CN115609319B - 一种并行多主轴换刀装置及机床 - Google Patents

一种并行多主轴换刀装置及机床 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种并行多主轴换刀装置及机床，包括：固定轴，且固定轴内部设有安装腔；回转刀塔，可绕第一轴线旋转地嵌套在固定轴外侧，回转刀塔沿第一轴线方向的两个相对端面分别设有驱动端和刹车端，回转刀塔上设有平行于第一轴线的刀槽，且多组刀槽绕第一轴线圆周方向均匀排布；主轴，主轴可沿自身轴线旋转地安装在刀槽上，且多组主轴沿第一轴线方向排布，主轴相对远离安装腔一端设有切刀；第一驱动部，多组第一驱动部沿第一轴线方向安装在固定轴上，且位于安装腔内，第一驱动部输出端设有在第一工位与第二工位之间滑动的连接头，第一工位即连接头与主轴传动连接的位置，用于驱动主轴沿自身轴线旋转；第二工位即连接头与主轴脱离的位置。

Description

一种并行多主轴换刀装置及机床
技术领域
本发明涉及机加工领域，具体涉及一种并行多主轴换刀装置及机床。
背景技术
零件加工过程中，车削是机械冷加工中的第一步，车加工效率的提高可以减小零件整个机加工的总时间，提高零件总的加工效率，降低生产成本。
现在常见的数控车床多数为单主轴单电机结构。通过将单主轴与电机输出端连接，驱动主轴及其上的切刀旋转，对工件进行加工。
一方面，只能加工一组工件，生产效率低，另一方面，若工件上需要钻孔的直径不同，还需要手动频繁换刀，不仅降低工作效率，还可能人工换刀，造成误碰，影响加工精度。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种并行多主轴换刀装置及机床。
第一方面，一种并行多主轴换刀装置，包括：
固定轴，所述固定轴内部设有安装腔；
回转刀塔，可绕第一轴线旋转地嵌套在所述固定轴外侧，所述回转刀塔沿第一轴线方向的两个相对端面分别设有驱动端和刹车端，所述回转刀塔上设有沿第一轴线方向延伸的刀槽，且多组所述刀槽绕第一轴线圆周方向均匀排布；
主轴，所述主轴可沿自身轴线旋转地安装在所述刀槽上，且多组主轴沿第一轴线方向排布，所述主轴相对远离所述安装腔一端设有切刀；
第一驱动部，多组所述第一驱动部沿第一轴线方向安装在固定轴上，且位于所述安装腔内，所述第一驱动部输出端设有在第一工位与第二工位之间滑动的连接头，所述第一工位即所述连接头与所述主轴传动连接的位置，用于驱动所述主轴沿自身轴线旋转；所述第二工位即所述连接头与主轴脱离的位置。
根据本发明实施例提供的技术方案，还包括第二驱动部，所述第二驱动部输出端设有主动锥齿，所述固定轴的驱动端上设有从动锥齿，所述主动锥齿与所述从动锥齿之间啮合连接。
根据本发明实施例提供的技术方案，还包括限位组件，所述限位组件包括可沿第一轴线方向滑动的限位盘，所述限位盘安装在所述固定轴的刹车端，所述回转刀塔一端设有第一防滑部，所述限位盘相对靠近所述回转刀塔一侧设有第二防滑部，用于与第一防滑部相抵。
根据本发明实施例提供的技术方案，所述固定轴上设有第三驱动部，所述第三驱动部输出端与所述限位盘传动连接，用于驱动所述限位盘滑动。
根据本发明实施例提供的技术方案，还包括压板和第四驱动部，所述压板可滑动地安装在所述固定轴上，多组所述连接头沿第一轴线方向排布的安装在所述固定轴上；所述第四驱动部安装在所述固定轴上，所述第四驱动部输出端与所述压板传动连接，用于驱动所述压板滑动。
根据本发明实施例提供的技术方案，所述回转刀塔与所述压板之间设有多组沿第一轴线方向排布的导滑环，且所述导滑环嵌套在所述固定轴外侧，所述导滑环上导滑槽，且导滑槽上设有可供连接头插入的贯穿孔。
根据本发明实施例提供的技术方案，所述压板与所述固定轴之间设有弹性元件。
根据本发明实施例提供的技术方案，还包括水冷组件，所述水冷组件包括多组沿第一方向排布的水嘴，所述水嘴包括相互联通的入水口和出水口，所述第一驱动部内设有与所述出水口相连通的第一流道，所述连接头内设有与所述第一流道相连通的第二流道，所述主轴内设有与所述第二流道相连通的第三流道。
第二方面，一种机床，所述机床上安装所述的并行多主轴换刀装置。
本发明的有益效果：本发明提供一种并行多主轴换刀装置，包括固定轴，沿第一方向的两个相对端面分别设有驱动端和刹车端，且所述固定轴内部设有安装腔；回转刀塔，可绕第一轴线旋转地嵌套在所述固定轴外侧，所述回转刀塔上设有沿第一轴线方向延伸的刀槽，且多组所述刀槽绕第一轴线圆周方向均匀排布；主轴，所述主轴可沿自身轴线旋转地安装在所述刀槽上，且多组主轴沿第一轴线方向排布，所述主轴相对远离所述安装腔一端设有切刀；第一驱动部，多组所述第一驱动部沿第一轴线方向安装在固定轴上，且位于所述安装腔内，所述第一驱动部输出端设有在第一工位与第二工位之间滑动的连接头，所述第一工位即所述连接头与所述主轴传动连接的位置，用于驱动所述主轴沿自身轴线旋转；所述第二工位即所述连接头与主轴脱离的位置。
首先滑动连接头，使连接头处于第二工位，此时连接头与主轴脱离，根据所需钻孔直径，通过旋转回转刀塔，将所需主轴及切刀旋转至指定位置，滑动连接头，使连接头处于第一工位，此时连接头与所述主轴传动连接，第一驱动部启动，驱动所述主轴及其上的切刀沿自身轴线旋转，对零件进行加工。
可实现不同切刀的快速切换，无需人工更换切刀，提高生产效率，保证加工精度；且由于每组刀槽均设置多组主轴及切刀，可实现同时对多组工件同时加工，进一步地提高生产效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明的一种并行多主轴换刀装置的一种实施例示意图；
图2是本发明的一种并行多主轴换刀装置的横向剖视图；
图3是本发明的一种并行多主轴换刀装置的轴向剖视图；
图4是本发明的一种并行多主轴换刀装置的连接头示意图；
1、固定轴；10、第一盖体；11、第二盖体；12、从动锥齿；13、过渡板；2、回转刀塔；3、第一电机；30、主轴；31、第一连接头；32、第二连接头；33、第三连接头；300、第三流道；301、第一流道；4、第二电机；40、减速机；41、主动锥齿；5、第一油缸；50、限位盘；6、第二油缸；60、压板；7、水嘴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
如图1-4所示，一种并行多主轴换刀装置，包括：固定轴1，沿第一方向的两个相对端面分别设有驱动端和刹车端，所述固定轴1内部设有安装腔；回转刀塔2，可绕第一轴线旋转地嵌套在所述固定轴1外侧，所述回转刀塔2上设有沿第一轴线方向延伸的刀槽，且多组所述刀槽绕第一轴线圆周方向均匀排布；主轴30，所述主轴30可沿自身轴线旋转地安装在所述刀槽上，且多组主轴30沿第一轴线方向排布，所述主轴30相对远离所述安装腔一端设有切刀；第一驱动部，多组所述第一驱动部沿第一轴线方向安装在固定轴1上，且位于所述安装腔内，所述第一驱动部输出端设有在第一工位与第二工位之间滑动的连接头，所述第一工位即所述连接头与所述主轴30传动连接的位置，用于驱动所述主轴30沿自身轴线旋转；所述第二工位即所述连接头与主轴30脱离的位置。
其中，所述第一轴线为所述固定轴1的轴线。在本实施例中，所述回转刀塔2圆周方向设有七组刀槽，每组刀槽上设置六组主轴30及切刀，且每组刀槽中的切刀尺寸相同，不同刀槽之间的切刀尺寸不同。所述第一驱动部为第一电机3。回转刀塔2与所述固定轴1之间通过轴承连接。
工作原理：首先滑动连接头，使连接头处于第二工位，此时连接头与主轴30脱离，根据所需钻孔直径，通过旋转回转刀塔2，将所需主轴30及切刀旋转至指定位置，滑动连接头，使连接头处于第一工位，此时连接头与所述主轴30传动连接，第一驱动部启动，驱动所述主轴30及其上的切刀沿自身轴线旋转，对零件进行加工。可实现不同切刀的快速切换，无需人工更换切刀，提高生产效率，保证加工精度；且由于每组刀槽均设置多组主轴30及切刀，可实现同时对多组工件同时加工，进一步地提高生产效率。
进一步地，还包括第二驱动部，所述第二驱动部输出端设有主动锥齿41，所述固定轴1的驱动端上设有从动锥齿12，所述主动锥齿41与所述从动锥齿12之间啮合连接。其中，第二驱动部为第二电机4，所述电机输出端设有减速机40，所述减速机40输出端与所述主动锥齿41连接。
工作原理：第二电机4驱动启动，带动主动锥齿41沿自身轴线旋转，通过啮合传动，带动从动锥齿12旋转，进而带动回转刀塔2沿自身轴线旋转。
进一步地，还包括限位组件，所述限位组件包括可沿第一轴线方向滑动的限位盘50，所述限位盘50安装在所述固定轴1的刹车端，所述回转刀塔2一端设有第一防滑部，所述限位盘50相对靠近所述回转刀塔2一侧设有第二防滑部，用于与第一防滑部相抵。
其中，所述固定轴1靠近所述刹车端设有固定连接的过渡板13，所述过渡板13上设有第一防滑部。
进一步地，所述固定轴1驱动端设有与安装腔相联通的第一套筒，所述第一套筒相对远离所述固定轴1一侧设有第一盖体10，且所述第一盖体10设有第一预留孔，所述第一预留孔与所述第一套筒相连通。所述固定轴1驱动端设有与安装腔相联通的第二套筒，所述第二套筒相对远离所述固定轴1一侧设有第二盖体11，且所述第二盖体11设有第二预留孔，所述第二预留孔与所述第二套筒相连通。
其中，所述固定轴1上设有第三驱动部，所述第三驱动部输出端与所述限位盘50传动连接，用于驱动所述限位盘50滑动。优选地，所述第三驱动部为第一油缸5，所述第一油缸5为高精度导向油缸，六组所述高精度导向油缸沿第一轴线圆周方向安装在所述第二盖体11上，可实现限位盘50沿第一方向滑动，防止其发生偏移。
优选地，所述第一防滑部和所述第二防滑部均为齿盘状。
工作原理：当回转刀塔2旋转至指定位置时，多组高精度导向油缸同时启动，驱动所述限位盘50朝向回转刀塔2方向滑动，直至所述限位盘50上齿盘与所述回转刀塔2上的齿盘相抵并啮合，将回转刀塔2进行限位，防止在工作过程中发生错位，影响加工精度。
进一步地，还包括压板60和第四驱动部，所述压板60可滑动地安装在所述固定轴1上，多组所述连接头沿第一轴线方向排布的安装在所述固定轴1上；所述第四驱动部安装在所述固定轴1上，所述第四驱动部输出端与所述压板60传动连接，用于驱动所述压板60滑动。
其中，所述第四驱动部为第二油缸6，两组所述第二油缸6安装在所述固定轴1上，其输出端均与压板60连接，且所述压板60上设有可供多组沿第一轴线延伸的安装孔。
进一步地，如图4所示，所述主轴30靠近所述压板60一端设有第一连接头31，所述连接头包括第二连接头32和第三连接头33，所述第三连接头33安装在所述压板60上的安装孔内，所述第二连接头32安装在所述第三连接头33靠近第一连接头31一端，且所述第二连接头32与所述第一连接头31可拆卸插接。
优选地，所述压板60与所述固定轴1之间设有弹性元件，具体地，所述第三连接头33与所述固定轴1之间设有弹簧，有利于减缓油缸驱动压板60时，所述压板60对固定轴1的冲击力。
进一步地，还包括水冷组件，所述水冷组件包括多组沿第一方向排布的水嘴7，所述水嘴7包括相互联通的入水口和出水口，所述第一电机3内设有与所述出水口相连通的第一流道301，所述连接头内设有与所述第一流道301相连通的第二流道，所述主轴30内设有与所述第二流道相连通的第三流道300。
其中，外部水管穿过第一套筒进入安装腔内，且所述水管与多组水嘴7的入水口分别连通。外部电源的导线穿过第二套筒进入安装腔内，且与所述安装腔内的第一电机3电连接。
工作原理：冷却水通过水管进入多组水嘴7，依次经过入水口、出水口、第一流道301、第二流道，最后从第三流道300喷出，实现对切刀的冷却，防止切刀因发热导致损坏。且由于设置第一套管和第二套管，第一套管用于提供冷却水，第二套管用于提供电，实现水电分离，有利于装置运行平稳，防止发生短路现象。
实施例2
一种机床，所述机床上安装有上述的并行主轴30换刀装置。
以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种并行多主轴换刀装置，其特征在于，包括：
固定轴(1)，所述固定轴(1)内部设有安装腔；
回转刀塔(2)，可绕第一轴线旋转地嵌套在所述固定轴(1)外侧，所述回转刀塔(2)上设有沿第一轴线方向延伸的刀槽，且多组所述刀槽绕第一轴线圆周方向均匀排布；
主轴(30)，所述主轴(30)可沿自身轴线旋转地安装在所述刀槽上，且多组主轴(30)沿第一轴线方向排布，所述主轴(30)相对远离所述安装腔一端设有切刀；
第一驱动部，多组所述第一驱动部沿第一轴线方向安装在固定轴(1)上，且位于所述安装腔内，所述第一驱动部输出端设有在第一工位与第二工位之间滑动的连接头，所述第一工位即所述连接头与所述主轴(30)传动连接的位置，用于驱动所述主轴(30)沿自身轴线旋转；所述第二工位即所述连接头与主轴(30)脱离的位置；
还包括水冷组件，所述水冷组件包括多组沿第一方向排布的水嘴(7)，所述水嘴(7)包括相互联通的入水口和出水口，所述第一驱动部内设有与所述出水口相连通的第一流道(301)，所述连接头内设有与所述第一流道(301)相连通的第二流道，所述主轴(30)内设有与所述第二流道相连通的第三流道(300)。
2.根据权利要求1所述的一种并行多主轴换刀装置，其特征在于：还包括第二驱动部，所述第二驱动部输出端设有主动锥齿(41)，所述回转刀塔(2)沿第一轴线方向的两个相对端面分别设有驱动端和刹车端，所述固定轴(1)的驱动端上设有从动锥齿(12)，所述主动锥齿(41)与所述从动锥齿(12)之间啮合连接。
3.根据权利要求2所述的一种并行多主轴换刀装置，其特征在于：还包括限位组件，所述限位组件包括可沿第一轴线方向滑动的限位盘(50)，所述回转刀塔(2)的刹车端设有第一防滑部，所述限位盘(50)相对靠近所述回转刀塔(2)一侧设有第二防滑部，用于与第一防滑部相抵。
4.根据权利要求3所述的一种并行多主轴换刀装置，其特征在于：所述固定轴(1)上设有第三驱动部，所述第三驱动部输出端与所述限位盘(50)传动连接，用于驱动所述限位盘(50)滑动。
5.根据权利要求1所述的一种并行多主轴换刀装置，其特征在于：还包括压板(60)和第四驱动部，所述压板(60)可滑动地安装在所述固定轴(1)上，多组所述连接头沿第一轴线方向排布的安装在所述固定轴(1)上；所述第四驱动部安装在所述固定轴(1)上，所述第四驱动部输出端与所述压板(60)传动连接，用于驱动所述压板(60)滑动。
6.根据权利要求5所述的一种并行多主轴换刀装置，其特征在于：所述回转刀塔(2)与所述压板(60)之间设有多组沿第一轴线方向排布的导滑环，且所述导滑环嵌套在所述固定轴(1)外侧，所述导滑环上导滑槽，且导滑槽上设有可供连接头插入的贯穿孔。
7.根据权利要求6所述的一种并行多主轴换刀装置，其特征在于：所述压板(60)与所述固定轴(1)之间设有弹性元件。
8.一种机床，其特征在于：所述机床上安装有权利要求1-7任意一项所述的并行多主轴换刀装置。
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GR01 Patent grant
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