[发明专利]一种数控刀架三联齿盘定位结构

说明书

技术领域

本发明属于数控机床用刀架技术领域，具体涉及一种数控刀架三联齿盘定位结构。

背景技术

随着现代机械制造技术的飞速发展，精密和超精密加工技术已经成为现代机械制造的重要组成部分。数控机床作为机械制造中的重要工具，其精度指标是影响工件加工精度的重要因素，工业的发展进步对机床加工精度的要求不断提高，因此，提高数控机床精度的研究受到了极大的关注。

刀架是车削加工中心和车铣复合加工中心的核心功能部件，其精度和刚度在很大程度上决定了整台机床的加工质量，而目前大部分刀架的精度主要是靠齿盘来保证，因此提高齿盘定位精度的研究具有重要的工程意义。

三联齿盘结构在刀架中应用非常广泛，美国专利US20050132550A1、US20060254384A1、US20100056351A1，中国专利申请201010502859.4均提出了一种依靠三联齿盘实现精确定位的刀架。常规应用的三联齿盘结构是：定齿盘固定在壳体上并靠壳体支撑，动齿盘靠主轴支撑，主轴靠前活塞支撑，前活塞靠壳体内孔支撑；前活塞相对壳体可前后运动，因此两者之间有间隙，主轴相对前活塞可转动，因此两者之间有间隙，这样的支撑关系难以保证动齿盘与定齿盘之间有较高的同轴度，影响整台刀架的刚度和重复定位精度。

发明内容

为克服现有三联齿盘结构的缺陷与不足，本发明提供一种数控刀架三联齿盘定位结构，定齿盘采用螺栓Ⅰ与外壳体固定连接，动齿盘采用螺栓                                                与主轴固定连接，锁紧齿盘采用螺栓固定在前活塞上，前活塞、后活塞安装在外壳体的空腔内，两者均套装在主轴上，前活塞与后活塞之间通过定位销相连，前活塞分别与外壳体、后活塞之间形成油腔Ⅰ、油腔Ⅱ，定齿盘与动齿盘之间设置有复合轴承，复合轴承外圈采用螺栓Ⅱ与定齿盘固定连接，复合轴承内圈采用螺栓与动齿盘固定连接，复合轴承内外圈之间安装有径向滚子和轴向滚子，前活塞套装在主轴外且两者之间留有间隙，上述连接用螺栓均采用铰制孔螺栓。

本发明的有益效果是：

（1）动齿盘与定齿盘通过高精度的复合轴承连接，有效地减小了动齿盘与定齿盘之间的间隙，提高了动齿盘的旋转精度和动齿盘与定齿盘之间的同轴度，从而提高了刀架的定位精度、重复定位精度和刚度；

（2）刀架前活塞与主轴之间留有间隙，无需配合，较传统的前活塞支撑主轴的结构形式降低了零件的加工和装配精度要求。

附图说明

图1是本发明的三联齿盘定位结构示意图；        

图中：1推力滚针轴承；2外壳体；3螺栓Ⅰ；4定齿盘；5复合轴承外圈；6螺栓Ⅱ；7.1复合轴承轴向滚珠Ⅰ；7.2复合轴承轴向滚珠Ⅱ；8复合轴承径向滚珠；9复合轴承内圈；10螺栓；11刀盘安装螺纹孔；12动齿盘；13螺栓；14锁紧齿盘；15螺栓；16前活塞；17定位销；18后活塞；19主轴；20齿轮联接螺纹孔；21.1油腔Ⅰ；21.2油腔Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

本发明的数控刀架三联齿盘定位结构，定齿盘4采用螺栓Ⅰ3与外壳体2固定连接，动齿盘12采用螺栓与主轴19固定连接，动齿盘12外侧设有刀盘安装螺纹孔11，主轴19端部设有齿轮联接螺纹孔20，锁紧齿盘14采用螺栓固定在前活塞16上，前活塞16、后活塞18安装在外壳体2的空腔内，两者均套装在主轴19上，后活塞18与主轴19之间设有推力滚针轴承1，前活塞16与后活塞18之间通过定位销17相连，前活塞16分别与外壳体2、后活塞18之间形成油腔Ⅰ21.1、油腔Ⅱ21.2，定齿盘4与动齿盘12之间设置有复合轴承，复合轴承外圈5采用螺栓Ⅱ6与定齿盘4固定连接，复合轴承内圈9采用螺栓10与动齿盘12固定连接，复合轴承内外圈之间安装有复合轴承轴向滚珠Ⅰ7.1、复合轴承轴向滚珠Ⅱ7.2和复合轴承径向滚珠8，前活塞16套装在主轴19外且两者之间留有间隙，主轴19采用电机、液压泵等驱动，上述连接用螺栓均采用铰制孔螺栓。

该三联齿盘定位结构的工作原理为：换刀时，油腔Ⅰ21.1进油，油腔Ⅱ21.2回油，前活塞16与锁紧齿盘14在高压油的推动下向右运动；待锁紧齿盘14与定齿盘4和动齿盘12脱离时，主轴19带动动齿盘12和刀盘旋转，旋转运动时，动齿盘12相对于定齿盘4的旋转精度由高精度复合轴承刚性保持，从而大大提高了动齿盘12的旋转精度、动齿盘12与定齿盘4的同轴度，进而提高刀架的定位精度、重复定位精度和刚度；刀盘转到指定位置时停止旋转，油腔Ⅰ21.1回油，油腔Ⅱ21.2进油，前活塞16与锁紧齿盘14在高压油的推动下向左运动；待锁紧齿盘14与定齿盘4和动齿盘12完全啮合时，刀架可进行切削。