CN2215961Y - 一种经济型数控转塔刀架 - Google Patents

Abstract

一种经济型数控转塔刀架，为克服其分度转位时 常过位，影响定位可靠性问题，可将回转刀台上的分 度拨销和粗定位销一个轴向布置，另一个径向布置， 二销尾端沿刀台回转圆周方向有重叠部分，控制二销 长度，使其尾端互锁，即只有当一销处于完全啮合时， 其尾部才能让开通道，使另一销退出啮合成为可能， 这样刀台一旦分离过位，粗定位销不能完全啮合，迫 使分度拨销继续啮合，而反转到正确位置处再刹紧。

Description

本实用新型是一种机床附件，主要用来与数控车床配套。

近几年来国内外数控机床发展很快，其中经济型数控车床最为突出，产量也最大，故与之配套的关键附件——经济型数控转塔刀架的开发很受人们瞩目。据悉，国内外生产的这种刀架有六工位和四工位两种，其结构上也五花八门，但最有代表性的是一种插销分度式的转塔刀架，其底座上固定有主轴和与之同轴的固定端齿盘以及带有棘轮分度槽（槽的一侧为径向直面，而另一侧为斜面，只能相对棘爪单向转动的齿槽）的粗定位盘，主轴上空套一个轴向定位并制有轮齿（一般为蜗轮）和螺纹（一般为左旋）的轴套，其轮齿通过传动机构与电动机相连构成驱动系统，其螺纹则与一个只能轴向移动的刹紧端齿盘的内螺纹相匹配，轴套上部固定一个带有与粗定位盘齿向相反的棘轮齿槽的拨套，可绕轴套回转的刀台的内腔固定一个与固定端齿盘齿面相接的动端齿盘，当刹紧端齿盘由轴套上的螺纹驱动下移时，可同时与下面的固定端齿盘和动端齿盘紧密啮合而使刀台精确定位和刹紧，在弹簧的驱动下可轴向移动的分度拨销的前端制有可与拨套上的棘轮齿槽相啮合的棘齿，另一个在弹簧的驱动下可轴向移动的粗定位销的前端制有可与粗定位盘上的棘轮分度槽相啮合的棘齿，另外，在主轴上端的固定法兰盘圆周上均布若干（随工位数而定）供刀台转位计数用的发信元件（一般为霍尔元件），在刀台的上面的相应位置固定一个定位块（一般为永久磁块），其工作原理是，当车床数控系统发出刀台转位的指令时，刀架电动机通过传动机构带动轴套转动（一般为逆时针转动），使得刹紧端齿盘向上移动，当其与下面的固定端齿盘和动端齿盘脱开啮合后，与轴套同步转动的拨套上的棘轮齿槽对准了分度拨销并啮合，于是拨套通过分度拨销带动刀台一并转位，而另一个随刀台同步转动的粗定位销则被固定不动的粗定位盘上的棘轮分度槽的斜面推出，脱离啮合，当该销转至粗定位盘的下一个相应分度槽时，又被弹簧推动与粗定位盘重新啮合，此时相应的发信元件也与刀台上的定位块对准发出信号，使电动机带动轴套反转（一般为顺时针转动），粗定位盘通过分度槽的径向直面使粗定位销连同刀台和分度拨销被止动和定位，拨套上的分度槽斜面将分度拨销推出脱开啮合，轴套继续反转则驱动刹紧端齿盘继续下移与固定端齿盘和动端齿盘紧密啮合，使刀台精确定位和刹紧，从而完成一次刀台转位分度。但由于粗定位销与分度拨销结构上不互锁，各行其事，当刀台已分度到位，粗定位销已与粗定位盘啮合，发信元件已发出反转信号，轴套已反转时，刀台惯性迫使粗定位销仍要正转一个角度（即过位现象），使已啮合的粗定位销又脱开啮合，则已下移的刹紧端齿盘即将刀台刹紧在不正确的位置，甚至不能啮合刹紧，从而破坏了正常的加工程序，甚至还会损坏机床，刀架负荷越大，过位现象就越严重，另外，发信元件安装位置过位也会引起这种失误，严重影响了整台机床的可靠性。

本实用新型的任务是提供一种改进的经济型数控转塔刀架，力图克服上述定位不准的缺陷，使刀台稳定可靠地刹紧在正确位置，从而显著地提高其工作可靠性。

完成上述任务需采取如下设计方案，即在上述现有结构基础上，改进分度拨销和粗定位销的布局和尺寸比例，使二销尾部互锁，也即使一个销沿主轴径向布置，而另一个销为轴向布置，二销尾端沿主轴圆周方向有重叠部分（最好是二销中心线正交，以达到完全重叠），控制两销长度，使只有当其中一销前移处于完全啮合位置时，其尾端才能让开通道，使另一销退出啮合成为可能。

为节省文字，刀台转位原理和过程已如上所述，这里不再累述，以下只将二销之互锁作用及对刀台转位精度的影响简述如下。当刀台分度已到位，而其惯性可能带动粗定位销一起过位，或者由于发信元件安装误差迟发反转信号使刀台过位，此时由于粗定位销与粗定位盘由啮合状态又过渡到不完全啮合状态，甚至又脱开啮合，则该销之尾端挡住了分度拨销的退路，使分度拨销不能与拨套脱开啮合，则轴套反转时将通过分度拨销带动刀台和粗定位销一同反转一个角度，当刀台返回到正确位置时，粗定位销与粗定位盘实现完全啮合，且粗定位盘分度槽径向直面使粗定位销连同刀台及分度拨销一并定位止动，粗定位销尾端才让出通道，使分度拨销被拨套棘轮分度槽斜面推出脱开啮合，轴套继续反转，则其螺纹驱动刹紧端齿盘下移使刀台精确定位和刹紧。本实用新型不仅明显提高了刀架乃至机床的可靠性，而且由于转位精度大大提高，使精定位刹紧机构（三个端齿盘）齿面摩擦显著减轻，从而提高了刀架的精度保持性和寿命，目前该样机已经十余万次分度运转的可靠性试验，尚未出现定位不准故障，可见效果之明显。

以下结合附图给出的实施例对本实用新型加以补充描述。

图1为剖视结构图；

图2为其N－N剖视图；

图3为其M－M局剖图。

参照图1可知其大体结构，即在底座13上固定有主轴12、固定端齿盘11和带端面棘轮分度槽的粗定位盘2，主轴上空套一个只能转动，并带有蜗轮1－B和左旋螺纹1－A的轴套1，电动机可通过齿轮和蜗杆（图中未画出）带动轴套1转动实现分度转位，刹紧端齿盘9不能转动，只能在轴套螺纹1－A驱动下轴向移动实现对刀台的定位刹紧和松开，轴套1的上端用销子固定一个拨套6，其外圆上制有与粗分度盘2齿向相反的棘轮齿槽，可绕轴套1回转的刀台4的内腔固定一个与固定端齿盘11齿面相接的动端齿盘10，实际上二个端齿盘是成组一次加工出来的，故两盘之端齿可同时与刹紧端齿盘9紧密啮合而使刀台4精确定位和刹紧。

由图1～2可知本例中装于刀台4孔中之分度拨销5为径向布置，其前端制有棘齿5－A，尾部有弹簧顶着，随时准备和拨套6上的棘轮齿槽啮合，图2显示了刀台刹紧时，分度拨销5与拨套6上的齿槽的相对位置。分度转位时轴套1逆时针转动先使刹紧端齿盘上移脱开刹紧位置，此时棘齿5－A恰好对准拨套上的齿槽而进入啮合状态，被拨套带动连同刀台4一块分度转位。粗定位销3是装在刀台4轴向孔中的，其中心线与径向安装的分度拨销中心线正交（即完全重叠），控制二销长度，使其尾部互锁，图1上的粗定位销3的棘齿3－A与粗定位盘2正处于完全啮合位置（图3显示了啮合状况），销的尾端大体与分度拨销5之母线平齐，也即刚刚让开通道，使分度拨销5可以退出啮合，反之亦然。为了使二销尾端交错运作顺利柔和，避免一销后退时，顶住另一销母线造成别劲，制作时最好使二销的尾端相邻处制出互补斜面，这样二销活动时，不仅不别劲，还互相用斜面产生的轴向力促进另一销的轴向动作。另外本例使用的发信元件为霍尔元件7（或者为光电管），与其相应的定位块8为永久磁块（或遮光屏）。

Claims (3)

1、一种经济型数控转塔刀架，主要配套于数控车床上，其底座(13)上固定有主轴(12)和与之同轴的固定端齿盘(11)以及带有棘轮分度槽的粗定位盘(2)，主轴上空套一个轴向定位并制有轮齿(1-B)和螺纹(1-A)的轴套(1)，其轮齿可通过传动机构与电动机相连构成驱动系统，其螺纹则与一个只能轴向移动的刹紧端齿盘(9)的内螺纹相匹配，轴套(1)的上部固定一个带有与粗定位盘齿向相反的棘轮齿槽的拨套(6)，可绕轴套(1)回转的刀台(4)的内腔固定一个与固定端齿盘(11)齿面相接的动端齿盘(10)，当刹紧端齿盘(9)由轴套螺纹(1-A)驱动下移时，可同时与下面的固定端齿盘和动端齿盘紧密啮合而使刀台精确定位和刹紧，在弹簧的驱动下可轴向移动的分度拨销(5)的前端制有可与拨套(6)上的棘轮齿槽相啮合的棘齿(5-A)，另一个在弹簧的驱动下可轴向移动的粗定位销(3)的前端制有可与粗定位盘(2)上的棘轮分度槽相啮合的棘齿(3-A)，另外，在主轴上端的固定法兰盘圆周上均布若干供刀台转位计数用的发信元件(7)，在刀台上平面相应位置固定一个定位块(8)，其特征在于，所说的分度拨销(5)和粗定位销(3)一个沿主轴的径向布置，另一个沿轴向布置，二销尾端沿主轴圆周方向有重叠部分，控制二销长度，使只有当其中一销前移处于完全啮合位置时，其尾端才能让出通道，使另一销退出啮合成为可能。

2、根据权利要求1所述的刀架，其特征在于，所说的分度拨销（5）和粗定位销（3）的尾端相邻处制有互补斜面。

3、根据权利要求1或2所述的刀架，其特征在于，所说的发信元件（7）为光电管，而定位块（8）实际上为一个遮光屏。

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