专利名称：车铣数控中心专用旋转刀塔的制作方法
技术领域：
本实用新型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车铣 数控中心专用旋转刀塔，其刀塔分为4轴、6轴、8轴、12轴四大规格，属车铣数控中心专用旋 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。
发明内容本实用新型的设计目的之一，刀柄采用螺母锁紧方式且利用V型槽刀柄V型槽，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； 本实用新型的设计目的之二，在刀塔上安装多轴去； 本实用新型的设计目的之三，主轴传动采用一字凹凸连接传动方式； 本实用新型的设计目的之四，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； 本实用新型的设计目的之五，刀塔旋转采用交叉滚子轴承承载刀塔旋转。 为了实现上述设计目的之一，本实用新型所述的特制螺母锁紧装置中的刀塔均采 用国际标准V型槽刀柄1-1 。利用V型槽刀柄V型槽1-2的优势，用特制螺母1-5将V型槽 刀柄1-1与一字形扁头刀柄座1-8紧固连接。将V型槽刀柄U型槽1-3对准锁紧特制螺母 凸台1-6使V型槽刀柄外锥1-4和一字形扁头刀柄座内锥1-9吻合，装入一字形扁头刀柄 座1-8后，将特制螺母1-5顺时针转动即可锁紧；反之，将特制螺母1-5逆时针转动即可松 开V型槽刀柄1-1 ，大大縮短V型槽刀柄1-1更换时间及其提供更换V型槽刀柄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2-l，在车、铣、镗、钻、攻均不能互换都属特制部件， 而且VDI刀座2-1价格昂贵。本刀塔结构采用特制螺母锁紧方式，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。特制螺母还采用销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，本实用新型具有可安装多轴器3-l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，为了适用于车铣数控中心专用旋转刀塔工作条件的需要，本实用新型设计了一字 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4-4、耐磨片4-6、一字 形扁头刀柄座l-8、主轴传动轴4-2顺序组成。导向座4-4间接紧固在底座上，导向座圆身 法向面开一圆孔4-3，以便主轴传动轴4-2连接传动，外圆表面有一字形导槽4-5，上下两端 面距离以法向面圆孔中心对称。耐磨片4-6被安装在导向座一字形导槽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1-8时，一字形扁头刀 柄座l-8尾部成一字形扁头部分装入导向座一字形导槽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4-l内吻合后，通过伺服电机渐 渐带动主轴传动轴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。 为了实现上述设计目的之四，本实用新型采用三片式离合器结构，由分度齿盘A 5-3、分度齿盘B 5-2、分度齿盘C 5-5和摩擦片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，避免了背景技术存在的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的缺陷。本实用新型的分度齿盘A紧固在 刀塔5-1上，分度齿盘C紧固在底座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5-9连接，控制蜗杆作相等转数 的转动带动蜗轮5-7转动，蜗轮被安装在圆柱斜齿轮轴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。离合器分度齿盘旋转底部装有摩 擦片5-6，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。 为了实现上述设计目的之五，本实用新型利用交叉滚子轴承5-ll，使交叉滚子轴 承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，交叉滚子轴承外圈紧固 在交叉滚子轴承套圈5-10内，交叉滚子轴承套圈紧固在刀塔5-l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)。确保刀具在加工工件时的高精密 度、高效率。 技术方案车铣数控中心专用旋转刀塔，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导向座一字形导槽配合且沿导向座旋转转动；所述刀塔旋转采用三片式 离合器结构且由分度齿盘A、分度齿盘B、分度齿盘C和摩擦片构成，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，伺服电机与蜗杆且通 过蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮被安装在圆柱斜齿轮轴上，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；所述刀塔上装有装有多轴器。 本实用新型与背景技术相比，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是车铣数控中心专用旋转刀塔特质螺母縮紧方式示意图。V型槽刀柄1-1， V 型槽刀柄V型槽1-2， V型槽刀柄U型槽1-3， V型槽刀柄外锥l-4，特制螺母l-5，特制螺母 凸台l-6，特制螺母销l-7，一字形扁头刀柄座l-8，一字形扁头刀柄座内锥1-9。 图2是VDI刀座示意图。VDI刀座2-1。 图3是车铣数控中心专用旋转刀塔安装多轴器示意图。多轴器3-1 ，多轴器上壳体 3-2。 图4是车铣数控中心专用旋转刀塔一字连接传动轴传动方式示意图。主轴传动轴 一字形凹槽4-1，主轴传动轴4-2，导向座圆身法向面圆孔4-3，导向座4-4，导向座一字形导 槽4-5，耐磨片4-6。 图5是车铣数控中心专用旋转刀塔三片式离合器和交叉滚子轴承安装结构示意 图。刀塔5-1，分度齿盘B5-2，分度齿盘A5-3，底座5_4，分度齿盘C5_5，摩擦片5_6，蜗轮 5-7，圆柱斜齿轮轴5-8，蜗杆5-9，交叉滚子轴承套圈5-10，交叉滚子轴承5_11，内腔空心体 5-12。
具体实施方式实施例1 :参见附图1 图5。它包括刀塔5-l，所述刀塔中的导向座4-4间接紧固 在底座5-4上，导向座圆身法向面开一圆孔4-3，以便主轴传动轴4-2连接传动，导向座的外 圆表面有一字形导槽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1-8 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4-l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。 —字连接传动轴传动方式结构由导向座4-4、耐磨片4-6、一字形扁头刀柄座1-8、主轴传动轴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1-1呈V形卡槽1-2且通过特制螺母1-5将V 型槽刀柄与一字形扁头刀柄座1-8紧固连接。将V型槽刀柄的U型槽1-3对准特制螺母凸 台l-6，使V型槽刀柄外锥1-4和一字形扁头刀柄座内锥l-9吻合，装入一字形扁头刀柄座 后，将特制螺母顺时针转动即可锁紧；反之，将特制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1-1。利用V型槽刀柄V型槽1-2的优势，用特 制螺母1-5将V型槽刀柄与一字形扁头刀柄座1-8紧固连接。将V型槽刀柄的U型槽1-3 对准锁紧特制螺母凸台1-6使V型槽刀柄外锥1-4和一字形扁头刀柄座内锥1-9吻合，装 入一字形扁头刀柄座后，将特制螺母顺时针转动即可锁紧；反之，将特制螺母逆时针转动即 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2-1，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。本刀塔结构采用特制螺母锁紧方式，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。特制螺母还采用销l-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3-2采用三键定位，其加工效果可保持高精度。 实施例2 :在实施例1的基础上，车铣数控中心专用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1-8随导向座一字形导槽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4-l内吻 合后，通过伺服电机带动主轴传动轴4-2旋转，使一字形扁头刀柄座旋转，此时一字形扁头
6刀柄座中装入V型槽刀柄1-1及刀具即可对零件进行加工。 实施例3 :在实施例1的基础上， 一种刀塔旋转结构，它包括刀塔，所述刀塔旋转采 用三片式离合器结构且由分度齿盘A 5-3、分度齿盘B 5-2、分度齿盘C 5-5和摩擦片5-6 构成，分度齿盘A紧固在刀塔5-1上，分度齿盘C紧固在底座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5-9且通过蜗杆带动蜗轮5-7转动，蜗轮安装在圆柱斜齿 轮轴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-l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 5-3、分度齿 盘B 5-2、分度齿盘C 5-5和摩擦片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5-1上，分度齿盘C紧固在底座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5-9连 接，控制蜗杆作相等转数的转动带动蜗轮5-7转动，蜗轮被安装在圆柱斜齿轮轴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。其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，控制蜗杆作相等转数的转动带动蜗轮转动，蜗轮被安装在圆柱斜 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。 需要理解到的是上述实施例虽然对本实用新型作了比较详细的文字描述，但是 这些文字描述，只是对本实用新型设计思路的简单描述，而不是对本实用新型设计思路的 限制，任何不超出本实用新型设计思路的组合、增加或修改，均落入本实用新型的保护范围 内。
权利要求一种车铣数控中心专用旋转刀塔，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；所述刀塔旋转采用三片式离合器结构且由分度齿盘A、分度齿盘B、分度齿盘C和摩擦片构成，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，伺服电机与蜗杆且通过蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮被安装在圆柱斜齿轮轴上，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；所述刀塔上装有多轴器。
2. 根据权利要求1所述的车铣数控中心专用旋转刀塔，其特征是耐磨片内置于导向 座一字形导槽内，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。
3. 根据权利要求1所述的车铣数控中心专用旋转刀塔，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2所述的车铣数控中心专用旋转刀塔，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。
5. 根据权利要求1所述的车铣数控中心专用旋转刀塔，其特征是交叉滚子轴承内圈 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。
6. 根据权利要求1所述的车铣数控中心专用旋转刀塔，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1所述的车铣数控中心专用旋转刀塔，其特征是V型槽刀柄U型槽对准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，将螺母顺时针转动即可锁紧。
8. 根据权利要求l所述的车铣数控中心专用旋转刀塔，其特征是刀塔分为4轴、6轴、 8轴、12轴四大规格。
9. 根据权利要求1所述的刀塔旋转结构，其特征是离合器分度齿盘旋转底部装有摩擦片。
专利摘要本实用新型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车铣数控中心专用旋转刀塔，刀柄采用螺母锁紧结构，利用V型槽刀柄V型槽，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B23B29/32GK201455326SQ20092012363
公开日2010年5月12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