專利名稱：偏心輪、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位移換刀機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
偏心輪、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位移換刀機(jī)構(gòu) 技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種同步動(dòng)作的換刀機(jī)構(gòu)，尤其是一種結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作十 分平穩(wěn)，且能夠有效保證換刀過程安全的換刀機(jī)構(gòu)。
技術(shù)背景
現(xiàn)有的數(shù)控加工中心用換刀機(jī)構(gòu)，需要在換刀時(shí)進(jìn)行原點(diǎn)的校正、扣刀角 度的檢驗(yàn)和定位，上述步驟雖然可以保證動(dòng)作的精準(zhǔn)性和安全性，但是整個(gè)換 刀及檢驗(yàn)的過程較為復(fù)雜，耗時(shí)較長，完成整個(gè)換刀動(dòng)作大概需要9秒鐘。除 此之外，在刀把與刀具的接觸處一般不設(shè)鎖刀裝置，這樣當(dāng)?shù)毒弑旧碇亓枯^大 或換刀速度較快時(shí)，有可能會因刀把承受不了較大的沖量而使刀具飛脫，造成 設(shè)備的損壞或技術(shù)人員的傷亡。
發(fā)明內(nèi)容-
本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單， 動(dòng)作平穩(wěn)，換刀過程誤差微小，并能保證整個(gè)動(dòng)作過程安全的換刀機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是 一種偏心輪、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定 作同步位移換刀機(jī)構(gòu)，包括盤式刀庫2，其特征在于機(jī)床床身l上固定連接 有固定板3，其上固定設(shè)置有動(dòng)力裝置4，動(dòng)力裝置4的輸出端通過傳動(dòng)副14
與支撐在偏心輪心軸20上的偏心輪21相連，偏心輪心軸20的兩端分別支撐在 固定板3和支架42上，偏心輪21與設(shè)置在搖擺支撐桿31上的單桿軸承17相 接觸，搖擺支撐桿31的一端與盤式刀庫2相連，另一端設(shè)置有軸32，軸32軸 承支撐在與機(jī)床床身1固定連接的支架42的端部，軸32上設(shè)置有預(yù)壓扭簧33。
設(shè)置在盤式刀庫2圓周邊緣上的刀爪5由基塊IO和其兩側(cè)的爪手11組成， 基塊10的內(nèi)部縱向設(shè)置有縱向彈簧6，縱向彈簧6的上端支撐有側(cè)面開設(shè)凹槽 8的頂塊7，頂塊7的上端設(shè)置有觸塊9，與觸塊9位置相對應(yīng)的撞塊16固定 連接在刀庫等距軸承調(diào)整座13上，設(shè)置在抓手11上且與凹槽8縱向位置相對 應(yīng)的銷柱12形狀與凹槽8相配，刀爪5上遠(yuǎn)離抓刀端處設(shè)置有兩端均與抓手 11相連的橫向彈簧15。
所述的動(dòng)力裝置4為馬達(dá)50，所述的傳動(dòng)副14由設(shè)置在馬達(dá)50輸出端的主動(dòng)齒輪18和與之嚙合的從動(dòng)齒輪19組成，從動(dòng)齒輪19和偏心輪21均設(shè)置 在偏心輪心軸20上。
所述的偏心輪21外還設(shè)置有形狀與之相同的軌道殼體22，偏心輪21的外 輪廓與軌道殼體23形成軌道24，單桿軸承17的軸端頭嵌于軌道24之中。
所述的主動(dòng)齒輪18和從動(dòng)齒輪19的直徑比為1: 2。
所述的動(dòng)力裝置4為氣缸51，所述的傳動(dòng)副由滑動(dòng)連接在固定板3上的齒 排53和與之相嚙合的齒輪54組成，氣缸51的推桿52與齒排53相接，齒輪 54與偏心輪21同軸且相對固定。
所述的凹槽8下部為斜面。
所述的觸塊9為鋼珠。
本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 利用偏心輪的運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)設(shè)置在搖擺支撐桿上的單桿軸承，使盤式 刀庫在支架上作擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀具的更換過程；另外，單桿軸承在整 個(gè)運(yùn)動(dòng)過程當(dāng)中始終嵌在軌道之中，使換刀動(dòng)作平穩(wěn)進(jìn)行，不會因 盤式刀庫抖動(dòng)而產(chǎn)生誤差，因此也無需在每一次動(dòng)作完成之后進(jìn)行 位置的校驗(yàn)，節(jié)省換刀時(shí)間。
2、 在刀把上設(shè)置了鎖刀機(jī)構(gòu)，這樣可以在刀具重量較大或者換刀速度 較快時(shí)保證刀具不會飛脫出刀把，極大地降低了換刀動(dòng)作時(shí)的安全 隱患，保障安全生產(chǎn)。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一換刀狀態(tài)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一主軸加工狀態(tài)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一的俯視圖。
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例二換刀狀態(tài)示意圖。
圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二主軸加工狀態(tài)示意圖。
圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例二的俯視圖。
圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例A部松刀狀態(tài)的放大圖。
圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例A部松刀狀態(tài)的俯視剖視圖。
圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例A部鎖刀狀態(tài)的放大圖。
圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例A部鎖刀狀態(tài)的俯視剖視圖。
具體實(shí)施方式
5下面將結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。 實(shí)施例一-
如圖1、 2、 3、 7、 8、 9、 10所示 一種偏心輪、扭簧、曲線軸承、刀爪
鎖定作同步位移換刀機(jī)構(gòu)，包括盤式刀庫2，其特征在于機(jī)床床身l上固定
連接有固定板3，馬達(dá)50通過法蘭盤(或其他連接方式)與固定板3固定連接， 馬達(dá)50的輸出端通過傳動(dòng)副14與偏心輪21相連；傳動(dòng)副14由設(shè)置在動(dòng)力裝 置4輸出端的主動(dòng)齒輪18和與之嚙合的從動(dòng)齒輪19兩部分組成，主動(dòng)齒輪18 和從動(dòng)齒輪19的直徑比為1: 2;從動(dòng)齒輪19和偏心輪21均設(shè)置在偏心輪心 軸20上，偏心輪心軸20的兩端分別支撐在固定板3和支架42上；
偏心輪21與設(shè)置在搖擺支撐桿31上的單桿軸承17相接觸，搖擺支撐桿 31的一端設(shè)置在盤式刀庫2上，另一端設(shè)置有軸32，軸32軸承支撐在與機(jī)床 床身1固定連接的支架42的端部，軸32上設(shè)置有預(yù)壓扭簧33。
設(shè)置在盤式刀庫2圓周邊緣上的刀爪5由基塊10和其兩側(cè)的爪手11組成， 基塊10的內(nèi)部縱向設(shè)置有縱向彈簧6，縱向彈簧6的上端支撐有側(cè)面開設(shè)凹槽 8的頂塊7，頂塊7的上端設(shè)置有觸塊9，與觸塊9位置相對應(yīng)的撞塊16固定 連接在刀庫等距軸承調(diào)整座13上，設(shè)置在抓手11上且與凹槽8縱向位置相對 應(yīng)的銷柱12形狀與凹槽8相配，刀爪5上遠(yuǎn)離抓刀端處設(shè)置有兩端均與抓手 11相連的橫向彈簧15;凹槽8下部為斜面，觸塊9為鋼珠或鋼球。
所述的偏心輪21外還設(shè)置有形狀與之相同的軌道殼體22，偏心輪21的外 輪廓與軌道殼體23形成軌道24，單桿軸承17的軸端頭嵌于軌道24之中。
本實(shí)用新型實(shí)施例的工作過程如下當(dāng)主軸需要更換刀具時(shí)，上升到換刀 高度后停止，馬達(dá)50接到信號后開始工作，馬達(dá)50的輸出端帶動(dòng)主動(dòng)齒輪18 和與之嚙合的從動(dòng)齒輪19轉(zhuǎn)動(dòng)；從動(dòng)齒輪19轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，與從動(dòng)齒輪19同軸 的偏心輪21也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置在搖擺支撐桿31上的單桿軸承17在偏心輪21 的推動(dòng)作用下進(jìn)行動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)盤式刀庫2以軸32為支點(diǎn)作擺動(dòng)的動(dòng)作，使 刀爪5移動(dòng)到抓刀位置，主軸下來抓刀以后，動(dòng)力裝置4繼續(xù)工作，帶動(dòng)偏心 輪21轉(zhuǎn)動(dòng)，使盤式刀庫2上的刀爪5向外移動(dòng)，離開換刀位置，主軸下降進(jìn)行 工件加工；當(dāng)需要更換刀具時(shí)，主軸上升至既定高度后定位停止，動(dòng)力裝置4 開始工作，重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)，達(dá)到更換刀具的目的。
由于單桿軸承17的軸端頭在運(yùn)動(dòng)的全過程中始終嵌在軌道24之中，而且 在軸32上還設(shè)置有預(yù)壓扭簧33，這種結(jié)構(gòu)設(shè)置可以有效保證在動(dòng)作過程中不
6會產(chǎn)生振動(dòng)和較大的誤差，使加工過程順暢、平穩(wěn)，且可以節(jié)省換刀機(jī)構(gòu)動(dòng)作 后的位置校驗(yàn)步驟，節(jié)省換刀時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
盤式刀庫2旋轉(zhuǎn)到機(jī)床Z軸的軸向位置時(shí)，設(shè)置在刀庫等距軸承調(diào)整座13 上的撞塊16與觸塊9相接觸，將觸塊9向下壓，從而帶動(dòng)頂塊7向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng) 頂塊7運(yùn)動(dòng)到其上開設(shè)的凹槽8恰好與銷柱12相配的位置時(shí)，在刀爪5上遠(yuǎn)離 抓刀端設(shè)置的橫向彈簧的作用下，銷柱12進(jìn)入凹槽8之中，從而使刀爪5的兩 個(gè)爪手ll向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，將刀具鎖死。
需要更換刀具時(shí)，盤式刀庫2旋轉(zhuǎn)，觸塊9脫離撞塊16，縱向彈簧6將頂 塊7項(xiàng)上頂起，位于凹槽8內(nèi)的銷柱12沿著凹槽8下部的斜面運(yùn)動(dòng)，從而使爪 手11向外運(yùn)動(dòng)，松開刀具。
由于頂塊7的存在，使銷柱12在頂塊7頂起狀態(tài)下沒有向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的空間， 因此可以在盤式刀庫2旋轉(zhuǎn)的全過程中，其觸塊9不與撞塊16接觸的刀爪5 不會產(chǎn)生松刀的現(xiàn)象，保證了換刀過程中的生產(chǎn)安全。
實(shí)施例二如圖4、 5、 6、 7、 8、 9、 IO所示 一種偏心輪、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖 定作同步位移換刀機(jī)構(gòu)，包括盤式刀庫2，其特征在于在固定板3上固定連 接有氣缸51，氣缸51的推桿52與齒排53相接，齒排53固定在固定板3上并 且可以在固定板3上滑動(dòng)，齒輪54與齒排53相嚙合，齒輪54與偏心輪21同 軸且相對固定，即齒輪54與偏心輪21不能作相對轉(zhuǎn)動(dòng)。
偏心輪21與設(shè)置在搖擺支撐桿31上的單桿軸承17相接觸，搖擺支撐桿 31的一端設(shè)置在盤式刀庫2上，另一端設(shè)置有軸32，軸32軸承支撐在與機(jī)床 床身1固定連接的支架42的端部，軸32上設(shè)置有預(yù)壓扭簧33。
所述的偏心輪21外還設(shè)置有形狀與之相同的軌道殼體22，偏心輪21的外 輪廓與軌道殼體23形成軌道24，單桿軸承17的軸端頭嵌于軌道24之中。
設(shè)置在盤式刀庫2圓周邊緣上的刀爪5由基塊IO和其兩側(cè)的爪手11組成， 基塊10的內(nèi)部縱向設(shè)置有縱向彈簧6，縱向彈簧6的上端支撐有側(cè)面開設(shè)凹槽 8的頂塊7，頂塊7的上端設(shè)置有觸塊9，與觸塊9位置相對應(yīng)的撞塊16固定 連接在刀庫等距軸承調(diào)整座13上，設(shè)置在抓手11上且與凹槽8縱向位置相對 應(yīng)的銷柱12形狀與凹槽8相配，刀爪5上遠(yuǎn)離抓刀端處設(shè)置有兩端均與抓手 11相連的橫向彈簧15;凹槽8下部為斜面，觸塊9為鋼珠或鋼球。
本實(shí)用新型實(shí)施例的工作過程如下當(dāng)主軸需要更換刀具時(shí)，上升到換刀高度后停止，氣缸51接到信號后開始工作，推動(dòng)推桿52動(dòng)作，與推桿52相連 接的齒排53相對于固定板3作滑動(dòng)，與之嚙合的齒輪54在齒牌53的帶動(dòng)下轉(zhuǎn) 動(dòng)；此時(shí)，與齒輪54同軸的偏心輪21也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)與之接觸的單桿 軸承17進(jìn)行動(dòng)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)盤式刀庫2以軸32為支點(diǎn)作擺動(dòng)的動(dòng)作，使刀爪 5移動(dòng)到抓刀位置，主軸下來抓刀以后，氣缸51繼續(xù)工作，帶動(dòng)偏心輪21轉(zhuǎn) 動(dòng)，使盤式刀庫2上的刀爪5向外移動(dòng)，離開換刀位置，主軸下降進(jìn)行工件加 工；當(dāng)需要更換刀具時(shí)，主軸上升至既定高度后定位停止，氣缸51開始工作， 重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)，達(dá)到更換刀具的目的。
由于單桿軸承17的軸端頭在運(yùn)動(dòng)的全過程中始終嵌在軌道24之中，而且 在軸32上還設(shè)置有預(yù)壓扭簧33，這種結(jié)構(gòu)設(shè)置可以有效保證在動(dòng)作過程中不 會產(chǎn)生振動(dòng)和較大的誤差，使加工過程順暢、平穩(wěn)，且可以節(jié)省換刀機(jī)構(gòu)動(dòng)作 后的位置校驗(yàn)步驟，節(jié)省換刀時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
盤式刀庫2旋轉(zhuǎn)到機(jī)床Z軸的軸向位置時(shí)，設(shè)置在刀庫等距軸承調(diào)整座13 上的撞塊16與觸塊9相接觸，將觸塊9向下壓，從而帶動(dòng)頂塊7向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng) 頂塊7運(yùn)動(dòng)到其上開設(shè)的凹槽8恰好與銷柱12相配的位置時(shí)，在刀爪5上遠(yuǎn)離 抓刀端設(shè)置的橫向彈簧的作用下，銷柱12進(jìn)入凹槽8之中，從而使刀爪5的兩 個(gè)爪手ll向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，將刀具鎖死。
需要更換刀具時(shí)，盤式刀庫2旋轉(zhuǎn)，觸塊9脫離撞塊16，縱向彈簧6將頂 塊7項(xiàng)上頂起，位于凹槽8內(nèi)的銷柱12沿著凹槽8下部的斜面運(yùn)動(dòng)，從而使爪 手ll向外運(yùn)動(dòng)，松開刀具。
由于頂塊7的存在，使銷柱12在頂塊7頂起狀態(tài)下沒有向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的空間， 因此可以在盤式刀庫2旋轉(zhuǎn)的全過程中，其觸塊9不與撞塊16接觸的刀爪5 不會產(chǎn)生松刀的現(xiàn)象，保證了換刀過程中的生產(chǎn)安全。
權(quán)利要求1. 一種偏心輪、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位移換刀機(jī)構(gòu)，包括盤式刀庫(2)，其特征在于機(jī)床床身(1)上固定連接有固定板(3)，其上固定設(shè)置有動(dòng)力裝置(4)，動(dòng)力裝置(4)的輸出端通過傳動(dòng)副(14)與支撐在偏心輪心軸(20)上的偏心輪(21)相連，偏心輪心軸(20)的兩端分別支撐在固定板(3)和支架(42)上，偏心輪(21)與設(shè)置在搖擺支撐桿(31)上的單桿軸承(17)相接觸，搖擺支撐桿(31)的一端與盤式刀庫(2)相連，另一端設(shè)置有軸(32)，軸(32)軸承支撐在與機(jī)床床身(1)固定連接的支架(42)的端部，軸(32)上設(shè)置有預(yù)壓扭簧(33)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏心輪、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位 移換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于設(shè)置在盤式刀庫(2)圓周邊緣上的刀爪(5)由基 塊(10)和其兩側(cè)的爪手(11)組成，基塊(10)的內(nèi)部縱向設(shè)置有縱向彈簧(6),縱向彈簧(6)的上端支撐有側(cè)面開設(shè)凹槽(8)的頂塊(7)，頂塊(7) 的上端設(shè)置有觸塊(9)，與觸塊(9)位置相對應(yīng)的撞塊(16)固定連接在刀庫 等距軸承調(diào)整座(13)上，設(shè)置在抓手(11)上且與凹槽(8)縱向位置相對應(yīng) 的銷柱(12)形狀與凹槽(8)相配，刀爪(5)上遠(yuǎn)離抓刀端處設(shè)置有兩端均 與抓手(11)相連的橫向彈簧(15)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏心輪、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同 步位移換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的動(dòng)力裝置(4)為馬達(dá)(50)，所述的傳 動(dòng)副(14)由設(shè)置在馬達(dá)(50)輸出端的主動(dòng)齒輪(18)和與之嚙合的從動(dòng)齒 輪(19)組成，從動(dòng)齒輪(19)和偏心輪(21)均設(shè)置在偏心輪心軸(20)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏心輪、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位 移換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的偏心輪(21)外還設(shè)置有形狀與之相同的軌 道殼體(22)，偏心輪(21)的外輪廓與軌道殼體(23)形成軌道(24)，單桿 軸承(17)的軸端頭嵌于軌道(24)之中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的偏心輪、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位 移換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的主動(dòng)齒輪(18)和從動(dòng)齒輪(19)的直徑比 為1: 2。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏心輪、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步 位移換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的動(dòng)力裝置(4)為氣缸(51)，所述的傳動(dòng)副由滑動(dòng)連接在固定板(3)上的齒排(53)和與之相嚙合的齒輪(54)組成， 氣缸(51)的推桿(52)與齒排(53)相接，齒輪(54)與偏心輪(21)同軸 且相對固定。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的偏心輪、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位 移換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的凹槽(8)下部為斜面。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的偏心輪、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位移 換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的觸塊(9)為鋼珠。
專利摘要一種換刀機(jī)構(gòu)，包括盤式刀庫(2)，其特征在于機(jī)床床身(1)上固定連接有固定板(3)，其上固定設(shè)置有動(dòng)力裝置(4)，動(dòng)力裝置(4)的輸出端通過傳動(dòng)副(14)與支撐在偏心輪心軸(20)上的偏心輪(21)相連，偏心輪心軸(20)的兩端分別支撐在固定板(3)和支架(42)上，偏心輪(21)與設(shè)置在搖擺支撐桿(31)上的單桿軸承(17)相接觸，搖擺支撐桿(31)的一端與盤式刀庫(2)相連，另一端設(shè)置有軸(32)，軸(32)軸承支撐在與機(jī)床床身(1)固定連接的支架(42)的端部，軸(32)上設(shè)置有預(yù)壓扭簧(33)。具有結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作平穩(wěn)，換刀過程誤差微小，并能保證整個(gè)動(dòng)作過程安全等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B23Q3/157GK201264169SQ200820015458
公開日2009年7月1日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者劉怡君 申請人:大連首輪機(jī)械工業(yè)有限公司