CN219112927U - 一种结构简化的伺服刀塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种结构简化的伺服刀塔，包括主轴箱和刀盘，所述主轴箱上设有驱动缸体、轴承固定座、轴承套以及刀盘驱动机构，所述驱动缸体设在主轴箱后端，驱动缸体的活塞杆与轴承固定座连接，轴承固定座上套设轴承，轴承套套接在轴承的外部，刀盘与轴承套固定连接，刀盘驱动机构设在主轴箱内部并驱动刀盘转动。与现有技术相比，有益效果在于，本新型结构简单，采用一体式定位齿代替原先的复杂的鼠牙盘结构，有效减少了刀塔的零件数量，加工方便，大大降低了制造成本。

Description

一种结构简化的伺服刀塔

技术领域

本实用新型涉及刀塔技术领域，具体涉及的是一种结构简化的伺服刀塔。

背景技术

刀塔是数控加工中心的核心功能部件，主要用来安装刀具，实现车削、铣削等功能。刀塔主要结构包括主轴箱，固定在主轴箱上的轴承座，以及套设在轴承座端部的刀盘，刀盘上设有多个配合的主轴。现有的刀盘转动主要依靠鼠牙盘以及齿轮驱动，其结构复杂，拆装较为繁琐；并且稳定性较差，不能抵抗高强度的撞击。此外，现有刀塔对鼠牙盘和齿轮要求的精度较高，因此加工成本也相对较为高昂。

有鉴于此，本申请人针对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种结构简化的伺服刀塔，结构简单，使刀塔的刚性和精度大幅提升，降低生产成本。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种结构简化的伺服刀塔，包括主轴箱和刀盘，所述主轴箱上设有驱动缸体、轴承固定座、轴承套以及刀盘驱动机构，所述驱动缸体设在主轴箱后端，驱动缸体的活塞杆与轴承固定座连接，轴承固定座上套设轴承，轴承套套接在轴承的外部，刀盘与轴承套固定连接，刀盘驱动机构设在主轴箱内部并驱动刀盘转动。

进一步的，所述刀盘的后端设有连接部，所述连接部设有用于套设轴承套的第一容置槽，所述连接部的后端面设有第一定位齿，所述主轴箱的前端设有第二容置槽，所述第二容置槽的前端面设有与第一定位齿配合的第二定位齿，所述连接部的外侧设有密封机构。

进一步的，所述密封机构包括密封环，第一密封连接座以及第二密封连接座，第一密封连接座与刀盘连接，第二密封连接座与主轴箱连接，密封环套设在连接部上，所述第一密封连接座套设在第二密封连接座的外侧，所述第二密封连接座套设在连接部的外侧，所述第二密封连接座的外侧壁上设有收集槽，所述第一密封连接座的内侧壁设有连接槽，密封环的外侧壁设有嵌入连接槽内的连接凸台，第一密封连接座的后端面设有第一密封槽，密封环的外侧壁和内侧壁设有第二密封槽，第一密封槽和第二密封槽内设有密封件。

进一步的，所述密封件设有内凹槽，所述内凹槽内设有将内凹槽的开口撑开的弹片。

进一步的，所述刀盘驱动机构包括第一电机、减速机、第一锥齿轮、第二锥齿轮以及传动杆，所述第一电机设在主轴向外侧，减速机安装在主轴箱内，第一电机与减速机连接，第一锥齿轮设在减速机的动力输出端，所述传动杆与主轴箱转动连接，第二锥齿轮套设在传动杆上，第一锥齿轮和第二锥齿轮相互啮合连接，所述传动杆的端部设有第一传动外齿，所述轴承套的外侧设有与第一传动外齿啮合的第二传动外齿。

进一步的，还包括第二电机、传动轮，传动轴、皮带以及联轴器，所述第二电机设在主轴箱上，传动轮设在第二电机的动力输出端上，所述传动轴设在刀盘内并与刀盘转动连接，所述皮带绕设在传动轮和传动轴上，所述联轴器设在刀盘内，所述传动轴的下端设有配合凸块，联轴器的上表面设有与配合凸块配合的第一配合槽，所示第一配合槽的前后长度尺寸大于配合凸块的前后长度尺寸，所述联轴器的下表面设有与主轴配合的第二配合槽，所述第二配合槽与第一配合槽相互垂直。

进一步的，轴承固定座上设有抵顶销，所述主轴箱内设有连接套，所述连接套设有供皮带穿过的通孔以及供抵顶销穿过的穿孔，所述刀盘内设有传动轴安装座，传动轴安装座与连接套连接，所述传动轴安装座的下端设有导滑槽，所述导滑槽内设有滑动连接的滑块，所述滑块设有容置联轴器的安装孔，所述抵顶销与滑块的后端面抵顶。

与现有技术相比，有益效果在于，本新型结构简单，采用一体式定位齿代替原先的复杂的鼠牙盘结构，有效减少了刀塔的零件数量，加工方便，大大降低了制造成本。

附图说明

图1为本实用新型的外形结构立体图。

图2为本实用新型的剖面结构示意图。

图3为图2中A区域的局部放大图。

图4为图2中B区域的局部放大图。

图5为图2中C区域的局部放大图。

图6为本实用新型的立体剖面图。

图7为传动轴安装座和滑块的配合结构示意图。

图8为刀盘的结构立体示意图。

图9为主轴箱的结构立体示意图。

图10为轴承套的结构立体示意图。

图11为联轴器的外形结构立体图。

图中：

主轴箱-1；第二容置槽-11；第二定位齿-111；刀盘-2；连接部-21；

第一定位齿-211；第一容置槽-212；传动轴安装座-22；

导滑槽-221；滑块-23；安装孔-231；主轴-3；驱动缸体-41；

轴承固定座-42；前固定座-421；后固定座-422；轴承安装槽-423；

抵顶销-424；轴承套-43；安装凸环-431；第二传动外齿-432；

连接套-44；通孔-441；穿孔-442；密封环-51；连接凸台-511；

第二密封槽-512；第一密封连接座-52；连接槽-521；

第一密封槽-522；第二密封连接座-53；收集槽-531；密封件-54；

内凹槽-541；弹片-542；第一电机-61；减速机-62；

第一锥齿轮-63；第二锥齿轮-64；传动杆-65；第一传动外齿-651；

第二电机-71；传动轮-72；传动轴-73；皮带-74；

联轴器-75；第一配合槽-751；第二配合槽-752。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

如图1-11所示，一种结构简化的伺服刀塔，包括主轴箱1和刀盘2，刀盘2内设有若干个环绕设置的主轴3，主轴3与刀盘2转动连接，主轴箱1上设有驱动缸体41、轴承固定座42、轴承套43以及刀盘驱动机构，驱动缸体41设在主轴箱1后端，驱动缸体41具体可以为油缸或者气缸。驱动缸体41的活塞杆穿过主轴箱1的内部与轴承固定座42的后端连接，轴承固定座42上套设有轴承。具体的，轴承固定座42包括前固定座421和后固定座422，前固定座421和后固定座422之间可使用螺钉锁固连接。轴承固定座42上设有轴承安装槽423，轴承安装槽423的两侧用于安装平面轴承，轴承安装槽423的中部用于安装径向滚针轴承，采用这种组合轴承，具有更好的稳定支撑作用。轴承套43套接在组合轴承的外部，并且轴承套43的内侧设有嵌入轴承安装槽423内的安装凸环431，使得轴承套43与轴承固定座42之间连接更加牢固紧密，并且轴承固定座42在移动时能够带动轴承套43一同移动。刀盘2与轴承套43的前端通过螺钉固定连接，刀盘驱动机构设在主轴箱1内部并驱动刀盘2转动。采用上述结构后，当刀塔工作时，驱动缸体41的活塞杆拉动轴承固定座42和轴承套43向后运动，从而带动刀盘2向后移动，使刀盘2与主轴箱1紧密贴合，避免刀盘2转动，使刀盘2上的主轴3能够稳定转动进行加工。当刀塔需要切换刀具时，驱动缸体41的活塞杆驱动轴承固定座42和轴承套43向前运动，从而带动刀盘2向前移动与主轴箱1分离，然后刀盘驱动机构驱动刀盘2转动，使刀盘2上的刀具进行切换，最后驱动缸体41再驱动刀盘2与主轴箱1配合完成换刀。

优选的，为了使刀盘2与主轴箱1配合时能够更加紧密牢固，刀盘2的后端设有连接部21，连接部21设有用于套设轴承套43的第一容置槽212，连接部21的后端面设有第一定位齿211，主轴箱1的前端设有第二容置槽11，第二容置槽11的前端面设有与第一定位齿211配合的第二定位齿111，连接部21的外侧设有密封机构。采用上述结构后，密封机构在刀盘2前后运动时起到防尘防水的效果，提高刀塔的密封性能。刀盘2工作时与主轴箱1之间通过第一定位齿211和第二定位齿111紧密啮合，从而能够对刀盘2进行定位和固定，只要定位齿不发生崩碎现象，刀盘2就不会跑位，大幅提高了刀盘2与主轴箱1的连接刚度和稳定性，并提升抗撞击强度。此外，采用一体式定位齿代替原先的鼠牙盘结构，有效减少了刀塔的零件数量，加工方便，大大降低了制造成本。

优选的，在本实施例中，由于刀盘2的运动行程较长，因此要确保密封具有较大的轴向补偿量。密封机构包括密封环51，第一密封连接座52以及第二密封连接座53，第一密封连接座52的前端与刀盘2通过螺钉锁固连接，第二密封连接座53的后端与主轴箱1通过螺钉连接，密封环51套设在连接部21上，第一密封连接座51套设在第二密封连接座53的外侧，第二密封连接座53套设在连接部21的外侧，第二密封连接座53的外侧壁上设有收集槽531，收集槽531用于收集跑进的水或者灰尘，提升防水和防尘效果。第一密封连接座52的内侧壁设有连接槽521，密封环51的外侧壁设有嵌入连接槽521内的连接凸台511，采用此结构，使得刀盘2在前后运动过程能够带动第一密封连接座52和密封环51一同运动，确保密封环51能够跟随刀盘2运动并始终起到密封效果。并且第一密封连接座52的后端面设有第一密封槽522，密封环51的外侧壁和内侧壁设有多个第二密封槽512，第一密封槽522和第二密封槽512内设有密封件54。通过在轴向上设置多个密封件54进行密封，具有较大的轴向补偿量，进一步提升密封机构的密封效果。

优选的，在本实施例中，密封件54设有内凹槽541，密封件54的横截面为V字型结构，内凹槽541内设有将内凹槽541的开口撑开的弹片542。采用上述结构后，将密封件54的凸起部朝向内部装入第一密封槽522或第二密封槽512，弹片542将密封件54的开口撑开，密封件54的两侧能够与第一密封槽522或第二密封槽512的侧壁相互抵顶固定，使密封件54安装更加牢固。并且进入内部的水和灰尘能够收集在密封件54的内凹槽541内，防止其进入主轴箱1内，进一步提高了本实用新型的密封性能。

优选的，现有驱动刀盘2转动的电机大多水平装在主轴箱1内，不仅拆装不便，还无法使用大功率或者标准型减速机62，或需要更多齿轮组才能达到传动目的。因此在本实施例中，刀盘驱动机构包括第一电机61、减速机62、第一锥齿轮63、第二锥齿轮64以及传动杆65，第一电机61倾斜设在主轴3向外侧，减速机62安装在主轴箱1内，第一电机61与减速机62连接，第一锥齿轮63设在减速机62的动力输出端，传动杆65与主轴箱1转动连接，第二锥齿轮64套设在传动杆65上，第一锥齿轮63和第二锥齿轮64相互啮合连接，传动杆65的端部设有第一传动外齿651，轴承套43的外侧设有与第一传动外齿651啮合的第二传动外齿432。采用上述结构后，第一电机61通过减速机62传动带动第一锥齿轮63转动，第一锥齿轮63与第二锥齿轮64啮合传动带动连接杆转动，之后连接杆上的第一传动外齿651再与轴承套43上的第二传动外齿432配合传动，从而带动刀盘2转动。与现有技术相比，第一电机61倾斜安装在外侧，拆装更加便捷，并且传动件被标准化，简单化，维修成本和故障事故大幅度降低。

优选的，本新型刀塔还包括第二电机71、传动轮72、传动轴73、传动轴73、皮带74以及联轴器75，第二电机71设在主轴箱1上，传动轮72设在第二电机71的动力输出端上，传动轴73设在刀盘2内并与刀盘2转动连接，传动轴73皮带74绕设在传动轮72和传动轴73上，联轴器75设在刀盘2内，传动轴73的下端设有配合凸块731，联轴器75的上表面设有与配合凸块731配合的第一配合槽751，所示第一配合槽751的前后长度尺寸大于配合凸块731的前后长度尺寸，联轴器75的下表面设有与主轴3配合的第二配合槽752，第二配合槽752与第一配合槽751相互垂直。采用上述结构后，第二电机71驱动传动轮72转动，从而带动传动轴73转动，传动轴73通过联轴器75带动主轴3转动，实现刀具正常工作。当切换刀具时，传动轴73的位置是固定不变的，而刀盘2会前后移动，刀盘2前后移动时会带动联轴器75前后移动，由于第一配合槽751的前后长度尺寸大于配合凸块731的前后长度尺寸，因此联轴器75在前后移动时配合凸块731会与第一配合槽751配合滑动，而刀盘2依然可以正常转动，主轴3的一字传动结构始终保持在第二配合槽752内，使传动轴73与主轴3能够相对脱离，避免发生干涉现象。

优选的，为了能够保持换刀时传动轴73不动，而联轴器75能够随刀盘2前后移动，轴承固定座42上设有抵顶销424，主轴箱1内设有连接套44，连接套44设有供皮带74穿过的通孔441以及供抵顶销424穿过的穿孔442，刀盘2内设有传动轴安装座22，传动轴安装座22与连接套44连接，传动轴安装座22的下端设有导滑槽221，导滑槽221内设有滑动连接的滑块23，滑块23设有容置联轴器75的安装孔231，抵顶销424与滑块23的后端面抵顶，起到限位和驱动滑块23移动的作用。采用上述结构后，轴承固定座42驱动刀盘2向前运动时，抵顶销424抵顶滑块23跟随刀盘2一同运动，而传动轴安装座22与连接套44固定连接，因此能够保持传动轴73不移动。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (7)

1.一种结构简化的伺服刀塔，包括主轴箱和刀盘，其特征在于，所述主轴箱上设有驱动缸体、轴承固定座、轴承套以及刀盘驱动机构，所述驱动缸体设在主轴箱后端，驱动缸体的活塞杆与轴承固定座连接，轴承固定座上套设轴承，轴承套套接在轴承的外部，刀盘与轴承套固定连接，刀盘驱动机构设在主轴箱内部并驱动刀盘转动。

2.如权利要求1所述的一种结构简化的伺服刀塔，其特征在于，所述刀盘的后端设有连接部，所述连接部设有用于套设轴承套的第一容置槽，所述连接部的后端面设有第一定位齿，所述主轴箱的前端设有第二容置槽，所述第二容置槽的前端面设有与第一定位齿配合的第二定位齿，所述连接部的外侧设有密封机构。

3.如权利要求2所述的一种结构简化的伺服刀塔，其特征在于，所述密封机构包括密封环，第一密封连接座以及第二密封连接座，第一密封连接座与刀盘连接，第二密封连接座与主轴箱连接，密封环套设在连接部上，所述第一密封连接座套设在第二密封连接座的外侧，所述第二密封连接座套设在连接部的外侧，所述第二密封连接座的外侧壁上设有收集槽，所述第一密封连接座的内侧壁设有连接槽，密封环的外侧壁设有嵌入连接槽内的连接凸台，第一密封连接座的后端面设有第一密封槽，密封环的外侧壁和内侧壁设有第二密封槽，第一密封槽和第二密封槽内设有密封件。

4.如权利要求3所述的一种结构简化的伺服刀塔，其特征在于，所述密封件设有内凹槽，所述内凹槽内设有将内凹槽的开口撑开的弹片。

5.如权利要求1所述的一种结构简化的伺服刀塔，其特征在于，所述刀盘驱动机构包括第一电机、减速机、第一锥齿轮、第二锥齿轮以及传动杆，所述第一电机设在主轴向外侧，减速机安装在主轴箱内，第一电机与减速机连接，第一锥齿轮设在减速机的动力输出端，所述传动杆与主轴箱转动连接，第二锥齿轮套设在传动杆上，第一锥齿轮和第二锥齿轮相互啮合连接，所述传动杆的端部设有第一传动外齿，所述轴承套的外侧设有与第一传动外齿啮合的第二传动外齿。

6.如权利要求1所述的一种结构简化的伺服刀塔，其特征在于，还包括第二电机、传动轮、传动轴、皮带以及联轴器，所述第二电机设在主轴箱上，传动轮设在第二电机的动力输出端上，所述传动轴设在刀盘内并与刀盘转动连接，所述皮带绕设在传动轮和传动轴上，所述联轴器设在刀盘内，所述传动轴的下端设有配合凸块，联轴器的上表面设有与配合凸块配合的第一配合槽，所示第一配合槽的前后长度尺寸大于配合凸块的前后长度尺寸，所述联轴器的下表面设有与主轴配合的第二配合槽，所述第二配合槽与第一配合槽相互垂直。

7.如权利要求6所述的一种结构简化的伺服刀塔，其特征在于，轴承固定座上设有抵顶销，所述主轴箱内设有连接套，所述连接套设有供皮带穿过的通孔以及供抵顶销穿过的穿孔，所述刀盘内设有传动轴安装座，传动轴安装座与连接套连接，所述传动轴安装座的下端设有导滑槽，所述导滑槽内设有滑动连接的滑块，所述滑块设有容置联轴器的安装孔，所述抵顶销与滑块的后端面抵顶。

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