專利名稱：直驅(qū)式伺服刀架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種直驅(qū)式伺服刀架，屬于數(shù)控機床用刀架技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，車削加工中心及車銑復合加工中心是航空、航天、軍工等工業(yè)領(lǐng)域的重要加工設(shè)備。數(shù)控刀架是車削加工中心及車銑復合加工中心的核心功能部件，其性能和結(jié)構(gòu)直接影響機床的切削性能和切削效率，體現(xiàn)了機床的設(shè)計和制造水平。刀架的基本功能:一是固定刀具，二是實現(xiàn)自動換刀。根據(jù)實現(xiàn)換刀動作的驅(qū)動方式，可以把刀架分為手動刀架、電動刀架(普通電機驅(qū)動)、液壓刀架(液壓馬達驅(qū)動)、伺服刀架(伺服電機驅(qū)動)等。中國發(fā)明專利93110072.0公開了一種齒盤定位刀架，該刀架是靠人工轉(zhuǎn)動刀架手柄使上、下齒盤快速嚙合，這種驅(qū)動形式難以達到較高的效率。中國發(fā)明專利98113481.5公開了一種普通電機驅(qū)動數(shù)控刀架，該刀架的刀盤靠普通電機帶動凸輪實現(xiàn)轉(zhuǎn)位和初定位，靠齒盤實現(xiàn)精確定位，這種刀架可靠性低，一般用于低端數(shù)控機床。中國實用新型專利200710156376.1公開了一種新型液壓刀架，該刀架通過定趴油缸對刀盤進行定位，通過液壓馬達帶動刀盤轉(zhuǎn)動，其體積較大。論文《基于DSP下的伺服刀架控制系統(tǒng)設(shè)計》提到了一種伺服刀架，該刀架由伺服電機通過齒輪系統(tǒng)驅(qū)動刀盤轉(zhuǎn)位，并實現(xiàn)刀盤初定位，靠三聯(lián)齒盤實現(xiàn)齒盤精確定位，這種刀架受到傳動系統(tǒng)的影響在初定位時精度較差，在精定位時容易產(chǎn)生沖擊和振動，影響加工精度。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種直驅(qū)式伺服刀架，它能夠采用力矩電機直接驅(qū)動刀架工作，提高刀架的可靠性及定位精度。本實用新型解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:一種直驅(qū)式伺服刀架，包括主軸、箱體、內(nèi)齒圈、外齒圈和鎖緊齒圈，外齒圈固定連接在箱體上，鎖緊齒圈可軸向移動地套裝在主軸上，內(nèi)齒圈可旋轉(zhuǎn)地安裝在外齒圈內(nèi)，內(nèi)齒圈固定套裝在主軸的一端，還包括油缸和力矩電機，主軸的另一端套裝在力矩電機的電機軸上，力矩電機安裝在箱體上，油缸套裝在主軸上，并且油缸的活塞桿與鎖緊齒圈連接以便鎖緊齒圈可在主軸上軸向移動與內(nèi)齒圈和外齒圈嚙合或脫離。進一步，所述的內(nèi)齒圈的外部設(shè)置有冷卻機構(gòu)，所述的冷卻機構(gòu)包括水孔板和接水盤,水孔板和接水盤均套裝在內(nèi)齒圈的外壁上,并且接水盤位于水孔板和外齒圈之間。進一步，所述的鎖緊齒圈上安裝有卡板，并且該卡板與外齒圈卡接。更進一步，所述的主軸與力矩電機的電機軸之間通過鍵槽與鍵的配合方式連接。米用了上述技術(shù)方案后，開機時，油缸使鎖緊齒圈向后運動，鎖緊齒圈與內(nèi)齒圈和外齒圈脫離，力矩電機驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，帶動內(nèi)齒圈旋轉(zhuǎn)，當內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)到理想位置時，力矩電機停止轉(zhuǎn)動，刀架實現(xiàn)了初定位，此時，油缸使鎖緊齒圈向前運動，鎖緊齒圈與內(nèi)齒圈和外齒圈嚙合，刀架實現(xiàn)了精確定位，可進行切削動作，本實用新型采用力矩電機直接驅(qū)動內(nèi)齒圈旋轉(zhuǎn)，采用油缸來使三齒盤嚙合來實現(xiàn)精確定位，省去了齒輪機構(gòu)、蝸桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等中間環(huán)節(jié)，避免了中間傳動環(huán)節(jié)帶來的傳動誤差，有效地提高了刀架的可靠性和精度；本實用新型還設(shè)置了冷卻機構(gòu)，有效地減少了內(nèi)齒圈的熱變形，進一步增加本刀架的可靠性；卡板的設(shè)置，能夠防止鎖緊齒圈在主軸上轉(zhuǎn)動；該刀架的力矩電機與主軸采用鍵(花鍵、單鍵、雙鍵等)的連接方式，從而減少了由于切削產(chǎn)生的震動對力矩電機的影響；該刀架結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；占用空間??；拆裝方便；傳動效率高；運行平穩(wěn)；噪音小。

圖1為本實用新型的直驅(qū)式伺服刀架的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。如圖1所不,一種直驅(qū)式伺服刀架,包括主軸5、箱體7、內(nèi)齒圈3、外齒圈6和鎖緊齒圈9，外齒圈6固定連接在箱體7上，鎖緊齒圈9可軸向移動地套裝在主軸5上，內(nèi)齒圈3可旋轉(zhuǎn)地安裝在外齒圈6內(nèi)，內(nèi)齒圈3固定套裝在主軸5的一端，還包括油缸10和力矩電機12，主軸5的另一端套裝在力矩電機12的電機軸上，力矩電機12安裝在箱體7上，油缸10套裝在主軸5上，并且油缸5的活塞桿與鎖緊齒圈9連接以便鎖緊齒圈9可在主軸5上軸向移動與內(nèi)齒圈3和外齒圈6嚙合或脫離。本實用新型采用力矩電機12直接驅(qū)動內(nèi)齒圈3旋轉(zhuǎn)，采用油缸10來使三齒盤嚙合來實現(xiàn)精確定位，省去了齒輪機構(gòu)、蝸桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等中間環(huán)節(jié)，避免了中間傳動環(huán)節(jié)帶來的傳動誤差，有效地提高了刀架的可靠性和精度。為了有效地減少了內(nèi)齒圈的熱變形，進一步增加本刀架的可靠性，如圖1所示，內(nèi)齒圈3的外部設(shè)置有冷卻機構(gòu),冷卻機構(gòu)包括水孔板I和接水盤2,水孔板I和接水盤2均套裝在內(nèi)齒圈3的外壁上，并且接水盤2位于水孔板I和外齒圈6之間。為了能夠防止鎖緊齒圈在主軸上轉(zhuǎn)動，如圖1所示，鎖緊齒圈9上安裝有卡板4，并且該卡板4與外齒圈6卡接。為了能夠減少由于切削產(chǎn)生的震動對力矩電機的影響，如圖1所示，主軸5與力矩電機12的電機軸之間通過鍵槽與鍵的配合方式連接。本實用新型的工作原理如下:開機時，油缸10使鎖緊齒圈9向后運動，鎖緊齒圈9與內(nèi)齒圈3和外齒圈6脫離，力矩電機12驅(qū)動主軸5旋轉(zhuǎn)，帶動內(nèi)齒圈3旋轉(zhuǎn)，當內(nèi)齒圈3轉(zhuǎn)到理想位置時，力矩電機12停止轉(zhuǎn)動，刀架實現(xiàn)了初定位，此時，油缸10使鎖緊齒圈9向前運動，鎖緊齒圈9與內(nèi)齒圈3和外齒圈6嚙合，刀架實現(xiàn)了精確定位，可進行切削動作。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種直驅(qū)式伺服刀架，包括主軸(5)、箱體(7)、內(nèi)齒圈(3)、外齒圈(6)和鎖緊齒圈(9 )，外齒圈(6 )固定連接在箱體(7 )上，鎖緊齒圈(9 )可軸向移動地套裝在主軸(5 )上，內(nèi)齒圈(3)可旋轉(zhuǎn)地安裝在外齒圈(6)內(nèi)，內(nèi)齒圈(3)固定套裝在主軸(5)的一端，其特征在于:還包括油缸(10)和力矩電機(12)，主軸(5)的另一端套裝在力矩電機(12)的電機軸上，力矩電機(12)安裝在箱體(7)上，油缸(10)套裝在主軸(5)上，并且油缸(5)的活塞桿與鎖緊齒圈(9)連接以便鎖緊齒圈(9)可在主軸(5)上軸向移動與內(nèi)齒圈(3)和外齒圈(6)嚙合或脫離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)式伺服刀架，其特征在于:所述的內(nèi)齒圈(3)的外部設(shè)置有冷卻機構(gòu)，所述的冷卻機構(gòu)包括水孔板(I)和接水盤(2)，水孔板(I)和接水盤(2)均套裝在內(nèi)齒圈(3)的外壁上，并且接水盤(2)位于水孔板(I)和外齒圈(6)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直驅(qū)式伺服刀架，其特征在于:所述的鎖緊齒圈(9)上安裝有卡板(4),并且該卡板(4)與外齒圈(6)卡接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直驅(qū)式伺服刀架，其特征在于:所述的主軸(5)與力矩電機 (12)的電機軸之間通過鍵槽與鍵的配合方式連接。
專利摘要本實用新型公開了一種直驅(qū)式伺服刀架，包括主軸、箱體、內(nèi)齒圈、外齒圈和鎖緊齒圈，外齒圈固定連接在箱體上，鎖緊齒圈可軸向移動地套裝在主軸上，內(nèi)齒圈可旋轉(zhuǎn)地安裝在外齒圈內(nèi)，內(nèi)齒圈固定套裝在主軸的一端，還包括油缸和力矩電機，主軸的另一端套裝在力矩電機的電機軸上，力矩電機安裝在箱體上，油缸套裝在主軸上，并且油缸的活塞桿與鎖緊齒圈連接以便鎖緊齒圈可在主軸上軸向移動與內(nèi)齒圈和外齒圈嚙合或脫離。本實用新型能夠采用力矩電機直接驅(qū)動刀架工作，提高刀架的可靠性及定位精度。
文檔編號B23B21/00GK203076602SQ20132005368
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者許云龍, 吳華平, 楊俊召 申請人:常州市宏達機床數(shù)控設(shè)備有限公司