CN116748544A - 一种数控机床用动力刀塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控机床用动力刀塔，包括刀塔箱体和电机固定座固定安装的第一伺服电机，第一伺服电机连接有传动轴，传动轴卡接有动力刀传动轴，刀塔箱体内部设置有活塞轴和第一固定盘，第一固定盘中部安装有连接轴，连接轴外部套设有轴齿轮，连接外壳安装有第二伺服电机，第二伺服电机的输出轴连接有传动齿轮，传动齿轮与轴齿轮啮合，轴齿轮一端连接有刀盘，动力刀传动轴一端安装有第一锥齿轮，连接机架中心连接有第三伺服电机，第三伺服电机的输出轴固定连接有动力刀轴座，动力刀轴座上安装有动力轴，动力轴连接有第二锥齿轮，且第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合连接；采用上述结构后能够灵活更换刀头和加工位置，进一步提高加工效率。

Description

一种数控机床用动力刀塔

技术领域

本发明涉及动刀刀塔结构技术领域，具体涉及一种数控机床用动力刀塔。

背景技术

现有的数控机床用动力刀塔均采用伺服电机驱动转位，具有结构相对简单，换刀速度快的优点。专利号为CN111687441B的中国专利公开了一种两端齿伺服动力刀塔，包括刀盘、刀轴座盖、滚针轴承、动力刀轴座、锁紧螺母、左旋伞齿轮、右旋伞齿轮、第一角接触球轴承、伞齿轮轴、深沟球轴承、轴承座固定座、第二角接触球轴承、减速器、齿轮、连接轴、动力刀传动轴、外齿盘齿轮、盖、内齿盘、活塞轴、刀塔箱体、轴承、锁紧接近开关、准停接近开关、准停感应片、马达轴、主轴伺服电机和转位伺服电机，该专利传动更加平稳，噪音明显减小，而且提高换刀准停可靠性；但是采用伺服电机带动伞齿轮轴转动，整个刀头安装位置固定在伞齿轮轴尾部连接端所在位置，无法灵活的改变刀头的加工位置，不适用于多位置加工的数控机床，因此急需一种数控机床用动力刀塔，灵活改变刀头的加工位置。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种数控机床用动力刀塔，通过设置连接机架，在连接机架上安装第三伺服电机，第三伺服电机在输出轴后端固定连接有固定基座，且固定基座上设置有多组移动气缸，第三伺服电机的输出轴前端连接有动力刀轴座，之后采用移动气缸的活塞杆伸缩，带动动力刀轴座在第三伺服电机的输出轴上水平移动，通过第三伺服电机转动，带动动力刀轴座进行转动，实现数控加工过程中的调整加工位置，使得刀头可以位于整个刀盘的多个不同位置对工件进行加工。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种数控机床用动力刀塔，包括安装底座，安装底座上固定连接有刀塔箱体，刀塔箱体的非加工端连接有电机固定座，电机固定座的外侧端固定安装有第一伺服电机，第一伺服电机的输出端贯穿电机固定座延伸至刀塔箱体内部，并固定连接有传动轴，传动轴卡接有动力刀传动轴，刀塔箱体内部设置有活塞轴，动力刀传动轴穿过活塞轴设置，刀塔箱体内部安装有第一固定盘，第一固定盘中部安装有连接轴，动力刀传动轴穿过连接轴设置，连接轴外部套设有轴齿轮，轴齿轮外部安装有安装外壳，安装外壳和刀塔箱体的顶部配合连接有连接外壳，连接外壳一侧固定安装有第二伺服电机，第二伺服电机的输出轴贯穿连接外壳连接有减速机，减速机的输出轴连接有传动齿轮，传动齿轮与轴齿轮啮合，轴齿轮一端固定连接有刀盘，连接轴靠近刀盘一侧连接有轴承座，轴承座中安装有多组第四轴承，动力刀传动轴靠近刀盘的一端与多组第四轴承连接，轴承座一端连接有定位固定座，动力刀传动轴靠近定位固定座一端安装有第一锥齿轮，安装底座和连接外壳配合连接有连接机架，连接机架中心连接有第三伺服电机，第三伺服电机的输出轴固定连接有固定基座，固定基座上设置有多组移动气缸，第三伺服电机的输出轴一端连接有动力刀轴座，多组移动气缸的活塞杆与动力刀轴座连接，动力刀轴座一端安装有第三轴承，另一端安装有多组第二轴承，第二轴承和第三轴承中配合安装有动力轴，动力轴连接有第二锥齿轮，且第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合连接，动力轴一端开设有刀头卡接槽。

作为本发明进一步的方案：活塞轴的中部开设有避空孔一，且避空孔一靠近第一伺服电机一端开设有轴承安装槽，轴承安装槽中安装有两组第一轴承，动力刀传动轴靠近传动轴一端与第一轴承连接。

作为本发明进一步的方案：连接轴中部开设有避空孔二，动力刀传动轴远离传动轴的一端穿过避空孔二设置，其中避空孔二、避空孔一和传动轴是同轴设置。

作为本发明进一步的方案：定位固定座的外侧一端安装有第五轴承，第五轴承与刀盘内侧面配合。

作为本发明进一步的方案：第三伺服电机的输出轴一端开设有水平滑槽，动力刀轴座上设置有滑块，动力刀轴座通过滑块在水平滑槽中水平滑动，且滑块与水平滑槽适配。

作为本发明进一步的方案：定位固定座中部开设有避空孔三，用以供第一锥齿轮穿过。

作为本发明进一步的方案：动力刀轴座中部开设有传动槽，传动槽中安装有支撑筒，动力轴与支撑筒转动连接。

作为本发明进一步的方案：固定基座靠近第二轴承一侧的内部面上安装有红外线发射器，动力轴靠近红外线发射器一端安装有红外线接收器。

作为本发明进一步的方案：红外线接收器的安装面与刀头卡接槽垂直。

作为本发明进一步的方案：刀盘轴面开设有多组刀头安装腔，刀头安装腔与刀盘内部连通，刀盘轴面在开设刀头安装腔的位置开设有刀头安装滑槽，刀头安装滑槽两侧对称设置有安装平面。

本发明的有益效果：

1、本发明通过设置连接机架，在连接机架上安装第三伺服电机，第三伺服电机在输出轴后端固定连接有固定基座，且固定基座上设置有多组移动气缸，第三伺服电机的输出轴前端连接有动力刀轴座，之后采用移动气缸的活塞杆伸缩，带动动力刀轴座在第三伺服电机的输出轴上水平移动，通过第三伺服电机转动，带动动力刀轴座进行转动，实现数控加工过程中的调整加工位置，使得刀头可以位于整个刀盘的多个不同位置对工件进行加工；

2、本发明还设置了红外线发射器和红外线接收器的校对机构，在对动力轴进行位置校对，启动红外线发射器和红外线接收器，当红外线发射器发射的红外线无法被接收时，启动第一伺服电机，带动动力刀传动轴缓慢转动，动力刀传动轴带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动动力轴进行位置校对，直至红外线发射器发射的红外被红外线接收器接收，停止第一伺服电机完成校对，之后将刀头与动力轴装配进行加工，进一步的保证了刀头安装的精度和便捷性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明整体内部结构示意图；

图2是图1中A处放大结构示意图；

图3是本发明中刀盘与连接机架位置结构示意图。

图中：1、安装底座；2、刀塔箱体；3、电机固定座；4、第一伺服电机；5、传动轴；6、活塞轴；7、第一轴承；8、第一固定盘；9、轴齿轮；10、安装外壳；11、连接外壳；12、传动齿轮；13、减速机；14、第二伺服电机；15、刀盘；16、轴承座；17、定位固定座；18、连接机架；19、第三伺服电机；20、移动气缸；21、固定基座；22、动力刀轴座；23、第二轴承；24、第三轴承；25、支撑筒；26、动力轴；27、红外线发射器；28、红外线接收器；29、刀头卡接槽；30、动力刀传动轴；31、第四轴承；32、第五轴承；33、第一锥齿轮；34、第二锥齿轮；35、刀头安装滑槽；36、安装平面；37、刀头安装腔；38、连接轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3所示，是一种数控机床用动力刀塔，该动力刀塔包括安装底座1，其中安装底座1安装在数控机床内部，在安装底座1上固定连接有刀塔箱体2，刀塔箱体2的非加工端连接有电机固定座3，并且该电机固定座3的外侧端固定安装有第一伺服电机4，其中第一伺服电机4的输出端贯穿电机固定座3延伸至刀塔箱体2内部，并且输出端固定连接有传动轴5，用于与动力刀传动轴30进行配合，传动动力，进一步的刀塔箱体2内部靠近第一伺服电机4一端设置有活塞轴6，活塞轴6的中部开设有避空孔一，且在避空孔一靠近第一伺服电机4一端开设有轴承安装槽，在轴承安装槽中安装有两组第一轴承7，上述的传动轴5卡接有动力刀传动轴30，动力刀传动轴30穿过避空孔一设置，且动力刀传动轴30靠近传动轴5一端与第一轴承7连接；

进一步的刀塔箱体2内部远离第一伺服电机4一端安装有第一固定盘8，第一固定盘8位于活塞轴6外侧，且第一固定盘8中开设有固定孔，在固定孔中固定安装有连接轴38，且连接轴38延伸出固定孔，朝向远离第一伺服电机4的方向，连接轴38中部开设有避空孔二，动力刀传动轴30远离传动轴5的一端同样穿过避空孔二设置，其中避空孔二、避空孔一和传动轴5是同轴设置，避免对动力刀传动轴30的传动造成干涉，连接轴38延伸段的外部套设有轴齿轮9，且轴齿轮9能够绕着连接轴38转动，轴齿轮9外部安装有安装外壳10，其中安装外壳10的底部与刀塔箱体2固定连接，安装外壳10和刀塔箱体2的顶部配合连接有连接外壳11，且连接外壳11靠近第一伺服电机4一侧固定安装有第二伺服电机14，第二伺服电机14的输出轴贯穿连接外壳11连接有减速机13，减速机13固定连接在连接外壳11内部，且减速机13的输出轴连接有传动齿轮12，传动齿轮12与轴齿轮9啮合，通过第二伺服电机14带动传动齿轮12转动，传动齿轮12带动轴齿轮9转动；

更进一步的轴齿轮9远离第一伺服电机4一端固定连接有刀盘15，其中安装外壳10与刀盘15配合连接，刀盘15能够进行转动，同上述原理，刀盘15通过轴齿轮9带动而进行转动，进一步的连接轴38靠近刀盘15一侧连接有轴承座16，在轴承座16中安装有多组第四轴承31，上述的动力刀传动轴30靠近刀盘15的一端与多组第四轴承31连接，且轴承座16贯穿刀盘15并延伸进内部设置，轴承座16在刀盘15内部一端连接有定位固定座17，定位固定座17的外侧一端安装有第五轴承32，第五轴承32与刀盘15内侧面配合；

更进一步的动力刀传动轴30最前端安装有第一锥齿轮33，且动力刀传动轴30前端设置有限位块，对第一锥齿轮33进行限位，定位固定座17中部开设有避空孔三，供第一锥齿轮33穿过，避免对运动造成干涉，上述的安装底座1和连接外壳11配合连接有连接机架18，连接机架18的中心固定连接有第三伺服电机19，第三伺服电机19的输出轴后端固定连接有固定基座21，且固定基座21上设置有多组移动气缸20，第三伺服电机19的输出轴前端连接有动力刀轴座22，进一步的多组移动气缸20的活塞杆也与动力刀轴座22一端面连接，且第三伺服电机19的输出轴前端开设有水平滑槽，动力刀轴座22上设置有滑块，动力刀轴座22通过滑块在水平滑槽中水平滑动，且滑块与水平滑槽适配，通过移动气缸20的活塞杆伸缩，带动动力刀轴座22在第三伺服电机19的输出轴上水平移动，通过第三伺服电机19转动，带动动力刀轴座22进行转动，并且刀盘15靠近机架18一侧开设有滑动开口，滑动开口与刀盘15内部贯通，其中固定基座21转动设置在滑动开口中，通过第三伺服电机19转动，带动固定基座21在滑动开口中转动。

进一步的动力刀轴座22一端安装有第三轴承24，另一端开设有轴承安装槽，在轴承安装槽中安装有多组第二轴承23，第二轴承23和第三轴承24中配合安装有动力轴26，动力轴26靠近第三轴承24一端转动安装在支撑筒25中，且支撑筒25固定在动力刀轴座22开设有传动槽中，动力轴26靠近第二轴承23一端固定连接有第二锥齿轮34，且第二锥齿轮34与第一锥齿轮33啮合连接，固定基座21在靠近第二轴承23一侧的内部面上安装有红外线发射器27，而动力轴26靠近红外线发射器27一端安装有红外线接收器28，动力轴26一端开设有刀头卡接槽29，且红外线接收器28的安装面与刀头卡接槽29垂直，刀盘15的轴面开设有多组刀头安装腔37，且刀头安装腔37与刀盘15内部连通，进一步的刀盘15轴面在开设刀头安装腔37的位置开设有刀头安装滑槽35，在刀头安装滑槽35两侧对称设置有安装平面36，用以安装不同的刀头。

本发明的工作原理：

使用数控机床加工时，根据加工需求更换对应的刀头和调整刀头加工位置，启动第二伺服电机14，经过减速机13传动，带动传动齿轮12转动，传动齿轮12带动轴齿轮9转动，轴齿轮9带动刀盘15转动，选择安装在刀盘15上的合适刀头并同时确定刀头加工位置，同时启动移动气缸20带动动力刀轴座22水平向左回缩，使第一锥齿轮33和第二锥齿轮34分开，之后启动第三伺服电机19带动动力刀轴座22转动，调整至与刀盘15上刀头加工位置一致，之后停止第三伺服电机19，再次启动移动气缸20带动动力刀轴座22水平向右延伸抵在定位固定座17上，使第一锥齿轮33和第二锥齿轮34啮合，通过推力使得第一锥齿轮33和第二锥齿轮34在行进过程中啮合上，其中第一锥齿轮33不动，第二锥齿轮34能够灵活转动，啮合上之后，对动力轴26进行位置校对，启动红外线发射器27和红外线接收器28，当红外线发射器27发射的红外线无法被接收时，启动第一伺服电机4，带动动力刀传动轴30缓慢转动，动力刀传动轴30带动第一锥齿轮33转动，第一锥齿轮33带动第二锥齿轮34转动，第二锥齿轮34带动动力轴26进行位置校对，直至红外线发射器27发射的红外被红外线接收器28接收，停止第一伺服电机4完成校对，之后将刀头与动力轴26装配进行加工。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种数控机床用动力刀塔，包括安装底座（1），安装底座（1）上固定连接有刀塔箱体（2），刀塔箱体（2）的非加工端连接有电机固定座（3），电机固定座（3）的外侧端固定安装有第一伺服电机（4），第一伺服电机（4）的输出端贯穿电机固定座（3）延伸至刀塔箱体（2）内部，并固定连接有传动轴（5），其特征在于，传动轴（5）卡接有动力刀传动轴（30），刀塔箱体（2）内部设置有活塞轴（6），动力刀传动轴（30）穿过活塞轴（6）设置，刀塔箱体（2）内部安装有第一固定盘（8），第一固定盘（8）中部安装有连接轴（38），动力刀传动轴（30）穿过连接轴（38）设置，连接轴（38）外部套设有轴齿轮（9），轴齿轮（9）外部安装有安装外壳（10），安装外壳（10）和刀塔箱体（2）的顶部配合连接有连接外壳（11），连接外壳（11）一侧固定安装有第二伺服电机（14），第二伺服电机（14）的输出轴贯穿连接外壳（11）连接有减速机（13），减速机（13）的输出轴连接有传动齿轮（12），传动齿轮（12）与轴齿轮（9）啮合，轴齿轮（9）一端固定连接有刀盘（15），连接轴（38）靠近刀盘（15）一侧连接有轴承座（16），轴承座（16）中安装有多组第四轴承（31），动力刀传动轴（30）靠近刀盘（15）的一端与多组第四轴承（31）连接，轴承座（16）一端连接有定位固定座（17），动力刀传动轴（30）靠近定位固定座（17）一端安装有第一锥齿轮（33），安装底座（1）和连接外壳（11）配合连接有连接机架（18），连接机架（18）中心连接有第三伺服电机（19），第三伺服电机（19）的输出轴固定连接有固定基座（21），固定基座（21）上设置有多组移动气缸（20），第三伺服电机（19）的输出轴一端连接有动力刀轴座（22），多组移动气缸（20）的活塞杆与动力刀轴座（22）连接，动力刀轴座（22）一端安装有第三轴承（24），另一端安装有多组第二轴承（23），第二轴承（23）和第三轴承（24）中配合安装有动力轴（26），动力轴（26）连接有第二锥齿轮（34），且第二锥齿轮（34）与第一锥齿轮（33）啮合连接，动力轴（26）一端开设有刀头卡接槽（29）。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床用动力刀塔，其特征在于，活塞轴（6）的中部开设有避空孔一，且避空孔一靠近第一伺服电机（4）一端开设有轴承安装槽，轴承安装槽中安装有两组第一轴承（7），动力刀传动轴（30）靠近传动轴（5）一端与第一轴承（7）连接。

3.根据权利要求2所述的一种数控机床用动力刀塔，其特征在于，连接轴（38）中部开设有避空孔二，动力刀传动轴（30）远离传动轴（5）的一端穿过避空孔二设置，其中避空孔二、避空孔一和传动轴（5）是同轴设置。

4.根据权利要求1所述的一种数控机床用动力刀塔，其特征在于，定位固定座（17）的外侧一端安装有第五轴承（32），第五轴承（32）与刀盘（15）内侧面配合。

5.根据权利要求1所述的一种数控机床用动力刀塔，其特征在于，第三伺服电机（19）的输出轴一端开设有水平滑槽，动力刀轴座（22）上设置有滑块，动力刀轴座（22）通过滑块在水平滑槽中水平滑动，且滑块与水平滑槽适配。

6.根据权利要求1所述的一种数控机床用动力刀塔，其特征在于，定位固定座（17）中部开设有避空孔三，用以供第一锥齿轮（33）穿过。

7.根据权利要求1所述的一种数控机床用动力刀塔，其特征在于，动力刀轴座（22）中部开设有传动槽，传动槽中安装有支撑筒（25），动力轴（26）与支撑筒（25）转动连接。

8.根据权利要求1所述的一种数控机床用动力刀塔，其特征在于，固定基座（21）靠近第二轴承（23）一侧的内部面上安装有红外线发射器（27），动力轴（26）靠近红外线发射器（27）一端安装有红外线接收器（28）。

9.根据权利要求8所述的一种数控机床用动力刀塔，其特征在于，红外线接收器（28）的安装面与刀头卡接槽（29）垂直。

10.根据权利要求1所述的一种数控机床用动力刀塔，其特征在于，刀盘（15）轴面开设有多组刀头安装腔（37），刀头安装腔（37）与刀盘（15）内部连通，刀盘（15）轴面在开设刀头安装腔（37）的位置开设有刀头安装滑槽（35），刀头安装滑槽（35）两侧对称设置有安装平面（36）。