刹车定位式刀塔的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种刹车定位式刀塔，所述刹车定位式刀塔包括固定体、转动体及刹车片，所述刹车片设置于所述固定体和转动体之间并与所述固定体固定连接，所述固定体和所述刹车片之间设有管道，所述管道的管道口设置于所述固定体的表面上。
【专利说明】刹车定位式刀塔
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械设备领域，具体涉及一种应用于数控车床切削加工机械中的刀塔。
【背景技术】
[0002]刀塔，是数控机床上的核心部件，而回转式液压刀塔是数控车床的自动换刀装置。回转式液压刀塔有壳体，壳体内有圆柱形腔体，腔体内有前端出出壳体的刀盘轴，壳体内、刀盘轴的外圆周有圆环形活塞，刀盘轴的前端依次连有活动端齿盘和刀盘，壳体的前端有可与活动端齿盘相啮合的固定端齿盘，刀盘轴的后段连有刀盘轴的液压旋转驱动装置，液压旋转驱动装置有液压马达，液压马达的动力输出轴上有旋转离合齿，刀盘轴上有与旋转离合齿相啮合的被动齿轮。
[0003]数控车床在使用时，刀盘上固定有不同加工工序所需的多个刀具，活动端齿盘与固定端齿盘处于啮合状态，刀盘固定不动，刀盘上的一个刀具准确地固定在工作位置，数控车床在使用过程中需要换刀具时，先推动液压刀塔的环形液压缸内的刀盘轴上的环形活塞沿轴向向前运动，驱动刀盘轴和刀盘沿轴向运动，使刀盘上的活动端齿盘脱离与固定端齿盘的啮合，然后用液压马达驱动刀盘轴旋转，先让下一加工步骤中所用的新刀具初步定为在所需位置，再用环形液压缸推动刀盘轴上的环形活塞沿轴向向后运动，让刀盘上的活动端齿盘与固定端齿盘回复啮合，压紧端齿盘，刀盘固定不动，让下一加工步骤所用的新刀具精准地固定在工作位置。
[0004]在液压刀塔中，如何准确、快速地把下一加工步骤所用的新刀具初步定位在所需位置，减少生产准备时间，是提高劳动生产率的重要环节。
[0005]在现有技术中，液压刀塔的液压控制油路中，对刀盘轴前后运动的液压控制油路，对液压马达正反向转动的液压控制油路和对液压驱动定位销伸缩运动的液压控制油路是用三个控制阀的分立的液压控制油路，按步骤实施运动时，要通过控制器和多个控制元件传递控制信号按步骤实现上述运动。由于液压传递信号有延迟作用，也使下一加工步骤所用的新刀具定位在所需位置的速度不是很高，造成生产准备时间长，劳动生产率不是很高。
[0006]而且，现有技术中环形活塞的尺寸比较大，作用在点上的力较小，不利于成本的控制和节约。
[0007]此外，如果在生产过程中，若有程序设定错误或外来力量撞击车床从而导致车床发生撞车的时候，刀盘轴以及轴孔会由于受到瞬间的冲击而导致损毁。据粗略统计，每台机床每年因失误带来的经济损失大概是机床价值的4% _8%。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的是提供一种刹车定位式刀塔，以便于解决现有技术中存在的上述问题。
[0009]为了达到上述目的，本实用新型的具体解决方案是提供一种刹车定位式刀塔，所述刹车定位式刀塔包括固定体、转动体及刹车片，所述刹车片设置于所述固定体和转动体之间并与所述固定体固定连接，所述固定体和所述刹车片之间设有管道，所述管道的管道口设置于所述固定体的表面上。
[0010]优选地，所述刹车片与所述固定体通过焊接固定。
[0011]优选地，所述固定体上设置有导槽，所述导槽位于所述固定体与所述管道接触的表面。
[0012]优选地，所述导槽为螺纹槽或凹槽。
[0013]优选地，所述管道为油路管道。
[0014]本实用新型同现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
[0015]1、本实用新型由于只有转动体、刹车片和固定体，而且刹车片和固定体为固定连接结构，无需增加密封件，不管在密封性能还是成本控制上，都有大大的改善。
[0016]2、本实用新型通过用刹车取代离合齿，可以在车床发生撞车的时候刀塔的中心高收到冲击后产生大量的位移，卸掉瞬间带来的冲击，从而能够保护机床的其他部件受损。
[0017]3、使用本实用新型受损的刹车定位式刀塔，当发生撞车时，只需重新使刀塔交换一次就能自动恢复精度，无需维修，因为刀塔转动的角度是靠伺服马达的绝对坐标控制的，精度精准。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本实用新型所述的刹车定位式刀塔第一实施例的使用状态结构示意图；
[0020]图2是本实用新型所述的刹车定位式刀塔在第一实施例中的放大结构示意图；
[0021]主要元件符号说明:
[0022]I伺服马达2刀塔轴
[0023]3旋转离合齿4伸缩离合齿
[0024]5本体6刹车定位式刀塔
[0025]7固定体8刹车片
[0026]9转动体10 进油口
[0027]11管道12焊接处
[0028]13 刀盘结构14 导槽。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0030]图1是本实用新型所述的刹车定位式刀塔第一实施例的使用状态结构示意图。
[0031]图2是本实用新型所述的刹车定位式刀塔在第一实施例中的放大结构示意图。
[0032]本实用新型提出了一种刹车定位式刀塔6，所述刹车定位式刀塔6包括固定体8、转动体10及刹车片9，所述刹车片9设置于所述固定体8和转动体10之间并与所述固定体8固定连接，所述固定体8和所述刹车片9之间设有管道12，所述管道12的进油口 10设置于所述固定体8的表面上。
[0033]如图2所示，所述刹车定位式刀塔6包括转动体9、固定体7及刹车片8，所述刹车片8设置于所述固定体7和所述转动体9之间，且所述固定体7和刹车片8固定连接，所述固定体7和刹车片8之间有管道11，所述管道11的进油口 10设置于所述固定体7的上表面。
[0034]在本实用新型的第一实施例中，所述固定体7和所述刹车片8是通过焊接的方式实现固定连接，如图2所示，所示固定体7和刹车片8之间的焊接处12。
[0035]作为本实用新型的一种变形，所述固定体7和所述刹车片8也可以通过其他方式实现固定连接，比如:一体成型或者铆钉连接等，本实用新型的具体实施例不以此为限。
[0036]在本实用新型的第一实施例中，所述管道11为油路管道，高压油通过进油口 10进入管道11。通过对管道11中注入高压油，使所述刹车片8与所述转动体9实现过盈配合，进而使得所述转动体停止转动，从而实现本实用新型所述的刹车功能。
[0037]而在本实用新型所述的刹车定位式刀塔中，刹车的力道可以通过输入管道11的高压油的压力来控制，在实际使用中，并非压力越大越好只要满足切削时所需要的力度即可，压力过大则会使所述刹车片8和所述转动体9的配合过紧，过紧的配合不利于撞车后的保护。
[0038]优选地，在本实用新型的第一实施例中，所述固定体7与所述管道11的接触表面设置有导槽14，所述导槽14的长度与所述管道11的长度相同，所述导槽14用于将所述高压油或高压气更快地传递到所述管道11的端部。
[0039]更进一步地，所述导槽14为螺纹槽，所述螺纹槽是在所述固定体7与所述管道11接触的表面设置有外螺纹，从而形成所述螺纹槽。
[0040]作为本实用新型的一种变形，所述导槽14为凹槽，所述凹槽也是设置在所述固定体7与所述管道11接触的表面，从而形成所述凹槽。
[0041]所述导槽14的设置是便于所述高压油进入管道11后能够通过螺纹槽或者凹槽更快地到达管道11的两端，从而使所述刹车片8作用于所述转动体9上的力度更加均匀，能够保证本实用新型所述的刹车定位式刀塔6的工作效率和工作质量。
[0042]如图1所示，所述本体5每次旋转的角度为O?180°，如果刀盘上安装的是12把刀具，那么每个刀位上放置的刀具相隔30°，如果刀盘上安装的是18把刀具，那么每个刀位上放置的刀具相隔20°，具体安装的刀具数量根据实际需要决定，而所述本次6每次的旋转角度也就跟着刀具的数量而决定。
[0043]下面结合图1对本实用新型所述的刹车定位式刀塔6的工作原理做进一步的详细说明。
[0044]正常工作过程中，旋转离合齿3为动态，伸缩离合齿4为静态，旋转离合齿3和伸缩离合齿4处于分离状态。通过压力泵产生的高压油通过进油口 10进入管道11。此时，在高压油的压力作用下，刹车片8与转动体9实现过盈配合，从而实现刹车片8对转动体9的抱死，因此，所述刀塔进入正常工作装态。
[0045]在正常工作工程中，可以通过调整高压油的压力，来调整所述刹车片8对转动体9的抱死力，一般情况下，只要高压油的油压能够满足车床在加工时的刚性即可。
[0046]在本实用新型所述的刹车定位式刀塔6中，当车床收到外力撞击或者伺服马达I的设定程式出现失误等意外情况发生时，由于在工作过程中旋转离合齿3和伸缩离合齿4是处于分离状态的，此时刹车定位式刀塔6的中心高受到冲击后会产生相应的位移，而产生位移的过程能够卸掉瞬间带来的冲击。所以外力不会对旋转离合齿3、刀塔轴2以及轴孔等车床的其他零部件发生任何的破坏，相对于现有技术中的刀塔，本实用新型所述的刀塔能够大大减少车床在工作过程中的实务带来的损失，从而降低车床的使用成本以及生产效率。
[0047]接下来根据图1进一步详细说明本实用新型所述的刹车定位式刀塔6的换刀过程。
[0048]当车床收到外力撞击或者伺服马达I的设定程式出现失误等意外情况发生了，导致刀具损坏从而需要换刀时。
[0049]取消对管道11注入高压油，此时所述刀塔轴2能够轻松旋转。
[0050]由于伺服马达具有记忆性，因此伺服马达I会带动刀塔轴2旋转到相应的设定角度，当。此时伸缩离合齿4在液压缸的推动下与旋转离合齿3贴合，采用旋转离合齿3和伸缩离合齿4是为进一步提高定位角度的精准度。比如，如果刀盘结构13上安装的是12把刀具，那么每个刀位上放置的刀具相隔30度。
[0051]由于伺服马达I的记忆性，所以理论上伺服马达I能够带动刀塔轴2旋转到相邻的30度处，但由于伺服马达I在带动刀塔轴2的过程中还涉及皮带等传动件，导致刀塔轴2的最终旋转角度的精度有所下降。比如说，按照设定，刀塔轴2需要旋转20度才能到达相应的设定角度，但由于伺服马达到刀塔轴2之间存在传动间隙，旋转精度受到影响，所以可能只旋转了 19.9度便停住不转了，旋转离合齿3也相应地只转了 19.9度。
[0052]而由于伸缩离合齿4的角度是恒定的，它只能伸缩而无法旋转，所以伸缩离合齿4的角度依然是原先需要的精准角度。
[0053]此时，液压缸推动伸缩离合齿4与旋转离合齿3贴合并将所述旋转离合齿3校正到应有的设定角度。
[0054]当PLC检测到伸缩离合齿4与旋转离合齿3的贴合信号以后，将高压泵产生的高压油通过进油口 10输入管道11中，输入的高压油能够将刹车片8与转动体9产生过盈配合，从而实现抱死。
[0055]当PLC检测到高压油的压力到达设定压力以后，还需再经过一段设定延迟时间，之后才会控制油缸，从而使旋转离合齿3和伸缩离合齿4变成分离状态。此时，所述刹车定位式刀塔6进入正常的工作状态，车床再次实现正常加工过程。
[0056]在本实用新型所述的刹车定位式刀塔6的整个换刀过程中，结构简单速度快。再配合后端的离合齿来定位角度，换刀过程中的理论定位角度可以精确到±0.000015度，作用半径在250mm±0.003mm，此时对于加工直径几乎没有影响，加工精度同样可以达到土0.003 度。
[0057]本实用新型同现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
[0058]1、本实用新型由于只有转动体、刹车片和固定体，而且刹车片和固定体为固定连接结构，无需增加密封件，不管在密封性能还是成本控制上，都有大大的改善。
[0059]2、本实用新型通过用刹车取代单用离合齿，可以在车床发生撞车的时候刀塔的中心高收到冲击后产生大量的位移，卸掉瞬间带来的冲击，从而能够保护机床的其他部件受损。
[0060]3、使用本实用新型受损的刹车定位式刀塔6，当发生撞车时，只需重新使刀塔交换一次就能自动恢复精度，无需维修，因为刀塔转动的角度是靠伺服马达的绝对坐标、旋转离合齿以及伸缩离合齿控制的，精度精准。
[0061]换言之，本实用新型所述的刹车定位式刀塔6与现有技术中的刀塔最大的区别就是用刹车的方式代替了定位齿，现有技术中的刀塔零部件比较多，有转动体、刹车片、密封体以及固定体，而本实用新型只有转动体9和固定体7，所述固定体7与刹车片8是固定连接没有密封件。通入高压油后固定体7的内壁产生微小膨胀从而实现刹车功能。
[0062]用刹车的方式取代定位齿的最大优势是，当车床发生撞车的时候刹车定位式刀塔6的中心高收到冲击后会产生大量的位移，卸掉瞬间带来的冲击，从而能够保护机床的其他部件受损。
[0063]由于伺服马达I具备的记忆功能，这时只需要重新将刀塔交换一次就能自动恢复精度不需维修。这不仅能节省时间、提高生产的效率而且能大大减少失误带来的损失。
[0064]上述介绍的是将本实用新型上述的刹车定位式刀塔6用于毂刹，毂刹的作用面积比较大，所以刹车力度大，适合重型切割加工，相应的，所述刹车定位式刀塔6的体积也比较大。
[0065]本实用新型所述的刹车定位式刀塔6用于盘刹或者碟刹也同样可以，这两种结构比较紧凑，刹车时力度较小，在能满足加工刚性的条件下也可以采用，比如轻切削、高速及复合车床中，因为复合车床就是需要结构紧凑。
[0066]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种刹车定位式刀塔，其特征在于，所述刹车定位式刀塔包括固定体、转动体及刹车片，所述刹车片设置于所述固定体和转动体之间并与所述固定体固定连接，所述固定体和所述刹车片之间设有管道，所述管道的管道口设置于所述固定体的表面上。
2.根据权利要求1所述的刹车定位式刀塔，其特征在于，所述刹车片与所述固定体通过焊接固定。
3.根据权利要求2所述的刹车定位式刀塔，其特征在于，所述固定体上设置有导槽，所述导槽位于所述固定体与所述管道接触的表面。
4.根据权利要求3所述的刹车定位式刀塔，其特征在于，所述导槽为螺纹槽或凹槽。
5.根据权利要求1所述的刹车定位式刀塔，其特征在于，所述管道为油路管道。
【文档编号】B23B29/24GK203956130SQ201420352675
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】巩玉圣 申请人:上海台圣精密机械有限公司