專利名稱：用于小型鉆銑中心的高速換刀機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬機(jī)械加工中心技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于小型鉆銑中心的高速換刀機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有的立式加工中心中，主軸錐孔根據(jù)規(guī)格大小采用BT30、BT40及BT50等規(guī)格安裝刀具柄，而與之配套的刀庫有刀位數(shù)不等的斗笠式、圓盤式刀庫，這些刀庫已經(jīng)形成功能部件，立式加工中心生產(chǎn)商可以直接采購來安裝使用。而為了加工計算機(jī)硬盤等較小的精密零件需要的刀具直徑比較小，就需要采用比BT30還要小的BT15主軸錐孔以便達(dá)到高速切削，但由于BT15主軸錐孔尺寸較小，精度高，要求換刀速度高，換刀機(jī)構(gòu)復(fù)雜，一直困擾著我國小型鉆銑中心及較小的精密零件加工的發(fā)展需求，因此有必要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題提供一種用于小型鉆銑中心的高速換刀機(jī)構(gòu)，利用安裝在王軸箱內(nèi)的凸輪和空心花鍵軸結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)程序控制的聞速自動換刀，解決了小型鉆f先中心的高速換刀難題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案用于小型鉆銑中心的高速換刀機(jī)構(gòu)，具有主軸箱體，所述主軸箱體的A面上制有貫通于B面的I、II、111軸孔和未貫通B面的IV軸孔，其C面制有VI軸孔，D面制有V和VII軸孔，所述I軸孔內(nèi)安裝主軸系，所述III軸孔內(nèi)安裝凸輪軸系，所述凸輪軸系的凸輪軸上套裝端面圓柱凸輪和平面凸輪且端面圓柱凸輪位于平面凸輪上方，所述端面圓柱凸輪制有端面曲線槽、圓周曲線槽I和圓周曲線槽II，所述平面凸輪制有圓周曲線面；所述II軸孔內(nèi)安裝換刀及抓刀機(jī)構(gòu)，杠桿機(jī)構(gòu)一端與所述V軸孔為軸鉸接，杠桿機(jī)構(gòu)中端與端面圓柱凸輪的圓周曲線槽I嵌入連接，另一端與換刀及抓刀機(jī)構(gòu)上的限位套連接實現(xiàn)端面圓柱凸輪旋轉(zhuǎn)時換刀及抓刀機(jī)構(gòu)的下伸上拉，復(fù)合杠桿機(jī)構(gòu)與所述VI軸孔為軸鉸接，復(fù)合杠桿機(jī)構(gòu)一端與圓周曲線槽II嵌入連接，另一端壓在所述主軸系上的銷軸兩端實現(xiàn)對刀柄的卡緊或松開，所述圓周曲線面通過軸承隨動器II與換刀與抓緊機(jī)構(gòu)連接并實現(xiàn)平面凸輪轉(zhuǎn)動時換刀及抓刀機(jī)構(gòu)的180°旋轉(zhuǎn)；所述IV軸孔內(nèi)固定扇型齒輪，所述扇型齒輪端面制有的凹槽內(nèi)固定有嵌在端面曲線槽內(nèi)的軸承隨動器I，所述端面圓柱凸輪旋轉(zhuǎn)帶動扇型齒輪擺動，所述扇型齒輪同時與置于換刀及抓刀機(jī)構(gòu)上端的齒輪軸嚙合實現(xiàn)刀爪的張開閉合動作。其中，所述杠桿機(jī)構(gòu)包括上凸輪撥叉，所述V軸孔內(nèi)固定有銷軸，上凸輪撥叉一端以銷軸為支點固定在V軸孔內(nèi)上，中間與嵌入圓周曲線槽I內(nèi)的軸承隨動器III連接，另一端設(shè)有與換刀及抓刀機(jī)構(gòu)上的限位套上的外圓周槽連接的軸承隨動器IV，通過杠桿作用控制換刀及抓刀機(jī)構(gòu)的下伸上拉動作；所述復(fù)合杠桿機(jī)構(gòu)包括撥叉連桿和主軸內(nèi)拉桿撥叉，所述撥叉連桿中部通過銷軸一端與置于VI軸孔內(nèi)的螺母套緊固，所述撥叉連桿一端設(shè)有嵌入圓周曲線槽II內(nèi)的軸承隨動器V，撥叉連桿另一端制有槽口，所述主軸內(nèi)拉桿撥叉以鉸鏈銷為支點固定在νπ軸孔內(nèi)，所述主軸內(nèi)拉桿撥叉一端制有球頭銷且球頭銷置于槽口內(nèi)，所述主軸內(nèi)拉桿撥叉另一端制有開口 U型槽，所述開口 U型槽的兩耳壓在設(shè)于主軸系上端的銷軸兩端實現(xiàn)對刀柄的卡緊或松開。其中，換刀及抓刀機(jī)構(gòu)的前法蘭和后法蘭分別安裝在主軸箱體的B面II軸孔內(nèi)和A面II軸孔內(nèi)，所述換刀及抓刀機(jī)構(gòu)上設(shè)有安裝在所述主軸箱體D面上的軸承座，前法蘭和軸承座孔內(nèi)均設(shè)有支撐空心花鍵軸的球軸承，所述空心花鍵軸下端固定連接換刀爪箱體，所述換刀爪箱體中心通孔內(nèi)套裝有驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸置于空心花鍵軸內(nèi)孔中，所述驅(qū)動軸一端制有扁孔，所述空心花鍵軸上 套裝有花鍵套，所述花鍵套中部大圓臺沿周向制有八個均勻分布的圓孔，一面四個間隔90度的圓孔內(nèi)有四個軸承隨動器II，另一面四個間隔90度的圓孔也有四個軸承隨動器II，所述兩面的軸承隨動器II與所述平面凸輪的兩處圓周曲線面嚙合接觸，所述平面凸輪隨凸輪軸轉(zhuǎn)動時撥動軸承隨動器II并通過花鍵套帶動空心花鍵軸及與之固定連接的換刀爪箱體旋轉(zhuǎn)180度；所述空心花鍵軸中上部固接有限位套，所述限位套上制有外圓周槽，與上凸輪撥叉組一端固定連接的軸承隨動器IV嵌入外圓周槽內(nèi)，所述端面圓柱凸輪隨凸輪軸轉(zhuǎn)動時通過上凸輪撥叉組端部的軸承隨動器IV帶動空心花鍵軸及與之固接的換刀爪箱體下伸上拉運動；所述空心花鍵軸內(nèi)部套裝有與所述齒輪軸固定連接的傳動桿，所述傳動桿下端制有錐扁可插入所述驅(qū)動軸一端的扁孔內(nèi)，所述驅(qū)動軸另一端對稱制有兩個凸緣且支撐在架體上，所述凸緣分別與對稱布置在架體上的主換刀爪一端凸臺I接觸，主換刀爪上制有內(nèi)孔I，另一端制有與刀柄相配的弧形凹臺I，主換刀爪內(nèi)孔I通過支點銷I與換刀爪箱體鉸接，形成了以主換刀爪內(nèi)孔支點銷I為支點，一端凸臺I為主動端，另一端弧形凹臺I為被動端的杠桿，主換刀爪中部凸臺II與副換刀爪中部凸臺III接觸，副換刀爪上制有內(nèi)孔II，通過支點銷II與換刀爪箱體鉸接，副換刀爪另一端制有與刀柄相配的弧形凹臺II，形成了以副換刀爪內(nèi)孔支點銷II為支點，副換刀爪中部凸臺II為主動端，另一端弧形凹臺II為被動端的杠桿；所述傳動桿錐扁插入所述驅(qū)動軸一端的扁孔時所述驅(qū)動軸另一端的兩個凸緣壓撥主換刀爪一端凸臺I，主換刀爪中部凸臺II頂撥副換刀爪中部凸臺III，形成主換刀爪和副換刀爪同時張開的動作；所述驅(qū)動軸與傳動桿脫離時位于主換刀爪和副換刀爪一端之間的壓縮彈簧釋放迫使主換刀爪和副換刀爪同時收縮，主換刀爪和副換刀爪的弧形凹臺I和弧形凹臺II同時卡住刀柄。其中，所述主軸系包括套筒、主軸、前法蘭、后法蘭、角接觸球軸承、外隔套、內(nèi)隔套、拉桿、連接套、模具彈簧、鋼球、鎖緊螺母及圓柱銷，所述套筒固定安裝在主軸箱體的B面I軸孔內(nèi)，所述主軸通過前法蘭、角接觸球軸承、外隔套、內(nèi)隔套、后法蘭、鎖緊螺母安裝在所述套筒內(nèi)孔中，所述主軸下端制有與刀柄配合的錐孔，還制有孔J，孔K，主軸上端制有腰型通槽，所述主軸孔內(nèi)設(shè)有拉桿，所述拉桿下端制有內(nèi)孔，所述刀柄的拉釘設(shè)于拉桿下端的內(nèi)孔中，所述拉桿下端的內(nèi)孔周向制有三個未貫通球形沉孔，所述球形沉孔內(nèi)裝有鋼球，所述刀柄位于主軸孔K處鋼球抱住拉釘端部的錐面，刀柄位于主軸孔J處鋼球與錐面脫離，所述拉桿上端制有外螺紋，并與下端制有內(nèi)螺紋的連接套旋合，所述連接套上端制有與腰型通槽貫通的銷孔，所述圓柱銷置于腰型通槽內(nèi)，所述圓柱銷兩端被主軸內(nèi)拉桿撥叉端部的開口 U型槽兩耳擠壓帶動拉桿向下滑動，所述拉桿上套有模具彈簧，模具彈簧下端面與主軸內(nèi)孔肩面接觸固定不動，模具彈簧上端面與連接套下端面接觸，所述主電機(jī)輸出軸與主軸連接。
其中，所述凸輪軸系包括端面圓柱凸輪、凸輪軸、平面凸輪和副電機(jī)，所述凸輪軸下端通過軸承座安裝在主軸箱體B面的III軸孔內(nèi)，凸輪軸上端套裝在置于主軸箱體A面的III軸孔內(nèi)軸承孔內(nèi)，所述副電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器與凸輪軸的上端連接，凸輪軸中部外圓上套裝有端面圓柱凸輪和平面凸輪且兩者之間設(shè)有隔套，固定在V電機(jī)座側(cè)邊的檢測支架上設(shè)有的檢測開關(guān)檢測套裝在聯(lián)軸器上的檢測環(huán)位置，所述端面圓柱凸輪的端面曲線槽內(nèi)嵌有固定在扇形齒輪上的軸承隨動器I，所述扇形齒輪與換刀及抓刀機(jī)構(gòu)上的齒輪軸嚙合控制刀爪的張開閉合動作；所述端面圓柱凸輪的圓周曲線槽I內(nèi)嵌有與上凸輪撥叉組連接的軸承隨動器III，通過 杠桿作用控制換刀及抓刀機(jī)構(gòu)下伸上拉動作；所述端面圓柱凸輪的圓周曲線槽II嵌有位于撥叉連桿組一端的軸承隨動器V，通過撥叉連桿及主軸內(nèi)拉桿撥叉的杠桿作用控制主軸系卸刀柄和拉緊刀柄的動作；所述平面凸輪上的圓周曲線面與所述花鍵套中部大圓兩面的軸承隨動器II嚙合控制空心花鍵軸及與之固接的換刀爪箱體旋轉(zhuǎn)180度動作。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比巧妙利用安裝在主軸箱內(nèi)的凸輪結(jié)構(gòu)和空心花鍵軸結(jié)構(gòu)，使主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊，且換刀機(jī)構(gòu)高速可靠，降低了工人勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。


圖I為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖2為本發(fā)明的主軸箱體結(jié)構(gòu)示意圖一；圖3為本發(fā)明的主軸箱體的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；圖4為本發(fā)明凸輪及與其連接的撥叉結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的主換刀爪和副換刀爪卡緊刀柄結(jié)構(gòu)時示意圖；圖6為本發(fā)明去掉換刀爪箱體時主換刀爪和副換刀爪卡緊刀柄時結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明去掉換刀爪箱體時主換刀爪和副換刀爪松開刀柄時結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明的主換刀爪結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明的副換刀爪結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明的主換刀爪和副換刀爪松開刀柄時俯視圖；圖11為圖10的A-A剖視圖；圖12本發(fā)明的抓刀機(jī)構(gòu)卡緊刀柄時俯視圖；圖13為圖12的C-C剖視圖；圖14為本發(fā)明的凸輪軸系結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為圖14的F-F剖視圖；圖16為本發(fā)明的主軸卡緊刀柄時結(jié)構(gòu)示意圖；圖17為本發(fā)明的主軸伸出刀柄時退刀結(jié)構(gòu)示意圖；圖18為本發(fā)明的端面圓柱凸輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖19為本發(fā)明的主軸結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖1-19描述本發(fā)明的一種實施例。用于小型鉆銑中心的高速換刀機(jī)構(gòu)，具有主軸箱體1，如圖2-3所示，所述主軸箱體I的A面上制有貫通于B面的I、II、111軸孔和未貫通B面的IV軸孔，其C面制有VI軸孔，D面制有V和VI!軸孔；如圖I所示，所述I軸孔內(nèi)安裝主軸系4，所述III軸孔內(nèi)安裝凸輪軸系3，所述凸輪軸系3的凸輪軸16上套裝端面圓柱凸輪15和平面凸輪21且端面圓柱凸輪15位于平面凸輪21上方，所述端面圓柱凸輪15制有端面曲線槽7、圓周曲線槽I 8和圓周曲線槽II 12，所述平面凸輪21制有圓周曲線面86 ;所述II軸孔內(nèi)安裝換刀及抓刀機(jī)構(gòu)2，從動端與主動端移動距離之比約為2. 75 1的杠桿機(jī)構(gòu)14 一端與所述V軸孔固定連接，杠桿機(jī)構(gòu)14中端與端面圓柱凸輪15圓周曲線槽I 8連接，另一端與換刀及抓刀機(jī)構(gòu)2上的限位套68連接實現(xiàn)端面圓柱凸輪15旋轉(zhuǎn)時換刀及抓刀機(jī)構(gòu)2的下伸上拉,從動端與主動端移動距離之比約為I :2的復(fù)合杠桿機(jī)構(gòu)17與所述VI軸孔固定連接，復(fù)合杠桿機(jī)構(gòu)17 —端與圓周曲線槽II 12連接，另一端壓在所述主軸系4上的銷軸36兩端實現(xiàn)對刀柄74的卡緊或松開，所述圓周曲線面86通過軸承隨動器II 57與換刀與抓緊機(jī)構(gòu)2連接并實現(xiàn)平面凸輪21轉(zhuǎn)動時換刀及抓刀機(jī)構(gòu)2的180°旋轉(zhuǎn)；所述IV軸孔內(nèi)固定扇型齒輪6，所述扇型齒輪6端面制有的凹槽內(nèi)固定有嵌在端面曲線槽7內(nèi)的軸承隨動器I 51，所述端面圓柱凸輪15旋轉(zhuǎn)帶動扇型齒輪6擺動，所述扇型齒輪6同時與置于換刀及抓刀機(jī)構(gòu)2上端的齒輪軸67嚙合實現(xiàn)刀爪的張開閉合動作。 如圖I和圖4所示，所述杠桿機(jī)構(gòu)14包括上凸輪撥叉10，所述V軸孔內(nèi)固定有銷軸59，上凸輪撥叉10—端以銷軸59為支點固定在V軸孔內(nèi)，中間與嵌入圓周曲線槽I 8內(nèi)的軸承隨動器III 44連接，另一端設(shè)有與換刀及抓刀機(jī)構(gòu)2上的限位套68上的外圓周槽24連接的軸承隨動器IV 13，通過杠桿作用控制換刀及抓刀機(jī)構(gòu)2的下伸上拉動作；所述復(fù)合杠桿機(jī)構(gòu)17包括撥叉連桿5和主軸內(nèi)拉桿撥叉9，所述撥叉連桿5中部通過銷軸41 一端與置于VI軸孔內(nèi)的螺母套40緊固，所述撥叉連桿5—端設(shè)有嵌入圓周曲線槽II 12內(nèi)的軸承隨動器V 33，撥叉連桿5另一端制有槽口 58，所述主軸內(nèi)拉桿撥叉9以鉸鏈銷55為支點固定在VII軸孔內(nèi)，所述主軸內(nèi)拉桿撥叉9 一端制有球頭銷54且球頭銷54置于槽口 58內(nèi)，所述主軸內(nèi)拉桿撥叉9另一端制有開口 U型槽23，所述開口 U型槽23的兩耳壓在設(shè)于主軸系4上端的銷軸36兩端實現(xiàn)對刀柄74的卡緊或松開。如圖5-圖13所示，換刀及抓刀機(jī)構(gòu)2的前法蘭20和后法蘭64分別安裝在主軸箱體I的B面II軸孔內(nèi)和A面II軸孔內(nèi)，所述換刀及抓刀機(jī)構(gòu)2上設(shè)有安裝在所述主軸箱體ID面上的軸承座70，前法蘭20和軸承座70孔內(nèi)均設(shè)有支撐空心花鍵軸71的球軸承59，所述空心花鍵軸71下端固定連接換刀爪箱體63，所述換刀爪箱體63中心通孔內(nèi)套裝有驅(qū)動軸60，所述驅(qū)動軸60置于空心花鍵軸71內(nèi)孔中，所述驅(qū)動軸60 —端制有扁孔85，所述空心花鍵軸71上套裝有花鍵套69，所述花鍵套69中部大圓臺沿周向制有八個均勻分布的圓孔，一面四個間隔90度的圓孔內(nèi)有四個軸承隨動器II 57，另一面四個間隔90度的圓孔也有四個軸承隨動器II 57，所述兩面的軸承隨動器II 57與所述平面凸輪21的兩處圓周曲線面86嚙合接觸，所述平面凸輪21隨凸輪軸16轉(zhuǎn)動時撥動軸承隨動器II 57并通過花鍵套69帶動空心花鍵軸71及與之固定連接的換刀爪箱體63旋轉(zhuǎn)180度；所述空心花鍵軸71中上部固接有限位套68，所述限位套68上制有外圓周槽24，與上凸輪撥叉組10 —端固定連接的軸承隨動器IV 13嵌入外圓周槽24內(nèi)，所述端面圓柱凸輪15隨凸輪軸16轉(zhuǎn)動時通過上凸輪撥叉組10端部的軸承隨動器IV 13帶動空心花鍵軸71及與之固接的換刀爪箱體63下伸上拉運動；所述空心花鍵軸71內(nèi)部套裝有與所述齒輪軸67固定連接的傳動桿61，所述傳動桿61下端制有錐扁可插入所述驅(qū)動軸60 —端的扁孔85內(nèi)，所述驅(qū)動軸60另一端對稱制有兩個凸緣25且支撐在架體87上，所述凸緣25分別與對稱布置在架體87上的主換刀爪66 —端凸臺I 72接觸，主換刀爪66上制有內(nèi)孔I 73，另一端制有與刀柄74相配的弧形凹臺I 26，主換刀爪66內(nèi)孔I 73通過支點銷I 62與換刀爪箱體63鉸接，形成了以主換刀爪66內(nèi)孔支點銷I 62為支點，一端凸臺I 72為主動端,另一端弧形凹臺I 26為被動端的杠桿，主換刀爪66中部凸臺II 76與副換刀爪65中部凸臺III 77接觸，副換刀爪65上制有內(nèi)孔II 78，通過支點銷II 27與換刀爪箱體63鉸接·，副換刀爪65另一端制有與刀柄74相配的弧形凹臺II 28，形成了以副換刀爪65內(nèi)孔支點銷II 27為支點，副換刀爪65中部凸臺II 76為主動端，另一端弧形凹臺II 28為被動端的杠桿；所述傳動桿61錐扁插入所述驅(qū)動軸60 —端的扁孔85時所述驅(qū)動軸60另一端的兩個凸緣25壓撥主換刀爪66 —端凸臺I 72，主換刀爪66中部凸臺II 76頂撥副換刀爪65中部凸臺III 77，形成主換刀爪66和副換刀爪65同時張開的動作；所述驅(qū)動軸60與傳動桿61脫離時位于主換刀爪66和副換刀爪65 —端之間的壓縮彈簧73釋放迫使主換刀爪66和副換刀爪65同時收縮,主換刀爪66和副換刀爪65的弧形凹臺I 26和弧形凹臺II 28同時卡住刀柄74。如圖16-17和圖19所示，所述主軸系4包括套筒50、主軸49、前法蘭48、后法蘭47、角接觸球軸承40、外隔套46、內(nèi)隔套45、拉桿43、連接套42、模具彈簧82、鋼球39、鎖緊螺母38及圓柱銷36，所述套筒50固定安裝在主軸箱體I的B面I軸孔內(nèi)，所述主軸49通過前法蘭48、角接觸球軸承40、外隔套46、內(nèi)隔套45、后法蘭47、鎖緊螺母38安裝在所述套筒50內(nèi)孔中，所述主軸49下端制有與刀柄74配合的錐孔83，還制有孔J，孔K，主軸49上端制有腰型通槽84，所述主軸49孔內(nèi)設(shè)有拉桿43，所述拉桿43下端制有內(nèi)孔30，所述刀柄74的拉釘75設(shè)于拉桿43下端的內(nèi)孔30中，所述拉桿43下端的內(nèi)孔30周向制有三個未貫通球形沉孔35，所述球形沉孔35內(nèi)裝有鋼球39，所述刀柄74位于主軸孔K處鋼球39抱住拉釘75端部的錐面34，刀柄74位于主軸孔J處鋼球39與錐面34脫離，此種主軸拉緊結(jié)構(gòu)具有定位精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，對于精加工具有足夠強(qiáng)度的特點，所述拉桿43上端制有外螺紋，并與下端制有內(nèi)螺紋的連接套42旋合，所述連接套42上端制有與腰型通槽84貫通的銷孔32，所述圓柱銷36置于腰型通槽84內(nèi)，所述圓柱銷36兩端被主軸內(nèi)拉桿撥叉9端部的開口 U型槽23兩耳擠壓帶動拉桿43向下滑動，所述拉桿43上套有模具彈簧82，模具彈簧82下端面與主軸49內(nèi)孔肩面接觸固定不動，模具彈簧82上端面與連接套42下端面接觸,所述主電機(jī)11輸出軸與主軸49連接。如圖14-15和圖18所示，所述凸輪軸系3包括端面圓柱凸輪15、凸輪軸16、平面凸輪21和副電機(jī)52，所述凸輪軸16下端通過軸承座19安裝在主軸箱體IB面的III軸孔內(nèi)，凸輪軸16上端套裝在置于主軸箱體IA面的III軸孔內(nèi)軸承31孔內(nèi)，所述副電機(jī)52輸出軸通過聯(lián)軸器29與凸輪軸16的上端連接，凸輪軸16中部外圓上通過平鍵79套裝有端面圓柱凸輪15，通過平鍵81套裝平面凸輪21，端面圓柱凸輪15和平面凸輪21之間通過隔套80定位，固定在V電機(jī)座56側(cè)邊的檢測支架53上設(shè)有的檢測開關(guān)37檢測套裝在聯(lián)軸器29上的檢測環(huán)22位置，所述端面圓柱凸輪15的端面曲線槽7內(nèi)嵌有固定在扇形齒輪6上的軸承隨動器I 51，所述扇形齒輪6與換刀及抓刀機(jī)構(gòu)2上的齒輪軸67嚙合控制刀爪的張開閉合動作；所述端面圓柱凸輪15的圓周曲線槽I 8內(nèi)嵌有與上凸輪撥叉組10連接的軸承隨動器III 44，通過杠桿作用控制換刀及抓刀機(jī)構(gòu)2下伸上拉動作；所述端面圓柱凸輪15的圓周曲線槽II 12嵌有位于撥叉連桿組5—端的軸承隨動器V 33，通過撥叉連桿5及主軸內(nèi)拉桿撥叉9的杠桿作用控制主軸系4卸刀柄和拉緊刀柄的動作；所述平面凸輪21上的圓周曲線面86與所述花鍵套69中部大圓兩面的軸承隨動器II 57嚙合控制空心花鍵軸71及與之固接的換刀爪箱體63旋轉(zhuǎn)180度動作。本發(fā)明與小型鉆銑中心一體式刀庫組合構(gòu)成獨立整體式高速換刀主軸箱，具有結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，定位精度高，換刀迅速可靠的特點。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施方式，故凡依本發(fā)明專利申請權(quán)利要求范圍所述 的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于小型鉆銑中心的高速換刀機(jī)構(gòu)，具有主軸箱體(1)，所述主軸箱體(I)的A面上制有貫通于B面的I、II JII軸孔和未貫通B面的IV軸孔，其C面制有VI軸孔，D面制有V和VD軸孔，其特征在于所述I軸孔內(nèi)安裝主軸系(4)，所述III軸孔內(nèi)安裝凸輪軸系(3)，所述凸輪軸系(3)的凸輪軸(16)上套裝端面圓柱凸輪(15)和平面凸輪(21)且端面圓柱凸輪(15)位于平面凸輪(21)上方，所述端面圓柱凸輪(15)制有端面曲線槽(7)、圓周曲線槽I (8)和圓周曲線槽II (12)，所述平面凸輪(21)制有圓周曲線面(86);所述II軸孔內(nèi)安裝換刀及抓刀機(jī)構(gòu)(2)，杠桿機(jī)構(gòu)(14) 一端與所述V軸孔為軸鉸接，杠桿機(jī)構(gòu)(14)中端與端面圓柱凸輪(15)的圓周曲線槽1(8)嵌入連接，另一端與換刀及抓刀機(jī)構(gòu)(2)上的限位套(68)連接實現(xiàn)端面圓柱凸輪(15)旋轉(zhuǎn)時換刀及抓刀機(jī)構(gòu)(2)的下伸上拉，復(fù)合杠桿機(jī)構(gòu)(17)與所述VI軸孔為軸鉸接，復(fù)合杠桿機(jī)構(gòu)(17) —端與圓周曲線槽II (12)嵌入連接，另一端壓在所述主軸系(4)上的銷軸(36)兩端實現(xiàn)對刀柄(74)的卡緊或松開，所述圓周曲線面(86)通過軸承隨動器II (57)與換刀與抓緊機(jī)構(gòu)(2)連接并實現(xiàn)平面凸輪(21)轉(zhuǎn)動時換刀及抓刀機(jī)構(gòu)(2)的180度旋轉(zhuǎn)；所述IV軸孔內(nèi)固定扇型齒輪(6),所述扇型齒輪(6)端面制有的凹槽內(nèi)固定有嵌在端面曲線槽(7)內(nèi)的軸承隨動器I (51)，所述端面圓柱凸輪(15)旋轉(zhuǎn)帶動扇型齒輪(6)擺動，所述扇型齒輪(6)同時與置于換刀及抓刀機(jī)構(gòu)(2)上端的齒輪軸(67)嚙合實現(xiàn)刀爪的張開閉合動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于小型鉆銑中心的高速換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述杠桿機(jī)構(gòu)(14)包括上凸輪撥叉(10)，所述V軸孔內(nèi)固定有銷軸(59)，上凸輪撥叉(10) —端以銷軸(59)為支點固定在所述V軸孔內(nèi)，中間與嵌入圓周曲線槽I (8)內(nèi)的軸承隨動器111(44)連接，另一端設(shè)有與換刀及抓刀機(jī)構(gòu)(2)上的限位套(68)上的外圓周槽(24)連接的軸承隨動器IV (13)，通過杠桿作用控制換刀及抓刀機(jī)構(gòu)(2)的下伸上拉動作；所述復(fù)合杠桿機(jī)構(gòu)(17)包括撥叉連桿(5)和主軸內(nèi)拉桿撥叉(9)，所述撥叉連桿(5)中部通過銷軸(41)與置于所述VI軸孔內(nèi)的螺母套(40)鉸接緊固，所述撥叉連桿(5)—端設(shè)有嵌入圓周曲線槽II(12)內(nèi)的軸承隨動器V (33)，撥叉連桿(5)另一端制有槽口(58)，所述主軸內(nèi)拉桿撥叉(9)以鉸鏈銷(55)為支點固定在所述VII軸孔內(nèi)，所述主軸內(nèi)拉桿撥叉(9) 一端制有球頭銷(54)且球頭銷(54)置于槽口( 58 )內(nèi)，所述主軸內(nèi)拉桿撥叉(9 )另一端制有開口 U型槽(23 )，所述開口 U型槽(23)的兩耳壓在設(shè)于主軸系(4)上端的銷軸(36)兩端實現(xiàn)對刀柄(74)的卡緊或松開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型鉆銑中心的主軸箱及高速換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于換刀及抓刀機(jī)構(gòu)(2)的前法蘭(20)和后法蘭(64)分別安裝在主軸箱體(I)的B面II軸孔內(nèi)和A面II軸孔內(nèi)，所述換刀及抓刀機(jī)構(gòu)(2)上設(shè)有安裝在所述主軸箱體(I)D面上的軸承座(70 )，前法蘭(20 )和軸承座(70 )孔內(nèi)均設(shè)有支撐空心花鍵軸(71)的球軸承(59 )，所述空心花鍵軸(71)下端固定連接換刀爪箱體(63)，所述換刀爪箱體(63)中心通孔內(nèi)套裝有驅(qū)動軸(60)，所述驅(qū)動軸(60)置于空心花鍵軸(71)內(nèi)孔中，所述驅(qū)動軸(60)—端制有扁孔(85)，所述空心花鍵軸(71)上套裝有花鍵套(69)，所述花鍵套(69)中部大圓臺沿周向制有八個均勻分布的圓孔，一面四個間隔90度的圓孔內(nèi)有四個軸承隨動器II (57)，另一面四個間隔90度的圓孔也有四個軸承隨動器II (57)，所述兩面的軸承隨動器II (57)與所述平面凸輪(21)的兩處圓周曲線面(86)嚙合接觸，所述平面凸輪(21)隨凸輪軸(16)轉(zhuǎn)動時撥動軸承隨動器II (57 )并通過花鍵套(69 )帶動空心花鍵軸(71)及與之固定連接的換刀爪箱體(63)旋轉(zhuǎn)180度；所述空心花鍵軸(71)中上部固接有限位套(68)，所述限位套(68)上制有外圓周槽(24)，與上凸輪撥叉組(10)—端固定連接的軸承隨動器IV(13)嵌入外圓周槽(24)內(nèi)，所述端面圓柱凸輪(15)隨凸輪軸(16)轉(zhuǎn)動時通過上凸輪撥叉組(10)端部的軸承隨動器IV(13)帶動空心花鍵軸(71)及與之固接的換刀爪箱體(63)下伸上拉運動；所述空心花鍵軸(71)內(nèi)部套裝有與所述齒輪軸(67)固定連接的傳動桿(61)，所述傳動桿(61)下端制有錐扁可插入所述驅(qū)動軸(60) —端的扁孔(85)內(nèi)，所述驅(qū)動軸(60)另一端對稱制有兩個凸緣(25)且支撐在架體(87)上，所述凸緣(25)分別與對稱布置在架體(87)上的主換刀爪(66) —端凸臺I (72)接觸，主換刀爪(66)上制有內(nèi)孔I (73)，另一端制有與刀柄(74)相配的弧形凹臺I (26)，主換刀爪(66)內(nèi)孔I (73)通過支點銷I (62)與換刀爪箱體(63)鉸接，形成了以主換刀爪(66)內(nèi)孔支點銷I (62)為支點，一端凸臺I (72)為主動端，另一端弧形凹臺I (26)為被動端的杠桿，主換刀爪(66)中部凸臺II (76)與副換刀爪(65)中部凸臺III (77 )接觸，副換刀爪(65 )上制有內(nèi)孔II (78 )，通過支點銷II (27 )與換刀爪箱體(63)鉸接，副換刀爪(65)另一端制有與刀柄(74)相配的弧形凹臺II (28)，形成了以副換刀爪(65)內(nèi)孔支點銷II (27)為支點，副換刀爪(65)中部凸臺II (76)為主動端，另一端弧形凹臺II (28)為被動端的杠桿；所述傳動桿(61)錐扁插入所述驅(qū)動軸(60)—端的扁孔(85)時所述驅(qū)動軸(60)另一端的兩個凸緣(25)壓撥主換刀爪(66) —端凸臺I (72)，主換刀爪(66)中部凸臺II (76)頂撥副換刀爪(65)中部凸臺111(77)，形成主換刀爪(66)和副換刀爪(65)同時張開的動作；所述驅(qū)動軸(60)與傳動桿(61)脫離時位于主換刀爪(66)和副換刀爪(65)—端之間的壓縮彈簧(73)釋放迫使主換刀爪(66)和副換刀爪(65)同時收縮，主換刀爪(66)和副換刀爪(65)的弧形凹臺I (26)和弧形凹臺II (28)同時卡住刀柄(74)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型鉆銑中心的主軸箱及高速換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述主軸系(4)包括套筒(50)、主軸(49)、前法蘭(48)、后法蘭(47)、角接觸球軸承(40)、外隔套(46)、內(nèi)隔套(45)、拉桿(43)、連接套(42)、模具彈簧(82)、鋼球(39)、鎖緊螺母(38)及圓柱銷(36)，所述套筒(50)固定安裝在主軸箱體(I)的B面I軸孔內(nèi)，所述主軸(49)通過前法蘭(48)、角接觸球軸承(40)、外隔套(46)、內(nèi)隔套(45)、后法蘭(47)、鎖緊螺母(38)安裝在所述套筒(50)內(nèi)孔中，所述主軸(49)下端制有與刀柄(74)配合的錐孔(83)，還制有孔J，孔K，主軸(49 )上端制有腰型通槽(84)，所述主軸(49 )孔內(nèi)設(shè)有拉桿(43 )，所述拉桿(43)下端制有內(nèi)孔(30)，所述刀柄(74)的拉釘(75)設(shè)于拉桿(43)下端的內(nèi)孔(30)中，所述拉桿(43)下端的內(nèi)孔(30)周向制有三個未貫通球形沉孔(35)，所述球形沉孔(35)內(nèi)裝有鋼球(39)，所述刀柄(74)位于主軸孔K處鋼球(39)抱住拉釘(75)端部的錐面(34)，刀柄(74)位于主軸孔J處鋼球(39)與錐面(34)脫離，所述拉桿(43)上端制有外螺紋，并與下端制有內(nèi)螺紋的連接套(42)旋合，所述連接套(42)上端制有與腰型通槽(84)貫通的銷孔(32)，所述圓柱銷(36)置于腰型通槽(84)內(nèi)，所述圓柱銷(36)兩端被主軸內(nèi)拉桿撥叉(9)端部的開口 U型槽(23)兩耳擠壓帶動拉桿(43)向下滑動，所述拉桿(43)上套有模具彈簧(82 )，模具彈簧(82 )下端面與主軸(49 )內(nèi)孔肩面接觸固定不動，模具彈簧(82 )上端面與連接套(42)下端面接觸，所述主電機(jī)(11)輸出軸與主軸(49)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的小型鉆銑中心的主軸箱及高速換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述凸輪軸系(3)包括端面圓柱凸輪(15)、凸輪軸(16)、平面凸輪(21)和副電機(jī)(52)，所述凸輪軸(16)下端通過軸承座(19)安裝在主軸箱體(I)B面的III軸孔內(nèi)，凸輪軸(16)上端套裝在置于主軸箱體(I)A面的III軸孔內(nèi)軸承(31)孔內(nèi)，所述副電機(jī)(52)輸出軸通過聯(lián)軸器(29)與凸輪軸(16)的上端連接，凸輪軸(16)中部外圓上套裝有端面圓柱凸輪(15)和平面凸輪 (21)且兩者之間設(shè)有隔套(80)，固定在V電機(jī)座(56)側(cè)邊的檢測支架(53)上設(shè)有的檢測開關(guān)(37)檢測套裝在聯(lián)軸器(29)上的檢測環(huán)(22)位置，所述端面圓柱凸輪(15)的端面曲線槽(7)內(nèi)嵌有固定在扇形齒輪(6)上的軸承隨動器I (51)，所述扇形齒輪(6)與換刀及抓刀機(jī)構(gòu)(2)上的齒輪軸(67)嚙合控制刀爪的張開閉合動作；所述端面圓柱凸輪(15)的圓周曲線槽I (8)內(nèi)嵌有與上凸輪撥叉組(10)連接的軸承隨動器111(44)，通過杠桿作用控制換刀及抓刀機(jī)構(gòu)(2)下伸上拉動作；所述端面圓柱凸輪(15)的圓周曲線槽II (12)嵌有位于撥叉連桿組(5) —端的軸承隨動器V (33)，通過撥叉連桿(5)及主軸內(nèi)拉桿撥叉(9)的杠桿作用控制主軸系(4)卸刀柄和拉緊刀柄的動作；所述平面凸輪(21)上的圓周曲線面(86)與所述花鍵套(69)中部大圓兩面的軸承隨動器II (57)嚙合控制空心花鍵軸(71)及與之固接的換刀爪箱體(63)旋轉(zhuǎn)180度動作。
全文摘要
用于小型鉆銑中心的高速換刀機(jī)構(gòu)，包括主軸箱體、主軸系、凸輪軸系和換刀及抓刀機(jī)構(gòu)，輪軸系的凸輪軸上套裝端面圓柱凸輪和平面凸輪，杠桿機(jī)構(gòu)與換刀及抓刀機(jī)構(gòu)上的限位套連接實現(xiàn)端面圓柱凸輪旋轉(zhuǎn)時換刀及抓刀機(jī)構(gòu)的下伸上拉，復(fù)合杠桿機(jī)構(gòu)端部壓在所述主軸系上的銷軸兩端實現(xiàn)對刀柄的卡緊或松開，平面凸輪上的圓周曲線面與換刀與抓緊機(jī)構(gòu)連接實現(xiàn)換刀及抓刀機(jī)構(gòu)的180°旋轉(zhuǎn)；端面圓柱凸輪旋轉(zhuǎn)帶動扇型齒輪擺動，扇型齒輪同時與置于換刀及抓刀機(jī)構(gòu)上端的齒輪軸嚙合實現(xiàn)刀爪的張開閉合動作。本發(fā)明巧妙利用安裝在主軸箱內(nèi)的凸輪結(jié)構(gòu)和空心花鍵軸結(jié)構(gòu)，使主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊，且換刀機(jī)構(gòu)高速可靠，降低了工人勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號B23Q3/157GK102717290SQ201210214608
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者李道海, 秦耀忠 申請人:寶雞西力精密機(jī)械有限公司