[發(fā)明專利]高速加工中心自動換刀裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210006661.6
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102528508A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱新橋;楊威
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北汽車工業(yè)學(xué)院
• 主分類號: B23Q3/155
• 分類號: B23Q3/155
• 代理公司: 十堰博迪專利事務(wù)所 42110
• 代理人: 高良軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種自動換刀裝置，應(yīng)用于高速加工中心，實(shí)現(xiàn)加工中心主軸與刀具庫上的刀具相互交換，涉及自動換刀裝置和方法。

背景技術(shù)

高速加工中心自動換刀裝置是高速加工中心的重要功能部件，其主要作用在于減少加工過程中的非切削時(shí)間和多次裝夾工件引起的誤差，以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，進(jìn)而提高機(jī)床乃至整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。目前主流的高速加工中心自動換刀裝置中，刀具換位是通過弧面分度凸輪為主體實(shí)現(xiàn)的，弧面分度凸輪是關(guān)鍵的組成零件。與國外成熟的技術(shù)相比，我國在弧面分度凸輪的研究上還存在一些關(guān)鍵技術(shù)問題需要解決，如：優(yōu)良運(yùn)動曲線選擇、機(jī)構(gòu)運(yùn)行的可靠性、換刀機(jī)構(gòu)復(fù)合凸輪的設(shè)計(jì)、凸輪的精密加工等。另外，弧面分度凸輪加工困難，售價(jià)昂貴，后續(xù)的維護(hù)費(fèi)用也不容忽視。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種主要改進(jìn)刀具轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的高速加工中心自動換刀裝置，以替代弧面分度凸輪為主體的刀具換位機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便的特點(diǎn)。?

本發(fā)明的技術(shù)方案：?

高速加工中心自動換刀裝置，包括箱體、刀臂主軸、換刀臂，動力傳動機(jī)構(gòu)、拔插刀機(jī)構(gòu)、刀具換位機(jī)構(gòu)、刀具鎖緊機(jī)構(gòu)、傳動離合機(jī)構(gòu)，刀臂主軸通過軸承支撐在箱體，刀臂主軸可軸向往復(fù)運(yùn)動，換刀臂固定在刀臂主軸前端；

所述動力傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)：主要由電動機(jī)、減速器、多個(gè)齒輪、復(fù)合凸輪組成，電動機(jī)與減速器連接，減速器通過多個(gè)齒輪把動力傳遞給復(fù)合凸輪，復(fù)合凸輪通過轉(zhuǎn)軸支撐在箱體上，復(fù)合凸輪的軸線與換刀臂的軸線垂直，復(fù)合凸輪上設(shè)有三條功能不同的輪廓曲線，分別控制拔插刀機(jī)構(gòu)、刀具換位機(jī)構(gòu)、刀具鎖緊機(jī)構(gòu)；

所述拔插刀機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)：拔插刀擺桿的中部用銷軸固定在箱體上，拔插刀擺桿的一端通過撥叉與刀臂主軸聯(lián)接，拔插刀擺桿的另一端固定有軸承，復(fù)合凸輪與拔插刀擺桿的另一端通過軸承聯(lián)接，拔插刀擺桿的軸承在復(fù)合凸輪的溝槽內(nèi)滾動；拔插刀機(jī)構(gòu)的動力由復(fù)合凸輪提供，復(fù)合凸輪推動拔插刀擺桿擺動，拔插刀擺桿帶動刀臂主軸做軸向往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)拔刀或插刀；刀臂主軸的運(yùn)動特性是由復(fù)合凸輪的輪廓曲線控制的；

所述刀具鎖緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)：主要由頂桿、搖桿、推桿、鎖刀頭、軸套組成，頂桿支撐在箱體上的導(dǎo)套內(nèi)，頂桿的一端通過滾輪支撐在復(fù)合凸輪的外圓輪廓上，搖桿的中部通過支架鉸接在箱體外側(cè)壁上，頂桿的另一端與搖桿的一端鉸接；刀臂主軸是空心的，推桿在刀臂主軸內(nèi)導(dǎo)向；換刀臂兩端是開口相反的卡爪，換刀臂內(nèi)安裝有導(dǎo)向滑塊、彈簧、鎖緊滑塊，鎖刀頭設(shè)在刀臂主軸的前端，刀臂主軸的前端固定有導(dǎo)套，鎖刀頭在導(dǎo)套內(nèi)導(dǎo)向，鎖刀頭的錐面與鎖緊滑塊相配合，推桿的前端通過螺釘與鎖刀頭固定連接；推桿的尾端從刀臂主軸內(nèi)伸出，推桿的尾端套有復(fù)位彈簧，搖桿的另一端與推桿尾端相互作用；復(fù)合凸輪與滾輪接觸，滾輪安裝在頂桿的一端當(dāng)復(fù)合凸輪推動頂桿運(yùn)動時(shí)，頂桿推動搖桿擺動，使復(fù)位彈簧被壓縮，鎖刀頭遠(yuǎn)離導(dǎo)向滑塊，解除對導(dǎo)向滑塊的擠壓，換刀臂手臂內(nèi)的彈簧復(fù)位，解除對鎖緊滑塊的擠壓，刀具松開；當(dāng)復(fù)合凸輪輪廓遠(yuǎn)離頂桿時(shí)，解除對頂桿的擠壓，復(fù)位彈簧復(fù)位，帶動鎖刀頭擠壓導(dǎo)向滑塊使其壓縮換刀臂手臂內(nèi)的彈簧，推動鎖緊滑塊配合卡爪來鎖緊刀具；

其特征在于：

所述刀具換位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)：主要由換位擺桿、撥叉、傳動齒輪、齒條、滾動導(dǎo)軌副組成，齒條由滾動導(dǎo)軌副支承在箱體內(nèi)壁上，換位擺桿的中部鉸接在箱體上，換位擺桿的一端通過撥叉與齒條聯(lián)接；傳動齒輪空套在刀臂主軸上，傳動齒輪與齒條嚙合；換位擺桿的另一端固定有軸承，復(fù)合凸輪與換位擺桿的另一端通過軸承聯(lián)接，換位擺桿的軸承在復(fù)合凸輪的溝槽內(nèi)滾動；傳動齒輪又與傳動離合機(jī)構(gòu)傳動聯(lián)接；復(fù)合凸輪推動換位擺桿擺動，換位擺桿帶動齒條往復(fù)運(yùn)動，齒條驅(qū)動傳動齒輪旋轉(zhuǎn)，傳動齒輪通過傳動離合機(jī)構(gòu)將動力傳遞給刀臂主軸，使刀臂主軸做正反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；刀臂主軸的運(yùn)動特性是由復(fù)合凸輪的輪廓曲線控制的；?

所述傳動離合機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)：一個(gè)軸套空套在刀臂主軸上，軸套的一側(cè)與刀具換位機(jī)構(gòu)的傳動齒輪固定連接，刀具鎖緊機(jī)構(gòu)的推桿的中部加工有T型槽，T型槽的底面與推桿的軸線成一定角度；T型銷安裝在T型槽內(nèi)，并插入刀臂主軸定位孔中，軸套上設(shè)有與T型銷的軸頸相適應(yīng)的軸向槽；當(dāng)?shù)毒哝i緊機(jī)構(gòu)的推桿往復(fù)運(yùn)動時(shí)，T型槽推拉T?型銷，使T型銷沿自身軸線上下運(yùn)動，從而聯(lián)接或斷開與軸套的傳動，控制刀臂主軸的轉(zhuǎn)位。