CN116251970B - 一种换刀结构及切割装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种换刀结构及切割装置,包括下方固定板和刀塔,刀塔通过齿轮组连接于底部固定套筒且设置若干个用于安装刀具的空腔,还包括连接于下方固定板上的驱动电机,其输出端连接有与齿轮组传动连接的传动连接蜗杆轴,还包括设置于盘式电机固定架上的盘式电机,其输出端通过内花键轴套连接有二段传动轴,二段传动轴下端面连接于三段转动内花键轴套,三段转动内花键轴套上端连接于内花键轴套、下端连接于下方安装有弹簧支撑轴承的伸出空心轴,弹簧支撑轴承下端固定安装有弹簧,弹簧下端面固定安装在下方固定板的上端面。根据本发明,能够解决切割设备更换不同类型的刀具时需停止转轴转动且刀具在更换和作业过程中存在的安全性和稳定性的问题。

Description

一种换刀结构及切割装置
技术领域
本发明属于切割技术领域,更具体地,涉及一种换刀结构及切割装置。
背景技术
目前已有的切割机床设备在在成孔或成槽加工中,采用单一加工刀具进行加工的效率是最高的,但在切割机床作业时,根据产品的用途不同,需要采用不同类型的刀具,目前已有的切割设备需要在转轴停止转动的情况下通过人工的拆卸进行刀具更换,这样极大地加速了主动电机的损耗同时也会存在人工更换刀具时的安全隐患,并且对于刀具安装的系统稳定程度也存在一定的风险,可能会存在刀具作业时抖动或者人工更换时存在偏差而出现卡刀等问题。因此为保证工作效率以及确保更换刀具后整体切割设备的系统稳定,开发一款在转轴转动时也可根据不同需求实现高效换刀且作业稳定的切割装置,以实现高效作业。
发明内容
本发明的目的在于解决切割设备更换不同类型的刀具时需停止转轴转动且刀具在更换和作业过程中存在的安全性和稳定性的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的第一方面提供了一种换刀结构,所述换刀结构包括下方固定板和刀塔,所述刀塔通过齿轮组连接于底部固定套筒,所述刀塔的外端面按间隔设置若干个用于安装刀具的空腔;
还包括驱动电机,所述驱动电机连接于所述下方固定板上,所述驱动电机的输出端连接有传动连接蜗杆轴,所述传动连接蜗杆轴与所述齿轮组传动连接;
还包括盘式电机,设置于盘式电机固定架上,所述盘式电机的输出端通过内花键轴套连接有二段传动轴,所述二段传动轴下端面连接于三段转动内花键轴套,所述三段转动内花键轴套上端连接于所述内花键轴套、下端连接有伸出空心轴,所述伸出空心轴安装有弹簧支撑轴承,所述弹簧支撑轴承下端固定安装有弹簧,所述弹簧下端面固定安装在所述下方固定板的上端面;
所述三段转动内花键轴套下方固定连接所述底部固定套筒。
作为可选的是,所述齿轮组包括一级齿轮、二级齿轮和三级齿轮,所述一级齿轮、二级齿轮和三级齿轮之间相啮合,且分别固定于相匹配的一级轴、二级轴和三级轴,所述一级轴、二级轴和三级轴分别设置在所述底部固定套筒自上而下开设的圆孔中;
所述刀塔设置在所述三级轴的中心处。
作为可选的是,所述一级轴的中心设置有蜗轮,所述蜗轮与所述传动连接蜗杆轴相配合。
根据本发明的第二方面,提供了一种切割装置,包括:
切割机架;
X轴传动机构,设置在所述切割机架上,
Y轴传动机构,设置在所述X轴传动机构上,
Z轴传动机构,设置在所述Y轴传动机构上;
切割面板,设置在所述切割机架上;
如上述的换刀结构,安装在所述Z轴传动机构上,位于所述切割面板的上方。
作为可选的是,所述X轴传动机构包括连接于所述切割机架上的X轴传动单元,所述X轴传动单元包括设置在所述切割机架两侧的带轮组,两侧的带轮组之间连接有同步带,其中一个带轮组与设于所述切割机架上的X轴驱动单元相连接。
作为可选的是,所述Y轴传动机构包括连接于同步带上的支撑架,所述支撑架上转动连接有丝杆,所述丝杆的一端与设于支撑架上的Y轴驱动单元相连接。
作为可选的是,所述Z轴传动机构包括气缸以及与所述丝杆螺纹连接的固定轴套框,所述固定轴套框通过固定支柱与所述下方固定板固定连接,所述气缸的输出端连接有气缸杆,所述气缸杆的下端固定连接有Z向传动板,所述Z向传动板与所述二段传动轴传动连接。
本发明的有益效果在于:
本发明的换刀结构及切割装置采用气缸以及弹簧伸出和收缩状态的相配合,由驱动电机带动传动连接蜗杆轴转动,从而带动蜗轮转动,蜗轮带动一级齿轮转动,一级齿轮带动二级齿轮转动,二级齿轮带动三级齿轮转动,最后带动刀塔转动,实现刀具更换,同时采用二段传动轴以及花键配合实现运动耦合效果且由于动力只能由传动连接蜗杆轴传递至蜗轮,实现刀具缩回换刀,伸出作业的工作方式。与现有的切割设备相比,在采用本发明的换刀结构及切割装置,在作业的过程中,可根据不同的孔压模具,更换不同类型的刀具,在刀具更换的过程中,不需要再对转轴周期性启动与停止即可完成刀具更换且实现了缩回换刀,伸出自锁作业的效果,极大地提高的打孔冲压等作业效果,极大地减少了对主动电机的损耗,提高了作业的安全性和切割设备系统的稳定性。
根据以上内容可知,本发明的一种换刀结构及切割装置有效地解决切割设备更换不同类型的刀具时需停止转轴转动且刀具在更换和作业过程中存在的安全性和稳定性的问题。
本发明的其他特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
本发明可以通过参考下文中结合附图所做出的描述而得到更好的理解,其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。
图1示出了根据本发明的实施例的切割装置的总体结构示意图;
图2示出了根据本发明的实施例的换刀结构的结构主视图;
图3为图2中A-A剖视图;
图4示出了根据本发明的实施例的换刀结构的结构左视图;
图5为图4中B-B剖视图。
图中:1为X轴传动机构,2为Y轴传动机构,3为Z轴传动机构,4为换刀结构,5为切割面板,6为切割机架,101为带轮组,102为同步带,201为支撑架,202为丝杆;
4-1为气缸,4-2为气缸杆,4-3为盘式电机固定架,4-4为盘式电机,4-5为内花键轴套,4-6为固定轴套框,4-7为二段传动轴,4-8为轴承,4-9为定位环,4-10为定位轴套,4-11为内轴瓦,4-12为Z向传动板,4-13为三段转动内花键轴套,4-14为弹簧支撑轴承,4-15为弹簧,4-16为固定支柱,4-17为下方固定板,4-18为蜗轮,4-19为一级齿轮,4-20为二级齿轮,4-21为三级齿轮,4-22为刀塔,4-23为刀具,4-24为一级轴,4-25为二级轴,4-26为三级轴,4-27为底部固定套筒,4-28为传动连接蜗杆轴,4-29为驱动电机。
具体实施方式
为了使所属技术领域的技术人员能够更充分地理解本发明的技术方案,在下文中将结合附图对本发明的示例性的实施方式进行更为全面且详细的描述。显然地,以下描述的本发明的一个或者多个实施方式仅仅是能够实现本发明的技术方案的具体方式中的一种或者多种,并非穷举。应当理解的是,可以采用属于一个总的发明构思的其他方式来实现本发明的技术方案,而不应当被示例性描述的实施方式所限制。基于本发明的一个或多个实施方式,本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式,都应当属于本发明保护的范围。
实施例:图2示出了根据本发明的实施例的换刀结构的结构主视图。参照图2本发明的实施例的换刀结构4包括下方固定板4-17和刀塔4-22,刀塔4-22通过齿轮组连接于底部固定套筒4-27,刀塔4-22的外端面按间隔设置若干个用于安装刀具的空腔;换刀结构4还包括驱动电机4-29,驱动电机4-29连接于下方固定板4-17上,驱动电机4-29的输出端连接有传动连接蜗杆轴4-28,传动连接蜗杆轴4-28与齿轮组传动连接,换刀结构4还包括盘式电机4-4,设置于盘式电机固定架4-3上,盘式电机4-4的输出端通过内花键轴套4-5连接有二段传动轴4-7,二段传动轴4-7下端面连接于三段转动内花键轴套4-13,三段转动内花键轴套4-13上端连接于内花键轴套4-5、下端连接有伸出空心轴,伸出空心轴安装有弹簧支撑轴承4-14,弹簧支撑轴承4-14下端固定安装有弹簧4-15,弹簧4-15下端面固定安装在下方固定板4-17的上端面。三段转动内花键轴套4-13下方固定连接底部固定套筒4-27。
进一步地,齿轮组包括一级齿轮4-19、二级齿轮4-20和三级齿轮4-21,所述一级齿轮4-19、二级齿轮4-20和三级齿轮之间4-21相啮合,且分别固定于相匹配的一级轴4-24、二级轴4-25和三级轴4-26,所述一级轴4-24、二级轴4-25和三级轴4-26分别设置在底部固定套筒4-27自上而下开设的圆孔中。刀塔4-22设置在三级轴4-26的中心处。
再进一步地,一级轴4-24的中心设置有蜗轮4-18,蜗轮4-18与传动连接蜗杆轴4-28相配合。
图1示出了根据本发明的实施例的切割装置的总体结构示意图。参照图1本发明的实施例还提供了一种切割装置,包括切割机架,X轴传动机构1,设置在切割机架6上,Y轴传动机构2,设置在X轴传动机构1上,Z轴传动机构3,设置在Y轴传动机构2上;切割面板5,设置在切割机架6上;换刀结构4安装在Z轴传动机构3上,位于切割面板5的上方。
进一步地,本发明实施例中,X轴传动机构1包括连接于切割机架6上的X轴传动单元,X轴传动单元包括设置在切割机架6两侧的带轮组101,两侧的带轮组101之间连接有同步带102,其中一个带轮组101与设于切割机架6上的X轴驱动单元(图中未示出)相连接;应当说明,所述X轴驱动单元为驱动电机,其为现有技术,不再赘述;所述带轮组101为现有技术,其结构不再赘述。
再进一步地,本发明实施例中,Y轴传动机构2包括连接于同步带102上的支撑架201,支撑架201上转动连接有丝杆202,丝杆202的一端与设于支撑架201上的Y轴驱动单元(图中未示出)相连接;应当说明,所述Y轴驱动单元为驱动电机,其为现有技术,不再赘述。
再进一步地,本发明实施例中,Z轴传动机构3包括气缸4-1以及与所述丝杆202螺纹连接的固定轴套框4-6,固定轴套框4-6通过固定支柱4-16与下方固定板4-17固定连接,气缸4-1的输出端连接有气缸杆4-2,气缸杆4-2的下端固定连接有Z向传动板4-12,Z向传动板4-12与二段传动轴4-7传动连接。
具体地,参照图1-图5,切割机架6为矩形框架结构,材质为钢材,X轴传动机构1上的X轴传动单元包括设置在切割机架6两侧的带轮组101,两侧的带轮组101之间分别连接有同步带102,其中一个带轮组101与设于切割机架6上的X轴驱动单元相连接且通过X轴驱动单元实现X向移动即X轴传动单元的工作原理为同步带与带轮传动,其中若用丝杆传动亦可。Y轴传动机构2的支撑架201连接于同步带102上,支撑架201转动连接有丝杆202,丝杆202的一端与设于支撑架201上的Y轴驱动单元相连接且通过Y轴驱动单元实现Y向运动,即Y轴传动单元的工作原理为丝杆传动,其中若用同步带与带轮传动亦可。Z轴传动机构3通过固定轴套框4-6与丝杆202螺纹连接,固定轴套框4-6通过固定支柱4-16与下方固定板4-17固定连接,Z轴传动机构3上安装有气缸4-1,其输出端连接有气缸杆4-2,实现Z向的高速位移。气缸杆4-2的下端与长板状的Z向传动板4-12固定连接。
气缸4-1的外围设置有盘式电机固定架4-3,其下方安装有盘式电机4-4,其输出端连接圆筒状内花键轴套4-5,实现转轴转动。
圆筒状的内花键轴套4-5中固定安装有长圆柱状的二段传动轴4-7,二段传动轴4-7的上下两端面安装有与其配合的外花键,通过内花键轴套4-5的带动从而实现二段传动轴在内花键轴套4-5中转动。同时,长圆柱状的二段传动轴4-7的中心处和长板状的Z向传动板4-12中间固定有内轴瓦4-11连接,内轴瓦4-11位于Z向传动板4-12的上下两端面安装的定位轴套4-10中,气缸杆4-2带动Z向传动板4-12的Z向移动从而带动二段传动轴4-7在Z向的上下运动;在二段传动轴4-7与Z向传动板4-12连接处的上下两向,分别安装固定有轴承4-8与定位环4-9,实现二段传动轴4-7在固定轴套框4-6中的运动定位,即实现刀具高度的快速变化。
二段传动轴4-7底端固定的花键固定安装在三段转动内花键轴套4-13中,三段转动内花键轴套4-13呈两端设计,上端为内花键轴套4-5、下端为伸出空心轴。伸出空心轴的外环顶端面固定安装有弹簧支撑轴承4-14,在弹簧支撑轴承4-14的下端面固定安装有弹簧4-15。弹簧4-15下端面固定安装在下方固定板4-17上端面伸出的圆柱凸台的上端面。下方固定板上端面伸出的圆柱凸台正向开有孔,其中固定有驱动电机4-29,驱动电机4-29的输出端连接传动连接蜗杆轴4-28。三段转动内花键轴套4-13下方固定安装有圆筒状的底部固定套筒4-27,底部固定套筒4-27自上而下开设有贯穿的3层圆孔,在3层圆孔中分别固定有一级轴4-24、二级轴4-25和三级轴4-26,一级轴4-24、二级轴4-25和三级轴4-26分别固定有一级齿轮4-19、二级齿轮4-20和三级齿轮4-21,一级轴4-24的中心固定于蜗轮4-18,其与传动连接蜗杆轴4-28配合实现转动。三级轴4-26固定有六边柱体状刀塔4-22,在其6个端面中心开有孔洞,分别固定有6个刀具4-23。在气缸杆4-2缩回时,三段转动内花键轴套4-13在其弹簧4-15在伸出最大的情况下,传动连接蜗杆轴4-28由驱动电机4-29带动转动,从而带动蜗轮4-18转动,蜗轮4-18带动一级齿轮4-19转动,一级齿轮4-19带动二级齿轮4-20转动,二级齿轮4-20带动三级齿轮4-21转动,最后带动刀塔4-22转动,实现刀具4-23更换。
由于动力只能由传动连接蜗杆轴4-28传递至蜗轮4-18,因此实现了刀具4-23更换后的运动自锁。同时在二段传动轴4-7实现的运动上下定位效果和气缸4-1实现的Z向冲压效果下,实现了缩回换刀,伸出自锁作业且刀具高速转动的情况下快速冲压去除材料的效果。
虽然以上对本发明的一个或者多个实施方式进行了描述,但是本领域的普通技术人员应当知晓,本发明能够在不偏离其主旨与范围的基础上通过任意的其他的形式得以实施。因此,以上描述的实施方式属于示意性的而非限制性的,在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下,对于本技术领域的普通技术人员而言许多修改和替换均具有显而易见性。

Claims (5)

1.一种换刀结构,其特征在于,所述换刀结构包括下方固定板和刀塔,所述刀塔通过齿轮组连接于底部固定套筒,所述刀塔的外端面按间隔设置若干个用于安装刀具的空腔;
还包括驱动电机,所述驱动电机连接于所述下方固定板上,所述驱动电机的输出端连接有传动连接蜗杆轴,所述传动连接蜗杆轴与所述齿轮组传动连接;
还包括盘式电机,设置于盘式电机固定架上,所述盘式电机的输出端通过内花键轴套连接有二段传动轴,所述二段传动轴下端面连接于三段转动内花键轴套;所述二段传动轴底端固定的花键固定安装在所述三段转动内花键轴套中;所述三段转动内花键轴套呈两端设计,上端为内花键轴套且下端为伸出空心轴;所述伸出空心轴安装有弹簧支撑轴承,所述弹簧支撑轴承下端固定安装有弹簧,所述弹簧下端面固定安装在所述下方固定板的上端面;
所述三段转动内花键轴套下方固定连接所述底部固定套筒;
所述齿轮组包括一级齿轮、二级齿轮和三级齿轮,所述一级齿轮、二级齿轮和三级齿轮之间相啮合,且分别固定于相匹配的一级轴、二级轴和三级轴,所述一级轴、二级轴和三级轴分别设置在所述底部固定套筒自上而下开设的圆孔中;
所述刀塔设置在所述三级轴的中心处;
所述一级轴的中心设置有蜗轮,所述蜗轮与所述传动连接蜗杆轴相配合;
还包括气缸,所述气缸的输出端连接有气缸杆,所述气缸杆的下端固定连接有Z向传动板,所述Z向传动板与所述二段传动轴传动连接。
2.一种切割装置,其特征在于,包括:
切割机架;
X轴传动机构,设置在所述切割机架上,
Y轴传动机构,设置在所述X轴传动机构上,
Z轴传动机构,设置在所述Y轴传动机构上;
切割面板,设置在所述切割机架上;
如权利要求1所述的换刀结构,安装在所述Z轴传动机构上,位于所述切割面板的上方。
3.根据权利要求2所述的切割装置,其特征在于,所述X轴传动机构包括连接于所述切割机架上的X轴传动单元,所述X轴传动单元包括设置在所述切割机架两侧的带轮组,两侧的带轮组之间连接有同步带,其中一个带轮组与设于所述切割机架上的X轴驱动单元相连接。
4.根据权利要求3所述的切割装置,其特征在于,所述Y轴传动机构包括连接于同步带上的支撑架,所述支撑架上转动连接有丝杆,所述丝杆的一端与设于支撑架上的Y轴驱动单元相连接。
5.根据权利要求4所述的切割装置,其特征在于,所述Z轴传动机构包括与所述丝杆螺纹连接的固定轴套框,所述固定轴套框通过固定支柱与所述下方固定板固定连接。
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