CN204725200U - 数控车床的自动回转刀架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数控车床的自动回转刀架，在刀架壳体和刀架端盖所组成的空腔内设置三相交流电机，三相交流电机的输出轴连接行星轮传动机构；刀架壳体的下端面通过刀盘连接盘与刀盘连接；行星轮传动机构传动连接刀盘离合控制装置；在刀架端盖上设有锁定装置，锁定装置将刀盘锁紧定位；行星轮传动机构的中心轮连接分度测量开关装置，测量旋转角度到达预定值后向锁定装置发生指令，刀盘锁定；在刀架端盖上圆周均匀分布与刀位数量一致的停止接近开关。该自动回转刀架采用拆除外壳的普通三相交流异步电动机作为主动力，设计两级行星齿轮加一级固定齿轮的减速机构，借助电动机正反转来完成刀架的松开、升起、转位、落下和夹紧固定动作。

Description

数控车床的自动回转刀架

技术领域

本实用新型涉及一种数控车床的自动回转刀架，用于数控机床上夹持切削用刀具。

背景技术

数控车床普遍采用自动回转换刀装置，它可使数控车床在工件一次装夹中完成多种甚至所有的加工工序，以缩短加工的辅助时间，减少加工过程中由于多次安装工件而引起的误差，从而提高机床的加工效率和加工精度。数控回转刀架是数控车床重要部件之一，它在一定程度上标志着数控车床的技术水平。机床设计对自动换刀装置的基本要求是：换刀时间短，刀具重复定位精度高，有足够的刀具存储量，结构上必须具有良好的强度和刚度，以承受机床在切削加工时的切削抗力。

数控回转刀架的结构较为复杂，刀架需完成松开、升起、转位、落下和夹紧固定五个动作，动力上可采用电动机驱动或液压系统驱动。液压系统驱动的刀架往往应用在大型重载的数控车床上；电动机驱动的回转刀架有蜗轮蜗杆减速形式和行星齿轮减速的形式，蜗轮减速机构设计的刀架易出现离合器磨损等故障，维修频率极高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种数控车床的8工位自动回转刀架，该自动回转刀架采用拆除外壳的普通三相交流异步电动机作为主动力，设计两级行星齿轮加一级固定齿轮的减速机构，借助电动机正反转来完成转塔刀架的松开、升起、转位、落下和夹紧固定动作。

为解决以上问题，本实用新型的具体技术方案如下：一种数控车床的自动回转刀架，在刀架壳体和刀架端盖所组成的空腔内设置三相交流电机，三相交流电机的输出轴连接行星轮传动机构；刀架壳体的下端面通过刀盘连接盘与刀盘连接；行星轮传动机构传动连接刀盘离合控制装置；在刀架端盖上设有锁定装置，锁定装置将刀盘锁紧定位；行星轮传动机构的中心轮连接分度测量开关装置，测量旋转角度到达预定值后向锁定装置发生指令，刀盘锁定；在刀架端盖上圆周均匀分布与刀位数量一致的停止接近开关。

所述的刀盘离合控制装置结构为，在刀架壳体的内圆周设有固定端齿盘，固定端齿盘的端面啮合有上端齿盘，上端齿盘的端部通过销钉连接下端齿盘，且在上端齿盘和下端齿盘之间设有开启圆柱弹簧；下端齿盘通过刀盘连接盘与刀盘连接，上端齿盘的非齿端面上设有下部离合器，下部离合器上配合有上部离合器，上部离合器通过蝶形弹簧与压紧环连接，压紧环的外沿通过推力钢球与刀架端盖接触。

所述的分度测量开关装置结构为，行星轮传动机构的行星轮上啮合轴齿轮，轴齿轮端部的齿轮与开关传动齿轮的内齿啮合；在开关传动齿轮上设有测量旋转角度的刀架编码器。

所述的锁定装置结构为，在刀架端盖外部设有电磁铁，电磁铁连接预插销连杆的一端，预插销连杆的另一端连接预插销，在刀盘连接盘的端面上设有圆周均布的粗定位孔，刀盘转动预定角度后，预插销插入到对应的粗定位孔中；在电磁铁的端部的预插销连杆上设有锁定接近开关。

所述的粗定位孔内设有缓冲橡胶头，缓冲橡胶头与插入的预插销的外圆周配合。

该数控车床的自动回转刀架采用电机带动行星轮作为减速机构，传动效率高。这种机构的传动效率大约能够达到0.95～0.98 之间，大大高于蜗轮蜗杆传动机构降速装置。这种机构有助于动力电动机功率的减小；采用刀盘离合控制装置、分度测量开关装置和锁定装置对刀盘实现松开、旋转、夹紧的系列动作，快速精确的实现了刀具的准确定位。

刀盘离合控制装置采用齿形离合器实现升起和夹紧机构，使得松开和夹紧动作快。由于空行程转角小，使得升降的效率高,自锁性能可靠。

分度测量开关装置用于检测刀盘的旋转角度，实现快速发生电动机的停止指令，同时将刀盘粗锁定。

锁定装置采用复合式定位端齿盘结构，使得齿盘的脱开与啮合动作均在刀架壳体内部进行，易于保证分度精度，又便于刀架密封。

缓冲橡胶头在预分度销钉插入粗定位盘时，吸收了预插销插入时的惯性冲击，起到缓冲作用，并迫使刀盘连接盘立即停止而不会越位。

附图说明

图1为数控车床的自动回转刀架的结构原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种数控车床的自动回转刀架，刀架为八工位结构，在刀架壳体4和刀架端盖23所组成的空腔内设置三相交流电机21，三相交流电机21的输出轴连接行星轮传动机构22；刀架壳体4的下端面通过刀盘连接盘1与刀盘连接；行星轮传动机构22传动连接刀盘离合控制装置；在刀架端盖23上设有锁定装置，锁定装置将刀盘锁紧定位；行星轮传动机构22的中心轮连接分度测量开关装置，测量旋转角度到达预定值后向锁定装置发生指令，刀盘24锁定；在刀架端盖23上圆周均匀分布八个停止接近开关13。

所述的刀盘离合控制装置结构为，在刀架壳体4的内圆周设有固定端齿盘6，固定端齿盘6的端面啮合有上端齿盘8，上端齿盘8的端部通过销钉18连接下端齿盘5，且在上端齿盘8和下端齿盘5之间设有开启圆柱弹簧7；下端齿盘5通过刀盘连接盘1与刀盘24连接，上端齿盘8的非齿端面上设有下部离合器，下部离合器上配合有上部离合器9，上部离合器9通过蝶形弹簧10与压紧环11连接，压紧环11的外沿通过推力钢球12与刀架端盖23接触。

所述的分度测量开关装置结构为，行星轮传动机构22的行星轮上啮合轴齿轮15，轴齿轮15端部的齿轮与开关传动齿轮14的内齿啮合；在开关传动齿轮14上设有测量旋转角度的刀架编码器25。

所述的锁定装置结构为，在刀架端盖23外部设有电磁铁17，电磁铁17连接预插销连杆19的一端，预插销连杆19的另一端连接预插销20，在刀盘连接盘1的端面上设有圆周均布的粗定位孔3，刀盘24转动预定角度后，预插销20插入到对应的粗定位孔3中；在电磁铁17的端部的预插销连杆上设有锁定接近开关16。

所述的粗定位孔3内设有缓冲橡胶头2，缓冲橡胶头2与插入的预插销20的外圆周配合。

以下结合附图对本发明的产品结构、工作原理进行具体描述：刀架的分度过程是以普通三相交流异步电动机21驱动，通过两级行星齿轮加一级固定齿轮降速，借助电动机正反转来完成转塔刀架的锁紧、升起、转位、定位和夹紧等固定动作。

回转刀架的刀盘24被锁紧在某一原位上时，驱动电动机21与电磁铁17均处于断电状态，下部离合器和上部离合器9处于锁紧状态。

当数控装置发出换刀指令后，电动机21开始正转，带动行星齿轮传动机构22转动，通过行星齿轮的三级小齿轮与压紧环11啮合，驱动压紧环11通过销钉18连接的上部离合器9一同旋转，约转25°角后，上部离合器9与下部离合器8啮合，在开启圆柱弹簧（7）的作用下使上端齿盘8升起而脱开下端齿盘5和壳体4上的固定端齿盘6，使得刀架开始升起。

当上部离合器9继续旋转时，上部离合器9带动上端齿盘8一起转动，而上端齿盘8的离合器通过销钉18带动脱开的下层端齿盘5旋转，进而带动刀盘体1的转动。刀盘体上均匀分布8个刀位，在刀架分度到预定位置时，下端齿盘5的内齿轮转动经轴齿轮15，带动与啮合的开关传动齿轮14，进而使得刀架编码器25发出指令给电磁铁17，使两个预插销20迅速插入到刀盘连接盘1的粗定位孔3中，实现定位动作。在预插销20的插入过程中，预插销连杆19接近接近开关16，使得电动机断电停止正向旋转。

由控制系统发出指令后，电动机21反向转动，由于预插销20已经插入到了刀盘连接盘1中，使得上端齿盘8和下端齿盘5均不能转动，均布在压紧环11和上部离合器9之间的碟形弹簧10产生足够的锁紧力作用于上端齿盘8、下端齿盘5和固定端齿盘6之间，使上、下端齿盘啮合在一起，实现刀架的锁紧。

电动机反转时，通过行星齿轮传动机构带着压紧环11也反转，位于其上的感应块接触开关13开启并到达位置而使电动机停止转动，至此完成刀架的整个换刀过程。

以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种数控车床的自动回转刀架，其特征在于：在刀架壳体（4）和刀架端盖（23）所组成的空腔内设置三相交流电机（21），三相交流电机（21）的输出轴连接行星轮传动机构（22）；刀架壳体（4）的下端面通过刀盘连接盘（1）与刀盘连接；行星轮传动机构（22）传动连接刀盘离合控制装置；在刀架端盖（23）上设有锁定装置，锁定装置将刀盘锁紧定位；行星轮传动机构（22）的中心轮连接分度测量开关装置，测量旋转角度到达预定值后向锁定装置发生指令，刀盘（24）锁定；在刀架端盖（23）上圆周均匀分布与刀位数量一致的停止接近开关（13）。

2.如权利要求1所述的数控车床的自动回转刀架，其特征在于：所述的刀盘离合控制装置结构为，在刀架壳体（4）的内圆周设有固定端齿盘（6），固定端齿盘（6）的端面啮合有上端齿盘（8），上端齿盘（8）的端部通过销钉（18）连接下端齿盘（5），且在上端齿盘（8）和下端齿盘（5）之间设有开启圆柱弹簧（7）；下端齿盘（5）通过刀盘连接盘（1）与刀盘（24）连接，上端齿盘（8）的非齿端面上设有下部离合器，下部离合器上配合有上部离合器（9），上部离合器（9）通过蝶形弹簧（10）与压紧环（11）连接，压紧环（11）的外沿通过推力钢球（12）与刀架端盖（23）接触。

3.如权利要求1所述的数控车床的自动回转刀架，其特征在于：所述的分度测量开关装置结构为，行星轮传动机构（22）的行星轮上啮合轴齿轮（15），轴齿轮（15）端部的齿轮与开关传动齿轮（14）的内齿啮合；在开关传动齿轮（14）上设有测量旋转角度的刀架编码器（25）。

4.如权利要求1所述的数控车床的自动回转刀架，其特征在于：所述的锁定装置结构为，在刀架端盖（23）外部设有电磁铁（17），电磁铁（17）连接预插销连杆（19）的一端，预插销连杆（19）的另一端连接预插销（20），在刀盘连接盘（1）的端面上设有圆周均布的粗定位孔（3），刀盘（24）转动预定角度后，预插销（20）插入到对应的粗定位孔（3）中；在电磁铁（17）的端部的预插销连杆上设有锁定接近开关（16）。

5.如权利要求4所述的数控车床的自动回转刀架，其特征在于：所述的粗定位孔（3）内设有缓冲橡胶头（2），缓冲橡胶头（2）与插入的预插销（20）的外圆周配合。