一種換刀機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，具體涉及一種換刀機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技水平的發(fā)展，制造業(yè)對機(jī)加工的精度的要求也越來越高，傳統(tǒng)的機(jī)加工設(shè)備早已無法勝任日益苛刻的工藝需求，因此誕生了數(shù)控機(jī)床這種自動化程度極高的機(jī)加工設(shè)備，數(shù)控機(jī)床采用數(shù)控系統(tǒng)自動控制機(jī)床的切削、進(jìn)給等動作，能夠?qū)崿F(xiàn)切削量的精準(zhǔn)控制，同時(shí)能夠大大提高生產(chǎn)效率。鉆孔加工中心就屬于一種多用途的的數(shù)控機(jī)床，其主軸驅(qū)動刀具旋轉(zhuǎn)，通過更換不同的刀具可以實(shí)施鉆孔、鏜孔、銑削等多種加工工序，現(xiàn)有技術(shù)中，加工中心的換刀機(jī)構(gòu)主要有兩種，一種是應(yīng)用于大型加工中心的刀庫系統(tǒng)，該刀庫系統(tǒng)往往能存放幾十種甚至上百種刀具，換刀時(shí)刀庫系統(tǒng)先將所需刀具移動到相應(yīng)位置，然后采用機(jī)械手實(shí)現(xiàn)該刀具與原刀具的互換；另一種是將各刀具分別預(yù)裝在一個(gè)動力軸上，換刀時(shí)只需使驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動不同的動力軸旋轉(zhuǎn)即可。然而，上述第一中換刀機(jī)構(gòu)的缺陷在于，成本過高，不適合應(yīng)用于小型鉆孔加工中心；第二種換刀機(jī)構(gòu)的缺陷在于，換刀過程中，動力的切換不流暢，難以對各動力軸實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，影響加工精度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、切換穩(wěn)定的自動換刀機(jī)構(gòu)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案:一種換刀機(jī)構(gòu)，包括刀盤，所述刀盤的周面上間隔設(shè)置有多個(gè)用于裝夾刀具的切削主軸，各切削主軸沿刀盤徑向轉(zhuǎn)動設(shè)置；所述刀盤與一轉(zhuǎn)軸同軸固定，所述轉(zhuǎn)軸周向轉(zhuǎn)動、軸向滑動設(shè)置在機(jī)箱上，第一驅(qū)動單元驅(qū)動轉(zhuǎn)軸周向轉(zhuǎn)動，第二驅(qū)動單元驅(qū)動轉(zhuǎn)軸軸向滑動；所述機(jī)箱上固定設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸同軸的定齒盤，所述轉(zhuǎn)軸或刀盤上設(shè)置有動齒盤，所述動齒盤與轉(zhuǎn)軸和刀盤相對固定，當(dāng)轉(zhuǎn)軸沿軸向滑動時(shí)，能夠使動齒盤和定齒盤嚙合或分離。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于:刀盤的旋轉(zhuǎn)動作通過齒盤來進(jìn)行定位，確保每一次換刀時(shí)，相應(yīng)的切削主軸都能夠精準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)到位，另外，齒盤還能夠起到周向限位的作用，防止工作過程中刀盤發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
【附圖說明】
[0006]圖1、圖2是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0007]圖3是本實(shí)用新型的立體剖切結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖4是本實(shí)用新型的剖視圖；
[0009]圖5是圖4的I局部放大視圖；
[0010]圖6是本實(shí)用新型的刀盤及轉(zhuǎn)軸裝配結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1-6所示，一種換刀機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動設(shè)置在機(jī)箱10上的刀盤20，以及用于驅(qū)動刀盤20轉(zhuǎn)動的第一驅(qū)動單元30，所述刀盤20圓周方向上間隔設(shè)置有多個(gè)用于裝夾刀具的切削主軸23，各切削主軸23沿刀盤20徑向轉(zhuǎn)動設(shè)置且各切削主軸23內(nèi)端均設(shè)有齒輪24 ;所述刀盤20沿自身軸線方向伸縮設(shè)置，且機(jī)箱10上設(shè)有用于驅(qū)動刀盤20伸縮的第二驅(qū)動單元；所述機(jī)箱10上還設(shè)有過渡齒輪41，所述過渡齒輪41由機(jī)箱上設(shè)置的第三驅(qū)動單元40驅(qū)動，所述第一驅(qū)動單元30、第二驅(qū)動單元驅(qū)動刀盤20旋轉(zhuǎn)、伸縮的過程中，能夠使各切削主軸23內(nèi)端的齒輪24與所述過渡齒輪41交替嚙合。
[0012]進(jìn)一步的，如圖3、4所示，所述刀盤20與一轉(zhuǎn)軸11同軸固定，所述轉(zhuǎn)軸11周向轉(zhuǎn)動、軸向滑動設(shè)置在機(jī)箱10上，所述第一驅(qū)動單元30驅(qū)動轉(zhuǎn)軸11轉(zhuǎn)動，第二驅(qū)動單元驅(qū)動轉(zhuǎn)軸11滑動，所述機(jī)箱10上固定設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸11同軸的定齒盤17，所述轉(zhuǎn)軸11或刀盤20上設(shè)置有動齒盤27，所述動齒盤27與轉(zhuǎn)軸11和刀盤20相對固定，當(dāng)轉(zhuǎn)軸11沿軸向滑動時(shí)，能夠使動齒盤27和定齒盤17嚙合或分離。動齒盤27和定齒盤17相互嚙合能夠確保各切削主軸23精準(zhǔn)定位，在加工過程中刀盤20不會產(chǎn)生任何轉(zhuǎn)動，加工精度得到保證。
[0013]優(yōu)選的，如圖3、4所示，所述第二驅(qū)動單元包括機(jī)箱10上設(shè)置的與機(jī)箱10殼體一體式加工成型的液壓缸缸體12，所述轉(zhuǎn)軸11上設(shè)有活塞13，所述活塞13在缸體12內(nèi)與缸體12構(gòu)成滑動配合，所述機(jī)箱10殼體內(nèi)部設(shè)有用于連通缸體12內(nèi)腔與液壓源的液壓管路14。本實(shí)用新型的液壓缸與機(jī)箱10 —體式鑄造成型，結(jié)構(gòu)緊湊，避免產(chǎn)生裝配誤差，運(yùn)動精度得以保證。
[0014]優(yōu)選的，所述第一驅(qū)動單元30為伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)的主軸通過第一減速齒輪組31與轉(zhuǎn)軸11上設(shè)置的從動齒輪32構(gòu)成傳動配合；所述轉(zhuǎn)軸11上還設(shè)有信號輪15，所述機(jī)箱10上設(shè)有傳感器16，所述信號輪15與轉(zhuǎn)軸11相對固定設(shè)置，所述信號輪(15)的外環(huán)面呈階梯狀，且信號輪(15)其中一個(gè)端面的邊緣處設(shè)有一軸向延伸的凸塊(151)，所述傳感器(16)包括與信號輪(15)端面相對的第一傳感器(161)，與信號輪(15)外環(huán)面相對的第二傳感器(162)，以及與所述凸塊(151)相對的第三傳感器(163)，所述傳感器16的信號輸出端以及伺服電機(jī)的驅(qū)動信號輸入端均與數(shù)控系統(tǒng)相連。伺服電機(jī)配合數(shù)控系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)控制旋轉(zhuǎn)角度，省去了傳統(tǒng)刀盤的分度結(jié)構(gòu)，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性。所述第一傳感器161通過檢測信號輪15端面的位移來檢測刀盤20的鎖緊動作(即動齒盤與定齒盤的嚙合動作)；第二傳感器162通過檢測信號輪15臺階面的位移來檢測刀盤20的脫開動作(即動齒盤與定齒盤的分離動作)，第三傳感器163通過檢測凸塊151的位置來檢測刀盤20的零點(diǎn)位置，用于刀盤20復(fù)位。
[0015]優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)軸11貫穿機(jī)箱10內(nèi)腔且轉(zhuǎn)軸11兩端分別從機(jī)箱10前后兩端懸伸而出，所述刀盤20安裝在機(jī)箱10前端懸伸的轉(zhuǎn)軸11上，所述液壓缸缸體12位于機(jī)箱10后端，信號輪15及活塞13安裝在機(jī)箱10后端懸伸的轉(zhuǎn)軸11上，從動齒輪32及第一減速齒輪組31均位于機(jī)箱10內(nèi)部。
[0016]進(jìn)一步的，所述刀盤20包括與轉(zhuǎn)軸11端部固接的端板21，以及安裝在該端板21上的環(huán)狀殼體22，所述環(huán)狀殼體22向機(jī)箱10所在一側(cè)懸伸設(shè)置，所述各切削主軸20均安裝在該環(huán)狀殼體22上，所述動齒盤27安裝在該環(huán)狀殼體22內(nèi)端，所述定齒盤17固定在機(jī)箱10前端的殼壁上。
[0017]進(jìn)一步的，所述環(huán)狀殼體22與機(jī)箱10前端殼壁之間設(shè)有動密封裝置，所述動密封裝置包括定齒盤17外圍的機(jī)箱10殼壁上設(shè)置的密封環(huán)18，所述密封環(huán)18外端設(shè)有環(huán)形凸部，所述環(huán)狀殼體22內(nèi)端設(shè)有環(huán)形卡槽，所述環(huán)形凸部插接在環(huán)形卡槽內(nèi)且二者構(gòu)成間隙配合，所述環(huán)形凸部的側(cè)壁上設(shè)有環(huán)形槽，該環(huán)形槽內(nèi)設(shè)有密封圈181。加工中心所處環(huán)境中往往存在鐵削等雜物，這些雜物進(jìn)入機(jī)箱10內(nèi)部會導(dǎo)致傳動機(jī)構(gòu)加速磨損，設(shè)置動密封裝置能夠避免鐵削從刀盤20與機(jī)箱10之間的縫隙中進(jìn)入機(jī)箱10內(nèi)部。
[0018]優(yōu)選的，所述機(jī)箱10前端的殼壁上還設(shè)有過渡齒輪座19，所述過渡齒輪座19包括機(jī)箱10殼壁上凸伸設(shè)置的套管，所述套管的下方外壁上設(shè)有向下凸伸的短軸191，所述過渡齒輪41安裝在該短軸191上，所述機(jī)箱10前端殼壁上還設(shè)有與過渡齒輪41位置相對應(yīng)的條形孔，所述過渡齒輪41通過該條形孔與機(jī)箱10內(nèi)設(shè)置的第二減速齒輪組42的末端齒輪43嗤合，該第二減速齒輪組42的輸入端與一主軸電機(jī)相連，該主軸電機(jī)即為第三驅(qū)動單元40。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括刀盤(20)，所述刀盤(20)周面上間隔設(shè)置有多個(gè)用于裝夾刀具的切削主軸(23)，各切削主軸(23)沿刀盤(20)徑向轉(zhuǎn)動設(shè)置；所述刀盤(20)與一轉(zhuǎn)軸(11)同軸固定，所述轉(zhuǎn)軸(11)周向轉(zhuǎn)動、軸向滑動設(shè)置在機(jī)箱(10)上，第一驅(qū)動單元(30)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸(11)周向轉(zhuǎn)動，第二驅(qū)動單元驅(qū)動轉(zhuǎn)軸(11)軸向滑動；所述機(jī)箱(10)上固定設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸(11)同軸的定齒盤(17)，所述轉(zhuǎn)軸(11)或刀盤(20)上設(shè)置有動齒盤(27)，所述動齒盤(27)與轉(zhuǎn)軸(11)和刀盤(20)相對固定，當(dāng)轉(zhuǎn)軸(11)沿軸向滑動時(shí)，能夠使動齒盤(27)和定齒盤(17)嚙合或分離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述第二驅(qū)動單元包括機(jī)箱(10)上設(shè)置的與機(jī)箱(10)殼體一體式加工成型的液壓缸缸體(12)，所述轉(zhuǎn)軸(11)上設(shè)有活塞(13)，所述活塞(13)在缸體(12)內(nèi)與缸體(12)構(gòu)成滑動配合，所述機(jī)箱(10)殼體內(nèi)部設(shè)有用于連通缸體(12)內(nèi)腔與液壓源的液壓管路(14)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述第一驅(qū)動單元(30)為伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)的主軸通過第一減速齒輪組(31)與轉(zhuǎn)軸(11)上設(shè)置的從動齒輪(32)構(gòu)成傳動配合；所述轉(zhuǎn)軸(11)上還設(shè)有信號輪(15)，所述機(jī)箱(10)上設(shè)有傳感器(16)，所述信號輪(15)與轉(zhuǎn)軸(11)相對固定設(shè)置，所述信號輪(15)的外環(huán)面呈階梯狀，且信號輪(15)其中一個(gè)端面的邊緣處設(shè)有一軸向延伸的凸塊(151)，所述傳感器(16)包括與信號輪(15)端面相對的第一傳感器(161)，與信號輪(15)外環(huán)面相對的第二傳感器(162)，以及與所述凸塊(151)相對的第三傳感器(163)，所述傳感器(16)的信號輸出端以及伺服電機(jī)的驅(qū)動信號輸入端均與數(shù)控系統(tǒng)相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)軸(11)貫穿機(jī)箱(10)內(nèi)腔且轉(zhuǎn)軸(11)兩端分別從機(jī)箱(10)前后兩端懸伸而出，所述刀盤(20)安裝在機(jī)箱(10)前端懸伸的轉(zhuǎn)軸(11)上，所述液壓缸缸體(12)位于機(jī)箱(10)后端，信號輪(15)及活塞(13)安裝在機(jī)箱(10)后端懸伸的轉(zhuǎn)軸(11)上，從動齒輪(32)及第一減速齒輪組(31)均位于機(jī)箱(10)內(nèi)部。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述刀盤(20)包括與轉(zhuǎn)軸(11)端部固接的端板(21)，以及安裝在該端板(21)上的環(huán)狀殼體(22)，所述環(huán)狀殼體(22)向機(jī)箱(10)所在一側(cè)懸伸設(shè)置，所述各切削主軸(20)均安裝在該環(huán)狀殼體(22)上，所述動齒盤(27)安裝在該環(huán)狀殼體(22)內(nèi)端，所述定齒盤(17)固定在機(jī)箱(10)前端的殼壁上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述環(huán)狀殼體(22)與機(jī)箱(10)前端殼壁之間設(shè)有動密封裝置，所述動密封裝置包括定齒盤(17)外圍的機(jī)箱(10)殼壁上設(shè)置的密封環(huán)(18)，所述密封環(huán)(18)外端設(shè)有環(huán)形凸部，所述環(huán)狀殼體(22)內(nèi)端設(shè)有環(huán)形卡槽，所述環(huán)形凸部插接在環(huán)形卡槽內(nèi)且二者構(gòu)成間隙配合，所述環(huán)形凸部的側(cè)壁上設(shè)有環(huán)形槽，該環(huán)形槽內(nèi)設(shè)有密封圈(181)。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，具體涉及一種換刀機(jī)構(gòu)，包括刀盤，所述刀盤圓周方向上間隔設(shè)置有多個(gè)用于裝夾刀具的切削主軸，各切削主軸沿刀盤徑向轉(zhuǎn)動設(shè)置；所述刀盤與一轉(zhuǎn)軸同軸固定，所述轉(zhuǎn)軸周向轉(zhuǎn)動、軸向滑動設(shè)置在機(jī)箱上，第一驅(qū)動單元驅(qū)動轉(zhuǎn)軸周向轉(zhuǎn)動，第二驅(qū)動單元驅(qū)動轉(zhuǎn)軸軸向滑動；所述機(jī)箱上固定設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸同軸的定齒盤，所述轉(zhuǎn)軸或刀盤上設(shè)置有動齒盤，所述動齒盤與轉(zhuǎn)軸和刀盤相對固定，當(dāng)轉(zhuǎn)軸沿軸向滑動時(shí)，能夠使動齒盤和定齒盤嚙合或分離。本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于：刀盤的旋轉(zhuǎn)動作通過齒盤來進(jìn)行定位，確保每一次換刀時(shí)，相應(yīng)的切削主軸都能夠精準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)到位，另外，齒盤還能夠起到周向限位的作用，防止工作過程中刀盤發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
【IPC分類】B23Q37/00, B23Q3/157
【公開號】CN204997430
【申請?zhí)枴緾N201520709184
【發(fā)明人】尹建賀, 鄭勝華, 胡勝來
【申請人】宣城市建林機(jī)械有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月11日