专利名称：旋转刀塔及旋转方法
技术领域：
本发明涉及一种用于数控车床车、铣、复合刀塔及加工中心机转塔式的
旋转刀塔及旋转方法，其刀塔分为4轴、6轴、8轴、12轴四大规格，属旋 转刀塔制造领域。
背景技术：
目前背景技术中，刀塔刀柄锁紧方式采用后拉式锁紧方式，刀柄尾部具 有一颗拉钉，油压控制打刀缸，通过打刀缸对蝶簧作用，使机械三爪片工作， 机械爪抓住拉钉后拉，对刀柄拉紧； 一般刀塔需配VDI刀座(图2-1)，在车、 铣、镗、钻、攻均不能互换都属特制部件，不但VDI刀座价格昂贵，刀柄不 易更换，且该刀柄在加工过程中容易发生松动现象，另外在同一面需加工多 孔位时，皆需逐步单位加工、钻孔、攻牙不可一次性完成，不同工件时，不 能加装多轴器，所以浪费工时、加工效率不佳；另外在主轴传动方式上，一 般主轴传动均采用花键传动，花键制造工序繁琐，成本昂贵。刀塔方位容易 偏摆，及刀塔上下运动(因为刀塔只作径向旋转运动)，不能有效降低磨擦; 另外刀塔旋转结构，系采用两片式离合器结构，当刀塔需要旋转时，刀塔随 分度齿盘脱开上升底座才可旋转，所以旋转精度低、稳定性不佳。
发明内容
本发明的设计目的之一，刀柄采用锁紧螺母锁紧方式且利用V型槽刀柄 V型槽，锁紧螺母顺时针方向锁紧，逆时针松开，以达到便于安装、固定、
取出V型槽刀柄及更换多轴器的目的；
3本发明的设计目的之二，在刀塔上安装多轴器； 本发明的设计目的之三，主轴传动采用一字凹凸连接传动方式。 为了实现上述设计目的之一，本发明所述的锁紧螺母锁紧装置中的刀塔 均采用国际标准V型槽刀柄(图l-l)。利用V型槽刀柄V型槽(图l-2)的 优势，用锁紧螺母(图卜5)将V型槽刀柄(图l-l)与一字形扁头刀柄座(图 1-8)紧固连接。将V型槽刀柄U型槽(图1-3)对准锁紧螺母凸台(图l-6) 使V型槽刀柄外锥(图1-4)和一字形扁头刀柄座内锥(图1-9)吻合，装入 一字形扁头刀柄座(图1-8)后，将锁紧螺母(图1-5)顺时针转动即可锁紧； 反之，将锁紧螺母(图l-5)逆时针转动即可松开V型槽刀柄(图l-l)，大 大縮短V型槽刀柄(图1-1)更换时间及其提供更换V型槽刀柄(图1-1)便 利方法。这样做的好处在于 一般刀塔刀柄锁紧方式采用后拉式锁紧方式， 刀柄尾部具有一颗拉钉，油压控制打刀缸，通过打刀缸对蝶簧作用，使机械 三爪片工作，机械爪抓住拉钉后拉，对刀柄拉紧；另外一般刀塔需配VDI刀 座(图2-1)，在车、铣、镗、钻、攻均不能互换都属特制部件，而且VDI 刀座(图2-1)价格昂贵。本刀塔结构采用锁紧螺母锁紧方式，且配用国际 标准V型槽刀柄，即可快速换刀达到加工时所需要任何标准化V型槽刀柄刀 具，所需成本低廉，而且兼具环保效能。锁紧螺母还采用销(图1-7)保护 紧固装置，保证了 V型槽刀柄在加工过程中不发生松动现象。
为了实现上述设计目的之二，本发明具有可安装多轴器(图3-1)及更 换多轴器的功能。该功能针对大部分待加工工件在同一面需加工多孔位时， 不需逐步单孔加工。加装多轴器后，钻孔、攻牙可一次性完成，作业时间縮 短，大幅提高加工效率。加工不同工件时，可更换多轴器，在短短几分钟内 便可完成。只需注意多轴器安装的正确方位。多轴器安装在多轴器上壳体上， 多轴器上壳体(图3-2)采用三键定位，其加工效果可保持高精度。
为了实现上述设计目的之三，随着科学技术的发展，要求改善现有的传动轴结构和性能，为了适用于旋转刀塔工作条件的需要，本发明设计了一字
连接传动轴的传动方式，即一字连接传动轴传动方式结构由导向座(图4-4)、 耐磨片(图4-6)、 一字形扁头刀柄座(图1-8)、主轴传动轴(图4-2)顺序 组成。导向座(图4-4)间接紧固在底座上，导向座圆身法向面开一圆孔(图 4-3)，以便主轴传动轴(图4-2)连接传动，外圆表面有一字形导槽(图4-5), 上下两端面距离以法向面圆孔中心对称。耐磨片(图4-6)被安装在导向座 一字形导槽(图4-5)的左侧面与右侧面，有效降低摩擦，延长产品使用寿 命。在安装一字形扁头刀柄座(图1-8)时， 一字形扁头刀柄座(图1-8)尾 部成一字形扁头部分装入导向座一字形导槽(图4-5)内。当刀塔在旋转时， 带动一字形扁头刀柄座随导向座一字形导槽作三百六十度循环旋转。刀塔旋 转特定角度后， 一字形扁头刀柄座尾部一字形扁头转入主轴传动轴一字形凹 槽(图4-1)内吻合后，通过伺服电机渐渐带动主轴传动轴(图4-2)旋转， 使一字形扁头刀柄座旋转，在一字形扁头刀柄座中装入V型槽刀柄及刀具即 可对零件进行加工。 一字连接传动轴的传动方式提高一字连接传动机构的工 作性能，保证其工作的可靠性，在工作载荷运转下，具有承载力大、结构刚 性好、抗震性强、温升低、变形小、使用寿命长，且加工简单、制造成本低， 便于设备维护、保养及维修的优点。
技术方案1:旋转刀塔，它包括刀塔，所述刀塔中的一字形扁头刀柄座 与导向座上的一字形导槽配合且沿导向座旋转转动。
技术方案2:旋转刀塔的旋转方法，刀塔在旋转时，带动一字形扁头刀 柄座随导向座一字形导槽作三百六十度循环旋转，刀塔旋转特定角度后，一 字形扁头刀柄座尾部一字形扁头转入主轴传动轴一字形凹槽内吻合后，通过 伺服电机带动主轴传动轴旋转，使一字形扁头刀柄座旋转，此时一字形扁头 刀柄座中装入V型槽刀柄及刀具即可对零件进行加工。
本发明与背景技术相比， 一是刀柄更换时间短、速度快且便于更换；二是可安装多轴器及更换多轴器的功能，其钻孔、攻牙可一次性完成，作业时
间縮短，大幅度提高加工效率；三是由于一字连接传动机构承载力大、结构 刚性好、抗震性强、温升低、变形小、使用寿命长、加工简单、制造成本低， 便于设备维护、保养及维修的优点；四是通过装有高精密蜗轮、蜗杆配合工 作带动离合器旋转，旋转精度高，而且稳定性能更佳，离合器分度齿盘旋转 后部装有摩擦片，附有自动给油，从而降低摩擦量，延长离合器旋转、硬摩 擦使用寿命；五是利用交叉滚子轴承，可有效防止刀塔方位偏摆及刀塔上下 运动(因为刀塔只作径向旋转运动)，确保刀具在加工工件时的高精密度、高 效率。
图1是旋转刀塔锁紧螺母锁紧方式示意图。图中1-1为V型槽刀柄，l-2 为V型槽刀柄V型槽，1-3为V型槽刀柄U型槽，1-4为V型槽刀柄外锥，1-5 为锁紧螺母，l-6为锁紧螺母凸台，l-7为锁紧螺母销，l-8为一字形扁头刀 柄座，l-9为一字形扁头刀柄座内锥。
图2是VDI刀座示意图。图中2-l为VDI刀座。
图3是旋转刀塔安装多轴器示意图。图中3-l为多轴器，3-2为多轴器 上壳体。
图4是旋转刀塔一字连接传动轴传动方式示意图。图中4-1为主轴传动 轴一字形凹槽，4-2为主轴传动轴，4-3为导向座圆身法向面圆孔，4-4为导 向座，4-5为导向座一字形导槽，4-6为耐磨片。
图5是旋转刀塔三片式离合器和交叉滚子轴承安装结构示意图。图中5-1 为刀塔，5-2为分度齿盘B， 5-3为分度齿盘A， 5-4为底座，5_5为分度齿盘 C， 5-6为摩擦片，5-7为蜗轮，5-8为圆柱斜齿轮轴，5-9为蜗杆，5-10为 交叉滚子轴承套圈，5-ll为交叉滚子轴承，5-12为内腔空心体。
具体实施方式
实施例1:参见附图1 图5。它包括刀塔(图5-1)，所述刀塔中的导向
座(图4-4)间接紧固在底座(图5-4)上，导向座圆身法向面开一圆孔(图 4-3)，以便主轴传动轴(图4-2)连接传动，导向座的外圆表面有一字形导 槽(图4-5)，上下两端面距离以法向面圆孔中心对称。 一字形扁头刀柄座(图 l-8)尾部成一字形扁头且位于导向座中的一字形导槽内。 一字形扁头刀柄座 与导向座上的一字形导槽配合且沿导向座旋转转动。耐磨片(图4-6)内置 与导向座一字形导槽内且耐磨片位于导向座一字形导槽的左侧面与右侧面。 一字形扁头刀柄座尾部一字形扁头位于主轴传动轴一字形凹槽(图4-1)内 且由伺服电机带动主轴传动轴旋转，使一字形扁头刀柄座旋转。
一字连接传动轴传动方式结构由导向座(图4-4)、耐磨片(图4-6)、 一 字形扁头刀柄座(图l-8)、主轴传动轴(图4-2)顺序组成。导向座间接紧 固在底座上，导向座圆身法向面开一圆孔，以便主轴传动轴连接传动，外圆 表面有一字形导槽，上下两端面距离以法向面圆孔中心对称。导向座紧固在 内腔空心体上，利用交叉滚子轴承，使交叉滚子轴承内圈紧固在内腔空心体 上，内腔空心体紧固在底座上，交叉滚子轴承外圈紧固在交叉滚子轴承套圈 内，交叉滚子轴承套圈紧固在刀塔上，可有效防止刀塔方位偏摆及刀塔上下 运动。(因为刀塔只作径向旋转运动)。耐磨片被安装在导向座一字形导槽的 左侧面与右侧面，有效降低摩擦，延长产品使用寿命。在安装一字形扁头刀 柄座时，一字形扁头刀柄座尾部成一字形扁头部分装入导向座一字形导槽内。 当刀塔在旋转时，带动一字形扁头刀柄座随导向座一字形导槽作三百六十度 循环旋转。刀塔旋转特定角度后， 一字形扁头刀柄座尾部一字形扁头转入主 轴传动轴一字形凹槽内吻合后，通过伺服电机渐渐带动主轴传动轴旋转，使 一字形扁头刀柄座旋转，在一字形扁头刀柄座中装入V型槽刀柄及刀具即可 对零件进行加工。 一字连接传动轴的传动方式提高一字连接传动机构的工作 性能，保证其工作的可靠性，在工作载荷运转下，具有承载力大、结构刚性好、抗震性强、温升低、变形小、使用寿命长，且加工简单、制造成本低， 便于设备维护、保养及维修的优点。
所述刀塔中的锁紧装置中V型槽刀柄(图1-1)呈V形卡槽(图1-2)且 通过锁紧螺母(图1-5)将V型槽刀柄与一字形扁头刀柄座(图1-8)紧固连 接。V型槽刀柄的U型槽(图卜3)与锁紧螺母凸台相匹配(图1-6)，使V 型槽刀柄外锥(图1-4)和一字形扁头刀柄座内锥(图1-9)吻合，装入一字 形扁头刀柄座后，将锁紧螺母顺时针转动即可锁紧；反之，将锁紧螺母逆时 针转动即可松开V型槽刀柄。
该刀塔均采用国际标准V型槽刀柄(图1-1)。利用V型槽刀柄V型槽(图 1-2)的优势，用锁紧螺母(图1-5)将V型槽刀柄与一字形扁头刀柄座(图 1-8)紧固连接。将V型槽刀柄的U型槽(图1-3)对准锁紧螺母凸台(图1-6) 使V型槽刀柄外锥(图1-4)和一字形扁头刀柄座内锥(图1-9)吻合，装入 一字形扁头刀柄座后，将锁紧螺母顺时针转动即可锁紧；反之，将锁紧螺母 逆时针转动即可松开V型槽刀柄。这样做的目的在于可以大大縮短V型槽 刀柄更换时间及其提供更换V型槽刀柄便利方法。因为在背景技术中， 一般 刀塔刀柄锁紧方式采用后拉式锁紧方式，刀柄尾部具有一颗拉钉，油压控制 打刀缸，通过打刀缸对蝶簧作用，使机械三爪片工作，机械爪抓住拉钉后拉， 对刀柄拉紧；另外一般刀塔需配VDI刀座(图2-l)，在车、铣、镗、钻、攻 均不能互换都属特制部件，而且VDI刀座价格昂贵。本刀塔结构釆用锁紧螺 母锁紧方式，且配用国际标准V型槽刀柄，即可快速换刀达到加工时所需要 任何标准化V型槽刀柄刀具，所需成本低廉，而且兼具环保效能。锁紧螺母 还采用销(图1-7)保护紧固装置，保证了 V型槽刀柄在加工过程中不发生 松动现象。
刀塔分为4轴、6轴、8轴、12轴四大规格且其上可装有多轴器(图3-1)。 该功能针对大部分待加工工件在同一面需加工多孔位时,不需逐步单孔加工。加装多轴器后，钻孔、攻牙可一次性完成，作业时间缩短，大幅提高加工效 率。加工不同工件时，可更换多轴器，在短短几分钟内便可完成。只需注意 多轴器安装的正确方位。多轴器安装在多轴器上壳体上，多轴器上壳体(图
3-2)采用三键定位，其加工效果可保持高精度。
刀塔旋转采用三片式离合器结构且由分度齿盘A (图5-3)、分度齿盘B (图5-2)、分度齿盘C (图5-5)和摩擦片(图5-6)构成，分度齿盘A紧固 在刀塔(图5-l)上，分度齿盘C紧固在底座(图5-4)上，分度齿盘B可作 活塞运动，分度齿盘A和分度齿盘C的齿片对齐安置，分度齿盘B对分度齿 盘A和分度齿盘C进行齿片咬合锁紧，伺服电机与蜗杆(图5-9)且通过蜗 杆带动蜗轮(图5-7)转动，蜗轮安装在圆柱斜齿轮轴(图5-8)上，分度齿 盘A的外圆斜齿与圆柱斜齿轮轴齿轮啮合带动刀塔一起旋转。离合器分度齿
盘旋转底部装有摩擦片。
交叉滚子轴承5-11内圈紧固在内腔空心体5-12上，内腔空心体紧固在 底座5-4上，交叉滚子轴承5-11外圈紧固在交叉滚子轴承套圈5-10内，交 叉滚子轴承5-11套圈紧固在刀塔5-1上。
传统刀塔旋转采用两片式离合器结构，当刀塔需要旋转时，刀塔随分度 齿盘脱开上升底座才可旋转。而该新型刀塔旋转采用三片式离合器结构，由 分度齿盘A (图5-3)、分度齿盘B (图5-2)、分度齿盘C (图5-5)和摩擦片 (图5-6)顺序组成，在旋转过程中刀塔不需脱开上升底座即可旋转，分度 齿盘A紧固在刀塔(图5-l)上，分度齿盘C紧固在底座(图5-4)上，分度 齿盘B可作活塞运动，分度齿盘A和分度齿盘C的齿片对齐安置，分度齿盘 B对分度齿盘A和分度齿盘C进行齿片咬合锁紧，当刀塔需要旋转时，利用 油压把分度齿盘B脱开，伺服电机与蜗杆(图5-9)连接，控制蜗杆作相等 转速的转动带动蜗轮(图5-7)转动，蜗轮被安装在圆柱斜齿轮轴(图5-8) 上，分度齿盘A的外圆斜齿与圆柱斜齿轮轴齿轮啮合带动刀塔一起旋转，实现刀塔旋转功能。通过装有高精密蜗轮、蜗杆配合工作带动离合器旋转，旋 转精度高，而且稳定性能更佳。离合器分度盘旋转底部装有摩擦片，附有自 动给油，从而降低摩擦量，延长离合器旋转、硬摩擦使用寿命。
刀塔旋转结构的旋转方法，分度齿盘A紧固在刀塔上，分度齿盘C紧固
在底座上，分度齿盘B可作活塞运动，分度齿盘A和分度齿盘C的齿片对齐 安置，分度齿盘B对分度齿盘A和分度齿盘C进行齿片咬合锁紧，当刀塔需 要旋转时，利用油压把分度齿盘B脱开，伺服电机与蜗杆连接，控制蜗杆作 相等转速的转动带动蜗轮转动，蜗轮被安装在圆柱^f齿轮轴上，分度齿盘A 的外圆斜齿与圆柱斜齿轮轴齿轮啮合带动刀塔一起旋转，实现刀塔旋转功能； 在旋转过程中刀塔不需脱开上升底座即可旋转。
实施例2:在实施例1的基础上，旋转刀塔的旋转方法，刀塔在旋转时， 带动一字形扁头刀柄座(图卜8)随导向座一字形导槽(图4-5)作三百六十 度循环旋转，刀塔旋转特定角度后， 一字形扁头刀柄座尾部一字形扁头转入 主轴传动轴一字形凹槽(图4-1)内吻合后，通过伺服电机带动主轴传动轴 (图4-2)旋转，使一字形扁头刀柄座旋转，此时一字形扁头刀柄座中装入V 型槽刀柄(图1-1)及刀具即可对零件进行加工。
实施例3:参照附图3。旋转刀塔，它包括刀塔，刀塔分为4轴、6轴、 8轴、12轴四大规格且刀塔上装有多轴器1。
需要理解到的是上述实施例虽然对本发明作了比较详细的文字描述， 但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单描述，而不是对本发明设 计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本 发明的保护范围内。
权利要求
1、一种旋转刀塔，它包括刀塔，其特征是所述刀塔中的一字形扁头刀柄座与导向座上的导向座一字形导槽配合且沿导向座旋转转动。
2、 根据权利要求1所述的旋转刀塔，其特征是耐磨片内置于导向座一字形 导槽内。
3、 根据权利要求1所述的旋转刀塔，其特征是导向座间接紧固在底座上， 导向座圆身法向面开一圆孔，以便主轴传动轴连接旋转。
4、 根据权利要求1或3所述的旋转刀塔，其特征是 一字形扁头刀柄座尾部 成一字形扁头且位于导向座一字形导槽内。
5、 根据权利要求1或4所述的旋转刀塔，其特征是 一字形扁头刀柄座尾部 一字形扁头位于主轴传动轴一字形凹槽内且由伺服电机带动主轴传动轴旋 转，使一字形扁头刀柄座旋转。
6、 根据权利要求1所述的旋转刀塔，其特征是所述刀塔中的锁紧装置中V 型槽刀柄呈V型槽且通过锁紧螺母将V型槽刀柄与一字形扁头刀柄座紧固连 接。
7、 根据权利要求7所述的旋转刀塔，其特征是V型槽刀柄U型槽与锁紧螺母凸台相匹配且使V型槽刀柄外锥和一字形扁头刀柄座内锥吻合，装入一字形扁头刀柄座后，将锁紧螺母顺时针转动即可锁紧。
8、 一种旋转刀塔，它包括刀塔，其特征是刀塔分为4轴、6轴、8轴、12轴四大规格且刀塔上装有多轴器。
9、 一种旋转刀塔的旋转方法，其特征是刀塔旋转带动一字形扁头刀柄座随导向座一字形导槽作三百六十度循环旋转，刀塔旋转特定角度后， 一字形扁 头刀柄座尾部一字形扁头转入主轴传动轴一字形凹槽内吻合后，通过伺服电 机带动主轴传动轴旋转，使一字形扁头刀柄座旋转，此时一字形扁头刀柄座 中装入刀具即可对零件进行加工。
全文摘要
本发明涉及一种用于数控车床车、铣、复合刀塔及加工中心机转塔式的旋转刀塔及旋转方法，刀柄采用锁紧螺母锁紧结构，利用V型槽刀柄V型槽，锁紧螺母顺时针方向锁紧，逆时针松开，便于安装、固定、取出V型槽刀柄及更换多轴器的功能；主轴传动采用一字凹凸连接传动方式；刀塔旋转采用高精密蜗轮、蜗杆配合三片式离合器带动旋转的结构。优点一是V型槽刀柄更换时间短、速度快且便于更换；二是可安装多轴器及更换多轴器的功能，其钻孔、攻牙可一次性完成，作业时间缩短，大幅提高加工效率；三是承载力大、结构刚性好、使用寿命长、加工简单、制造成本低，便于设备维护、保养及维修的优点；四是旋转精度高，稳定性能佳。
文档编号B23B29/24GK101607321SQ20091010025
公开日2009年12月23日 申请日期2009年6月26日 优先权日2009年6月26日
发明者廖竹霖 申请人:杭州长虹机械制造有限公司