CN209062171U - 一种内藏式驱动刀塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内藏式驱动刀塔，包括刀盘、刀塔箱、转子主轴、力矩电机，刀塔箱内设置有空腔，空腔内设置有转子主轴，空腔内设置有力矩电机，力矩电机的输出端与转子主轴一端连接，转子主轴另一端延伸出刀塔箱外，并与刀盘连接。本实用新型的目的在于提供一种定位精度高，更节省空间、加工质量高、集成化高的内藏式驱动刀塔。

Description

一种内藏式驱动刀塔

技术领域

本实用新型涉数控机床技术领域，特别涉及一种内藏式驱动刀塔。

背景技术

国际机床市场正朝着高速、复合、智能、环保方向发展。作为数控车削中心主要功能部件之一的动力刀塔，我国起步晚、生产厂家少、市场占有率低，一定程度上制约着机床车削中心的发展。在世界机床制造和机械加工领域，复合加工技术正以其独特的魅力被逐渐认识并应用于实践。动力刀塔和电主轴被誉为21世纪数控机床发展的方向，动力刀塔是车铣复合车削加工中心的核心功能部件，只有在数控车床上配有动力刀塔才可以实现工件加工的集约化，即一次装夹实现工件的车、铣、钻、攻、镗、铰等工序加工。其优点一是明显提高了复杂工件的加工精度，减少半成品周转时间和占地面积，缩短了整个工件工的工艺流程；二是减少了不重要的繁琐的重复性手工作操作，减少了操作者的劳动强度，劳动环境得到了相应的改善。同时减少了效耗，是绿色机床制造的发展方向。现有的动力刀塔都是通过机械传动结构来实现刀具的切换，械传动链的存在而引起弹性变形，摩擦和反向间隙等一系列问题的解决，使得刀具的定位精度低，而且机械传动链需要的构件多，占用空间，增加了机床的重量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种内藏式驱动刀塔，以解决上述背景技术中提出的刀具定位精度低、占用空间大的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种内藏式驱动刀塔，包括刀盘、刀塔箱、转子主轴、力矩电机，所述刀塔箱内设置有空腔，所述空腔内设置有转子主轴，所述空腔内设置有力矩电机，所述力矩电机的输出端与所述转子主轴一端连接，所述转子主轴另一端延伸出所述刀塔箱外，并与刀盘连接。

优选的，所述转子主轴上在位于所述刀盘的后部安装有齿轮编码器，所述齿轮编码器与所述力矩电机的控制器电性连接。

优选的，所述转子主轴上安装有轴承，所述轴承的外圈与所述空腔内壁固定连接。

优选的，所述空腔内设置有油杯，所述油杯的出油口延伸靠近至所述轴承。

优选的，还包括锁紧装置，所述锁紧装置包括移动鼠牙盘、旋转鼠牙盘、定位鼠牙盘、油缸盖，所述转子主轴中间处安装有旋转鼠牙盘,所述旋转鼠牙盘外圈包裹定位鼠牙盘，所述转子主轴与旋转鼠牙盘、所述旋转鼠牙盘与所述定位鼠牙盘之间均固定连接，所述定位鼠牙盘与所述空腔的内壁相距预设距离的间隙，所述空腔的内壁上相距所述定位鼠牙盘预设距离设置有油缸盖，在所述空腔内位于所述定位鼠牙盘与所述油缸盖之间设置有移动鼠牙盘，所述刀塔箱内设置有驱动组件，所述驱动组件能驱动所述移动鼠牙盘沿所述转子主轴的轴向来回往复移动。

优选的，所述驱动组件包括液压电磁阀、第一电感式接近开关，所述刀塔箱的壁面内位于所述移动鼠牙盘左右两侧分别设置有第一油口和第二油口，所述刀塔箱的外壁上设置有液压电磁阀，所述第一油口与所述液压电磁阀的进油管连接，所述第二油口与所述液压电磁阀的出油管连接，所述液压电磁阀与数控系统电性连接，所述移动鼠牙盘上靠近所述油缸盖的一端上设置有第一电感式接近开关，所述第一电感式接近开关与所述数控系统电性连接。

优选的，还包括刀具切换装置，所述刀具切换装置包括刀柄活塞、第二电感式接近开关，所述刀盘沿圆周反向上间隔均匀设置若干刀具，所述转子主轴靠近所述刀盘的一端设置有刀柄活塞，所述刀柄活塞的活塞杆上连接刀柄连杆，所述刀柄连杆与刀具活动连接，所述刀柄活塞的控制器与所述数控系统连接，所述刀柄活塞上靠近所述刀具处设置有第二电感式接近开关，所述第二电感式接近开关与所述数控系统连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型一种内藏式驱动刀塔，包括刀盘、刀塔箱、转子主轴、力矩电机，刀塔箱内设置有空腔，空腔内设置有转子主轴，空腔内设置有力矩电机，力矩电机的输出端与转子主轴一端连接，转子主轴另一端延伸出刀塔箱外，并与刀盘连接。当机床需要更换刀具加工时，启动刀塔箱内的力矩电机，带动转子主轴旋转，转子主轴带动刀盘旋转一定的角度，切换到所需的刀具上，然后进行下一工序的加工。由于力矩电机设置在刀塔箱的内部，直接驱动刀盘旋转进行刀具的切换，因此，减少了传动链的存在引起的弹性变形，使得刀盘的旋转角度定位精度更高，提高了加工质量。

2. 本实用新型一种内藏式驱动刀塔，刀具切换装置将刀具与刀兵连杆进行活动连接，仅变换刀柄连杆就实现了刀具的切换，而道具不用移动，这提高了刀具的位置精度，重复精度，提高了机床的加工质量。

3. 本实用新型一种内藏式驱动刀塔，通过将力矩电机设置在刀塔箱内直接驱动的方式，集成化更好，节省了空间，力矩电机转矩大，噪音低，摩擦损耗低，振动小，提高了效率和精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的A处放大图。

图中：4-空腔；5-刀盘；6-刀塔箱；18-油缸盖；24-旋转鼠牙盘；25-旋转鼠牙盘；26-定位鼠牙盘；27-第一电感式接近开关；29-第一油口；30-第二油口； 82-力矩电机；114-刀柄活塞；117-第二电感式接近开关；122-齿轮编码器；124-轴承；141-油杯；146-转子主轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供了一种内藏式驱动刀塔，包括刀盘5、刀塔箱6、转子主轴146、力矩电机82，所述刀塔箱6内设置有空腔4，所述空腔4内设置有转子主轴146，所述空腔4内设置有力矩电机82，所述力矩电机82的输出端与所述转子主轴146一端连接，所述转子主轴146另一端延伸出所述刀塔箱6外，并与刀盘5连接。

上述技术方案的工作原理：当机床需要更换刀具加工时，启动刀塔箱6内的力矩电机82，带动转子主轴146旋转，转子主轴146带动刀盘5旋转一定的角度，切换到所需的刀具上，然后进行下一工序的加工。由于力矩电机82设置在刀塔箱6的内部，直接驱动刀盘5旋转进行刀具的切换，因此，减少了传动链的存在引起的弹性变形，使得刀盘的旋转角度定位精度更高，提高了加工质量。相比于传统的齿轮、同步带传动的方式，结构更加紧凑，力矩电机设置在刀塔的内部，大大节省了机床的空间，使得机床更加轻便。

优选的，所述转子主轴146上在位于所述刀盘5的后部安装有齿轮编码器122，所述齿轮编码器122与所述力矩电机82的控制器电性连接，通过齿轮编码器能检测到转子主轴转过的角度，传输给数控系统，以便数控系统能更精确的控制力矩电机82的输出轴的转动角度。

优选的，所述转子主轴146上安装有轴承124，所述轴承124的外圈与所述空腔4内壁固定连接，轴承124对转子主轴146起支撑作用，能减少转子轴承转动过程中产生的摩擦。

优选的，所述空腔4内设置有油杯141，所述油杯141的出油口延伸靠近至所述轴承124，用于在转动过程中提供润滑油，减少摩擦。

优选的，还包括锁紧装置，所述锁紧装置包括移动鼠牙盘24、旋转鼠牙盘25、定位鼠牙盘26、油缸盖18，所述转子主轴146中间处安装有旋转鼠牙盘25,所述旋转鼠牙盘25外圈包裹定位鼠牙盘26，所述转子主轴146与旋转鼠牙盘25、所述旋转鼠牙盘25与所述定位鼠牙盘26之间均固定连接，所述定位鼠牙盘26与所述空腔4的内壁相距预设距离的间隙，所述空腔4的内壁上相距所述定位鼠牙盘26预设距离设置有油缸盖18，在所述空腔4内位于所述定位鼠牙盘26与所述油缸盖18之间设置有移动鼠牙盘24，所述刀塔箱6内设置有驱动组件，所述驱动组件能驱动所述移动鼠牙盘24沿所述转子主轴146的轴向来回往复移动。锁紧装置用于在完成换刀后，将转子主轴锁紧防止外力引起的转动，导致刀具的位置发生变化，提高了加工精度。

优选的，所述驱动组件包括液压电磁阀、第一电感式接近开关27，所述刀塔箱6的壁面内位于所述移动鼠牙盘24左右两侧分别设置有进油口29和出油口30，所述刀塔箱6的外壁上设置有液压电磁阀，所述进油口29与所述液压电磁阀的进油管连接，所述出油口30与所述液压电磁阀的出油管连接，所述液压电磁阀与数控系统电性连接，所述移动鼠牙盘24上靠近所述油缸盖18的一端上设置有第一电感式接近开关27，所述第一电感式接近开关27与所述数控系统电性连接。驱动组件通过液压系统来驱动移动鼠牙盘的移动，驱动力大，而且移动更加平稳。

优选的，还包括刀具切换装置，还包括刀具切换装置，所述刀具切换装置包括刀柄活塞114、第二电感式接近开关117，所述刀盘5沿圆周反向上间隔均匀设置若干刀具，所述转子主轴146靠近所述刀盘5的一端设置有刀柄活塞114，所述刀柄活塞114的活塞杆上连接刀柄连杆185，所述刀柄连杆185与刀具活动连接，活动连接可采用卡接的方式，所述刀柄活塞114的控制器与所述数控系统连接，所述刀柄活塞114上靠近所述刀具处设置有第二电感式接近开关117，所述第二电感式接近开关117与所述数控系统连接。刀具切换装置将刀具与刀兵连杆进行活动连接，仅变换刀柄连杆就实现了刀具的切换，而道具不用移动，这提高了刀具的位置精度，重复定位精度高，确保±1秒重复定位精度，故障率低，实现高刚性，高稳定性，高速性，提高了机床的加工质量。

上述技术方案的工作原理及技术效果：

刀塔换刀按照如下步骤：

1.刀柄分开

当刀塔需要换刀时，数控系统发出换刀指令，力矩电机82停止运转，并向液压电磁阀发送换刀命令，液压控制刀柄活塞114往后移动，刀柄活塞114带动刀柄连杆185也往后移动，刀柄连杆185与刀具分离，刀柄活塞114往后移动触发第二电感式接近开关117，第二电感式接近开关117检测到刀具与刀柄连杆分离，数控系统接收到刀具和刀柄分离的信号。

2.鼠牙盘端面齿盘分开：

数控系统发出液压电磁阀换向命令，液压油从第二油口30进入移动鼠牙盘24的弧面端面齿盘的油腔内，推动移动鼠牙盘24向右移动，使得移动鼠牙盘24与旋转鼠牙盘25、定位鼠牙盘26的端面齿盘分离，第一电感式接近开关27检测到鼠牙盘齿盘脱开分离的信号，传输给数控系统。

3. 刀盘转位：

数控系统接受到鼠牙盘齿盘脱开分离的信号，数控系统发出刀盘转向的指令，启动力矩电机82，带动转子主轴146转过一定角度，由齿轮编码器122检测转动角度，数控系统接收转过角度命令，转动到指定角度，力矩电机82停止转动。

4. 鼠牙盘端面齿盘锁紧：

数控系统发出液压电磁阀换向命令，液压油从一油口29进入到油腔内，推动移动鼠牙盘24左移，使得移动鼠牙盘24与旋转鼠牙盘25、定位鼠牙盘26的端面齿盘结合锁紧，第一电感式接近开关27检测到鼠牙盘齿盘锁紧的信号，数控系统控制液压系统停止工作。

5. 刀柄结合

数控系统发出刀柄结合命令，液压电磁阀接受换刀命令，液压控制刀柄活塞114往前移动，刀柄活塞114带动刀柄连杆185也往前移动，刀柄连杆185与刀具结合，刀柄活塞114往前移动触发第二电感式接近开关117，第二电感式接近开关117检测到刀具与刀柄连杆结合，数控系统接收到刀具和刀柄结合的信号，控制液压停止工作，完成换刀动作。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的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实用新型和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而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，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种内藏式驱动刀塔，其特征在于：包括刀盘（5）、刀塔箱（6）、转子主轴（146）、力矩电机（82），所述刀塔箱（6）内设置有空腔（4），所述空腔（4）内设置有转子主轴（146），所述空腔（4）内设置有力矩电机（82），所述力矩电机（82）的输出端与所述转子主轴（146）一端连接，所述转子主轴（146）另一端延伸出所述刀塔箱（6）外，并与刀盘（5）连接。

2.根据权利要求1所述的一种内藏式驱动刀塔，其特征在于：所述转子主轴（146）上在位于所述刀盘（5）的后部安装有齿轮编码器（122），所述齿轮编码器（122）与所述力矩电机（82）的控制器电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种内藏式驱动刀塔，其特征在于：所述转子主轴（146）上安装有轴承（124），所述轴承（124）的外圈与所述空腔（4）内壁固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种内藏式驱动刀塔，其特征在于：所述空腔（4）内设置有油杯（141），所述油杯（141）的出油口延伸靠近至所述轴承（124）。

5.根据权利要求1所述的一种内藏式驱动刀塔，其特征在于：还包括锁紧装置，所述锁紧装置包括移动鼠牙盘（24）、旋转鼠牙盘（25）、定位鼠牙盘（26）、油缸盖（18），所述转子主轴（146）中间处安装有旋转鼠牙盘（25）,所述旋转鼠牙盘（25）外圈包裹定位鼠牙盘（26），所述转子主轴（146）与旋转鼠牙盘（25）、所述旋转鼠牙盘（25）与所述定位鼠牙盘（26）之间均固定连接，所述定位鼠牙盘（26）与所述空腔（4）的内壁相距预设距离的间隙，所述空腔（4）的内壁上相距所述定位鼠牙盘（26）预设距离设置有油缸盖（18），在所述空腔（4）内位于所述定位鼠牙盘（26）与所述油缸盖（18）之间设置有移动鼠牙盘（24），所述刀塔箱（6）内设置有驱动组件，所述驱动组件能驱动所述移动鼠牙盘（24）沿所述转子主轴（146）的轴向来回往复移动。

6.根据权利要求5所述的一种内藏式驱动刀塔，其特征在于：所述驱动组件包括液压电磁阀、第一电感式接近开关（27），所述刀塔箱（6）的壁面内位于所述移动鼠牙盘（24）左右两侧分别设置有第一油口（29）和第二油口（30），所述刀塔箱（6）的外壁上设置有液压电磁阀，所述第一油口（29）与所述液压电磁阀的进油管连接，所述第二油口（30）与所述液压电磁阀的出油管连接，所述液压电磁阀与数控系统电性连接，所述移动鼠牙盘（24）上靠近所述油缸盖（18）的一端上设置有第一电感式接近开关（27），所述第一电感式接近开关（27）与所述数控系统电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种内藏式驱动刀塔，其特征在于：还包括刀具切换装置，所述刀具切换装置包括刀柄活塞（114）、第二电感式接近开关（117），所述刀盘（5）沿圆周反向上间隔均匀设置若干刀具，所述转子主轴（146）靠近所述刀盘（5）的一端设置有刀柄活塞（114），所述刀柄活塞（114）的活塞杆上连接刀柄连杆（185），所述刀柄连杆（185）与刀具活动连接，所述刀柄活塞（114）的控制器与所述数控系统连接，所述刀柄活塞（114）上靠近所述刀具处设置有第二电感式接近开关（117），所述第二电感式接近开关（117）与所述数控系统连接。