專利名稱：一種凸輪連桿式同步松刀機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種立式加工中心用松刀裝置，具體是指一種凸輪連桿式同步松刀機構。
背景技術：
立式加工中心主軸的松拉刀動作是機床加工中必不可少的過程，目前數(shù)控機床的加工中心松刀機構動力源與刀庫ATC動力源是相互分離、各自獨立運行的。由于主軸松刀機構一般都采用氣缸松刀、油缸松刀或氣油結合松刀這三種形式，因此當這些主軸松刀機構動力源與刀庫ATC動力源相配合進行松刀動作時，這兩者之間必須有著嚴格準確的邏輯運動關系(即刀庫ATC必須處于抓刀位置時，松刀機構才能松刀；松刀機構運動到位后，刀庫ATC才能執(zhí)行換刀動作)。為了確保兩者之間的準確邏輯關系，傳統(tǒng)的松刀機構動力源均是按照先將若干檢測開關所采集到的動作位置信息匯總到CNC系統(tǒng)進行判斷和計算后，再與刀庫ATC動力源相配合實現(xiàn)對主軸的松刀動作的。由于松刀機構的松刀時間直接決定了整個數(shù)控機床的換刀效率，而目前的這三種松刀機構中以氣缸松刀時間為最短，一般在1 3秒之間，但其松刀時間仍不能滿足數(shù)控機床高速運行時的松刀需求，其松刀效率仍然非常偏低；同時，由于該氣缸松刀裝置主要是運用在皮帶傳動主軸機床上的，而對于非皮帶傳動的直聯(lián)主軸就不能使用，因此不能滿足直聯(lián)主軸機床的需求。加之，由于這些松刀機構在與刀庫ATC配合進行松刀時不僅存在較多的檢測環(huán)節(jié)，而當其中任何一個檢測環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會導致松刀過程停止，甚至還會造成整個加工中心損毀，而且這些氣缸松刀機構和油缸松刀機構還存在漏油污染主軸皮帶或將主軸軸承的潤滑油脂稀釋的危險，因此目前的數(shù)控機床松刀結構設計仍十分不合理，還存以上這些較為致命的缺陷。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服目前立式加工中心直聯(lián)主軸機床松刀效率低下、松刀結構設計不合理的缺陷，提供一種由凸輪刀庫提供松刀動力的松刀裝置來進行松刀動作、 而且還能顯著提高其松刀效率、完全避免松刀結構設計不合理而存在的會導致松刀過程停止，甚至損壞整個加工中心缺陷的一種凸輪連桿式同步松刀機構。本實用新型的目的通過下述技術方案實現(xiàn)一種凸輪連桿式同步松刀機構，主要由主軸箱、以及設置在該主軸箱內(nèi)部且?guī)Ю稐U的主軸組成，同時在該主軸箱的頂部設有凸輪傳動機構、而在主軸箱的內(nèi)部則設有用于下壓主軸拉刀桿的連桿傳動機構，且該連桿傳動機構通過設置于主軸箱內(nèi)部的伸縮式傳動機構與該凸輪傳動機構相連接。進一步地，所述的凸輪傳動機構由固定在主軸箱上的凸輪支座、設置在該凸輪支座上并能自由旋轉的凸輪軸、以及與該凸輪軸固定連接并能隨之轉動的打刀凸輪和壓桿組成，同時在該壓桿上還設有能自由轉動的大滾輪。[0008]所述的伸縮式傳動機構由與主軸箱固定相連的法蘭套、與該法蘭套固定相連的法蘭蓋、設置在法蘭套內(nèi)部并能沿其內(nèi)壁上下滑動的軸、設置在該法蘭套內(nèi)部用于頂持該軸的彈簧、以及一端與所述大滾輪相接觸另一端穿過法蘭蓋與軸固定相連的螺栓組成。所述的連桿傳動機構由一端通過鉸接頭與軸固定相連，另一端通過固定軸與主軸箱相連接并能隨之轉動的連桿，以及設置在該連桿上并與所述拉刀桿相接觸的用于下壓該拉刀桿的單桿軸承組成。為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述壓桿上設有一個帶連接平面的楔銷，而在凸輪軸的表面上加工有一個與該連接平面相匹配的軸平面，所述的壓桿通過楔銷連接平面與凸輪軸的軸平面貼合后與凸輪軸結合在一起；而所述的打刀凸輪則通過脹套與該凸輪軸固定相連。為了確保在手動情況下也能進行松刀動作，因此在該主軸箱上還設有與壓桿相連接并用于驅動該壓桿轉動的手動換刀驅動組件。而所述的手動換刀驅動組件由設置在主軸箱上的手動換刀氣缸、設置在該手動換刀氣缸伸縮桿上的氣缸接頭、與該手動換刀氣缸本體相連接的導向支架、與該導向支架相連接并能沿其表面滑動的導向塊、以及通過氣缸鎖緊螺母與氣缸接頭相連接的小滾輪組成，所述的導向塊還與該氣缸接頭相連接。本實用新型較現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及有益效果(1)本實用新型由純機械傳動的方式替代了傳統(tǒng)松刀機構需要通過若干復雜的檢測裝置才能與刀庫ATC動力源一起對數(shù)控機床主軸進行松刀動作的過程，由于采用純機械傳動不再需要氣缸、油缸等中間環(huán)節(jié)及中間檢測環(huán)節(jié)，因此只要調試得當，除了零件質量問題外幾乎可以完全確保松刀過程無任何故障發(fā)生，其工作穩(wěn)定性能非?？煽?。(2)本實用新型通過凸輪傳動機構與凸輪刀庫的精密配合，不僅能確保刀庫ATC 在抓刀到位的同時保障松刀機構松刀到位，實現(xiàn)零松刀時間，而且還能實現(xiàn)主軸與刀庫換刀、松刀同步，其換刀時間只需0. 9秒(刀對刀)，其換刀時間遠遠小于傳統(tǒng)的換刀時間。(3)由于本實用新型為純機械結構，在日常維護中僅需要檢查各部位緊固件是否松動以及在運動部位添加潤滑脂即可，無需進行大的維護。即使發(fā)生零件損壞的情況也可通過更換單件實現(xiàn)修復，因此其維護成本和故障率均較低。(4)本實用新型采用脂潤滑方式進行潤滑，因此沒有漏油及稀油污染的危險，不存在漏油污染的問題。

圖1為本實用新型的整體結構示意圖。圖2為本實用新型不具有手動換刀驅動組件時的結構示意圖。圖3為本實用新型具有手動換刀驅動組件時的結構示意圖。其中，附圖中所記載的附圖標記名稱分別為1-手動換刀氣缸，2-氣缸接頭，3-氣缸鎖緊螺母，4-導向塊，5-導向支架，6-小滾輪，7-壓桿，8-凸輪支座，9-打刀凸輪，10-凸輪軸，11-鎖緊螺釘，12-楔銷，13-大滾輪， 14-螺栓，15-螺母，16-法蘭蓋，17-法蘭套，18-彈簧，19-軸，20-鉸接頭，21-單桿軸承， 22-連桿，23-主軸，24-主軸箱，25-刀庫打刀擺臂。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例1如圖1、2所示，本實用新型的主軸23設置在主軸箱M的內(nèi)部，且在該主軸23的內(nèi)部還設有能沿著其內(nèi)壁上下滑動的用于實現(xiàn)松刀動作的拉刀桿，即該主軸23與主軸箱M 固定在一起，而拉刀桿則能沿著主軸23的內(nèi)壁上下滑動。為了確保刀庫ATC動力源能與松刀機構實現(xiàn)嚴格準確的邏輯運動關系，因此本實用新型在主軸箱M的端面上設有凸輪傳動機構，而與刀庫ATC動力源相連接的刀庫打刀擺臂25則與該凸輪傳動機構相接觸，以確保當該刀庫打刀擺臂25擺動時能驅動主軸23的拉刀桿下壓實現(xiàn)松刀動作。所述的凸輪傳動機構由固定在主軸箱M上的凸輪支座8、穿過該凸輪支座8并能自由旋轉的凸輪軸10、以及分別設置在該凸輪軸10兩側的打刀凸輪9和壓桿7組成。為了確保打刀凸輪9和壓桿7與凸輪軸10之間的連接穩(wěn)固性能，在該凸輪軸10的表面上沿著其軸線還加工有一個軸平面，所述的打刀凸輪9通過脹套與該凸輪軸10固定連接，而在壓桿7上則還設有鎖緊螺釘11和與該鎖緊螺釘11相連接且具有連接平面的楔銷12。楔銷12的連接平面與凸輪軸10的軸平面相匹配，連接時，該連接平面與軸平面緊密貼合，從而起到防止該壓桿7與凸輪軸10之間發(fā)生相對轉動的功能。同時，通過緊固該鎖緊螺釘11 能確保壓桿7能與凸輪軸10連接在一起。相應地，在該壓桿7的一端還設置有一個大滾輪 13，且該大滾輪13能沿著其自身的轉軸自由旋轉。伸縮式傳動機構和連桿傳動機構是本實用新型實現(xiàn)打刀凸輪9與拉刀桿同步動作的關鍵部件。如圖所示2所示，該伸縮式傳動機構整體位于主軸箱M的內(nèi)部，其主要由與主軸箱M固定相連的法蘭套17，固定在該法蘭套17開口端的法蘭蓋16，設置在法蘭套 17內(nèi)部并能沿其內(nèi)壁上下滑動的軸19，設置在該法蘭套17內(nèi)部并套在該軸19上用于頂持該軸19的彈簧18，以及一端穿過法蘭蓋16并與軸19螺紋相連、另一端則與大滾輪13相接觸的螺栓14組成。同時，在該螺栓14上還設有軸19緊固在一起的螺母15。為了確保軸19在不進行松刀動作時處于法蘭套17的頂部，因此該彈簧18在自然狀態(tài)下需要處于頂持狀態(tài)。當大滾輪13下壓該螺栓14時，確保在壓縮彈簧18的同時，整個軸19便沿法蘭套17的內(nèi)壁向下滑動。所述的連桿傳動機構由連桿22及單桿軸承21組成。連接時，該連桿22的一端通過固定軸與主軸箱M的內(nèi)壁相連接，并能繞固定軸轉動；連桿22的另一端則設置有鉸接頭 20，所述軸19的下端則與該鉸接頭20活動相連，以確保軸19沿著法蘭套17的內(nèi)壁向下滑動時能驅動該連桿22繞固定軸轉動向下擺動。單桿軸承21設置在連桿22上并與主軸23 內(nèi)部的拉刀桿活動連接，從而確保整個連桿22向下擺動時，通過該單桿軸承21能下壓該拉刀桿，從而實現(xiàn)松刀功能。使用時，所述的刀庫打刀擺臂25逆時針擺動(以圖2所示結構為例)，從而撥動打刀凸輪9，促使該打刀凸輪9帶動凸輪軸10也逆時針轉動。固定在該凸輪軸10上的壓桿7 也隨該凸輪軸10逆時針轉動，從而使得設置在壓桿7上的大滾輪13向下擠壓螺栓14及軸 19 ；該軸19通過鉸接頭20帶動連桿22繞固定軸轉動，進而促使單桿軸承21向下擠壓主軸
523內(nèi)部的拉刀桿，最終實現(xiàn)主軸的松刀功能。在完成松刀及換刀動作后，刀庫打刀擺臂25 順時針擺動退回初始位置脫離打刀凸輪9，在主軸23內(nèi)部的蝶簧作用下實現(xiàn)緊刀動作，整個松刀機構在彈簧18的推力作用下回到初始位置，單桿軸承21脫離主軸拉刀桿，這時加工中心的主軸23便可以轉動進行加工作業(yè)。實施例2考慮到在某些場合下需要進行手動松刀，因此本實施例在實施例1的基礎上還增加了一套手動換刀驅動組件。如圖3所示，該手動換刀驅動組件由手動換刀氣缸1、氣缸接頭2、導向支架5、導向塊4及小滾輪6組成。所述的手動換刀氣缸1也固定在主軸箱M上，而導向支架5則固定在手動換刀氣缸1的本體上，小滾輪6通過氣缸鎖緊螺母3與氣缸接頭2相連接。同時，導向塊4的一端還與氣缸接頭2相連接，另一端則與導向支架5相連接。當啟動手動換刀氣缸1時，該導向塊4能沿著導向支架5的上下滑動，進而確保該小滾輪6能精準的與壓桿7 相接觸，而不會出現(xiàn)偏差。使用時，該手動換刀氣缸1的伸縮桿向上運動，從而通過該小滾輪6驅動壓桿7繞凸輪軸10逆時針旋轉，并由設置在壓桿7上的大滾輪下壓螺栓14及軸19 ；該軸19再通過鉸接頭20帶動連桿22繞固定軸轉動，進而促使單桿軸承21向下擠壓主軸23內(nèi)部的拉刀桿，最終實現(xiàn)主軸的松刀功能。如上所述，便可以很好的實現(xiàn)本實用新型。
權利要求1.一種凸輪連桿式同步松刀機構，主要由主軸箱(M)、以及設置在該主軸箱04)內(nèi)部且?guī)Ю稐U的主軸組成，其特征在于在該主軸箱04)的頂部設有凸輪傳動機構、而在主軸箱04)的內(nèi)部則設有用于下壓主軸拉刀桿的連桿傳動機構，且該連桿傳動機構通過設置于主軸箱04)內(nèi)部的伸縮式傳動機構與該凸輪傳動機構相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種凸輪連桿式同步松刀機構，其特征在于所述的凸輪傳動機構由固定在主軸箱04)上的凸輪支座(8)、設置在該凸輪支座(8)上并能自由旋轉的凸輪軸(10)、以及與該凸輪軸(10)固定連接并能隨之轉動的打刀凸輪(9)和壓桿(7)組成，同時在該壓桿(7)上還設有能自由轉動的大滾輪(13)。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種凸輪連桿式同步松刀機構，其特征在于所述的伸縮式傳動機構由與主軸箱04)固定相連的法蘭套(17)、與該法蘭套(17)固定相連的法蘭蓋(16)、設置在法蘭套(17)內(nèi)部并能沿其內(nèi)壁上下滑動的軸(19)、設置在該法蘭套(17)內(nèi)部用于頂持該軸(19)的彈簧(18)、以及一端與所述大滾輪(1 相接觸另一端穿過法蘭蓋(17)與軸(19)固定相連的螺栓(14)組成。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種凸輪連桿式同步松刀機構，其特征在于所述的連桿傳動機構由一端通過鉸接頭OO)與軸(19)固定相連，另一端通過固定軸與主軸箱04)相連接并能隨之轉動的連桿(22)，以及設置在該連桿0 上用于下壓主軸拉刀桿的單桿軸承組成。
5.根據(jù)權利要求2 4任一項所述的一種凸輪連桿式同步松刀機構，其特征在于所述壓桿(7)上設有一個帶連接平面的楔銷(12)，而在凸輪軸(10)的表面上則加工有一個與該連接平面相匹配的軸平面，所述的壓桿(7)通過楔銷(1 的連接平面與凸輪軸(10)的軸平面貼合后與凸輪軸(10)結合在一起。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種凸輪連桿式同步松刀機構，其特征在于所述的打刀凸輪(9)通過脹套與該凸輪軸(10)固定相連。
7.根據(jù)權利要求4所述的一種凸輪連桿式同步松刀機構，其特征在于在該主軸箱 (24)上還設有與壓桿(7)相連接并用于驅動該壓桿(7)轉動的手動換刀驅動組件。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種凸輪連桿式同步松刀機構，其特征在于所述的手動換刀驅動組件由設置在主軸箱04)上的手動換刀氣缸(1)、設置在該手動換刀氣缸(1)伸縮桿上的氣缸接頭( 、與該手動換刀氣缸(1)本體相連接的導向支架( 、與該導向支架(5) 相連接并能沿其表面滑動的導向塊(4)、以及通過氣缸鎖緊螺母( 與氣缸接頭( 相連接的小滾輪(6)組成，所述的導向塊⑷還與該氣缸接頭(2)相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種凸輪連桿式同步松刀機構，主要由主軸箱(24)、以及設置在該主軸箱(24)內(nèi)部且?guī)Ю稐U的主軸(23)組成，其特征在于在該主軸箱(24)的頂部設有凸輪傳動機構、而在主軸箱(24)的內(nèi)部則設有用于下壓主軸(23)拉刀桿的連桿傳動機構，且該連桿傳動機構通過設置于主軸箱(24)內(nèi)部的伸縮式傳動機構與該凸輪傳動機構相連接。本實用新型為純機械傳動，不再需要氣缸、油缸等中間環(huán)節(jié)及中間檢測環(huán)節(jié)，因此只要調試得當，除了零件質量問題外幾乎可以完全確保松刀過程無任何故障發(fā)生，其工作穩(wěn)定性能非?？煽俊?br> 文檔編號B23Q3/155GK201940845SQ201020657028
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權日2010年12月14日
發(fā)明者朱洪, 李知密, 梁吉平, 肖紅, 莫春林, 金志鋼 申請人:成都普瑞斯數(shù)控機床有限公司