CN215824294U - 一种重载旋转刀塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重载旋转刀塔，涉及刀塔领域，包括固定体和与所述固定体同轴设置的旋转体，所述固定体与所述旋转体相对的端面上设置有多个第一转角定位块，所述旋转体上设有多个与所述第一转角定位块相对应的第二转角定位块，所述第一转角定位块与所述第二转角定位块相配合以实现对所述旋转体的转动定位；通过刀塔结构中的转角定位块(第一转角定位块与第二转角定位块的配合)，可实现将刀塔承受的较大加工力直接传递至机床床身，相比于传统的需要利用的主轴、轴承作为承力件的方式，本方案可有效提高刀塔所承受的加工力。

Description

一种重载旋转刀塔

技术领域

本实用新型涉及刀塔领域，具体为一种可用于大加工力的重型旋转刀塔。

背景技术

现在使用的旋转刀塔都利用旋转轴及其轴承作为力的传递结构，承受刀具在加工过程中的加工负载力和力矩，该加工力一般不会超过 30kN，目前，对于超过该加工力的旋转刀塔一般采用加大旋转轴和轴承实现，该方式在设备尺寸有限或对加工力有特殊要求的设备将不再适用。

因此，经过多方面的数据总结分析，对于现有技术中采用刀塔旋转主轴及其轴承作为加工力主要承受部件的设计，这样的设计存在的技术缺陷主要有：1.承受的加工力有限，一般不超过30kN；如果加工力过大只能加大旋转轴的直径，提高其强度和刚度；2.旋转刀塔通过旋转轴和轴承承受较大加工力时，加工力对刀塔的主轴会产生较大的弯矩，使刀尖的位置与伺服系统检测的位置产生较大偏差，影响加工精度。

实用新型内容

因此，针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种新的旋转刀塔结构，本方案的旋转刀塔完全改变了加工过程中传统的受力支撑，使得本旋转刀塔实现重载，从而达到提高刀塔受力面积的目的。

本实用新型提出的具体方案如下：

一种重载旋转刀塔，包括固定体和与所述固定体同轴设置的旋转体，所述固定体与所述旋转体相对的端面上设置有多个第一转角定位块，所述旋转体上设有多个与所述第一转角定位块相对应的第二转角定位块，所述第一转角定位块与所述第二转角定位块相配合以实现对所述旋转体的转动定位。

进一步的，所述旋转体包括刀具安装体、安装在所述刀具安装体内的液压活塞和固定在所述刀具安装体上的刀塔齿轮；

所述刀具安装体的外端设置有多个用于安装刀具的安装面；

所述液压活塞用于实现对所述刀具安装体的轴向上下移动，同时实现对所述第一转角定位块相对应的第二转角定位块的紧密贴合；

所述刀塔齿轮与电机配合实现对所述刀具安装体的绕轴转动。

进一步的，所述刀具安装体的外形为多面体结构，所述刀具安装体的内部为空腔结构，所述空腔结构包括用于安装所述液压活塞的圆柱形空腔和用于与所述固定体对位的多面型空腔，所述多面型空腔的每个侧面上均安装有一个所述第一转角定位块。

进一步的，所述圆柱形空腔的内壁上还设置有起滑动轴承作用的铜套。

进一步的，所述固定体包括底板、固定在所述底板上的底座和固定在所述底座上的液压缸体，所述第二转角定位块固定在所述底座上并与所述第一转角定位块一一对应；

所述旋转体与所述固定体连接时，所述第一转角定位块与所述第二转角定位块对位抵接；所述液压活塞与所述液压缸体配合套接并位于所述圆柱形空腔内。

进一步的，所述第一转角定位块和所述第二转角定位块的结构相同，均为截面呈直角梯形状的梯形块；两个所述梯形块的斜面正相对设置，使得安装时所述旋转体与所述固定体可通过两个所述梯形块的斜面对位安装。

进一步的，所述旋转体中还安装有信号杆，所述信号杆上设置有角度传感器；所述角度传感器用于检测所述旋转体的转动。

采用本技术方案所达到的有益效果为：

本方案提出了一种用于大加工力的刀塔结构，通过刀塔结构中的转角定位块(第一转角定位块与第二转角定位块的配合)，可实现将刀塔承受的较大加工力直接传递至机床床身，相比于传统的需要利用的主轴、轴承作为承力件的方式，本方案可有效提高刀塔所承受的加工力；同时本方案因为降低主轴、轴承承力，可有效避免主轴产生较大弯矩的情况出现，对于提高刀塔的强度、刚度和精度具有极大地促进作用。

附图说明

图1为重载旋转刀塔立体结构图。

图2为重载旋转刀塔局部剖面图。

图3为旋转体的结构示意图。

图4为固定体的结构示意图。

图5为旋转体与固定体在工作状态时的配合剖面示意图。

图6为旋转体与固定体分离处于换刀状态的剖面示意图。

其中：10固定体、11第一转角定位块、12底板、13底座、14 液压缸体、20旋转体、21第二转角定位块、22刀具安装体、23液压活塞、24刀塔齿轮、25铜套、26信号杆。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实施例提供了一种重载旋转刀塔，通过对旋转刀塔结构的重新设计，使得刀塔结构能够适应一些需要大加工力的场合；本方案提出的旋转刀塔结构主要解决了普通旋转刀塔对于大加工力无法适应的问题，通过对其结构的设计，完全改变了加工过程中刀塔的受力支撑结构，将原本由刀塔主轴及其轴承承受的加工力，转移到了刀塔内结构中相互配合的支撑面(即第一转角定位块和第二转角定位块)，大大提高了刀塔的受力范围。

具体的，参见图1-图5，本方案提供的重载旋转刀塔包括固定体 10和与固定体10同轴设置的旋转体20，这里的固定体10用于起到固定支撑作用，而旋转体20用于起到换刀作用；在传统的设计方案中，固定体10与旋转体20通过主轴连接并且利用主轴和设置在主轴上的轴承进行受力支撑；但是在本方案中，还增设置了转角定位块，即固定体10与旋转体20相对的端面上设置有多个第一转角定位块 11，并且旋转体20上设有多个与第一转角定位块11相对应的第二转角定位块21，第一转角定位块11与第二转角定位块21相配合以实现对旋转体20的转动定位。

可以理解为，通过设置的第一转角定位块11与第二转角定位块 21，可以方便在旋转体20进行换刀旋转时实现定位；同时利用第一转角定位块11与第二转角定位块21的支撑配合，在刀塔进行加工操作时，实现将刀塔承受的较大加工力不经过主轴和轴承，而直接经过第一转角定位块11与第二转角定位块21传递至机床床身；通过以上设置可有效提高刀塔所承受的加工力。

本方案中，对固定体10和旋转体20的具体组成结构做详细地介绍。

参见图3、图5，旋转体20包括刀具安装体22、安装在刀具安装体22内的液压活塞23和固定在刀具安装体22上的刀塔齿轮24；这里的刀具安装体22的外端设置有多个用于安装刀具的安装面，即可以理解为在进行加工之前，将所需要的各组刀具分别固定安装在安装面上，以方便在加工时旋转体20进行转动换刀操作；这里的液压活塞23用于实现对刀具安装体22的轴向上下移动；使得在准备进行换刀操作时，旋转体20能够与固定体10实现分离；在利用液压活塞 23将旋转体20与固定体10进行分离后，刀塔齿轮24与电机(未画出)配合实现对刀具安装体22的绕轴转动，从而实现换刀操作。

本方案中，对刀具安装体22的结构做了进一步的设计，即刀具安装体22的外形为多面体结构，每一面形成了上文所述的刀具安装面，刀具可分别安装于每个刀具安装面上；刀具安装体22的内部为空腔结构，具体的，空腔结构包括用于安装液压活塞23的圆柱形空腔和用于与固定体10对位的多面型空腔，所述多面型空腔的每个侧面上均安装有一个第二转角定位块21。

可以理解为，在旋转体20的组成结构中，第二转角定位块21 分别固定在多面型空腔中以方便与固定体10的对位安装；液压活塞 23用于将旋转体20与固定体10进行分离；电机(未画出)驱动刀塔齿轮24实现对刀具安装体22的绕轴转动，使得固定在刀具安装体 22的外部的刀具实现换刀操作。

本实施例中，刀具安装体22的外形具体为四面体结构，即可以理解为在刀具安装体22上一共能够预先设置四把刀具；此时为了定位的准确，多面型空腔也具体设置成四面体的型腔，四面体型腔的每个侧面上均通过螺栓固定有一个第二转角定位块21，即一共有四个第二转角定位块21。

当然，在另外的设计中，刀具安装体22的外形具体为三面体结构，也可以为五面体结构、六面体结构等等，同时为了确保换刀的方便和定位的精度，多面型空腔也同步设计成相应的多面结构。

可选的，在圆柱形空腔的内壁上还设置有起滑动轴承作用的铜套 25。

参见图4-图5，固定体10包括底板12、固定在底板12上的底座 13和固定在底座13上的液压缸体14，上文描述的第一转角定位块 11固定在底座13上并与第二转角定位块21一一对应；旋转体20与固定体10连接时，第一转角定位块11与第二转角定位块21对位抵接；液压活塞23与液压缸体14配合套接并位于圆柱形空腔内。

本方案中，第一转角定位块11和第二转角定位块21的结构相同，均为截面呈直角梯形状的梯形块；两个梯形块的斜面正相对设置，使得安装时旋转体20与固定体10可通过两个梯形块的斜面对位安装。

即刀塔处于工作位时，参见图5：

第一转角定位块11和第二转角定位块的斜面相平行，处于预定位状态；此时高压油液注入液压活塞23上端，使得旋转体20拥有向下的力，使得第一转角定位块11和第二转角定位块21的斜面紧紧贴合，在液压力的作用下，四组转角定位块间将产生较大的压合力；当刀塔加工承受较大的加工力时，刀具安装体22承受的力将通过四组转角定位块传递至底座13，刀塔底座13又将力传递至机床本体上；以此可有效消解刀塔主轴、油缸等精密部件的受力，保证刀塔在大加工力作用下的精度、强度和刚度，实现重载加工。

当刀塔需要进行换刀动作时，参见图6：

高压油液注入液压活塞23下端，旋转体20将上抬，使得旋转体 20与固定体10分离；刀塔齿轮24将在电机的驱动作用下转动，由于刀塔齿轮24与刀具安装体22通过螺栓连接，刀具安装体22也将绕液压活塞23转动，刀具安装体22运动到选定刀具位置时电机停转，高压油液注入液压活塞23上端，旋转体20将下落通过第一转角定位块11和第二转角定位块21的配合从而实现与固定体的紧密贴合。

可选的，在旋转体20中还安装有信号杆26，信号杆26上设置有角度传感器；角度传感器用于检测旋转体20的转动。

通过设置信号杆26，在感知旋转体20转动角度的同时，还能够使得准确的感知刀号，即在刀具固定在刀具安装体22上后，刀具安装体22转动不同的角度即对应不同的刀具，通过角度传感器的监测，使得每次使用的刀具将在显示屏幕上显示，以便操作人员查看。

本方案通过提出一种用于大加工力的刀塔结构，相比于传统的需要利用的主轴、轴承作为承力件的方式，本方案可有效提高刀塔所承受的加工力；同时本方案因为降低主轴、轴承承力，可有效避免主轴产生较大弯矩的情况出现，配合液压系统实现刀塔旋转体和刀塔固定体的紧密贴合，对于提高刀塔的强度、刚度和精度具有极大地促进作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种重载旋转刀塔，包括固定体(10)和与所述固定体(10)同轴设置的旋转体(20)，其特征在于，所述固定体(10)与所述旋转体(20)相对的端面上设置有多个第一转角定位块(11)，所述旋转体(20)上设有多个与所述第一转角定位块(11)相对应的第二转角定位块(21)，所述第一转角定位块(11)与所述第二转角定位块(21)相配合以实现对所述旋转体(20)的转动定位。

2.根据权利要求1所述的一种重载旋转刀塔，其特征在于，所述旋转体(20)包括刀具安装体(22)、安装在所述刀具安装体(22)内的液压活塞(23)和固定在所述刀具安装体(22)上的刀塔齿轮(24)；

所述刀具安装体(22)的外端设置有多个用于安装刀具的安装面；

所述液压活塞(23)用于实现对所述刀具安装体(22)的轴向上下移动，同时实现对所述第一转角定位块(11)相对应的第二转角定位块(21)的紧密贴合；

所述刀塔齿轮(24)与电机配合实现对所述刀具安装体(22)的绕轴转动。

3.根据权利要求2所述的一种重载旋转刀塔，其特征在于，所述刀具安装体(22)的外形为多面体结构，所述刀具安装体(22)的内部为空腔结构，所述空腔结构包括用于安装所述液压活塞(23)的圆柱形空腔和用于与所述固定体(10)对位的多面型空腔，所述多面型空腔的每个侧面上均安装有一个所述第二转角定位块(21)。

4.根据权利要求3所述的一种重载旋转刀塔，其特征在于，所述圆柱形空腔的内壁上还设置有起滑动轴承作用的铜套(25)。

5.根据权利要求3所述的一种重载旋转刀塔，其特征在于，所述固定体(10)包括底板(12)、固定在所述底板(12)上的底座(13)和固定在所述底座(13)上的液压缸体(14)，所述第一转角定位块(11)固定在所述底座(13)上并与所述第二转角定位块(21)一一对应；

所述旋转体(20)与所述固定体(10)连接时，所述第一转角定位块(11)与所述第二转角定位块(21)对位抵接；所述液压活塞(23)与所述液压缸体(14)配合套接并位于所述圆柱形空腔内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种重载旋转刀塔，其特征在于，所述第一转角定位块(11)和所述第二转角定位块(21)的结构相同，均为截面呈直角梯形状的梯形块；两个所述梯形块的斜面正相对设置，使得安装时所述旋转体(20)与所述固定体(10)可通过两个所述梯形块的斜面对位安装。

7.根据权利要求6所述的一种重载旋转刀塔，其特征在于，所述旋转体(20)中还安装有信号杆(26)，所述信号杆(26)上设置有角度传感器；所述角度传感器用于检测所述旋转体(20)的转动。

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