实用新型内容
为了解决现有技术中的上述问题,即为了解决现有的上述换刀机构在实际的换刀过程中,存在传动管还未将刀具锁紧即带动刀臂向远离箱体的方向移动而容易发生刀具脱离的问题,本实用新型提供了一种换刀机构,所述换刀机构包括箱体、传动管、锁刀垫片、传动杆、传动座和凸轮传动机构;所述传动管穿过所述箱体的第一侧壁设置,所述传动管位于所述箱体外部的一端用于连接刀臂,所述传动管设置成带动所述刀臂相对于所述箱体作伸缩运动以及绕其轴线转动;所述锁刀垫片设置于所述箱体的外侧并在所述刀臂连接在所述传动管上时正对所述刀臂上的锁刀销,所述锁刀垫片背向所述锁刀销的一侧连接有多个所述传动杆,所述传动杆平行于所述传动管并穿过所述箱体且与所述箱体相对的第一侧壁和第二侧壁滑动配合;多个所述传动杆均连接在位于所述箱体中的传动座上,凸轮传动机构驱动所述传动座并带动所述锁刀垫片相对于所述箱体伸缩。
作为本实用新型提供的上述换刀机构的一种优选的技术方案,多个所述传动杆上分别设置有两个限位件,所述传动座上设置有分别与多个所述传动杆对应的通孔;多个所述传动杆分别穿过对应的所述通孔并使所述传动座位于两个所述限位件之间。
作为本实用新型提供的上述换刀机构的一种优选的技术方案,所述传动杆包括第一杆段和第二杆段;所述第一杆段上螺纹连接的第一限位螺母作为一个所述限位件,所述第二杆段上螺纹连接的第二限位螺母作为另一个所述限位件,所述第一杆段与所述第二杆段连接。
作为本实用新型提供的上述换刀机构的一种优选的技术方案,所述第一杆段与所述第二杆段之间焊接,或者所述第一杆段与所述第二杆段之间螺纹连接;并且/或者,所述传动杆朝向所述锁刀垫片的一端设置有螺纹孔,螺栓穿过所述锁刀垫片与所述螺纹孔连接。
作为本实用新型提供的上述换刀机构的一种优选的技术方案,所述凸轮传动机构包括凸轮和第一摇臂;所述第一摇臂的第一端与所述凸轮配合,所述第一摇臂的第二端与所述传动座配合,所述第一摇臂上还连接有第一转轴;所述凸轮转动时带动所述第一摇臂绕所述第一转轴摆动,并使所述传动座进行伸缩运动。
作为本实用新型提供的上述换刀机构的一种优选的技术方案,所述凸轮垂直于其轴线的第一侧面上设置有绕其轴线的第一凹槽,所述传动座上设置有第二凹槽;所述第一摇臂的第一端设置有第一连接柱,所述第一连接柱伸入所述第一凹槽中并与所述第一凹槽的侧壁配合;所述第一摇臂的第二端设置有第二连接柱,所述第二连接柱伸入所述第二凹槽中并与所述第二凹槽的侧壁配合。
作为本实用新型提供的上述换刀机构的一种优选的技术方案,所述第一连接柱上连接有第一滚针轴承,所述第一连接柱伸入所述第一凹槽中的一端与第一滚针轴承的内圈连接,所述第一滚针轴承的外圈与所述第一凹槽的侧壁配合;并且/或者,所述第二连接柱上连接有第二滚针轴承,所述第二连接柱伸入所述第二凹槽中的一端与第二滚针轴承的内圈连接,所述第二滚针轴承的外圈与所述第二凹槽的侧壁配合。
作为本实用新型提供的上述换刀机构的一种优选的技术方案,该换刀机构还包括第二摇臂;所述凸轮垂直于其轴线的第二侧面上设置有绕其轴线的第三凹槽,所述传动管上设置有第四凹槽;所述第二摇臂的第一端设置有第三连接柱,所述第三连接柱伸入所述第三凹槽中并与所述第三凹槽的侧壁配合;所述第二摇臂的第二端设置有第四连接柱,所述第四连接柱伸入所述第四凹槽中并与所述第四凹槽的侧壁配合;所述第二摇臂上还连接有第二转轴,所述凸轮转动时带动所述第二摇臂绕所述第二转轴摆动,并使所述传动管作伸缩运动。
作为本实用新型提供的上述换刀机构的一种优选的技术方案,所述第三连接柱上连接有第三滚针轴承,所述第三连接柱伸入所述第三凹槽中的一端与第三滚针轴承的内圈连接,所述第三滚针轴承的外圈与所述第三凹槽的侧壁配合;并且/或者,所述第四连接柱上连接有第四滚针轴承,所述第四连接柱伸入所述第四凹槽中的一端与第四滚针轴承的内圈连接,所述第四滚针轴承的外圈与所述第四凹槽的侧壁配合。
作为本实用新型提供的上述换刀机构的一种优选的技术方案,该换刀机构还包括出力轴;所述出力轴的外壁上设置有沿其轴线的第一限位部;所述传动管的内壁上设置有与所述第一限位部配合的第二限位部;所述出力轴通过所述第一限位部和所述第二限位部的配合带动所述传动管转动;且所述第二摇臂带动所述传动管沿所述出力轴作伸缩运动。
在本实用新型提供的上述换刀机构中,锁刀垫片设置于箱体的外侧并在刀臂连接在传动管上时正对刀臂上的锁刀销,锁刀垫片背向锁刀销的一侧连接有多个传动杆,传动杆平行于传动管并穿过箱体且与箱体相对的第一侧壁和第二侧壁滑动配合;多个传动杆均连接在位于箱体中的传动座上,凸轮传动机构驱动传动座并带动锁刀垫片相对于箱体伸缩。如此,当传动管带动刀臂向箱体回缩的动作完成且在向远离箱体的方向伸出之前,锁刀垫片向箱体回缩,使得刀臂的刀爪将刀具提前夹紧,实现了提前锁刀的功能;并且,在传动管带动刀臂向靠近箱体的方向回缩且还未结束时,锁刀垫片即可提前由箱体向外伸至顶在刀臂的锁刀销上,让刀臂的刀爪提前张开来完成松刀动作以及准备夹刀的动作,且刀爪张开后,锁刀垫片和传动管同步向靠近箱体的方向移动并一直保持刀爪的张开状态,直至传动管带动刀臂向靠近箱体的方向移动结束,在此过程中实现了提前松刀的功能。从而,由于该换刀机构能够进行提前松刀和提前锁刀的动作,能够基本保证刀臂上的刀爪将刀具锁紧的功能,并避免发生换刀过程中刀具脱离的问题。
此外,在本实用新型提供的上述换刀机构中,多个传动杆分别穿过传动座上对应设置的通孔并使传动座位于传动杆上的两个限位件之间,其中,传动杆包括第一杆段和第二杆段,第一杆段上螺纹连接的第一限位螺母作为一个限位件,第二杆段上螺纹连接的第二限位螺母作为另一个限位件,第一杆段与第二杆段连接。如此,使得传动杆与传动座的安装和拆卸更方便。
附图说明
下面参照附图并来描述本实用新型的换刀机构。附图中:
图1为本实施例的换刀机构的外部件结构示意图;
图2为本实施例的换刀机构中第一摇臂驱动锁刀垫片的配合关系示意图;
图3为本实施例的包括传动座的具体结构的换刀机构的结构示意图;
图4为本实施例的第二摇臂驱动传动管的配合关系示意图;
图5为本实施例的换刀机构中出力轴和传动管的连接结构示意图;
图6为本实施例的换刀机构中凸轮的结构示意图;
图7为本实施例的换刀机构中刀臂的结构示意图.
附图标记列表
101-第一侧壁;102-第二侧壁;
2-传动管;201-环形传动槽;21-出力轴;
3-锁刀垫片;31-传动杆;311-第一限位螺母;312-第二限位螺母;32-传动座;321-第二凹槽;
4-凸轮;41-行程槽;411-大径段;412-小径段;413-过渡段;
5-第一摇臂;51-第一转轴;52-第二连接孔;53-第一连接孔;
6-第二摇臂;601-第三连接孔;602-第四连接孔;
7-第二转轴;
8-刀臂;81-刀爪;82-锁刀销;83-销轴;84-管口;85-固定臂;86-安装座。
具体实施方式
下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理,并非旨在限制本实用新型的保护范围。
需要说明的是,在本实用新型的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,还需要说明的是,在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”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相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
为了解决现有的上述换刀机构在实际的换刀过程中,存在传动管还未将刀具锁紧即带动刀臂向远离箱体的方向移动而容易发生刀具脱离的问题,本实施例提供了一种换刀机构.
如图1至图7所示,本实施例提供的换刀机构包括箱体(如图1中示出了箱体上相对设置的第一侧壁101和第二侧壁102)、传动管2、锁刀垫片3、传动杆31、传动座32和凸轮传动机构;传动管2穿过箱体的第一侧壁101设置,传动管2位于箱体外部的一端用于连接刀臂8,传动管2设置成带动刀臂8相对于箱体作伸缩运动以及绕其轴线转动;锁刀垫片3设置于箱体的外侧并在刀臂8连接在传动管2上时正对刀臂8上的锁刀销82,锁刀垫片3背向锁刀销82的一侧连接有多个传动杆31,传动杆31平行于传动管2并穿过箱体且与箱体相对的第一侧壁101和第二侧壁102滑动配合;多个传动杆31均连接在位于箱体中的传动座32上,凸轮传动机构驱动传动座32并带动锁刀垫片3相对于箱体伸缩。
示例性地,该换刀机构还包括出力轴21,如图2和图3中示出了出力轴21伸入传动管2后的连接状态,而图5示出了传动管2和出力轴21连接的结构示意图,该出力轴21为棱柱状且该传动管2与该出力轴21配合的部分设置有棱柱状通道。如此,可以使得出力轴21带动传动管2转动;且传动管2在其他部件的驱动下可以相对于出力轴21作伸缩移动。
本领域技术人员可以理解的是,虽然本实施例图5中仅示出了传动管2和出力轴21之间的一种连接结构,但本实施例中出力轴21和传动管2连接的结构并不限于此,只要该结构能够实现出力轴21可以带动传动管2转动,且传动管2在其他部件的驱动下可以相对于出力轴21作伸缩移动的功能,即属于本实施例说明的范围。
例如,该出力轴21的外壁上设置有沿其轴线的第一限位部,传动管2的内壁上设置有与第一限位部配合的第二限位部。具体地,该第一限位部为沿轴向设置的条形凹槽,该第二限位部为可在条形凹槽中滑动的条形凸块,且条形凸块的长度小于条形凹槽。再如,该第一限位部可以为条形凸块,该第二限位部为条形凹槽。
如图7为一种刀臂8的结构示意图,在数控机床的换刀机构中该传动管2上可以连接该刀臂8,该刀臂8包括固定臂85、刀爪81以及锁刀销82,该固定臂85上设置有用于供传动管2穿过的管口84。传动管2的外露段设置有用于连接刀臂8的安装座86,该固定臂85一般可以通过螺栓与传动管2上设置的安装座86连接。
刀爪81的两个爪子分别通过销轴83铰接在固定臂85上,当刀臂8连接在传动管2上时,刀臂8的锁刀销82平行于传动管2并朝向箱体,刀爪81的外端用于抓取刀具,刀爪81的内端形成有楔形面并与锁刀销82配合,锁刀销82的一端位于固定臂85的内部且另一端外露于固定臂85。换刀机构在工作过程中,锁刀销82在锁刀垫片3的压力作用下向缩入刀臂8内部的方向移动时使刀爪81张开;锁刀垫片3与锁刀销82分离后,锁刀销82在刀臂8内置弹簧的作用下复位并向刀臂8外部伸出,锁刀销82向伸出刀臂8的方向移动时使刀爪81锁紧。
在本实施例提供的上述换刀机构的工作过程中,当传动管2带动刀臂8向箱体回缩的动作完成且在向远离箱体的方向伸出之前,锁刀垫片3向箱体回缩,使得刀臂8的刀爪81将刀具提前夹紧,实现了提前锁刀的功能;并且,在传动管2带动刀臂8向靠近箱体的方向回缩且还未结束时,锁刀垫片3即可提前由箱体向外伸至顶在刀臂8的锁刀销82上,让刀臂8的刀爪81提前张开来完成松刀动作以及准备夹刀的动作,且刀爪81张开后,锁刀垫片3和传动管2同步向靠近箱体的方向移动并一直保持刀爪81的张开状态,直至传动管2带动刀臂8向靠近箱体的方向移动结束,在此过程中实现了提前松刀的功能。从而,由于该换刀机构能够进行提前松刀和提前锁刀的动作,能够基本保证刀臂8上的刀爪81将刀具锁紧的功能,并避免发生换刀过程中刀具脱离的问题。
作为本实施例提供的上述换刀机构的一种优选的实施方式,如图2和图3所示,多个传动杆31上分别设置有两个限位件,传动座32上设置有分别与多个传动杆31对应的通孔;多个传动杆31分别穿过对应的通孔并使传动座32位于两个限位件之间。如此,以实现传动杆31与传动座32之间的连接和固定。
具体地,该传动杆31可以包括第一杆段和第二杆段;第一杆段上螺纹连接的第一限位螺母311作为一个限位件,第二杆段上螺纹连接的第二限位螺母312作为另一个限位件,第一杆段与第二杆段连接。如此,当需要将传动杆31与传动座32进行安装和拆卸时,只需要将对应的第一限位螺母311或第二限位螺母312旋紧或者旋松即可,使得传动杆31与传动座32的安装和拆卸更方便。
作为本实施例提供的上述换刀机构的一种优选的实施方式,第一杆段与第二杆段之间可以焊接。此外,第一杆段与第二杆段之间还可以螺纹连接,在这种情况下可以直接将第一杆段和第二杆段通过螺纹配合进行拆卸和连接,使得传动杆31与传动座32的拆装更方便。
作为本实施例提供的上述换刀机构的一种优选的实施方式,为了实现传动杆31与锁刀垫片3的连接,该传动杆31朝向锁刀垫片3的一端可以设置有螺纹孔,螺栓穿过锁刀垫片3与该螺纹孔连接。如此,使得传动杆31与锁刀垫片3的拆装也更方便。
作为本实施例提供的上述换刀机构的一种优选的实施方式,如图2所示,该凸轮传动机构包括凸轮4和第一摇臂5;第一摇臂5的第一端与凸轮4配合,第一摇臂5的第二端与传动座32配合,第一摇臂5上还连接有第一转轴51;凸轮4转动时带动第一摇臂5绕第一转轴51摆动,并使传动座32进行伸缩运动。如此,实现了凸轮4转动时带动锁刀垫片3伸缩的功能。
需要说明的是,本实施例的凸轮4为广义上起到其他部件在其驱动下能够周期性地与凸轮4的轴心产生距离变化的部件,该凸轮4可以为外周壁轮廓为凸轮形状且其外周壁与另一滚轮配合,使滚轮在凸轮4的外周壁上滚动时发生与凸轮4轴心之间的距离产生周期性地变化;该凸轮4也可以为在一圆盘上设置的曲线形的凹槽,该圆盘在转动过程中,一部件伸入该凹槽中即可周期性地发生与凸轮4轴心之间的距离变化。
作为本实施例提供的上述换刀机构的一种优选的实施方式,凸轮4垂直于其轴线的第一侧面上设置有绕其轴线的第一凹槽(请参照图6中凸轮4上的行程槽41),传动座32上设置有第二凹槽321;第一摇臂5的第一端设置有第一连接柱(如图2中第一摇臂5上的第一连接孔53为该第一连接柱的连接位置),第一连接柱伸入第一凹槽中并与第一凹槽的侧壁配合;第一摇臂5的第二端设置有第二连接柱(如图2中第一摇臂5上的第二连接孔52为该第二连接柱的连接位置),第二连接柱伸入第二凹槽321中并与第二凹槽321的侧壁配合。如此,当该凸轮4转动时,能够带动第一连接柱相对于凸轮4的轴心之间的距离发生周期性地变化,以实现第一摇臂5绕第一转轴51摆动的功能。同时,第一摇臂5摆动时通过第二连接柱实现锁刀垫片3的伸缩功能。
示例性地,凸轮4上的第一凹槽的结构可以参照图6中的行程槽41,该行程槽41包括大径段411的弧形凹槽以及小径段412的弧形凹槽,大径段411与小径段412之间还有过渡段413的弧形凹槽。可以理解的是,结合图2和图6可知,当第一连接柱位于大径段411的弧形凹槽中时距离凸轮4的轴心最远,第一摇臂5位于摆动幅度的第一极限位置,同时锁刀垫片3内缩距离达到最大值;当第一连接柱位于小径段412的弧形凹槽中时距离凸轮4的轴心最近,第一摇臂5位于摆动幅度的第二极限位置,同时锁刀垫片3外伸距离达到最大值;当第一连接柱位于过渡段413的弧形凹槽并将要进入大径段411的弧形凹槽时为锁刀垫片3的内缩过程;当第一连接柱位于过渡段413的弧形凹槽并将要进入小径段412的弧形凹槽时为锁刀垫片3的外伸过程。
为了减少凸轮4带动第一摇臂5摆动时第一连接柱与第一凹槽之间的磨损,保证该凸轮传动机构或者该换刀机构的使用寿命,第一连接柱上连接有第一滚针轴承,第一连接柱伸入第一凹槽中的一端与第一滚针轴承的内圈连接,第一滚针轴承的外圈与第一凹槽的侧壁配合。如此,凸轮4转动时,会带动第一滚针轴承在第一凹槽中滚动,进而带动第一摇臂5摆动,并使得第一凹槽与第一摇臂5之间的动力传动损耗更小以及传动过程更顺利。
同时,也可以在第二连接柱上连接有第二滚针轴承,第二连接柱伸入第二凹槽321中的一端与第二滚针轴承的内圈连接,第二滚针轴承的外圈与第二凹槽321的侧壁配合。如此,第一摇臂5摆动时,第一摇臂5与第二凹槽321之间的动力传动损耗更小以及传动过程更顺利。
作为本实施例提供的上述换刀机构的一种优选的实施方式,该换刀机构还包括第二摇臂6;凸轮4垂直于其轴线的第二侧面上设置有绕其轴线的第三凹槽(请参照图6所示的凸轮4上的行程槽41),传动管2上设置有第四凹槽,如图2至图4所示,传动管2上设置的第四凹槽为环形传动槽201。第二摇臂6的第一端设置有第三连接柱,如图,4中示出了第二摇臂6上的第三连接孔601为第三连接柱的设置的位置4,第三连接柱伸入第三凹槽中并与第三凹槽的侧壁配合;第二摇臂6的第二端设置有第四连接柱,如图4中示出了第二摇臂6上的第四连接孔602为设置第四连接柱的位置),第四连接柱伸入第四凹槽中并与第四凹槽的侧壁配合;第二摇臂6上还连接有第二转轴7,凸轮4转动时带动第二摇臂6绕第二转轴7摆动,并使传动管2作伸缩运动。
示例性地,该凸轮4上第三凹槽的结构请参照图6中的行程槽41。可以理解的是,当第三连接柱位于大径段411的弧形凹槽中时距离凸轮4的轴心最远,第二摇臂6位于摆动幅度的第一极限位置,同时传动管2的内缩距离达到最大值;当第三连接柱位于小径段412的弧形凹槽中时距离凸轮4的轴心最近,第二摇臂6位于摆动幅度的第二极限位置,同时传动管2外伸的距离达到最大值;当第三连接柱位于过渡段413的弧形凹槽并将要进入大径段411的弧形凹槽时为传动管2的内缩过程;当第三连接柱位于过渡段413的弧形凹槽并将要进入小径段412的弧形凹槽时为传动管2的外伸过程。
为了减少凸轮4带动第二摇臂6摆动时第三连接柱与第三凹槽之间的磨损,保证该凸轮传动机构或者该换刀机构的使用寿命,可以在第三连接柱上连接有第三滚针轴承,第三连接柱伸入第三凹槽中的一端与第三滚针轴承的内圈连接,第三滚针轴承的外圈与第三凹槽的侧壁配合。
同时,为了减少凸轮4带动第二摇臂6摆动时第四连接柱与第四凹槽之间的磨损,保证该凸轮传动机构或者该换刀机构的使用寿命,第四连接柱上连接有第四滚针轴承,第四连接柱伸入第四凹槽中的一端与第四滚针轴承的内圈连接,第四滚针轴承的外圈与第四凹槽的侧壁配合。如此,当传动管2转动时,能保证该第四滚针轴承的外圈与该环形滑动槽的侧壁始终接触配合,且第四滚针轴承的外圈也会随着传动管2的转动而转动。
可以理解的是,上述凸轮传动机构中的凸轮4上设置有第一凹槽和第三凹槽;凸轮4转动时,通过第一凹槽带动传动杆31伸缩,同时通过第三凹槽带动传动管2伸缩。如此,保证了锁刀垫片3和刀臂8的伸缩周期是相同的,并在同一伸缩周期内完成上述提前松刀和提前锁刀的动作,进一步保证了锁刀垫片3与刀臂8伸缩过程中的精确配合,从而更可靠地保证实现刀臂8上的刀爪80将刀具锁紧的功能,并避免发生换刀过程中刀具脱离的问题。
当然,上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和优选的实施方式之间还可以交叉配合使用,从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如,在本实用新型的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。