CN220312622U - 一种立式加工中心换刀机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种立式加工中心换刀机构，属于立式加工中心的配套部件的技术领域。其结构为：在底座上设有两个平行的主导轨，滑板的底面通过滑块与主导轨滑动配合；在滑板上方设有直线运动电机，直线运动电机的输出轴伸出滑板底面与平移齿轮连接，且平移齿轮与齿条啮合传动；在滑板的上表面还设有旋转机构，旋转机构的回转支座上设有两条竖直平行的立导轨，刀臂滑板通过滑块与立导轨滑动连接，在刀臂滑板的背面设有油缸，回转支座的活塞杆与刀臂滑板连接，在刀臂滑板上设有刀爪垫板和刀爪。该换刀机构采用了平移结合旋转的结构，使刀爪往复于刀库与主轴之间，实现了换刀功能，且避免了采用较大尺寸的回转式换刀臂结构，造成机床布局紧张的现象。

Description

一种立式加工中心换刀机构

技术领域

本实用新型涉及一种立式加工中心换刀机构，属于立式加工中心的配套部件的技术领域。

背景技术

立式加工中心与传统数控机床的最大不同就是配有自动换刀机构，由于采用自动换刀机构，因此与传统数控机床相比可以减少换刀时间，进而提高加工效率。现有立式加工中心在需要使用多种刀具的时候，多数时候采用链式刀库。其特点是存刀数量大但会对安装位置有一定要求，尤其是刀库距离主轴较远时采用回转式换刀臂，会造成机床布局位置紧张可能会发生干涉现象。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种立式加工中心换刀机构，该换刀机构采用了平移结合旋转的结构，使刀爪往复于刀库与主轴之间，实现了换刀功能，且避免了采用较大尺寸的回转式换刀臂结构，造成机床布局紧张的现象。

为解决以上问题，本实用新型的具体技术方案如下：一种立式加工中心换刀机构，在底座上设有两个平行的主导轨，在其中一个主导轨的外侧平行设置齿条，滑板的底面通过滑块与主导轨滑动配合；在滑板上方设有直线运动电机，直线运动电机下部的输出轴与平移减速机连接，平移减速机定位在滑板的上表面，且输出轴伸出滑板底面与平移齿轮连接，且平移齿轮与齿条啮合传动；在滑板的上表面还设有旋转机构，旋转机构的转盘上表面设有回转支座，回转支座上设有两条竖直平行的立导轨，刀臂滑板通过滑块与立导轨滑动连接，在刀臂滑板的背面设有油缸，油缸的底部与连接在回转支座上，回转支座的活塞杆与刀臂滑板连接，在刀臂滑板上刀爪垫板，刀爪垫板的外端部对称连接刀爪。

所述的旋转机构包括回转电机、回转减速机、回转小齿轮和回转大齿轮；其中回转减速机通过减速机支架与滑板连接，回转减速机的输入端与回转电机的输出轴连接，回转减速机的输出端连接回转小齿轮，回转支座底面的转盘与滑板通过轴承连接，转盘的外圆周设置回转大齿轮，回转大齿轮与回转小齿轮啮合传动。

所述的回转大齿轮的外圆周底面设有转盘撞块，在回转大齿轮的外圆周外侧两端分别设有转盘撞停组件，每个转盘撞停组件的位置与转盘撞块的位置对应。

在两个主导轨之间设有两个平移撞停块，两个平移撞停块分别设置在底座的左右两端；平移撞停块的上表面高度大于滑板的底面高度。

本申请的立式加工中心换刀机构采用上述结构，具有以下优点：

1.本申请通过齿轮和齿条的传动完成平移动作，从而实现较远距离主轴和刀库的刀具输送，平移单元结构紧凑且占用空间小，完成主轴换刀后退出加工区域，因此不会对加工造成干涉，可以增加加工空间的利用率；

2.本申请通过换刀机构回转单元，来完成刀臂的换刀动作，节约径向尺寸，能够进一步降低换刀机构的占用空间，可以释放更多空间用于加工，布置其他辅助设备或提供更大的工作区域，提升了机床的灵活性；

3.本申请采用了双刀爪的设计，配合回转单元在一次往返过程中完成刀库取刀还刀，主轴装刀卸刀动作，节约加工时间提升加工效率；

4.本申请中油缸升降运动来完成刀爪的上下动作，从而实现刀库取刀还刀以及主轴装刀卸刀动作，既能减少换刀时间又能保证动作稳定可靠。

附图说明

图1为立式加工中心换刀机构的整体结构示意图。

图2为滑板的连接结构示意图。

图3为旋转机构俯视图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为回转支座的连接结构示意图。

图6为回转支座（省略刀臂滑板）的连接结构示意图。

图7为刀爪垫板与刀爪连接示意图。

具体实施方式

如图1至图7所示，一种立式加工中心换刀机构，在底座1-1上设有两个平行的主导轨1-3，在其中一个主导轨1-3的外侧平行设置齿条1-2，滑板1-10的底面通过滑块与主导轨1-3滑动配合；在滑板1-10上方设有直线运动电机1-13，直线运动电机1-13下部的输出轴与平移减速机1-12连接，平移减速机1-12定位在滑板1-10的上表面，且输出轴伸出滑板1-10底面与平移齿轮1-8连接，且平移齿轮1-8与齿条1-2啮合传动，当平移减速机1-12启动工作时，平移齿轮1-8正转或反转与齿条1-2啮合传动，从而实现滑板1-10的向左或向右平移的功能；在两个主导轨1-3之间设有两个平移撞停块1-5，两个平移撞停块1-5分别设置在底座1-1的左右两端；平移撞停块1-5的上表面高度大于滑板1-10的底面高度，用于防止误操作导致换刀机构与机床发生刮碰。

在滑板1-10的上表面还设有旋转机构，旋转机构的转盘上表面设有回转支座4-1，回转支座4-1上设有两条竖直平行的立导轨4-3，刀臂滑板4-2通过滑块与立导轨4-3滑动连接，在刀臂滑板4-2的背面设有油缸4-4，油缸4-4的底部与连接在回转支座4-1上，回转支座4-1的活塞杆与刀臂滑板4-2连接，当油缸4-4启动工作，油缸4-4的活塞杆带动刀臂滑板4-2上下移动；在刀臂滑板4-2上设有刀爪垫板4-5，刀爪垫板4-5的外端部对称连接刀爪4-6，刀爪4-6为机床通用结构，能够实现了刀具的卡接和松脱功能。

所述的旋转机构包括回转电机2-3、回转减速机2-2、回转小齿轮2-5和回转大齿轮2-4；其中回转减速机2-2通过减速机支架2-1与滑板1-10连接，回转减速机2-2的输入端与回转电机2-3的输出轴连接，回转减速机2-2的输出端连接回转小齿轮2-5，回转支座4-1底面的转盘与滑板1-10通过轴承连接，转盘的外圆周设置回转大齿轮2-4，回转大齿轮2-4与回转小齿轮2-5啮合传动。当回转电机2-3启动工作时，输出轴通过回转减速机2-2控制回转小齿轮2-5旋转，回转小齿轮2-5与回转大齿轮2-4啮合传动，实现了回转支座4-1的旋转功能。

为了保证刀爪垫板4-5与外部结构不发生干涉，所述的回转大齿轮2-4的外圆周底面设有转盘撞块2-8，在回转大齿轮2-4的外圆周外侧两端分别设有转盘撞停组件2-6，每个转盘撞停组件2-6的位置与转盘撞块2-8的位置对应。当刀爪垫板4-5带动刀爪4-6旋转到极限位置时，转盘撞块2-8与转盘撞停组件2-6相撞，起到保护作用。

Claims (4)

1.一种立式加工中心换刀机构，其特征在于：在底座（1-1）上设有两个平行的主导轨（1-3），在其中一个主导轨（1-3）的外侧平行设置齿条（1-2），滑板（1-10）的底面通过滑块与主导轨（1-3）滑动配合；在滑板（1-10）上方设有直线运动电机（1-13），直线运动电机（1-13）下部的输出轴与平移减速机（1-12）连接，平移减速机（1-12）定位在滑板（1-10）的上表面，且输出轴伸出滑板（1-10）底面与平移齿轮（1-8）连接，且平移齿轮（1-8）与齿条（1-2）啮合传动；在滑板（1-10）的上表面还设有旋转机构，旋转机构的转盘上表面设有回转支座（4-1），回转支座（4-1）上设有两条竖直平行的立导轨（4-3），刀臂滑板（4-2）通过滑块与立导轨（4-3）滑动连接，在刀臂滑板（4-2）的背面设有油缸（4-4），油缸（4-4）的底部与连接在回转支座（4-1）上，回转支座（4-1）的活塞杆与刀臂滑板（4-2）连接，在刀臂滑板（4-2）上设有刀爪垫板（4-5），刀爪垫板（4-5）的外端部对称连接刀爪（4-6）。

2.根据权利要求1所述的立式加工中心换刀机构，其特征在于：所述的旋转机构包括回转电机（2-3）、回转减速机（2-2）、回转小齿轮（2-5）和回转大齿轮（2-4）；其中回转减速机（2-2）通过减速机支架（2-1）与滑板（1-10）连接，回转减速机（2-2）的输入端与回转电机（2-3）的输出轴连接，回转减速机（2-2）的输出端连接回转小齿轮（2-5），回转支座（4-1）底面的转盘与滑板（1-10）通过轴承连接，转盘的外圆周设置回转大齿轮（2-4），回转大齿轮（2-4）与回转小齿轮（2-5）啮合传动。

3.根据权利要求2所述的立式加工中心换刀机构，其特征在于：所述的回转大齿轮（2-4）的外圆周底面设有转盘撞块（2-8），在回转大齿轮（2-4）的外圆周外侧两端分别设有转盘撞停组件（2-6），每个转盘撞停组件（2-6）的位置与转盘撞块（2-8）的位置对应。

4.根据权利要求1所述的立式加工中心换刀机构，其特征在于：在两个主导轨（1-3）之间设有两个平移撞停块（1-5），两个平移撞停块（1-5）分别设置在底座（1-1）的左右两端；平移撞停块（1-5）的上表面高度大于滑板（1-10）的底面高度。