括主体231及端盖232；且端盖232设有供驱动输出轴4安装的安装孔233。

驱动输出轴4包括同轴的轴体31及挡环32。轴体31的一端穿过安装孔233并伸入主体231内，并通过轴承转动连接主体231；且轴体31伸入安装部23的一端连接驱动传动组件5；轴体31的另一端伸出安装部23，用于供刀具连接。挡环32设于轴体31的外周，且挡环32的端面滑动贴合端盖232背离主体231的表面。

轴体31与安装孔233之间设有密封组件24，密封组件24包括密封圈241、调节环242及调节垫圈243。

密封圈241具有弹性，包括同轴且一体成型的内圈2411、外圈2412及支撑环2413。内圈2411的内周挤压轴体31的外周；外圈2412的外周挤压安装孔233的内周；且内圈2411的外周与外圈2412的内周之间存在间距；支撑环2413位于内圈2411和外圈2412背离挡环32的一侧，且支撑环2413的外周与外圈2412的外周平齐，支撑环2413的内周与内圈2411的内周平齐。

调节环242可采用金属，其截面呈圆形，且该截面圆的直径大于内圈2411外周与外圈2412内周之间的间距。调节环242背离挡环32的一端嵌至内圈2411与外圈2412之间。调节垫圈243同轴套接至轴体31的外周，且调节垫圈243的一端贴合挡环32朝向端盖232的表面，调节垫圈243的另一端用于挤压调节环242。

同时，挡环32朝向端盖232的表面还设有环槽33，调节垫圈243可嵌至环槽33内。且调节垫圈243可设有多个，并依据实际情况，选择调节垫圈243的数量，以控制调节环242嵌入密封圈241的深度。

实施例2的实施原理为：使用时，依据实际情况，选择调节垫圈243的数量，以控制调节环242嵌入密封圈241的深度，进而实现调节密封圈241与安装孔233内周、轴体31外周之间的挤压力，以实现调整该处的密封性。

参照图7，本申请实施例还公开一种刀塔，包括刀盘9及上述的旋转动力头。刀盘9的外周间隔设有普通工位91，且相邻普通工位91之间设有旋转工位92。

普通工位91用于供普通动力头安装，旋转工位92用于供旋转动力头安装。

刀盘9还包括调节轴93及驱动轴94；调节轴93及驱动轴94并排设于旋转工位92处，且调节轴93及驱动轴94均沿刀盘9的径向延伸。同时，调节轴93及驱动轴94均转动连接刀盘9。

调节轴93及驱动轴94背离刀盘9轴线的端部均设有限位槽95；调节输入轴6及驱动输入轴3的端部均设有限位块8；限位块8用于嵌至限位槽95内，并通过限位块8的表面与限位槽95的内壁之间的相互贴合实现限位槽95与限位块8之间的周向固定。本实施例中，限位槽95沿径向贯穿轴体31，且限位槽95的内壁为平面；在其他实施例中，限位槽95还可以是内六角孔、椭圆孔等。

本申请实施例一种刀塔的实施原理为：旋转动力头安装至刀盘9上，加工工件的过程中，驱动轴94带动驱动输入轴3转动，以驱动刀具转动，实现刀具对工件的切削加工；且必要时，驱动轴94带动调节输入轴6转动一定角度，以驱动刀架2偏转一定角度，进而调节连接于刀架2上的刀具的位置和角度，以完成对复杂工件的加工。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种刀塔的旋转动力头，用于安装至刀盘（9）上；其特征在于：包括刀座（1）、刀架（2）、调节输入轴（6）、调节传动组件（7）、驱动输入轴（3）、驱动输出轴（4）及驱动传动组件（5）；

所述刀座（1）用于固定连接至刀盘（9）；所述刀架（2）转动连接刀座（1）；所述调节输入轴（6）转动连接刀座（1）；所述调节传动组件（7）设于刀架（2）与调节输入轴（6）之间，用于将所述调节输入轴（6）的旋转运动传递至刀架（2）；

所述驱动输入轴（3）转动连接刀架（2）；所述驱动输出轴（4）转动连接刀架（2），并用于供刀具连接；并且，所述驱动输出轴（4）的转动轴线与刀架（2）的转动轴线不平行且不重合；

所述驱动传动组件（5）设于驱动输入轴（3）与驱动输出轴（4）之间，用于将所述驱动调节输入轴（6）的旋转运动传递至驱动输出轴（4）。

2.根据权利要求1所述的一种刀塔的旋转动力头，其特征在于：所述刀架（2）包括筒体（21）及安装部（23），所述筒体（21）绕自身轴线转动连接刀座（1）；所述安装部（23）固定连接于筒体（21）的一端，且所述安装部（23）沿筒体（21）的轴向延伸；所述驱动输出轴（4）转动连接于安装部（23）远离筒体（21）的一端。

3.根据权利要求2所述的一种刀塔的旋转动力头，其特征在于：所述刀架（2）还包括连接部（22）；所述连接部（22）连接于筒体（21）的一端，且所述连接部（22）沿筒体（21）的径向延伸；

所述安装部（23）连接于连接部（22）背离的筒体（21）的一侧，且所述安装部（23）位于连接部（22）远离筒体（21）轴线的一端；

所述驱动输出轴（4）朝向筒体（21）轴线的一端用于供刀具连接。

4.根据权利要求2所述的一种刀塔的旋转动力头，其特征在于：所述驱动输入轴（3）的转动轴线与刀架（2）的转动轴线重合。

5.根据权利要求4所述的一种刀塔的旋转动力头，其特征在于：所述驱动输入轴（3）同轴转动嵌设于筒体（21）内；所述筒体（21）的外周连接调节传动组件（7）。

6.根据权利要求2所述的一种刀塔的旋转动力头，其特征在于：所述调节传动组件（7）包括调节齿圈（71）及调节齿轮组（72），所述调节齿圈（71）同轴套接至筒体（21）外；所述调节齿轮组（72）设于调节输入轴（6）与调节齿圈（71）之间。

7.根据权利要求1所述的一种刀塔的旋转动力头，其特征在于：所述驱动输入轴（3）的转动轴线垂直于驱动输入轴（3）的转动轴线。

8.根据权利要求7所述的一种刀塔的旋转动力头，其特征在于：所述驱动传动组件（5）包括中间轴（51）、锥齿轮组（52）及驱动齿轮组（53）；

所述中间轴（51）平行驱动输出轴（4），所述锥齿轮组（52）设于驱动输入轴（3）与中间轴（51）之间；所述驱动齿轮组（53）设于中间轴（51）与驱动输出轴（4）之间。

9.一种刀塔，包括权利要求1-8中任一权利要求所述的旋转动力头，其特征在于：还包括刀盘（9）、调节轴（93）及驱动轴（94）；所述调节轴（93）转动连接刀盘（9），所述驱动轴（94）转动连接刀盘（9）；

所述刀座（1）固定连接于刀盘（9），并使得所述调节输入轴（6）同轴连接调节轴（93）；且所述驱动输入轴（3）同轴连接驱动轴（94）。

10.根据权利要求9所述的一种刀塔，其特征在于：所述调节轴（93）及驱动轴（94）的端部均设有限位槽（95），所述调节输入轴（6）及驱动输入轴（3）的端部均设有限位块（8）；所述限位块（8）用于嵌至限位槽（95）内，并通过所述限位块（8）的表面与限位槽（95）的内壁之间的相互贴合实现限位槽（95）与限位块（8）之间的周向固定。

Images