环形伺服刀塔的制作方法

本实用新型涉及一种机械设备领域，特别是伺服刀塔。

背景技术：

随着数控机床的大量生产、应用，高端数控机床所用到的刀塔越来越先进，功能也越来越多，越强大。刀塔的设计或者选择与应用是决定机床功能的重要部分。尤其对高端的精密机床制造商来说，在做一些特定的高端设备时，若选择不到合适的伺服刀塔或设计不出极有针对性的伺服刀塔，那么肯定也做不出高端的专用精密设备。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供给一种适用于高精密加工的刀塔结构。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：环形伺服刀塔，包括基座，所述基座上设有刀盘，所述刀盘与基座转动连接，所述刀盘呈环形，所述刀盘包括外环面与内环面与端面，所述内环面上设有多个刀具安装机构。所述的刀具安装机构用于将刀具安装固定。

作为上述技术方案的进一步改进，所述刀具安装机构包括刀架，所述刀盘上设有多个安装槽，所述安装槽从外环面贯穿到内环面，所述刀架套在所述安装槽内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述端面上设有多个定位孔，所述定位孔正对着安装槽。

作为上述技术方案的进一步改进，所述刀架与安装槽转动连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述基座上还设有电机安装底板，所述电机安装底板的板面与刀盘的端面互相垂直。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电机安装底板上安装有伺服电机，所述伺服电机包括机身、轴杆，所述轴杆可相对机身前后滑动，所述刀架的外端设有连接槽，所述轴杆的前端设有连接头，所述连接头贯穿电机安装底板并与连接槽传动连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述基座包括左右走向的空腔，所述刀盘安装在基座的左端面，所述刀盘的内环面对着空腔，所述电机安装底板安装在基座的后端面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述基座内还设有驱动装置，所述驱动装置与刀盘连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动装置包括第二伺服电机。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过改变了刀盘的形状结构，使得刀具可以安装在刀盘的内环面上，从而使得在换刀的时候，结构更加紧凑，使用本刀塔后，使得工件在加工的时候精度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本实用新型的第一种实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型的第二种实施方式的结构示意图；

图3是本实用新型的第三种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

实施例一：参照图1，一种环形伺服刀塔，包括基座1，所述基座1上设有刀盘2，所述刀盘2与基座1转动连接，所述刀盘2呈环形，所述刀盘包括外环面21与内环面22与端面23，所述内环面22上设有多个刀具安装机构3。传统的刀塔中，刀盘都是盘形，而且刀具一般安装在刀盘的外环面或者端面上，而本实用新型创新地将刀盘设置成环形，而且刀具安装在了内环面上，使得在换刀的时候，换刀的行程更短，效率更高，而且所有刀具集中在了内环面上，在进行换刀加工的时候更加方便，有利于加工精度的提高。

进一步作为优选的实施方式，所述刀具安装机构3包括刀架，所述刀盘2上设有多个安装槽24，所述安装槽24从外环面21贯穿到内环面22，所述刀架套在所述安装槽24内。刀架从外环贯穿安装槽然后从内环面穿出，最后将刀具安装在刀架的内侧。

进一步作为优选的实施方式，所述端面23上设有多个定位孔25，所述定位孔25正对着安装槽24。为了使得刀架能固定在安装槽中，定位孔中可以设置螺纹，然后用螺钉销，穿过定位孔，将刀架固定在安装槽中。

以普通简单的数控机床为例，将本实用新型的刀塔安装在机床上，然刀塔上只安装车刀，镗刀。加工的时候，配合机床，对工件可完成外圆、端面、内孔、螺纹等车削加工，同时也可以安装中心钻、钻头，丝锥等刀具，但只能利用夹持工件旋转的主轴的运动完成工件中心的各类孔与螺纹的加工。本实施例中，刀塔只配置一套伺服驱动装置，那就是使刀塔旋转，将合适的刀具旋转到加工的位置，实施了换刀功能。一般地简易型的数控车床只有两个方向的直线运动，与旋转的主轴轴心平行的运动方向一般定义为Z向，与轴心垂直的方向为X向。若主轴组件是固定在床身上的(最基本的常规结构)，则刀塔会固定在机床的小滑台上完成X向运动，小滑台是在一个大滑台上运动，大滑台完成Z向的运动。相比于常规刀塔的布局一般在工件直径的外部，尤其是换刀时，刀塔会退到靠工件直径更远的一个安全位置，然后旋转换刀，再进给到加工位置进行加工。而环形伺服刀塔，工件始终在环形的内部，换刀时，刀塔会快移到主轴中心，然后快速旋转到工作的刀位，然后进给进行加工。

实施例二：参见图2，除了上述的应用之外，本环形伺服刀塔还可以通过安装在基座上的孔型伺服电机对刀塔中的刀具进行直接驱动。首先在基座上设置了电机安装底板4，然后将孔型伺服电机5(该孔型伺服电机的详细结构可以参见专利公开号为CN 105449926 A的《一种孔型结构的伺服电机》)安装在该底板上，这种专用的伺服电机是具有孔型结构的旋转轴，孔内有一条可以滑移的轴杆，轴杆的滑移可以通过液压、气动、电磁、电动等方式实现。轴杆向前伸出就可以使得轴杆的前端连接头与刀架后端设置的连接槽传动连接，从而该孔型伺服电机可以直接驱动刀具旋转，而当轴杆后移时，则与刀架尾部脱开，刀盘可以旋转到新的换刀位置。

通过增加孔型伺服电机，可以将处于工件中心之外的端面或径向的各类孔与槽等形状也完成加工。一般地，只有X向与Z向运动的车铣复合机床只能完成一些简单的车铣加工，而通过增加了孔型伺服电机后，通过孔型伺服电机直接驱动刀塔中的刀具，就相当于多出一个与X、Z平面垂直的Y向加工，当然了，该Y向运动的进给需要靠机床的自身运动完成，本实施例中的环形伺服刀塔在Y向上并不提供相对运动。通过该结构后，就能完成更为复杂的铣削加工，特别适用于车铣复合加工机床。

实施例三：参见图3，以加工长条形的工件为例，在基座1上设置了左右走向的空腔，所述刀盘2安装在基座的左端面，所述刀盘的内环面对着空腔，所述电机安装底板安装在基座的后端面。长条形的工件左右方向地贯穿了底座以及刀盘，刀具安装在刀盘的内环面上，而且刀具均指向刀盘的中心，而由于工件基本就按照在了刀盘的中心位置，所以在加工的时候，可以快速地利用刀具对工件进行加工。换刀时这个刀盘与旋转轴心同心或处于特定的安全位置，换好刀具后，刀具向处于环体内的工件运动进行加工。这种结构要比常规机床的运动行程小很多。

而且采用上述结构的机床，由于在刀塔中设置了两个伺服驱动装置，一个用于刀盘的旋转，而一个用于刀具的驱动，这种机构几乎是将伺服技术用到极致的一种方式，可以制造出体型非常轻小而且精度高的专用机床。

进一步作为优选的实施方式，所述内环面22为正八边形。经发明人的多年经验积累，在内环面上放置八把刀具，基本可以满足加工的需求。当然了，可以根据实际的加工需要，可以将内环面设置为六边形、十边形等。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。