CN114289748A - 一种旋压刀塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋压刀塔，属于数控机床技术领域，包括刀塔主箱体（1）和刀塔底座（2），刀塔主箱体（1）内开设有腔体（3），腔体（3）内设置有刀塔主轴（4），刀塔主轴（4）的一端连接有驱动刀塔主箱体（1）转动的驱动机构一（6），腔体（3）内还设置有用于限制刀塔主箱体（1）转动的锁紧件（7），本发明利用锁紧件（7）使刀塔主箱体（1）与刀塔底座（2）之间产生固定连接，并且令油缸（11）的底面与刀塔主箱体（1）底部的内表面相接触贴合，分别从轴向和径向方向对刀塔主箱体（1）进行锁紧定位，保证刀塔主箱体（1）无振动、无轴向倾覆窜动以及无径向窜摆，有利于提高加工精度。

Description

一种旋压刀塔

技术领域

本发明属于数控机床技术领域，具体说涉及一种对刀塔主箱体进行锁紧的旋压刀塔。

背景技术

一般数控车床作业模式都是在一组刀塔装置上装夹各种刀具，并通过程序控制刀塔装置转动，实现刀具之间快速的转换，使加工所需的刀具与工件相对应，并对工件进行各种车削加工动作。采用这种作业模式，在一台数控机床上即可实现铣削、钻孔、镗孔、攻牙等加工步骤的完成，自动化程度高，大幅度的缩短了加工时间，降低了生产成本，并且工件只需一次装夹，有利于提高加工精度。

目前刀塔装置的换刀，通常是由伺服电机驱动齿轮组传动从而带动刀塔装置转动而实现的，当刀具在对工件进行加工时，为保证加工精度，刀塔装置是需要处于静止不动的状态的，如果在刀具加工过程中，出现了移动或晃动，就会直接影响工件加工的精度。而由于齿轮组之间的齿轮与轮槽同时对准的难度较大，单靠伺服电机的控制难以保证刀具每次换刀后其位置、角度的一致性，并且在长期的工作中，齿轮组之间会造成磨损，会对刀塔装置回转的精度造成影响，使数控车床作业无法达到工件加工要求。现有技术中的刀塔锁紧装置也无法实现刀塔装置的完全锁紧。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中刀塔回转后无法保证刀具的加工精度和锁紧等技术问题，提供一种对刀塔主箱体进行锁紧的旋压刀塔，保证刀塔主箱体在加工过程中无轴向倾覆窜动、无径向窜摆，有利于提高加工精度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种旋压刀塔，包括刀塔主箱体，旋压刀塔还包括固定于机架上且与所述刀塔主箱体底面相接触的刀塔底座，所述刀塔主箱体内开设有腔体，所述腔体内沿所述刀塔主箱体的轴向方向设置有刀塔主轴，所述刀塔主轴的一端通过固定座连接有用于驱动所述刀塔主箱体在所述刀塔底座上转动的驱动机构一，所述腔体内还设置有沿所述刀塔主轴的轴向方向滑动的驱动机构二，所述驱动机构二上连接有用于限制所述刀塔主箱体转动的锁紧件，所述刀塔底座上沿自身轴向开设有定位孔一且所述定位孔一沿所述刀塔底座的周向依次分布，所述锁紧件与所述定位孔一相对应，所述刀塔主箱体底部开设有与所述定位孔一相对应的定位孔二且所述定位孔二与所述腔体相连通，所述驱动机构二用于驱动所述锁紧件依次插接于所述定位孔二和所述定位孔一内。

作为本发明的进一步改进措施，上述的腔体设置为圆筒状且所述腔体的一端设置有开口，所述刀塔主轴位于腔体开口的一端与所述固定座相连接，所述腔体的另一端设置为刀塔主箱体的底部，所述刀塔主箱体的底部开设有通孔一，所述刀塔主轴的另一端穿过所述通孔一且与所述刀塔底座固定连接，所述刀塔主轴的轴线与所述腔体的轴线相重合，所述刀塔主轴与所述通孔一之间设置有轴承一。

作为本发明的进一步改进措施，上述的驱动机构二包括套设于所述刀塔主轴上的油缸，所述油缸的油腔内设置有活塞且所述活塞与所述刀塔主轴固定连接，所述活塞将油腔分为第一油腔和第二油腔，所述第一油腔设置于所述第二油腔的上方，所述刀塔主轴内沿其自身轴向方向开设有第一油道和第二油道，所述第一油道与所述第一油腔相连通，所述第二油道与所述第二油腔相连通，所述锁紧件设置于所述油缸与所述刀塔主箱体底部相对的一端面。

作为本发明的进一步改进措施，上述的油缸上开设有供所述刀塔主轴穿过的通孔二，所述通孔二内设置有与所述刀塔主轴相接触的密封件一，所述活塞的外边缘设置有与所述油腔内壁相接触的密封件二。

作为本发明的进一步改进措施，上述的腔体内沿所述刀塔主轴的轴向方向还设置有导向杆，所述导向杆的一端与所述油缸固定连接，所述固定座上开设有供所述导向杆另一端穿过的通孔三，所述通孔三内设置有与所述导向杆相配合滑动的导向套。

作为本发明的进一步改进措施，上述的腔体内壁沿自身周向一圈设置有调整垫，所述调整垫设置于所述油缸的上方，所述油缸的外边缘沿其自身周向方向开设有与所述调整垫相对应的安装槽一，所述安装槽一内设置有滚针轴承一，所述滚针轴承一内的滚针一分别沿腔体的径向方向依次分布，当刀塔主箱体转动时，所述滚针轴承一与所述调整垫相接触，所述刀塔主箱体的底面与所述刀塔底座之间存在0.5mm-2mm的距离。

作为本发明的进一步改进措施，上述的固定座上还开设有通孔四，所述通孔四内插接有与所述驱动机构一的输出端相连接的转轴，所述转轴与所述通孔四之间设置有轴承二，所述转轴远离所述驱动机构一的一端外表面设置有齿轮，所述腔体内壁沿自身周向一圈设置有与所述齿轮相齿合的内齿圈。

作为本发明的进一步改进措施，上述的油缸与所述腔体内壁相接触的外边缘沿自身周向方向开设有安装槽二，所述安装槽二内设置有滚针轴承二，所述滚针轴承二内的滚针二沿腔体的轴向方向依次分布。

作为本发明的进一步改进措施，上述的刀塔主箱体的底部外缘沿自身周向一圈设置有凸块，所述刀塔底座外缘沿自身周向一圈设置有与所述凸块相对应的卡槽。

作为本发明的进一步改进措施，上述的定位孔一的数量设置为2-20个且沿所述刀塔底座的周向方向依次分布，所述定位孔二和锁紧件的数量均设置为与所述定位孔一相对应的2-20个，所述刀塔底座内设置有用于检测所述锁紧件是否插接于定位孔一、定位孔二内的检测开关。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、本发明中，可在刀塔主箱体的外侧安装多个工位且功能和规格不同的刀具，通过驱动机构一驱动刀塔主箱体转动，实现刀具换刀，以满足对工件铣削、钻孔、镗孔、攻牙的加工需求；2、当刀塔主箱体转动时，利用油缸的移动对调整垫施加推力，使刀塔主箱体的底面与刀塔底座相分离，以起到减轻整个旋压刀塔负荷的作用，更有利于刀塔主箱体的转动；3、当刀具换刀完成，对工件进行加工时，本发明利用油缸驱动锁紧件依次插接于定位孔二和定位孔一内，使刀塔主箱体与刀塔底座之间产生固定连接，并且使油缸的底面与刀塔主箱体底部的内表面相接触贴合，分别从轴向和径向方向对刀塔主箱体进行锁紧，使刀塔主箱体无轴向倾覆窜动、无径向窜摆，保证加工时刀具的稳定性，从而保证工件的加工精度；4、本发明中，刀塔主轴和活塞都是固定的，通过分别在第一油腔和第二油腔内进油或出油实现油缸在刀塔主轴上的滑动，结构简单，减少了刀塔主箱体的轴向移动，有利于提高加工精度；5、本发明在油缸上沿径向方向设置滚针一与调整垫相对应，沿轴向方向设置滚针二与腔体的内壁相对应，可以分别在刀塔主箱体转动时产生径向和轴向方向的滑动支撑，有利于降低刀塔主箱体与油缸之间的摩擦力，更有利于刀塔主箱体的快速旋转。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是本发明的主视图。

图3是本发明的俯视图。

图4是图3中A-A向的剖视图。

图5是图4中H部的放大图。

图6是图3中B-B向的剖视图。

附图标号说明：1-刀塔主箱体，2-刀塔底座，3-腔体，4-刀塔主轴，5-固定座，6-驱动机构一,7-锁紧件，8-定位孔一，9-定位孔二，10-轴承一，11-油缸，12-活塞,13-第一油腔，14-第二油腔，15-第一油道，16-第二油道，17-密封件一，18-密封件二，19-导向杆，20-导向套，21-调整垫，22-滚针一，23-转轴，24-轴承二，25-齿轮，26-内齿圈，27-滚针二，28-凸块，29-卡槽，30-检测开关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

需要说明的是，当两个元件被称为“固定连接”时，两个元件可以直接连接或者也可以存在居中的元件。本文所使用的术语“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的。

如图1和图3所示的一种旋压刀塔，包括刀塔主箱体1，刀塔主箱体1外侧沿自身周向方向设置有多个工位的刀具，刀塔主箱体1内开设有腔体3，腔体3设置为圆筒状且腔体3的一端设置有开口，腔体3内沿刀塔主箱体1的轴向方向设置有刀塔主轴4，刀塔主轴4的轴线与腔体3的轴线相重合，刀塔主轴4位于腔体3开口的一端通过固定座5连接有用于驱动刀塔主箱体1绕刀塔主轴4转动的驱动机构一6，驱动机构一6设置为可控制刀塔主箱体1转动角度的伺服电机，通过程序控制，保证刀塔主箱体1每转动一个设定的角度，即可调整各工位刀具相对于工件的位置。

如图1、图2和图4所示，旋压刀塔还包括固定于机架上且与刀塔主箱体1底面相接触的刀塔底座2。腔体3的另一端设置为刀塔主箱体1的底部，刀塔主箱体1的底部开设有通孔一，刀塔主轴4的另一端穿过通孔一且与刀塔底座2固定连接，刀塔主轴4与通孔一之间设置有轴承一10，以便于刀塔主轴4相对于刀塔底座2的转动。

如图4所示，刀塔主箱体1的底部外缘沿自身周向一圈设置有凸块28，刀塔底座2外缘沿自身周向一圈设置有与凸块28相对应的卡槽29，凸块28与卡槽29相配合，一方面可以对刀塔主箱体1在刀塔底座2上的转动起导向作用；另一方面可以起到密封防尘的作用，可以有效防止工件加工后所产生的废料进入刀塔主箱体1与刀塔底座2内部，由于不便于清理，最终容易影响旋压刀塔的使用。

如图1和图4所示，当刀具在对工件加工时，需要对刀塔主箱体1进行锁紧定位，以避免刀具随着刀塔主箱体1的转动而相对于工件产生移动，影响最终的加工效果。在本实施例中，腔体3内还设置有沿刀塔主轴4的轴向方向滑动的驱动机构二，驱动机构二上连接有用于限制刀塔主箱体1转动的锁紧件7，刀塔底座2上沿自身轴向开设有定位孔一8且定位孔一8沿刀塔底座2的周向依次分布，定位孔一8的等分与刀具相对应，锁紧件7与定位孔一8相对应，刀塔主箱体1底部开设有与定位孔一8相对应的定位孔二9且定位孔二9与腔体3相连通。

驱动机构一6驱动刀塔主箱体1带动加工所需的刀具转动至与工件相对时，驱动机构一6暂停驱动，驱动机构二驱动锁紧件7依次插接于定位孔二9和定位孔一8内，使刀塔主箱体1和刀塔底座2之间产生固定连接，由于刀塔底座2是固定在机架上不动的，因此刀塔主箱体1也保持锁紧状态。为了保证刀塔主箱体1的锁紧效果，刀塔底座2内设置有用于检测锁紧件7是否插接于定位孔一8、定位孔二9内的检测开关30。

由于不同旋压刀塔上刀具工位的不同，定位孔一8的数量也不同，因此可以根据实际加工工位的需求，来设定定位孔一8的数量，例如2、3、4、5、6……20个，也可以设置更多数量的定位孔一8，沿刀塔底座2的周向方向等分分布，而定位孔二9和锁紧件7的数量则均设置为与定位孔一8相同且对应。

如图1、图4和图6所示，驱动机构二包括套设于刀塔主轴4上的油缸11，油缸11上开设有供刀塔主轴4穿过的通孔二，油缸11的油腔内设置有活塞12且活塞12与刀塔主轴4固定连接，活塞12将油腔分为第一油腔13和第二油腔14，第一油腔13设置于第二油腔14的上方，刀塔主轴4内沿其自身轴向方向开设有第一油道15和第二油道16，第一油道15与第一油腔13相连通，第二油道16与第二油腔14相连通，锁紧件7设置于油缸11与刀塔主箱体1底部相对的一端面。由于刀塔主轴4固定于刀塔底座2上，活塞12固定于刀塔主轴4上，因此当刀塔主箱体1在转动而不需要锁紧时，油液经第一油道15流入持续流入第一油腔13内，第二油道16则排出第二油腔14内的油液，使油缸11沿刀塔主轴4的轴向方向向上移动，即朝腔体3的开口端方向移动，带动锁紧件7远离刀塔主箱体1底部的定位孔二9；当刀塔主箱体1停止转动需要锁紧时，油液经第二油道16持续流入第二油腔14内，第一油道15则排出第一油腔13内的油，使油缸11沿刀塔主轴4的轴向方向向下移动，即朝刀塔主箱体1的底部移动，带动锁紧件7依次插接于定位孔二9和定位孔一8内，并且油缸11的底面会与刀塔主箱体1底部的内表面相接触贴合，加大锁紧力。

为防止油杠上、下移动时油液的泄漏，通孔二内设置有与刀塔主轴4相接触的密封件一17，活塞12的外边缘设置有与油腔内壁相接触的密封件二18。

为保证锁紧件7能够准确插入定位孔二9和定位孔一8内，腔体3内沿刀塔主轴4的轴向方向还设置有导向杆19，导向杆19的一端与油缸11固定连接，固定座5上开设有供导向杆19另一端穿过的通孔三，通孔三内设置有与导向杆19相配合滑动的导向套20，通过导向杆19对油缸11的移动起到进一步的导向作用，防止油缸11在刀塔主轴4上滑动时，因为刀塔主箱体1的转动而产生同步的旋转。

如图1、图4和5所示，由于刀塔主箱体1自身重量等因素的影响，其底部的外表面会一直紧贴在刀塔底座2上，对刀塔底座2施加一个重力，这就不便于刀塔主箱体1的转动，因此，在本实施例中，腔体3内壁沿自身周向一圈设置有调整垫21，调整垫21与刀塔主箱体1的内腔3固定连接，调整垫21设置于油缸11的上方，当刀塔主箱体1转动时，油缸11向上移动至与调整垫21相接触并对调整垫21施加一个向上的力，从而抬起整个刀塔主箱体1，保证刀塔主箱体1的底面与刀塔底座2之间存在1mm的距离，保证刀塔主箱体1旋转时底部不与刀塔底座2相接触，即可不产生磨擦，起到减轻整个旋压刀塔负荷的作用。

为了减少刀塔主箱体1旋转时，油缸11与调整垫21之间产生的摩擦力，油缸11的外边缘沿其自身周向方向开设有与调整垫21相对应的安装槽一，安装槽一内设置有与调整垫21相对应的滚针轴承一，由于调整垫21横向的端面与滚针轴承一相接触，因此将滚针轴承一内的滚针一22分别沿腔体3的径向方向依次分布，在刀塔刀塔主箱体1转动时，滚针一22可产生径向滑动支撑，保证刀塔主箱体1相对于油缸11的转动。

如图1、图3和图4所示，固定座5上还开设有通孔四，通孔四内插接有与驱动机构一6的输出端相连接的转轴23，转轴23与通孔四之间设置有轴承二24，转轴23远离驱动机构一6的一端外表面设置有齿轮25，腔体3内壁沿自身周向一圈设置有与齿轮25相齿合的内齿圈26，驱动机构一6驱动转轴23转动，通过齿轮25与内齿圈26的齿合传动带动刀塔主箱体1的转动，在本实施例中，内齿圈26的直径大于转轴23的直径。也可以根据实际需要，在驱动机构一6和转轴23之间增设减速机。

如图1和图5所示，为了减少刀塔主箱体1旋转时，油缸11与腔体3内壁之间产生的摩擦力，油缸11与腔体3内壁相接触的外边缘沿自身周向方向开设有安装槽二，安装槽二内设置有滚针轴承二，将滚针轴承二内的滚针二27沿腔体3的轴向方向依次分布，滚针二27可产生径向滑动支撑，保证刀塔主箱体1相对于油缸11的转动。

上面结合附图对本发明实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，对于本领域普通技术人员来说，还可以在不脱离本发明的前提下作若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种旋压刀塔，包括刀塔主箱体（1），其特征在于，旋压刀塔还包括固定于机架上且与所述刀塔主箱体（1）底面相接触的刀塔底座（2），所述刀塔主箱体（1）内开设有腔体（3），所述腔体（3）内沿所述刀塔主箱体（1）的轴向方向设置有刀塔主轴（4），所述刀塔主轴（4）的一端通过固定座（5）连接有用于驱动所述刀塔主箱体（1）在所述刀塔底座（2）上转动的驱动机构一（6），所述腔体（3）内还设置有沿所述刀塔主轴（4）的轴向方向滑动的驱动机构二，所述驱动机构二上连接有用于限制所述刀塔主箱体（1）转动的锁紧件（7），所述刀塔底座（2）上沿自身轴向开设有定位孔一（8）且所述定位孔一（8）沿所述刀塔底座（2）的周向依次分布，所述锁紧件（7）与所述定位孔一（8）相对应，所述刀塔主箱体（1）底部开设有与所述定位孔一（8）相对应的定位孔二（9）且所述定位孔二（9）与所述腔体（3）相连通，所述驱动机构二用于驱动所述锁紧件（7）依次插接于所述定位孔二（9）和所述定位孔一（8）内。

2.根据权利要求1所述的一种旋压刀塔，其特征在于，所述腔体（3）设置为圆筒状且所述腔体（3）的一端设置有开口，所述刀塔主轴（4）位于腔体（3）开口的一端与所述固定座（5）相连接，所述腔体（3）的另一端设置为刀塔主箱体（1）的底部，所述刀塔主箱体（1）的底部开设有通孔一，所述刀塔主轴（4）的另一端穿过所述通孔一且与所述刀塔底座（2）固定连接，所述刀塔主轴（4）的轴线与所述腔体（3）的轴线相重合，所述刀塔主轴（4）与所述通孔一之间设置有轴承一（10）。

3.根据权利要求2所述的一种旋压刀塔，其特征在于，所述驱动机构二包括套设于所述刀塔主轴（4）上的油缸（11），所述油缸（11）的油腔内设置有活塞（12）且所述活塞（12）与所述刀塔主轴（4）固定连接，所述活塞（12）将油腔分为第一油腔（13）和第二油腔（14），所述第一油腔（13）设置于所述第二油腔（14）的上方，所述刀塔主轴（4）内沿其自身轴向方向开设有第一油道（15）和第二油道（16），所述第一油道（15）与所述第一油腔（13）相连通，所述第二油道（16）与所述第二油腔（14）相连通，所述锁紧件（7）设置于所述油缸（11）与所述刀塔主箱体（1）底部相对的一端面。

4.根据权利要3求所述的一种旋压刀塔，其特征在于，所述油缸（11）上开设有供所述刀塔主轴（4）穿过的通孔二，所述通孔二内设置有与所述刀塔主轴（4）相接触的密封件一（17），所述活塞（12）的外边缘设置有与所述油腔内壁相接触的密封件二（18）。

5.根据权利要求4所述的一种旋压刀塔，其特征在于，所述腔体（3）内沿所述刀塔主轴（4）的轴向方向还设置有导向杆（19），所述导向杆（19）的一端与所述油缸（11）固定连接，所述固定座（5）上开设有供所述导向杆（19）另一端穿过的通孔三，所述通孔三内设置有与所述导向杆（19）相配合滑动的导向套（20）。

6.根据权利要求4所述的一种旋压刀塔，其特征在于，所述腔体（3）内壁沿自身周向一圈设置有调整垫（21），所述调整垫（21）设置于所述油缸（11）的上方，所述油缸（11）的外边缘沿其自身周向方向开设有与所述调整垫（21）相对应的安装槽一，所述安装槽一内设置有滚针轴承一，所述滚针轴承一内的滚针一（22）分别沿腔体（3）的径向方向依次分布，当刀塔主箱体（1）转动时，所述滚针轴承一与所述调整垫（21）相接触，所述刀塔主箱体（1）的底面与所述刀塔底座（2）之间存在0.5mm-2mm的距离。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种旋压刀塔，其特征在于，所述固定座（5）上还开设有通孔四，所述通孔四内插接有与所述驱动机构一（6）的输出端相连接的转轴（23），所述转轴（23）与所述通孔四之间设置有轴承二（24），所述转轴（23）远离所述驱动机构一（6）的一端外表面设置有齿轮（25），所述腔体（3）内壁沿自身周向一圈设置有与所述齿轮（25）相齿合的内齿圈（26）。

8.根据权利要求7所述的一种旋压刀塔，其特征在于，所述油缸（11）与所述腔体（3）内壁相接触的外边缘沿自身周向方向开设有安装槽二，所述安装槽二内设置有滚针轴承二，所述滚针轴承二内的滚针二（27）沿腔体（3）的轴向方向依次分布。

9.根据权利要求8所述的一种旋压刀塔，其特征在于，所述刀塔主箱体（1）的底部外缘沿自身周向一圈设置有凸块（28），所述刀塔底座（2）外缘沿自身周向一圈设置有与所述凸块（28）相对应的卡槽（29）。

10.根据权利要求9所述的一种旋压刀塔，其特征在于，所述定位孔一（8）的数量设置为2-20个且沿所述刀塔底座（2）的周向方向依次分布，所述定位孔二（9）和锁紧件（7）的数量均设置为与所述定位孔一（8）相对应的2-20个，所述刀塔底座（2）内设置有用于检测所述锁紧件（7）是否插接于定位孔一（8）、定位孔二（9）内的检测开关（30）。

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