[实用新型]一种转塔型刀架的刀盘快换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及数控车床的刀架装置，按国际专利分类表(IPC)划分属作业、运输部，成型分部，机床，车削、镗削大类，车削小类，刀架，车床专用的部件和附件的技术领域，具体涉及一种转塔型刀架的刀盘快换装置。

背景技术

车床刀架通常有两种类型：一种是四方型刀架，多配置于普通车床，采用手动换刀；另一种是转塔型刀架，常配置于数控车床，实现机床的自动换刀。转塔型刀架一般由刀盘、分度定位机构夹紧机构及刀夹等组成，目前数控车床采用的转塔型回转刀架主要有：德国的Sauter(肖特)、意大利的Baruffaldi(巴鲁法迪)和德国VDF公司以及中国大连机床集团的螺旋式回转刀架等等。不管哪种转塔型刀架，为了满足换刀的需要，它都需要实现升起、转位、定位、落下和夹紧固定等动作。转塔型刀架已成为数控车床设计中的重要功能部件之一，作为独立而完整的系列化部件，由专业厂家生产和供应。其优点：(1)刀架一次装夹可安装多种形式的刀具，如内外圆车刀、螺纹刀、镗刀和割断刀等；(2)换刀准确，在PLC(可编程逻辑控制器)及其软件配合下，可实现最短路线逻辑选刀；(3)结构简单，定位夹紧可靠，强度高，能承受机床强力切削和连续长时间正常工作；(4)定位精度高，且有较高的精度稳定性和保持性。不足的是：在自动化程度高的生产线上针对复杂零件的加工，因刀盘上一把刀具的损坏，会迫使机床停下来，然后重新装刀和对刀，这不仅浪费很多工作时间，更重要的是影响生产线上其它工序的正常工作，从而造成自动化生产线的效率不能充分发挥出来。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种转塔型刀架的刀盘快换装置，以解决自动化生产线上复杂零件车削加工换刀时间长的问题，提高复杂零件的加工质量，充分发挥自动化生产线的多工序并行性的优势。

本实用新型的技术解决方案是：该刀盘快换装置包括刀盘、短锥柄、刀架机座、主轴、拉杆轴、弹簧套、弹簧、蜗杆、蜗轮、偏心凸轮和电机，短锥柄上设定位锥面、定位端面和夹紧球面，在刀架机座的中心孔中安装中空的主轴，主轴端面的主轴孔内安装拉杆轴，拉杆轴上套装弹簧套，弹簧套的右端勾头勾在主轴的主轴孔的槽中，由拉杆轴的外圆凸起防止弹簧套脱离主轴，短锥柄经平键由短锥柄的定位锥面和定位端面双重定位固定在刀盘上，拉杆轴的左端锥度撑开弹簧套的左端勾头，弹簧套的左端勾头涨紧短锥柄的夹紧球面拉住短锥柄，转动端齿盘固定在主轴端面，固定端齿盘固定在刀架机座上，转动端齿盘与固定端齿盘相互啮合，拉杆轴上套装弹簧，弹簧通过拉杆轴右端的螺母和锁紧螺母调节并锁紧，拉杆轴依靠弹簧的作用保证刀盘始终紧靠主轴，在主轴外经挡块安装蜗轮套，蜗轮套上经轴承安装相互配合的蜗轮和蜗杆，蜗杆经同步带轮和同步带联接电机，电机安装在刀架机座上，轴承经钢珠安装在主轴上，在刀架机座上通过轴承安装凸轮轴，凸轮轴上的偏心凸轮配合拉杆轴的锁紧螺母，凸轮轴的末端上通过曲柄安装手柄。

本实用新型的详细工作过程如下：

(1)刀盘装卸

安装刀盘时，将短锥柄经平键固定到刀盘上，利用短锥柄的定位锥面和定位端面双重定位，借助平键提高刀盘刚性并找正刀盘位置，依靠拉杆轴的左端锥度撑开弹簧套的左端勾头，弹簧套的左端勾头涨紧短锥柄的夹紧球面拉住短锥柄，主轴转速愈高刀盘被夹持愈紧；

(2)更换刀盘

更换刀盘时，转动手柄，使得偏心凸轮转动，偏心凸轮使得拉杆轴克服弹簧的作用轴向向前移动，弹簧套的后端收缩，短锥柄连同刀盘被松开，刀盘与主轴分离，在更换刀盘过程中，利用偏心凸轮的死点实现自锁；

(3)刀盘伸起

换刀指令通过数控系统的PLC控制电机正转，从而使蜗轮套正转，主轴向前移动，使得固定在主轴端面的转动端齿盘与固定在刀架机座上的固定端齿盘脱开，实现刀盘伸起；

(4)刀盘转位

固定在主轴端面的转动端齿盘与固定在刀架机座上的固定端齿盘脱开后，电机继续正转，当固定在蜗轮套上的两个挡块转动到主轴的凸起部分时，使得主轴和蜗轮套一起转动，从而带动刀盘完成转位分度运动；当刀盘转到给定的刀位时，该刀位的霍尔开关发信号，使得电机正转停止，实现刀盘的转位；

(5)刀盘初定位

为了防止主轴转动的惯性带来转动位置的误差，运用主轴右端的弹簧、钢珠实现初定位；

(6)刀盘落下与锁紧

刀盘初定位后，数控系统的PLC控制电机反转，从而使蜗轮套也反转，主轴向后移动，使得固定在主轴端面的转动端齿盘与固定在刀架机座上的固定端齿盘啮合，从而锁紧刀盘完成换刀动作，电机反转停止由PLC通过时间设定来控制。