CN114346276B - 数控刀塔上的外部供压机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了数控刀塔上的外部供压机构，属于车床技术领域。它解决了外部供压时供压不稳定的问题。数控刀塔上的外部供压机构，数控刀塔包括刀塔箱、转动设置于刀塔箱上的刀盘以及固定在刀盘一侧中心的端盖，外部供压机构包括设于端盖内的出压通道以及与端盖相连接的连接件，出压通道的进口位于端盖的端面并与端盖同中心线设置，出压通道的出口位于端盖的侧部，连接件与刀塔箱相固定，连接件内设有进压通道，进压通道的出口与出压通道的进口相连通。它具有外部供压稳定、适用性广等优点。

Description

数控刀塔上的外部供压机构

技术领域

本发明属于车床技术领域，涉及数控刀塔上的外部供压机构。

背景技术

随着工业自动化的快速发展，数控机床在机械制造工业中的应用越来越广泛，工件通过借助数控机床已能很好地实现自动化加工。在一些数控机床中，会设置有刀塔，刀塔外周面分布有不同的加工刀具，使工件仅通过一次装夹便可完成数道工序的加工，大大地提高了加工效率。为了使自动化加工更加完善，人们开始在刀塔上集成用于工件上下料的夹具，例如专利申请号为20202316983.3所公开的数控机床上的工件抓取装置，数控机床包括刀塔且刀塔外周面固定有安装块，该工件抓取装置包括固定在安装块上的气动手爪，通过直接将气动手爪设置在刀塔上可以在工件完成加工后实现快速抓取。工件抓取装置依靠气压作为驱动，当然除了气压外当使用其他的类似夹具时也可能采用油压作为驱动。

目前，对于这种在刀塔上安装夹具的结构来说，常用的供压方式有两种：一种方式是直接从外部对夹具进行供压，将供压源(液压站或气泵等)与夹具的接口直接通过管子连接起来，但是刀塔在每次切换刀具时都需要转过一定的角度，这样在长时间的切换过程中就容易造成管子扭曲变形过度，从而导致供压不稳定而引起夹具动作不到位的情况；

还有一种方式是，例如在上面提到的专利申请号为20202316983.3数控机床上的工件抓取装置一样从刀塔内部对夹具进行供压，即在刀塔内部设置供压结构，这样可以不受刀塔转动的影响，供压比较稳定，但是这种方式需要对刀塔内部结构进行改进，而刀塔内部结构本身就因需要控制多把刀具的夹紧而十分复杂，因此改造起来比较困难、成本很高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种数控刀塔上的外部供压机构，解决了外部供压时供压不稳定的问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

数控刀塔上的外部供压机构，数控刀塔包括刀塔箱、转动设置于刀塔箱上的刀盘以及固定在刀盘一侧中心的端盖，其特征在于，所述的外部供压机构包括设于端盖内的出压通道以及与端盖相连接的连接件，出压通道的进口位于端盖的端面并与端盖同中心线设置，出压通道的出口位于端盖的侧部，连接件与刀塔箱相固定，连接件内设有进压通道，进压通道的出口与出压通道的进口相连通。

以供压源为液压站为例(当然也可以是气泵)，通过液压站向连接件供压并将端盖的出压通道的出口与安装在刀盘边缘的夹具通过管子连接起来，液压站里面的油液进入到连接件的进压通道内后再经出压通道供入到夹具内以驱动夹具动作。由于出压通道的进口位于端盖的端面并与端盖同中心线设置，这样一来当刀盘转动时尽管端盖也同步转动，但出压通道的进口位置始终不变，保证了无论刀盘转过多少角度，进压通道的出口与出压通道的进口始终保持连通；而又由于连接件与端盖相连接，连接件与刀塔箱相固定，也就意味着在刀盘转动时连接件是不转动的，这样就可以使连接在液压站与连接件之间的管子能保持不动，从而杜绝了管子因刀盘转动角度过多而造成的严重扭曲现象，保证了进行外部供压时的供压稳定性。

并且，本外部供压机构仅通过对端盖的改动并结合上连接件的使用便实现了外部供压功能，对刀盘的本身结构无改动，因此可使用于任何相同结构的数控刀塔，从而还具备了更广的适用性。

在上述的数控刀塔上的外部供压机构中，所述的连接件上连接有与进压通道的进口相对接的进压管，进压管采用钢管弯折而成且进压管定位在刀塔箱上。

进压管采用钢管弯折而成，这样既保证了油液的正常供应，同时进压管具有刚性而能在连接后保持自身不变形以及利用自身的刚性来很好地支撑住连接件使与刀塔箱相固定，从而在端盖随刀盘同步转动时连接件可稳固地保持不动以确保供压的稳定性。而且，此处进压管具有了一物两用的作用。

在上述的数控刀塔上的外部供压机构中，所述的进压通道的进口设置于连接件的侧部并朝上设置，刀盘位于进压管的内侧。

一般来说，数控刀塔的上部空间是空闲的。通过上述设置，在进压管将连接件很好地卡住不动的基础上，还可以使进压管与刀盘之间不产生干涉，进一步保证了供压的稳定性。

在上述的数控刀塔上的外部供压机构中，所述的刀塔箱的顶壁固定有转接块，转接块上固定有进压接头，进压管的一端固定在转接块上，进压管与进压接头在转接块内形成连通。

在实际使用中，进压管仅连接在转接块与连接件之间，同时通过在转接块上设置进压接头来与液压站去连通，这样可以缩短进压管的设置长度，长度越短则越能保持自身不变形，从而保证外部供压的稳定性。一般这种情况下用的钢管都是小口径的，若是直接将进压管与液压站相连接，那么进压管的长度就会很长而导致可能会出现变形，影响供压的稳定性。

另外，转接块是固定在刀塔箱上，在设置时只需要在刀塔箱上加工几个固定孔位即可，不涉及到刀盘的改动而易于在任何相同结构的数控刀塔上进行使用。

在上述的数控刀塔上的外部供压机构中，所述的刀塔箱上还连接有限位支架，限位支架作用在连接件上并限制其转动。

在利用进压管限制连接件进行转动的基础上，在增加限位支架作用在连接件上能够起到辅助限制作用，使刀盘转动时连接件被限制转动的效果更好，进一步提高了外部供压的稳定性。

在上述的数控刀塔上的外部供压机构中，所述的限位支架由长条状钣金件弯折而成，限位支架的一端固定在转接块上，限位支架的另一端具有呈U型且卡在进压管与连接件相连接一端外的限位部。

通过上述设置，使得限位支架的安装位置不在刀塔箱上，这样能在提高对连接件限制转动效果的同时，还能够减少因限位支架的安装而对刀塔箱的改动，进一步提高了适用性。

在上述的数控刀塔上的外部供压机构中，数控机床上具有与刀塔箱相平行且与刀盘相背设置的防护板，防护板上固定有供压接头，刀塔箱的顶壁向下倾斜设置，进压接头的进口沿刀塔箱顶壁的斜度向上设置，供压接头的出口方向与进压接头的进口相同，供压接头与进压接头之间连接有进压胶管，进压胶管的中部呈圆弧布置。

在实际工作中，数控刀塔一般设置于斜床身数控车床上，刀塔箱除了能向数控车床的主轴靠近外还能沿其倾斜方向上下移动。进压胶管既具有一定的柔韧度又比常规软管要硬，可以选取一定长度的进压胶管在将供压接头的出口与进压接头的进口连接起来(供压接头直接与液压站通过管子进行连接)的同时将其中部布置呈圆弧形，进压胶管在自重下抵靠在刀塔箱的顶壁上，当刀塔箱沿其倾斜方向上下移动时，由于供压接头是固定不动的，这样一来进压胶管就会类似拖链一样进行伸缩，从而使得进压胶管的形状不会发生太大的改变而保证了外部供压的稳定性。

在上述的数控刀塔上的外部供压机构中，所述的端盖内设有回压通道一且连接件内设有回压通道二，回压通道一的出口与端盖同中心线设置且回压通道一的进口与出压通道的出口平行设置，回压通道二的进口与回压通道一的出口相连通，转接块与连接件之间还连接有由钢管弯折而成的回压管，转接块上固定有与回压管于转接块内部形成连通的回压接头一，回压接头一的出口与进压接头的进口平行设置，防护板上固定有回压接头二，回压接头二的进口与供压接头的出口平行设置，回压接头一与回压接头二之间连接有回压胶管，回压胶管的中部呈圆弧布置。

对于夹具来说，有夹紧与松开两个动作，其中夹紧是通过油液供入来实现的，而松开则是油液从夹具中流出来实现的。与进压相同的是，通过上述设置，使得回压的稳定性也更好。

在上述的数控刀塔上的外部供压机构中，所述的连接件包括固定在端盖端部的连接体一以及套设在连接体一外的连接体二，连接体一与连接体二沿轴向相固定且能相对转动，出压通道的进口位于回压通道一的出口内侧，进压通道的出口与回压通道二的进口均贯穿连接体一与端盖相连接的一端面且进压通道的出口位于回压通道二的进口内侧，进压通道的进口及回压通道二的出口平行设置。

通过上述设置，使得连接件与端盖既能沿轴向固定在一起，同时端盖又能相对于连接体二进行转动，从而使刀盘带端盖转动时进压通道的进口及回压通道的出口能保持不动以保证供压与回压的稳定性。

与现有技术相比，本数控刀塔上的外部供压机构通过设置与端盖相连接且与刀塔箱相固定的连接件，使得当端盖随刀盘转动时连接件是保持不转动的，也就是说除了出压通道的出口位置发生改变外整个外部供压机构是保持不动的，这样就杜绝了因刀盘转动角度过多而造成的严重扭曲现象，保证了进行外部供压时的供压稳定性。

并且，本外部供压机构仅通过对端盖的改动并结合上连接件的使用便实现了外部供压功能，对刀盘的本身结构无改动，因此可使用于任何相同结构的数控刀塔，从而还具备了更广的适用性。

附图说明

图1是设置有本数控刀塔上的外部供压机构(未连接有限位支架)的数控车床的示意图。

图2是本数控刀塔上的外部供压机构未连接有限位支架时的示意图。

图3是本数控刀塔上的外部供压机构连接限位支架后的示意图。

图4是连接件与端盖之间的剖视图。

图5是端盖的示意图。

图6是端盖内回压通道一的示意图。

图中，1、刀盘；2、端盖；2a、出压通道；2a1、入压孔；2a2、出压孔；2b、回压通道一；2b1、回压孔一；2b2、回压孔二；2b3、环形回压槽一；3、连接件；3a、进压通道；3a1、进压孔；3a2、主通道；3a21、过压孔一；3a22、过压孔二；3a3、过压腔；3b、回压通道二；3b1、环形回压槽二；3b2、回压孔三；3b3、贯通槽；3b4、回压腔；3b5、回压孔四；3c、连接体一；3d、连接体二；4、进压管；5、刀塔箱；6、转接块；7、进压接头；8、限位支架；8a、限位部；9、防护板；10、供压接头；11、进压胶管；12、回压管；13、回压接头一；14、回压接头二；15、回压胶管。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1-图6所示，数控刀塔上的外部供压机构，数控刀塔包括刀塔箱5、转动设置于刀塔箱5一侧的刀盘1以及固定在刀盘1一侧中心的端盖2，外部供压机构包括设于端盖2内的出压通道2a以及与端盖2相连接的连接件3，出压通道2a的进口位于端盖2的端面并与端盖2同中心线设置，出压通道2a的出口位于端盖2的侧部，连接件3与刀塔箱5相固定，连接件3内设有进压通道3a，进压通道3a的出口与出压通道2a的进口相连通。

如图1-图3所示，连接件3上连接有与进压通道3a的进口相对接的进压管4，进压管4采用钢管弯折而成且进压管4定位在刀塔箱5上。刀塔箱5的顶壁固定有转接块6，进压通道3a的进口设置于连接件3的侧部并朝上设置，刀盘1位于进压管4的内侧，转接块6上固定有进压接头7，进压管4的一端固定在转接块6上，进压管4与进压接头7在转换块内形成连通。在实际情况中，进压管4可在现场直接进行弯折。刀塔箱5上还连接有限位支架8，限位支架8作用在连接件3上并限制其转动。限位支架8由长条状钣金件弯折而成，限位支架8的一端固定在转接块6上，限位支架8的另一端具有呈U型且卡在进压管4与连接件3相连接一端外的限位部8a。

进一步地，如图1所示，数控车床上具有与刀塔箱5相平行且与刀盘1相背设置的防护板9，防护板9上固定有供压接头10，刀塔箱5的顶壁向下倾斜设置，进压接头7的进口沿刀塔箱5顶壁的斜度向上设置，供压接头10的出口方向与进压接头7的进口相同，供压接头10与进压接头7之间连接有进压胶管11，进压胶管11的中部呈圆弧布置。在实际工作中，数控刀塔一般设置于斜床身数控车床上，刀塔箱5除了能向数控车床的主轴靠近外还能沿其倾斜方向上下移动。进压胶管11既具有一定的柔韧度又比常规软管要硬，可以选取一定长度的进压胶管11在将供压接头10的出口与进压接头7的进口连接起来(供压接头10直接与液压站通过管子进行连接)的同时将其中部布置呈圆弧形，进压胶管11在自重下抵靠在刀塔箱5的顶壁上，当刀塔箱5沿其倾斜方向上下移动时，由于供压接头10是固定不动的，这样一来进压胶管11就会类似拖链一样进行伸缩。

以供压源为液压站为例，使用时，将供压接头10的进口与液压站通过管子连接起来以及出压通道2a的出口与安装固定在刀盘1上的夹具通过管子连接起来，然后液压站的油液依次通过供压接头10、进压胶管11、转接块6、进压管4及进压通道3a流入到端盖2内的出压通道2a中，并最终从出压通道2a的出口流入到夹具内以驱动夹具动作。连接件3与端盖2相连接且连接件3与刀塔箱5相固定(连接件3与转接块6通过进压管4相连接，进压管4采用钢管弯折而成且转接块6固定在刀塔箱5上，这也就意味着连接件3与刀塔箱5是相固定)，这样当刀盘1转动时尽管端盖2也同步转动，但连接件3是不转动的，也就是说除了出压通道2a的出口位置发生改变外整个外部供压机构是保持不动的，这样就杜绝了因刀盘1转动角度过多而造成的严重扭曲现象，保证了进行外部供压时的供压稳定性。并且，本外部供压机构仅通过对端盖2的改动并结合上连接件3的使用便实现了外部供压功能，对刀盘1的本身结构无改动，因此可使用于任何相同结构的数控刀塔，从而还具备了更广的适用性。

进一步地，如图1-图6所示，端盖2内设有回压通道一2b且连接件3内设有回压通道二3b，回压通道一2b的出口与端盖2同中心线设置且回压通道一2b的进口与出压通道2a的出口平行设置，回压通道二3b的进口与回压通道一2b的出口相连通，转接块6与连接件3之间还连接有由钢管弯折而成的回压管12，转接块6上固定有与回压管12于转接块6内部形成连通的回压接头一13。关于回压接头一13与回压管12在转接块6内部的连通以及进压接头7与进压管4在转接块6内的连通，可以直接通过在转接块6内加工连通用的孔来实现，回压接头一13的出口与进压接头7的进口平行设置，防护板9上固定有回压接头二14，回压接头二14的进口与供压接头10的出口平行设置，回压接头一13与进回压接头二14之间连接有回压胶管15，回压胶管15的中部呈圆弧布置。

其中，如图4所示，连接件3包括固定在端盖2端部的连接体一3c以及套设在连接体一3c外的连接体二3d，连接体一3c与连接体二3d沿轴向相固定且能相对转动。具体来说，连接体一3c呈圆柱状且连接体二3d呈圆筒状，连接体一3c的一端伸出连接体二3d外，连接体一3c伸出连接体二3d外的一端部具有通过紧固件固定在端盖2上的连接法兰，连接体二3d的两端内侧与连接一之间分别设有轴承。出压通道2a的进口位于回压通道一2b的出口内侧，进压通道3a的出口与回压通道二3b的进口均贯穿连接体一3c与端盖2相连接的一端面且进压通道3a的出口位于回压通道二3b的进口内侧，进压通道3a的进口及回压通道二3b的出口平行设置。

进一步地，如图4、图5和图6所示，进压通道3a包括贯穿设置于连接体二3d侧部的进压孔3a1、设置于连接体一3c内的主通道3a2以及设置于连接体一3c外周壁与连接体二3d内周壁且呈环形的过压腔3a3，进压孔3a1与主通道3a2均与过压腔3a3相连通。具体地，主通道3a2包括沿连接体一3c轴向设置且贯穿其与端盖2相连接一端的过压孔一3a21以及若干沿周向设于连体一外侧且均与过压孔一3a21相连通的过压孔二3a22，过压孔二3a22与过压腔3a3相连通。出压通道2a包括沿端盖2轴向设置且贯穿其端面的入压孔2a1以及设于端盖2侧部的出压孔2a2，入压孔2a1与端盖2同中心线设置且出压孔2a2与入压孔2a1相连通。回压通道一2b的进口设于端盖2的侧部，回压通道一2b的出口与回压通道二3b的进口相连通。回压通道一2b包括设于端盖2侧部的回压孔一2b1、沿端盖2轴向设置的且与回流孔一相连通的回压孔二2b2以及设置于端盖2端部且与端盖2同中心线设置的环形回压槽一2b3，入压孔2a1位于环形回压槽的内侧。回压通道二3b包括设于连接体一3c端面且与连接体一3c同中心线设置的环形回压槽二3b1、若干沿连接体一3c的轴向设置且与环形回压槽二3b1相连通的回压孔三3b2、若干设置于连接体一3c侧部且与各回压孔三3b2一对一连通的回压贯通槽3b3、设置于连接体一3c与连接体二3d之间且呈环形的回压腔3b4以及贯穿设置于连接体二3d侧部的回压孔四3b5，贯通槽3b3与回压孔四3b5同时与回压腔3b4相连通，回压孔四3b5与进压孔3a1位于连接体二3d的同一侧并沿连接体二3d的轴向分布。过压孔一3a21位于环形回压槽二3b1的内侧且连接体一3c端部于过压孔一3a21与环形回压槽二3b1之间设有密封圈一。在本实施例中，连接体一3c与连接体二3d之间设有密封圈二且过压腔3a3与回压腔3b4位于密封圈一的两侧。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不同之处在于：在本实施例中，回压通道一2b的出口位于出压通道2a的进口内侧，进压通道3a的出口位于回压通道二3b的进口内侧。也就是说将回压通道一2b与回压通道二3b用于油液通过向夹具进行供压，而出压通道2a与进压通道3a则用于夹具内的油液回流。当然，相应地如进压管4与回压管12、进压接头7与回压接头一13、以及供压接头10与回压接头二14的使用也均相应地改变。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.数控刀塔上的外部供压机构，数控刀塔包括刀塔箱(5)、转动设置于刀塔箱(5)上的刀盘(1)以及固定在刀盘(1)一侧中心的端盖(2)，其特征在于，所述的外部供压机构包括设于端盖(2)内的出压通道(2a)以及与端盖(2)相连接的连接件(3)，出压通道(2a)的进口位于端盖(2)的端面并与端盖(2)同中心线设置，出压通道(2a)的出口位于端盖(2)的侧部，连接件(3)与刀塔箱(5)相固定，连接件(3)内设有进压通道(3a)，进压通道(3a)的出口与出压通道(2a)的进口相连通；连接件(3)上连接有与进压通道(3a)的进口相对接的进压管(4)，进压管(4)采用钢管弯折而成且进压管(4)定位在刀塔箱(5)上。

2.根据权利要求1所述的数控刀塔上的外部供压机构，其特征在于，所述的进压通道(3a)的进口设置于连接件(3)的侧部并朝上设置，刀盘(1)位于进压管(4)的内侧。

3.根据权利要求2所述的数控刀塔上的外部供压机构，其特征在于，所述的刀塔箱(5)的顶壁固定有转接块(6)，转接块(6)上固定有进压接头(7)，进压管(4)的一端固定在转接块(6)上，进压管(4)与进压接头(7)在转接块(6)内形成连通。

4.根据权利要求3所述的数控刀塔上的外部供压机构，其特征在于，所述的刀塔箱(5)上还连接有限位支架(8)，限位支架(8)作用在连接件(3)上并限制其转动。

5.根据权利要求4所述的数控刀塔上的外部供压机构，其特征在于，所述的限位支架(8)由长条状钣金件弯折而成，限位支架(8)的一端固定在转接块(6)上，限位支架(8)的另一端具有呈U型且卡在进压管(4)与连接件(3)相连接一端外的限位部(8a)。

6.根据权利要求3或4或5所述的数控刀塔上的外部供压机构，其特征在于，数控机床上具有与刀塔箱(5)相平行且与刀盘(1)相背设置的防护板(9)，防护板(9)上固定有供压接头(10)，刀塔箱(5)的顶壁向下倾斜设置，进压接头(7)的进口沿刀塔箱(5)顶壁的斜度向上设置，供压接头(10)的出口方向与进压接头(7)的进口相同，供压接头(10)与进压接头(7)之间连接有进压胶管(11)，进压胶管(11)的中部呈圆弧布置。

7.根据权利要求6所述的数控刀塔上的外部供压机构，其特征在于，所述的端盖(2)内设有回压通道一(2b)且连接件(3)内设有回压通道二(3b)，回压通道一(2b)的出口与端盖(2)同中心线设置且回压通道一(2b)的进口与出压通道(2a)的出口平行设置，回压通道二(3b)的进口与回压通道一(2b)的出口相连通，转接块(6)与连接件(3)之间还连接有由钢管弯折而成的回压管(12)，转接块(6)上固定有与回压管(12)于转接块(6)内部形成连通的回压接头一(13)，回压接头一(13)的出口与进压接头(7)的进口平行设置，防护板(9)上固定有回压接头二(14)，回压接头二(14)的进口与供压接头(10)的出口平行设置，回压接头一(13)与回压接头二(14)之间连接有回压胶管(15)，回压胶管(15)的中部呈圆弧布置。

8.根据权利要求7所述的数控刀塔上的外部供压机构，其特征在于，所述的连接件(3)包括固定在端盖(2)端部的连接体一(3c)以及套设在连接体一(3c)外的连接体二(3d)，连接体一(3c)与连接体二(3d)沿轴向相固定且能相对转动，出压通道(2a)的进口位于回压通道一(2b)的出口内侧，进压通道(3a)的出口与回压通道二(3b)的进口均贯穿连接体一(3c)与端盖(2)相连接的一端面且进压通道(3a)的出口位于回压通道二(3b)的进口内侧，进压通道(3a)的进口及回压通道二(3b)的出口平行设置。

Images