CN208584268U - 一种可调整刀具角度的动力头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调整刀具角度的动力头，包括第一电机、轴组件和刀具，所述第一电机通过所述轴组件连接并驱动所述刀具的刀头旋转；所述轴组件包括主轴和轴套，所述主轴与所述刀具采用空间齿轮传动，所述第一电机通过所述主轴驱动所述刀具的刀头旋转；所述主轴安装于所述轴套内，所述轴套与所述刀具连接固定；还包括分度齿轮和齿条，所述分度齿轮与所述齿条相互啮合，所述分度齿轮套设固定于所述轴套上，所述分度齿轮在所述齿条的驱动下带动所述刀具绕所述主轴的轴线分度转动；结构紧凑，无需设置导轨就可以方便又精确地调整刀具的加工角度。

Description

一种可调整刀具角度的动力头

技术领域

本实用新型涉及数控刀具领域，尤其是一种可调整刀具角度的动力头。

背景技术

传统的数控动力头一般固定在底座、立柱或者滑台上以径向或轴向进给来完成钻、铣、镗等工序的加工，对于悬置的动力头而言，一般仅能做简单的沿其轴向移动的加工，但是在实际生产过程中，遇到形状较为复杂的工件加工时，希望在不更换工件夹具和加工机床的情况下，使用同一动力头就可以转动角度来实现多个不同角度型面的加工。

现有技术中针对此问题有提出了一些解决方案，有些设置了手动调整角度的结构，但是手动调整效率低下，且依赖于操作人员的熟练度，旋转精度难以保证；其它通过机械驱动的旋转动力头上刀具的方案也存在着很多缺陷，例如在公告号为CN204221389数控回转动力头和公告号为CN205520488U动力头角度调整机构的实用新型专利中，采用了伺服第一电机驱动动力头沿导向槽转动的方式来调整动力头的角度。然而这种方式实现的旋转需要另外再设置配套的导向槽，来规范动力头的转动轨迹，使得整体设备所占体积偏大；而且由于驱动的齿轮和齿圈需要与导向槽同心，因此导向槽位置离驱动齿轮齿圈的距离越大，在生产制造时公差造成不同心的可能性也越大；在长期使用后，导向槽与导向块之间相互磨损，需要经常更换导向块和修补导向槽，加重了后期维护成本。在定位结构方面，使用弹簧来锁紧旋转后的动力头刀具固定效果较弱，在动力头刀具高速旋转加工产品时，产生的振荡力较大，弹簧的可伸缩性使得其很难满足所需的紧固度，使得动力头刀具在工作时易发生晃动，加工精度难以提高。

发明内容

本实用新型目的在于针对上述背景技术中存在的问题，提供一种可调整刀具角度的动力头，结构紧凑，无需设置导轨就可以方便又精确地调整刀具的加工角度。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案有：

一种可调整刀具角度的动力头，包括第一电机、轴组件和刀具，所述第一电机通过所述轴组件连接并驱动所述刀具的刀头旋转；

所述轴组件包括主轴和轴套，所述主轴与所述刀具采用空间齿轮传动，所述第一电机通过所述主轴驱动所述刀具的刀头旋转；所述主轴安装于所述轴套内，所述轴套与所述刀具连接固定；

还包括分度齿轮和齿条，所述分度齿轮与所述齿条相互啮合，所述分度齿轮套设固定于所述轴套上，所述分度齿轮在所述齿条的驱动下带动所述刀具绕所述主轴的轴线分度转动。

在现有技术中，但是现有技术中动力头装置中的轴作用较为单一，仅能为刀具的刀头传输旋转的动力，但无法同时为刀具的分度转动传输动力，分度转动的实现需要另外再设置导轨来辅助完成。在本方案中，发明人将传统技术中简单的传动轴变为轴组件，轴组件中的主轴用于承担最基础的刀具刀头旋转的传动；其中，主轴与刀具之间采用空间齿轮传动，相较于平面齿轮传动而言，其主、从动轮的回转轴线不相互平行，基于此设置，在主轴外再设置轴套，轴套与主轴之间采用轴承来支撑，使得主轴的正常转动不会影响轴套；轴套与刀具连接固定使得轴套转动的时候，就会带动整个刀具绕着主轴旋转的轴线转动，从而实现了刀具角度的变化。将这种整个刀具加工角度发生变化的转动称为分度转动，刀具发生分度转动后，结合数控机床还可以加工出斜面等较为复杂的型面，可以满足多种加工要求。

而设置在轴套上的分度齿轮与齿条相结合，为轴套的运动提供动力，当齿条与分度齿轮保持啮合且运动时，就会带动分度齿轮转动，从而带动与分度齿轮连接的轴套转动，最终达到带动刀具分度转动的目的。这种分度转动的结构掘弃了传统的导向槽结构，充分利用必须设置的传动轴结构，将完成刀具分度转动所需的组件及所占空间压缩至很小，结构紧凑，且转动时平稳度高，精度提高；套设于主轴的分度齿轮对不同心度的公差范围增大，降低了各部件制造的难度和装配的难度。

进一步地，还设有用于驱动齿条的第一油缸，所述第一油缸设有第一油口，所述第一油缸中部设有缺口；所述齿条可活动地设置于所述第一油缸内，所述齿条的齿在所述缺口处呈开放状态并与所述分度齿轮啮合。齿条置于油缸内，油缸两端的第一油口进油或者出油时会引起齿条两端油缸的油压变化，油压的变化可以推动齿条来回运动，从而引起与之啮合的分度齿轮的转动，最终引起与分度齿轮通过轴套相连的刀具的转动。

再进一步地，还包括定齿盘、锁紧齿盘和动齿盘，所述定齿盘和锁紧齿盘组成联动齿盘，所述联动齿盘与动齿盘组成三联齿盘；所述定齿盘不可旋转，将所述锁紧齿盘套设在内，所述锁紧齿盘套设固定于所述轴套外，所述锁紧齿盘的齿与所述定齿盘上的齿可旋转对齐；所述动齿盘与所述联动齿盘啮合时将所述刀具位置固定。定齿盘与锁紧齿盘上的齿可通过旋转对齐，可以形成联动齿盘，联动齿盘上的齿由两部分组成；而定齿盘不可旋转，锁紧齿盘固定在轴套上，那么当定齿盘与锁紧齿盘组成的联动齿盘与动齿盘分离时，轴套属于可旋转的状态，刀具可以分度转动；当刀具转动到所需角度时，联动齿盘与动齿盘啮合时即可阻止轴套的转动，又起到定位的作用，齿盘啮合的定位方式比使用弹簧定位更加稳固，且基本不会出现滑脱的现象；这样就保证了旋转后的刀具在高速旋转时不易产生晃动，加工出来的产品精度更高。

再进一步地，所述联动齿盘与所述动齿盘之间设有用于驱动所述动齿盘的第二油缸，所述第二油缸设有第二油口。第二油缸通过第二油口进油时，第二油缸内的压力增大，使得联动齿盘和动齿盘分离，轴套可以在齿条的驱动下转动；当第二油缸通过第二油口出油时，第二油缸内的压力减小，使得联动齿盘和动齿盘啮合定位，轴套停止转动。

进一步地，所述刀具还包括安装筒和传动机构，所述安装筒包容支撑所述传动机构，所述安装筒与所述轴套连接固定。安装筒将刀具的传动机构包容在内，使得其免受外界干扰；同时安装筒与轴套连接也可以使得轴套旋转时方便的带动整个刀具旋转，不会影响安装筒内的传动机构。

再进一步地，所述主轴端部设有第一锥齿轮；所述传动机构包括传动轴和第二锥齿轮，所述传动轴与所述刀头相连，且与所述主轴垂直，所述第二锥齿轮设于所述传动轴上，并与所述第一锥齿轮相互啮合传动形成所述空间齿轮传动。传动轴上的第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合的设置，实现了传动方向的改变和分度转动。

进一步地，还设有外壳，所述外壳一端设有所述刀具，另一端与所述第一电机相连；所述轴组件、分度齿轮和三联齿盘设于所述外壳内，所述外壳上部设有第一固定孔，所述第一油缸穿过所述第一固定孔固定于所述分度齿轮上方。外壳将轴组件、分度齿轮和三联齿盘等包容在内，防止外部因素对这些装配相对复杂的部件造成干扰；孔状的固定结构可以很好的固定第一油缸，而且由于分度齿轮是设置在外壳内的，将油缸固定在外壳上也可以满足于分度齿轮之间良好的啮合关系。

再进一步地，所述定齿盘连接固定于所述外壳内壁，所述动齿盘外侧可活动的贴触于所述外壳内壁，所述定齿盘端面、外壳内壁和所述动齿盘端面形成所述第二油缸。将三联齿盘本身作为油缸，既可以利用油压的升降来驱动动齿盘移动，完成与联动齿盘的啮合与分离，也可以避免再另外设置一个油缸来完成相同的动作，使得整体结构更加简洁。

优选地，所述轴套与所述外壳之间还设有活动套，所述活动套一端与所述动齿盘相连，所述活动套上部还设有第二固定孔；所述第一油缸穿过所述第一固定孔和第二固定孔固定于所述分度齿轮上方。活动套的设置使得动齿盘的设置更加稳固，第一油缸同时通过第一固定孔第二固定孔固定也可以安装的更加稳固，不容易掉落。

优选地，还设有底座和第二电机，所述外壳与所述底座通过导轨相连，所述外壳在所述第二电机的驱动下沿导轨移动。第二电机可以驱动刀具发生直线位移，结合刀具前述的分度转动，加工方式更加灵活，可以实现更加复杂的零件加工。

本实用新型的一种可调整刀具角度的动力头，包括第一电机、轴组件和刀具，所述第一电机通过所述轴组件连接并驱动所述刀具的刀头旋转；所述轴组件包括主轴、轴承和轴套，所述第一电机通过所述主轴驱动所述刀具的刀头旋转，所述轴承支撑所述主轴在所述轴套内旋转，所述轴套与所述刀具连接固定；还包括分度齿轮和齿条，所述分度齿轮与所述齿条相互啮合，所述分度齿轮套设固定于所述轴套上，所述分度齿轮在所述齿条的驱动下带动所述刀具分度转动。结构紧凑，无需设置导轨就可以方便又精确地调整刀具的加工角度。

附图说明

图1为本实用新型的一种可调整刀具角度的动力头的爆炸图一；

图2为本实用新型的一种可调整刀具角度的动力头沿齿条剖切的剖面图；

图3为本实用新型的一种可调整刀具角度的动力头沿主轴轴线剖切的剖面图；

图4为本实用新型的一种可调整刀具角度的动力头的立体图；

图5为本实用新型的一种可调整刀具角度的动力头的爆炸图二。

具体实施方式

结合附图说明本实用新型的一种可调整刀具角度的动力头，由图可知：

作为本实用新型的实施例1，如附图1-3所示：

一种可调整刀具角度的动力头，包括第一电机1、轴组件和刀具3，所述第一电机1通过所述轴组件连接并驱动所述刀具3的刀头31旋转；

所述轴组件包括主轴21、轴承22和轴套23，所述主轴21与所述刀具3采用空间齿轮传动，所述第一电机1通过所述主轴21驱动所述刀具3的刀头31旋转；所述轴承22支撑所述主轴21在所述轴套23内旋转，所述轴套23与所述刀具3连接固定；

还包括分度齿轮41和齿条42，所述分度齿轮41与所述齿条42相互啮合，所述分度齿轮41套设固定于所述轴套23上，所述分度齿轮41在所述齿条42的驱动下带动所述刀具3绕所述主轴21的轴线分度转动。

在现有技术中，但是现有技术中刀具3装置中的轴作用较为单一，仅能为刀具3的刀头31传输旋转的动力，但无法同时为刀具3的分度转动传输动力，分度转动的实现需要另外再设置导轨来辅助完成。在本方案中，发明人将传统技术中简单的传动轴331变为轴组件，轴组件中的主轴21用于承担最基础的刀具3刀头31旋转的传动；其中，主轴21与刀具3之间采用空间齿轮传动，相较于平面齿轮传动而言，其主、从动轮的回转轴线不相互平行，基于此设置，在主轴21外再设置轴套23，轴套23与主轴21之间采用轴承22来支撑，使得主轴21的正常转动不会影响轴套23，轴套23与刀具3连接固定使得轴套23转动的时候就会带动整个刀具3转动，从而实现了刀具3角度的变化，将这种整个刀具3加工角度发生变化的转动称为分度转动，刀具3发生分度转动后，结合数控机床还可以加工出斜面等较为复杂的型面，可以满足多种加工要求。

而设置在轴套23上的分度齿轮41与齿条42相结合，为轴套23的运动提供动力，当齿条42与分度齿轮41保持啮合且运动时，就会带动分度齿轮41转动，从而带动与分度齿轮41连接的轴套23转动，最终达到带动刀具3分度转动的目的。这种分度转动的结构掘弃了传统的导向槽结构，充分利用必须设置的传动轴331结构，将完成刀具3分度转动所需的组件及所占空间压缩至很小，结构紧凑，且转动时平稳度高，精度提高；套设于主轴 21的分度齿轮41对不同心度的公差范围增大，降低了各部件制造的难度和装配的难度。

还设有用于驱动齿条42的第一油缸43，所述第一油缸43两端设有第一油口431，所述第一油缸43中部设有缺口432；所述齿条42可活动地设置于所述第一油缸43内，所述齿条42的齿在所述缺口432处呈开放状态并与所述分度齿轮41啮合。齿条42置于油缸内，油缸两端的第一油口431进油或者出油时会引起齿条42两端油缸的油压变化，齿条42与 43第一油缸之间为密封设置，两端油压的变化可以推动齿条42来回运动，从而引起与之啮合的分度齿轮41的转动，最终引起与分度齿轮41通过轴套23相连的刀具3的转动。当然，也可以仅在齿条42的一端设置第一油口431，通过第一油口431进油或者出油可以改变第一油缸43内的压力，从而推动与第一油缸43壁密封的齿条42来回运动。

作为本实用新型的实施例2，如附图1-4所示

一种可调整刀具角度的动力头，还包括定齿盘51、锁紧齿盘52和动齿盘53，所述定齿盘51和锁紧齿盘52组成联动齿盘，所述联动齿盘与动齿盘53组成三联齿盘；所述定齿盘51不可旋转，将所述锁紧齿盘52套设在内，所述锁紧齿盘52套设固定于所述轴套23 外，所述锁紧齿盘52的齿与所述定齿盘51上的齿可旋转对齐；所述动齿盘53与所述联动齿盘啮合时将所述刀具3位置固定。定齿盘51与锁紧齿盘52上的齿可通过旋转对齐，可以形成联动齿盘，联动齿盘上的齿由两部分组成；而定齿盘51不可旋转，锁紧齿盘52固定在轴套23上，那么当定齿盘51与锁紧齿盘52组成的联动齿盘与动齿盘53分离时，轴套23属于可旋转的状态，刀具3可以分度转动；当刀具3转动到所需角度时，联动齿盘与动齿盘53啮合时即可阻止轴套23的转动，又起到定位的作用，齿盘啮合的定位方式比使用弹簧定位更加稳固，且基本不会出现滑脱的现象；这样就保证了旋转后的刀具3在高速旋转时不易产生晃动，加工出来的产品精度更高。

再进一步地，所述联动齿盘与所述动齿盘53之间设有用于驱动所述动齿盘53的第二油缸54，所述第二油缸54两端设有第二油口541。第二油缸54通过第二油口541进油时，第二油缸54内的压力增大，使得联动齿盘和动齿盘53分离，轴套23可以在齿条42的驱动下转动；当第二油缸54通过第二油口541出油时，第二油缸54内的压力减小，使得联动齿盘和动齿盘53啮合定位，轴套23停止转动。当然也可以仅在第二油缸54的一端设置第二油口541，通过第二油口541的进油出油改变第二油缸54内的油压，从而驱动动齿盘 53运动。

作为本实用新型的实施例3，如附图5所示

一种可调整刀具角度的动力头，所述刀具3还包括安装筒32和传动机构33，所述安装筒32包容支撑所述传动机构33，所述安装筒32与所述轴套23连接固定。安装筒32将刀具3的传动机构33包容在内，使得其免受外界干扰；同时安装筒32与轴套23连接也可以使得轴套23旋转时方便的带动整个刀具3旋转，不会影响安装筒32内的传动机构33。

所述主轴21端部设有第一锥齿轮211；所述传动机构33包括传动轴331和第二锥齿轮 332，所述传动轴331与所述刀头31相连，且与所述主轴21垂直，所述第二锥齿轮332设于所述传动轴331上，并与所述第一锥齿轮211相互啮合传动形成所述空间齿轮传动。传动轴331上的第二锥齿轮332与第一锥齿轮211啮合的设置，实现了传动方向的改变。

作为本实用新型的实施例4，如附图1-3所示

一种可调整刀具角度的动力头，还设有外壳6，所述外壳6一端设有所述刀具3，另一端与所述第一电机1相连；所述轴组件、分度齿轮41和三联齿盘设于所述外壳6内，所述外壳6上部设有第一固定孔，所述第一油缸43穿过所述第一固定孔固定于所述分度齿轮41 上方。外壳6将轴组件、分度齿轮41和三联齿盘等包容在内，防止外部因素对这些装配相对复杂的部件造成干扰；孔状的固定结构可以很好的固定第一油缸43，而且由于分度齿轮 41是设置在外壳6内的，将油缸固定在外壳6上也可以满足于分度齿轮41之间良好的啮合关系。

所述定齿盘连接固定于所述外壳6内壁，所述动齿盘53外侧可活动的贴触于所述外壳 6内壁，所述定齿盘端面、外壳6内壁和所述动齿盘53端面形成所述第二油缸54。将三联齿盘本身作为油缸，既可以利用油压的升降来驱动动齿盘53移动，完成与联动齿盘的啮合与分离，也可以避免再另外设置一个油缸来完成相同的动作，使得整体结构更加简洁。

作为本实用新型的实施例5，如附图1-3所示

一种可调整刀具角度的动力头，所述轴套23与所述外壳6之间还设有活动套7，所述活动套7一端与所述动齿盘53相连，所述活动套7上部还设有第二固定孔71；所述第一油缸43穿过所述第一固定孔和第二固定孔71固定于所述分度齿轮41上方。活动套7的设置使得动齿盘53的设置更加稳固，第一油缸43同时通过第一固定孔第二固定孔71固定也可以安装的更加稳固，不容易掉落。

作为本实用新型的实施例6，如附图1-5所示

一种可调整刀具角度的动力头，还设有底座8和第二电机9，所述外壳6与所述底座8 通过导轨相连，所述外壳6在所述第二电机9的驱动下沿导轨移动。第二电机9可以驱动刀具3发生直线位移，结合刀具3前述的分度转动，加工方式更加灵活，可以实现更加复杂的零件加工。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种可调整刀具角度的动力头，包括第一电机、轴组件和刀具，所述第一电机通过所述轴组件连接并驱动所述刀具的刀头旋转；其特征在于，

所述轴组件包括主轴和轴套，所述主轴与所述刀具采用空间齿轮传动，所述第一电机通过所述主轴驱动所述刀具的刀头旋转；所述主轴安装于所述轴套内，所述轴套与所述刀具连接固定；

还包括分度齿轮和齿条，所述分度齿轮与所述齿条相互啮合，所述分度齿轮套设固定于所述轴套上，所述分度齿轮在所述齿条的驱动下带动所述刀具绕所述主轴的轴线分度转动。

2.根据权利要求1所述的可调整刀具角度的动力头，其特征在于，还设有用于驱动齿条的第一油缸，所述第一油缸设有第一油口，所述第一油缸中部设有缺口；所述齿条可活动地设置于所述第一油缸内，所述齿条的齿在所述缺口处呈开放状态并与所述分度齿轮啮合。

3.根据权利要求2所述的可调整刀具角度的动力头，其特征在于，还包括定齿盘、锁紧齿盘和动齿盘，所述定齿盘和锁紧齿盘组成联动齿盘，所述联动齿盘与动齿盘组成三联齿盘；所述定齿盘不可旋转，将所述锁紧齿盘套设在内，所述锁紧齿盘套设固定于所述轴套外，所述锁紧齿盘的齿与所述定齿盘上的齿可旋转对齐；所述动齿盘与所述联动齿盘啮合时将所述刀具位置固定。

4.根据权利要求3所述的可调整刀具角度的动力头，其特征在于，所述联动齿盘与所述动齿盘之间设有用于驱动所述动齿盘的第二油缸，所述第二油缸设有第二油口。

5.根据权利要求1所述的可调整刀具角度的动力头，其特征在于，所述刀具还包括安装筒和传动机构，所述安装筒包容支撑所述传动机构，所述安装筒与所述轴套连接固定。

6.根据权利要求5所述的可调整刀具角度的动力头，其特征在于，所述主轴端部设有第一锥齿轮；所述传动机构包括传动轴和第二锥齿轮，所述传动轴与所述刀头相连，且与所述主轴垂直，所述第二锥齿轮设于所述传动轴上，并与所述第一锥齿轮相互啮合传动形成所述空间齿轮传动。

7.根据权利要求4所述的可调整刀具角度的动力头，其特征在于，还设有外壳，所述外壳一端设有所述刀具，另一端与所述第一电机相连；所述轴组件、分度齿轮和三联齿盘设于所述外壳内，所述外壳上部设有第一固定孔，所述第一油缸穿过所述第一固定孔固定于所述分度齿轮上方。

8.根据权利要求7所述的可调整刀具角度的动力头，其特征在于，所述定齿盘连接固定于所述外壳内壁，所述动齿盘外侧可活动的贴触于所述外壳内壁，所述定齿盘端面、外壳内壁和所述动齿盘端面形成所述第二油缸。

9.根据权利要求8所述的可调整刀具角度的动力头，其特征在于，所述轴套与所述外壳之间还设有活动套，所述活动套一端与所述动齿盘相连，所述活动套上部还设有第二固定孔；所述第一油缸穿过所述第一固定孔和第二固定孔固定于所述分度齿轮上方。

10.根据权利要求7所述的可调整刀具角度的动力头，其特征在于，还设有底座和第二电机，所述外壳与所述底座通过导轨相连，所述外壳在第二电机的驱动下沿导轨移动。