剎車定位式刀塔的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種剎車定位式刀塔，所述剎車定位式刀塔包括固定體、轉(zhuǎn)動體及剎車片，所述剎車片設(shè)置于所述固定體和轉(zhuǎn)動體之間并與所述固定體固定連接，所述固定體和所述剎車片之間設(shè)有管道，所述管道的管道口設(shè)置于所述固定體的表面上。
【專利說明】剎車定位式刀塔

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于數(shù)控車床切削加工機(jī)械中的刀 塔。

【背景技術(shù)】
[0002] 刀塔，是數(shù)控機(jī)床上的核心部件，而回轉(zhuǎn)式液壓刀塔是數(shù)控車床的自動換刀裝置。 回轉(zhuǎn)式液壓刀塔有殼體，殼體內(nèi)有圓柱形腔體，腔體內(nèi)有前端出出殼體的刀盤軸，殼體內(nèi)、 刀盤軸的外圓周有圓環(huán)形活塞，刀盤軸的前端依次連有活動端齒盤和刀盤，殼體的前端有 可與活動端齒盤相嚙合的固定端齒盤，刀盤軸的后段連有刀盤軸的液壓旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，液 壓旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置有液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)的動力輸出軸上有旋轉(zhuǎn)離合齒，刀盤軸上有與旋轉(zhuǎn) 離合齒相嚙合的被動齒輪。
[0003] 數(shù)控車床在使用時，刀盤上固定有不同加工工序所需的多個刀具，活動端齒盤與 固定端齒盤處于嚙合狀態(tài)，刀盤固定不動，刀盤上的一個刀具準(zhǔn)確地固定在工作位置，數(shù)控 車床在使用過程中需要換刀具時，先推動液壓刀塔的環(huán)形液壓缸內(nèi)的刀盤軸上的環(huán)形活塞 沿軸向向前運(yùn)動，驅(qū)動刀盤軸和刀盤沿軸向運(yùn)動，使刀盤上的活動端齒盤脫離與固定端齒 盤的嚙合，然后用液壓馬達(dá)驅(qū)動刀盤軸旋轉(zhuǎn)，先讓下一加工步驟中所用的新刀具初步定為 在所需位置，再用環(huán)形液壓缸推動刀盤軸上的環(huán)形活塞沿軸向向后運(yùn)動，讓刀盤上的活動 端齒盤與固定端齒盤回復(fù)嚙合，壓緊端齒盤，刀盤固定不動，讓下一加工步驟所用的新刀具 精準(zhǔn)地固定在工作位置。
[0004] 在液壓刀塔中，如何準(zhǔn)確、快速地把下一加工步驟所用的新刀具初步定位在所需 位置，減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，是提高勞動生產(chǎn)率的重要環(huán)節(jié)。
[0005] 在現(xiàn)有技術(shù)中，液壓刀塔的液壓控制油路中，對刀盤軸前后運(yùn)動的液壓控制油路， 對液壓馬達(dá)正反向轉(zhuǎn)動的液壓控制油路和對液壓驅(qū)動定位銷伸縮運(yùn)動的液壓控制油路是 用三個控制閥的分立的液壓控制油路，按步驟實(shí)施運(yùn)動時，要通過控制器和多個控制元件 傳遞控制信號按步驟實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)動。由于液壓傳遞信號有延遲作用，也使下一加工步驟所 用的新刀具定位在所需位置的速度不是很高，造成生產(chǎn)準(zhǔn)備時間長，勞動生產(chǎn)率不是很高。
[0006] 而且，現(xiàn)有技術(shù)中環(huán)形活塞的尺寸比較大，作用在點(diǎn)上的力較小，不利于成本的控 制和節(jié)約。
[0007] 此外，如果在生產(chǎn)過程中，若有程序設(shè)定錯誤或外來力量撞擊車床從而導(dǎo)致車床 發(fā)生撞車的時候，刀盤軸以及軸孔會由于受到瞬間的沖擊而導(dǎo)致?lián)p毀。據(jù)粗略統(tǒng)計，每臺機(jī) 床每年因失誤帶來的經(jīng)濟(jì)損失大概是機(jī)床價值的4% -8%。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種剎車定位式刀塔，以便于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問 題。
[0009] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的具體解決方案是提供一種剎車定位式刀塔，所述剎 車定位式刀塔包括固定體、轉(zhuǎn)動體及剎車片，所述剎車片設(shè)置于所述固定體和轉(zhuǎn)動體之間 并與所述固定體固定連接，所述固定體和所述剎車片之間設(shè)有管道，所述管道的管道口設(shè) 置于所述固定體的表面上。
[0010] 優(yōu)選地，所述剎車片與所述固定體通過焊接固定。
[0011] 優(yōu)選地，所述固定體上設(shè)置有導(dǎo)槽，所述導(dǎo)槽位于所述固定體與所述管道接觸的 表面。
[0012] 優(yōu)選地，所述導(dǎo)槽為螺紋槽或凹槽。
[0013] 優(yōu)選地，所述管道為油路管道。
[0014] 本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0015] 1、本發(fā)明由于只有轉(zhuǎn)動體、剎車片和固定體，而且剎車片和固定體為固定連接結(jié) 構(gòu)，無需增加密封件，不管在密封性能還是成本控制上，都有大大的改善。
[0016] 2、本發(fā)明通過用剎車取代離合齒，可以在車床發(fā)生撞車的時候刀塔的中心高收到 沖擊后產(chǎn)生大量的位移，卸掉瞬間帶來的沖擊，從而能夠保護(hù)機(jī)床的其他部件受損。
[0017] 3、使用本發(fā)明受損的剎車定位式刀塔，當(dāng)發(fā)生撞車時，只需重新使刀塔交換一次 就能自動恢復(fù)精度，無需維修，因?yàn)榈端D(zhuǎn)動的角度是靠伺服馬達(dá)的絕對坐標(biāo)控制的，精度 精準(zhǔn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019] 圖1是本發(fā)明所述的剎車定位式刀塔第一實(shí)施例的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明所述的剎車定位式刀塔在第一實(shí)施例中的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 主要元件符號說明：
[0022] 1 伺服馬達(dá) 2 刀塔軸
[0023] 3 旋轉(zhuǎn)離合齒 4 伸縮離合齒
[0024] 5 本體 6 剎車定位式刀塔
[0025] 7 固定體 8 剎車片
[0026] 9 轉(zhuǎn)動體 10 進(jìn)油口
[0027] 11 管道 12 焊接處
[0028] 13 刀盤結(jié)構(gòu) 14 導(dǎo)槽。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030] 圖1是本發(fā)明所述的剎車定位式刀塔第一實(shí)施例的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖2是本發(fā)明所述的剎車定位式刀塔在第一實(shí)施例中的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 本發(fā)明提出了一種剎車定位式刀塔6,所述剎車定位式刀塔6包括固定體8、轉(zhuǎn)動 體10及剎車片9,所述剎車片9設(shè)置于所述固定體8和轉(zhuǎn)動體10之間并與所述固定體8固 定連接，所述固定體8和所述剎車片9之間設(shè)有管道12,所述管道12的進(jìn)油口 10設(shè)置于所 述固定體8的表面上。
[0033] 如圖2所示，所述剎車定位式刀塔6包括轉(zhuǎn)動體9、固定體7及剎車片8,所述剎車 片8設(shè)置于所述固定體7和所述轉(zhuǎn)動體9之間，且所述固定體7和剎車片8固定連接，所述 固定體7和剎車片8之間有管道11，所述管道11的進(jìn)油口 10設(shè)置于所述固定體7的上表 面。
[0034] 在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，所述固定體7和所述剎車片8是通過焊接的方式實(shí)現(xiàn) 固定連接，如圖2所示，所示固定體7和剎車片8之間的焊接處12。
[0035] 作為本發(fā)明的一種變形，所述固定體7和所述剎車片8也可以通過其他方式實(shí)現(xiàn) 固定連接，比如：一體成型或者鉚釘連接等，本發(fā)明的具體實(shí)施例不以此為限。
[0036] 在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，所述管道11為油路管道，高壓油通過進(jìn)油口 10進(jìn)入管 道11。通過對管道11中注入高壓油，使所述剎車片8與所述轉(zhuǎn)動體9實(shí)現(xiàn)過盈配合，進(jìn)而 使得所述轉(zhuǎn)動體停止轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的剎車功能。
[0037] 而在本發(fā)明所述的剎車定位式刀塔中，剎車的力道可以通過輸入管道11的高壓 油的壓力來控制，在實(shí)際使用中，并非壓力越大越好只要滿足切削時所需要的力度即可，壓 力過大則會使所述剎車片8和所述轉(zhuǎn)動體9的配合過緊，過緊的配合不利于撞車后的保護(hù)。
[0038] 優(yōu)選地，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，所述固定體7與所述管道11的接觸表面設(shè)置 有導(dǎo)槽14,所述導(dǎo)槽14的長度與所述管道11的長度相同，所述導(dǎo)槽14用于將所述高壓油 或高壓氣更快地傳遞到所述管道11的端部。
[0039] 更進(jìn)一步地，所述導(dǎo)槽14為螺紋槽，所述螺紋槽是在所述固定體7與所述管道11 接觸的表面設(shè)置有外螺紋，從而形成所述螺紋槽。
[0040] 作為本發(fā)明的一種變形，所述導(dǎo)槽14為凹槽，所述凹槽也是設(shè)置在所述固定體7 與所述管道11接觸的表面，從而形成所述凹槽。
[0041] 所述導(dǎo)槽14的設(shè)置是便于所述高壓油進(jìn)入管道11后能夠通過螺紋槽或者凹槽更 快地到達(dá)管道11的兩端，從而使所述剎車片8作用于所述轉(zhuǎn)動體9上的力度更加均勻，能 夠保證本發(fā)明所述的剎車定位式刀塔6的工作效率和工作質(zhì)量。
[0042] 如圖1所示，所述本體5每次旋轉(zhuǎn)的角度為0?180°，如果刀盤上安裝的是12把 刀具，那么每個刀位上放置的刀具相隔30°，如果刀盤上安裝的是18把刀具，那么每個刀 位上放置的刀具相隔20°，具體安裝的刀具數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要決定，而所述本次6每次的 旋轉(zhuǎn)角度也就跟著刀具的數(shù)量而決定。
[0043] 下面結(jié)合圖1對本發(fā)明所述的剎車定位式刀塔6的工作原理做進(jìn)一步的詳細(xì)說 明。
[0044] 正常工作過程中，旋轉(zhuǎn)離合齒3為動態(tài)，伸縮離合齒4為靜態(tài)，旋轉(zhuǎn)離合齒3和伸 縮離合齒4處于分離狀態(tài)。通過壓力泵產(chǎn)生的高壓油通過進(jìn)油口 10進(jìn)入管道11。此時，在 高壓油的壓力作用下，剎車片8與轉(zhuǎn)動體9實(shí)現(xiàn)過盈配合，從而實(shí)現(xiàn)剎車片8對轉(zhuǎn)動體9的 抱死，因此，所述刀塔進(jìn)入正常工作裝態(tài)。
[0045] 在正常工作工程中，可以通過調(diào)整高壓油的壓力，來調(diào)整所述剎車片8對轉(zhuǎn)動體9 的抱死力，一般情況下，只要高壓油的油壓能夠滿足車床在加工時的剛性即可。
[0046] 在本發(fā)明所述的剎車定位式刀塔6中，當(dāng)車床收到外力撞擊或者伺服馬達(dá)1的設(shè) 定程式出現(xiàn)失誤等意外情況發(fā)生時，由于在工作過程中旋轉(zhuǎn)離合齒3和伸縮離合齒4是處 于分離狀態(tài)的，此時剎車定位式刀塔6的中心高受到?jīng)_擊后會產(chǎn)生相應(yīng)的位移，而產(chǎn)生位 移的過程能夠卸掉瞬間帶來的沖擊。所以外力不會對旋轉(zhuǎn)離合齒3、刀塔軸2以及軸孔等車 床的其他零部件發(fā)生任何的破壞，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的刀塔，本發(fā)明所述的刀塔能夠大大 減少車床在工作過程中的實(shí)務(wù)帶來的損失，從而降低車床的使用成本以及生產(chǎn)效率。
[0047] 接下來根據(jù)圖1進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明所述的剎車定位式刀塔6的換刀過程。
[0048] 當(dāng)車床收到外力撞擊或者伺服馬達(dá)1的設(shè)定程式出現(xiàn)失誤等意外情況發(fā)生了，導(dǎo) 致刀具損壞從而需要換刀時。
[0049] 取消對管道11注入高壓油，此時所述刀塔軸2能夠輕松旋轉(zhuǎn)。
[0050] 由于伺服馬達(dá)具有記憶性，因此伺服馬達(dá)1會帶動刀塔軸2旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的設(shè)定角 度，當(dāng)。此時伸縮離合齒4在液壓缸的推動下與旋轉(zhuǎn)離合齒3貼合，采用旋轉(zhuǎn)離合齒3和伸 縮離合齒4是為進(jìn)一步提高定位角度的精準(zhǔn)度。比如，如果刀盤結(jié)構(gòu)13上安裝的是12把 刀具，那么每個刀位上放置的刀具相隔30度。
[0051] 由于伺服馬達(dá)1的記憶性，所以理論上伺服馬達(dá)1能夠帶動刀塔軸2旋轉(zhuǎn)到相鄰 的30度處，但由于伺服馬達(dá)1在帶動刀塔軸2的過程中還涉及皮帶等傳動件，導(dǎo)致刀塔軸2 的最終旋轉(zhuǎn)角度的精度有所下降。比如說，按照設(shè)定，刀塔軸2需要旋轉(zhuǎn)20度才能到達(dá)相 應(yīng)的設(shè)定角度，但由于伺服馬達(dá)到刀塔軸2之間存在傳動間隙，旋轉(zhuǎn)精度受到影響，所以可 能只旋轉(zhuǎn)了 19. 9度便停住不轉(zhuǎn)了，旋轉(zhuǎn)離合齒3也相應(yīng)地只轉(zhuǎn)了 19. 9度。
[0052] 而由于伸縮離合齒4的角度是恒定的，它只能伸縮而無法旋轉(zhuǎn)，所以伸縮離合齒4 的角度依然是原先需要的精準(zhǔn)角度。
[0053] 此時，液壓缸推動伸縮離合齒4與旋轉(zhuǎn)離合齒3貼合并將所述旋轉(zhuǎn)離合齒3校正 到應(yīng)有的設(shè)定角度。
[0054] 當(dāng)PLC檢測到伸縮離合齒4與旋轉(zhuǎn)離合齒3的貼合信號以后，將高壓泵產(chǎn)生的高 壓油通過進(jìn)油口 10輸入管道11中，輸入的高壓油能夠?qū)x車片8與轉(zhuǎn)動體9產(chǎn)生過盈配 合，從而實(shí)現(xiàn)抱死。
[0055] 當(dāng)PLC檢測到高壓油的壓力到達(dá)設(shè)定壓力以后，還需再經(jīng)過一段設(shè)定延遲時間， 之后才會控制油缸，從而使旋轉(zhuǎn)離合齒3和伸縮離合齒4變成分離狀態(tài)。此時，所述剎車定 位式刀塔6進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，車床再次實(shí)現(xiàn)正常加工過程。
[0056] 在本發(fā)明所述的剎車定位式刀塔6的整個換刀過程中，結(jié)構(gòu)簡單速度快。再配合 后端的離合齒來定位角度，換刀過程中的理論定位角度可以精確到±0. 000015度，作用半 徑在250mm±0. 003mm，此時對于加工直徑幾乎沒有影響，加工精度同樣可以達(dá)到±0. 003 度。
[0057] 本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0058] 1、本發(fā)明由于只有轉(zhuǎn)動體、剎車片和固定體，而且剎車片和固定體為固定連接結(jié) 構(gòu)，無需增加密封件，不管在密封性能還是成本控制上，都有大大的改善。
[0059] 2、本發(fā)明通過用剎車取代單用離合齒，可以在車床發(fā)生撞車的時候刀塔的中心高 收到?jīng)_擊后產(chǎn)生大量的位移，卸掉瞬間帶來的沖擊，從而能夠保護(hù)機(jī)床的其他部件受損。
[0060] 3、使用本發(fā)明受損的剎車定位式刀塔6,當(dāng)發(fā)生撞車時，只需重新使刀塔交換一次 就能自動恢復(fù)精度，無需維修，因?yàn)榈端D(zhuǎn)動的角度是靠伺服馬達(dá)的絕對坐標(biāo)、旋轉(zhuǎn)離合齒 以及伸縮離合齒控制的，精度精準(zhǔn)。
[0061] 換言之，本發(fā)明所述的剎車定位式刀塔6與現(xiàn)有技術(shù)中的刀塔最大的區(qū)別就是用 剎車的方式代替了定位齒，現(xiàn)有技術(shù)中的刀塔零部件比較多，有轉(zhuǎn)動體、剎車片、密封體以 及固定體，而本發(fā)明只有轉(zhuǎn)動體9和固定體7,所述固定體7與剎車片8是固定連接沒有密 封件。通入高壓油后固定體7的內(nèi)壁產(chǎn)生微小膨脹從而實(shí)現(xiàn)剎車功能。
[0062] 用剎車的方式取代定位齒的最大優(yōu)勢是，當(dāng)車床發(fā)生撞車的時候剎車定位式刀塔 6的中心高收到?jīng)_擊后會產(chǎn)生大量的位移，卸掉瞬間帶來的沖擊，從而能夠保護(hù)機(jī)床的其他 部件受損。
[0063] 由于伺服馬達(dá)1具備的記憶功能，這時只需要重新將刀塔交換一次就能自動恢復(fù) 精度不需維修。這不僅能節(jié)省時間、提高生產(chǎn)的效率而且能大大減少失誤帶來的損失。 [0064] 上述介紹的是將本發(fā)明上述的剎車定位式刀塔6用于轂剎，轂剎的作用面積比較 大，所以剎車力度大，適合重型切割加工，相應(yīng)的，所述剎車定位式刀塔6的體積也比較大。 [0065] 本發(fā)明所述的剎車定位式刀塔6用于盤剎或者碟剎也同樣可以，這兩種結(jié)構(gòu)比較 緊湊，剎車時力度較小，在能滿足加工剛性的條件下也可以采用，比如輕切削、高速及復(fù)合 車床中，因?yàn)閺?fù)合車床就是需要結(jié)構(gòu)緊湊。
[〇〇66] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種剎車定位式刀塔，其特征在于，所述剎車定位式刀塔包括固定體、轉(zhuǎn)動體及剎車 片，所述剎車片設(shè)置于所述固定體和轉(zhuǎn)動體之間并與所述固定體固定連接，所述固定體和 所述剎車片之間設(shè)有管道，所述管道的管道口設(shè)置于所述固定體的表面上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的剎車定位式刀塔，其特征在于，所述剎車片與所述固定體通 過焊接固定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的剎車定位式刀塔，其特征在于，所述固定體上設(shè)置有導(dǎo)槽，所 述導(dǎo)槽位于所述固定體與所述管道接觸的表面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的剎車定位式刀塔，其特征在于，所述導(dǎo)槽為螺紋槽或凹槽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的剎車定位式刀塔，其特征在于，所述管道為油路管道。
【文檔編號】B23B29/24GK104084612SQ201410300733
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】鞏玉圣 申請人:上海臺圣精密機(jī)械有限公司