皇冠式转塔动力刀架结构介绍

原文出处:
Inventor 闫明朱相军王世杰吕晓仁段振云 
Original Assignee 沈阳工业大学 
Priority date 2013-05-10
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皇冠型刀架不需要配备刀库，节省机床空间，换刀效率高，而且动力刀具的转速 高、切削力大，因此主要用作专用机床的配套刀架。目前的皇冠式转塔动力刀架，大多数采 用直驱式的驱动方式，即伺服电机与刀具直接相连接，通过控制动力轴沿轴向的滑移来实 现刀架的工作和换刀，但该刀架采用双伺服驱动方式，这增加了刀架 的质量，影响刀架的运动灵敏性，并且结构复杂。

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在刀架采用齿 轮传动的方式，结构简单，但是刀架工作时所有刀具都在旋转，浪费刀架的动力效率，并且 容易对操作人员产生伤害，同时其楔式定位刚度及精度低。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3604.html

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皇冠式转塔动力刀架结构的优点

（1）采用齿轮传动方式，刀架结构简单，降低维护成本 ；文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3604.html

（2）采用双联齿盘定位，定位精度高。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3604.html

（3）定位和动力刀驱动只需一个伺服电机，降低刀架惯量，使刀架运行更 加灵活。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3604.html

（4）在机床上滑行的同时可以锁紧和解锁。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3604.html

（5）刀具只有在工作位置才能被驱动。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3604.html

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皇冠式转塔动力刀架结构

该刀架主要包括塔 头 1、刀具轴 2、刀架座 3、传动轴 16 和伺服电机 8 ；传动轴 16 穿过塔头 1 和刀架座 3 与伺服 电机 8 连接 ；刀具轴 2 设置在塔头 1 上，刀具轴 2 伸进塔头 1 的一端设置有锥齿轮 10 ；在刀 架座 3 上设置有工作齿轮 5，工作齿轮 5 套在传动轴 16 上，工作齿轮 5 通过花键安装在传动 轴 16 上，在刀架座 3 上还设置有与工作齿轮 5 啮合的传动齿轮 11，传动齿轮 11 通过固定轴 9 设置在刀架座 3 上.

锥齿轮 10 工作时与传动齿轮 11 啮合，在更换刀具轴 2 上的刀具时锥 齿轮 10 与传动齿轮 11 分开 ；在传动轴 16 的前端穿过塔头 1，传动轴 16 的前端为液压伸缩 缸，液压伸缩缸与设置在塔头 1 上的配油盘 4 连接，在液压伸缩缸的前端设置有活塞 17，活 塞 17 设置在液压缸壁 15 内，活塞 17 与液压缸壁 15 之间固定连接，液压缸壁 15 固定安装 在塔头 1 上 ；

在传动轴 16 的非伸缩缸处还设置有转位齿轮 13，转位齿轮 13 通过花键设置 在传动轴 16 上，在塔头 1 上设置有在塔头 1 被提起时与转位齿轮 13 啮合的内齿环 12 ；在 塔头 1上还设置有与液压伸缩缸连接的配油盘 4，通过如图 1中所示的虚线路径与液压伸缩 缸相连。

刀架座 3 与传动轴 16 之间通过轴承 6 连接，塔头 1 与传动轴 16 之间通过支撑环 及轴承 14 连接。由于支撑环及轴承 14 与传动轴 16 通过花键连接，使塔头 1 在液压油的作 用下，可以沿传动轴 16 滑动。传动轴 16 通过联轴器 7 与伺服电机 8 连接。 [0023] 刀具轴 2 为多把，多把刀具轴 2 设置在以传动轴 16 为圆心的圆周上。

所有齿轮正确安装后，应使转塔刀架在刀具工作位置时，锥齿轮 10 与 传动齿轮 11 相啮合，转位齿轮 13 和内齿环 12 彼此分离，如图 1 中所示的，彼此上下错开 ； 转塔刀架在换刀时，转位齿轮 13 与内齿环 12 相啮合，传动齿轮 11 与锥齿轮 10 彼此分离 ； 在此过程中，传动齿轮 11 与工作齿轮 5 啮合。伺服电机 8 安装在刀架座 3 上，并通过联轴 器 7 与传动轴 16 相连接。

定位方式为双联齿盘方式，如图 2 中 A 处所示。当转塔刀架在换刀时，使 传动轴 16 停止转动，液压油通过配油盘 4 作用于在塔头上的液压伸缩缸，使液压活塞 17 向 上顶出，也就是图 1 中箭头所示的方向，使塔头 1 沿传动轴 16 向上滑动，这样就会使塔头 1 上的锥齿轮 10 与刀架座 3 的传动齿轮 11 之间彼此分离，并且使转位齿轮 13 与内齿环 12 相啮合，如图 2 中 B 位置所示，传动齿轮 11 与锥齿轮 10 彼此分离情况如图 2 中 C 处所示 ；

在伺服电机及传动轴 16 的带动下，塔头 1 旋转，将需要更换的刀具旋转到与传动齿轮 11相对应的位置，使传动轴 16停止转动，当指定刀具进入工位时，在液压活塞 17的作用下， 将塔头 1 沿传动轴 16 向下滑动，即图 2 中的箭头方向，使塔头 1 和刀架座 3 上的定位齿盘5 相互啮合，并锁紧。同时锥齿轮 10 与传动齿轮 11 重新相啮合如图 1 中 B 处所示，转位齿轮 13 和内齿环 12 彼此分离，如图 1 中 A 处所示，之后，在伺服电机 8 的带动下，使传动轴 16 带 动工作齿轮 5 旋转，工作齿轮 5 通过传动齿轮 11 带动锥齿轮 10 旋转，使刀具轴 2 上的刀具 旋转。