一种轴向刀杆与径向刀杆复合多工位转塔式动力刀架的制作方法

本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种轴向刀杆与径向刀杆复合多工位转塔式动力刀架。

背景技术：

螺纹加工是一种使用制作螺纹的工具，采用切削、车削、铣削、磨削等工艺对工件进行加工的工艺，为了实现这些复合工艺的自动化加工过程，不仅要求刀架能够根据数控程序进行自动换刀，同时还需要刀架提供一定的切削动力，所以近年来有关动力刀架的产品迅猛发展，但是现有的动力刀架技术中仍然存在着许多严重的弊端，例如刀架提供的切削动力较小；工作时动力刀架上的所有刀具都需要同时运转，极易产生干涉现象；刀架只能为刀具提供单一的轴向动力。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于解决上述现有技术中只能在轴向上进行加工且极易发生干涉现象的技术问题，提供一种轴向刀杆与径向刀杆复合多工位转塔式动力刀架，本发明实现径向和轴向复合的多工位进给加工，适用范围更广，加工效率高。

本发明的目的是这样实现的：一种轴向刀杆与径向刀杆复合多工位转塔式动力刀架，包括支撑架，其特征在于，所述支撑架上固定连接有外壳体，所述外壳体远离支撑架的一端设有可转动的动力盘，所述动力盘上可转动地连接有驱动齿轮，动力盘的圆周上排布有若干切削组件和离合驱动组件，所述切削组件包括可转动地连接在动力盘上的径向动力传动轴，所述动力盘内的径向动力传动轴上连接有从动齿轮，所述驱动齿轮与各个从动齿轮啮合，相邻两个径向动力传动轴中，一个伸出动力盘外的径向动力传动轴上连接有径向刀具夹头，另一个伸出动力盘外的径向动力传动轴上连接有传动锥齿轮，所述轴向转换板外侧固定连接有轴向转换套，所述轴向转换套上可转动地连接有轴向动力传动轴，径向刀具夹头和轴向动力传动轴一一错开设置，轴向转换套内的轴向动力传动轴上连接有轴向换向锥齿轮，所述轴向换向锥齿轮与传动锥齿轮啮合，所述外壳体外侧固定连接有离合推板，所述离合驱动组件包括连接在动力盘上且与对应径向动力传动轴平行设置的离合驱动杆，径向动力传动轴上连接有离合套，所述离合套上连接有拨叉环，离合套和从动齿轮之间的径向动力传动轴上连接有可与拨叉环的内圈啮合的同步轮，所述离合驱动杆的外端设有限位部，所述限位部和动力盘之间的离合驱动杆上套装有离合弹簧，所述限位部的外侧可抵触在离合推板相对动力盘设置的一端，伸进动力盘内的离合驱动杆所在一端与拨叉环连接，离合弹簧处于自然状态时，同步轮与从动齿轮脱开，所述同步轮朝里移动时可压紧在从动齿轮上。

本发明中，不同的轴向动力传动轴和径向刀具夹头上安装有不同的刀具，各个刀具分别用于切削不同形状的螺杆等轴类零件；驱动齿轮转动，驱动齿轮带动各个从动齿轮的转动，根据待切削螺杆的形状调节动力盘的位置，使待切削的刀具朝着离合推板所在方向转动，当离合驱动杆开始与离合推板接触时，离合驱动杆在离合推板的作用下朝里移动，离合驱动杆推动拨叉朝着从动齿轮所在方向移动，拨叉带动拨叉环移动，离合驱动杆继续往里推进，拨叉环的内圈与同步轮啮合，当离合驱动杆完全抵触在离合推板上时，动力盘停止转动，此时同步轮的圆锥面压紧在从动齿轮上，从动齿轮带动同步轮转动，同步轮带动拨叉环转动，拨叉环带动离合套转动，离合套带动径向动力传动轴转动，径向动力传动轴带动径向刀具夹头高速转动，实现径向的切削加工，而轴向切削过程是建立在径向动力结构的基础上，通过径向动力传动轴带动传动锥齿轮的转动，离合套带动径向动力传动轴转动，径向动力传动轴带动传动锥齿轮的转动，传动锥齿轮带动轴向换向锥齿轮的转动，轴向换向锥齿轮带动轴向动力传动轴的转动，轴向动力传动轴带动刀具夹头的转动，刀具高速旋转，实现轴向方向上对对应形状的螺杆加工；需要更换其它刀具时，动力盘转动，上述离合驱动杆离开离合推板，离合驱动杆在离合弹簧的作用下迅速复位，拨叉环脱开同步轮，同步轮与从动齿轮脱开，上述径向动力传动轴停止转动，控制动力盘的转动角度，使下一个切削组件对应的离合驱动杆转动至离合推板的位置，重复上述动作，实现不同形状的螺杆加工；本发明结构紧凑，通过一个驱动齿轮带动各个从动齿轮的转动，需要更换刀具时，直接控制动力盘的转动，将待切削刀具转动至固定位置，即离合驱动杆转动至离合推板的位置，不需要将驱动齿轮的动力切断，离合驱动杆在离合推板的作用下往里移动，从而依次带动拨叉和拔叉环的移动，动力盘停止转动时，离合驱动杆完全抵触在离合推板上，同步轮压紧在从动齿轮上，带动径向动力传动轴的转动，径向动力传动轴依次经传动锥齿轮和轴向换向锥齿轮带动轴向动力传动轴的转动，实现待切削刀具的转动，加工结束，离合驱动杆在离合弹簧的作用下迅速朝外移动，使同步轮迅速脱开从动齿轮，结构巧妙，工作更加可靠；可应用于螺杆等轴类零件的加工工作中，尤其适用于加工复杂形状的螺杆和轴类零件的工作中。

为了进一步提高轴向动力传动轴的刚性，所述轴向转换套在轴向方向上的两端分别开有安装口一和安装口二，安装口一处的轴向转换套内连接有轴向支撑轴承一，所述轴向动力传动轴一端经轴向支撑轴承一连接在轴向转换套上，安装口二处的轴向转换套内固定连接有轴承套，所述轴承套内连接有轴向支撑轴承二，所述轴向动力传动轴经轴向支撑轴承二连接在轴承套上。

为了进一步实现径向动力传动轴的离合动作，所述离合推板朝里的一端具有倾斜部，倾斜部从上往下看从外往里倾斜，倾斜部下侧设有竖直部，当限位部开始抵触在倾斜部上时，离合弹簧开始压缩，同步轮相对离合套的一端连接有同步锁环，同步锁环的外周排布有若干可与拨叉环的内圈啮合的同步齿。

为了进一步提高动力转止转时的可靠性，所述外壳体外侧固定连接有至少一个固定板，所述固定板上连接有定位驱动器，所述定位驱动器上连接有朝着动力盘所在方向伸出且可做往复直线移动的定位杆，所述固定板上开有定位孔一，所述定位杆可经定位孔一插入动力盘。

为了进一步提高径向动力传动轴的动力，所述动力盘的轴向方向上远离动力盘的一端可转动地连接有中心定位轴，支撑架上固定连接有驱动电机，所述驱动电机上连接有输出轴，所述输出轴朝向动力盘的一端连接有动力连接杆，所述动力连接杆远离输出轴的一端固定连接有动力转接盘，所述动力转接盘在中心定位轴和动力连接杆之间，中心定位轴、动力转接盘和动力连接杆连接在一起，所述动力转接盘朝向定位中心轴的一端与驱动齿轮连接。

为了进一步提高径向动力传动轴的刚性，所述同步轮经推力滚子轴承连接在径向动力传动轴上，径向动力传动轴的两端经径向支撑轴承可转动地连接在动力盘上，推力滚子轴承朝里一侧的径向动力传动轴上连接有限制径向支撑轴承一轴向窜动的轴向定位环。

为了进一步实现动力盘的转动，所述外壳体外侧固定连接有传动电机，外壳体的侧部可转动地连接有蜗杆，所述传动电机与蜗杆连接，外壳体内连接有可转动的蜗轮，所述蜗轮与蜗杆配合，所述蜗轮相对动力盘设置的一侧固定连接有连接环，所述动力盘相对外壳体设置的一端固定连接有过渡盘，所述过渡盘固定连接在连接环远离蜗轮的一端。

为了进一步提高蜗轮转动时的可靠性，所述外壳体内侧固定连接有内支撑环，所述内支撑环外周排布有若干滚珠，所述蜗轮内缘经滚珠可转动地连接在内支撑环上。

为了进一步提高轴向支撑轴承一和轴向支撑轴承二与轴向转换套连接的可靠性，所述轴向转换套在轴向方向上的两端分别固定连接有轴向端盖一和轴向端盖二，所述轴向端盖一与轴向轴承一朝外的一侧接触，所述轴向端盖二压紧在轴承套朝外的一侧。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为图1中的a-a向视图。

图3为图2中b处的局部放大图。

图4为本发明的俯视图。

图5为图4中的c-c向视图。

图6为本发明的立体结构图一。

图7为图6中d处的局部放大图。

图8为本发明的立体结构图二。

图9为本发明的立体结构图三。

图10为本发明中隐藏掉动力盘后的立体结构图。

图11为图10中e处的局部放大图。

图12为图4中的f-f向视图。

图13为图10中g处的局部放大图。

其中，1切削组件，101轴向刀具夹头，102轴向端盖一，103轴向支撑轴承一，104从动齿轮，105径向支撑轴承三，106径向支撑轴承一，107径向动力传动轴，108推力滚子轴承，109轴向定位环，110驱动齿轮，111径向端盖，112传动锥齿轮，113轴向动力传动轴，114轴向换向锥齿轮，115轴承套，116轴向端盖二，117轴向支撑轴承二，118限位套，119轴向转换板，120轴向转换套，121轴向刀具，122径向刀具夹头，123径向刀具，124轴向支撑轴承三，2支撑架，3动力盘，4外壳体，5蜗轮，6蜗杆，7连接环，8过渡盘，9连接轴承，10支撑套，11轴承挡板，12中心定位轴，13动力转接盘，14动力连接杆，15联轴器，16输出轴，17驱动电机，18定位驱动器，19固定板，20离合推板，2001倾斜部，2002竖直部，21定位孔二，22定位孔一，23定位杆，24离合驱动组件，2401离合驱动杆，2401a限位部，2402离合弹簧，2403同步锁环，2404同步轮，2404a同步齿，2405离合套，2406拨叉，2407拨叉环，2408定位套，25传动电机，26滚珠，27内支撑环，28连接槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

如图1～图13所示的一种轴向刀杆与径向刀杆复合多工位转塔式动力刀架，包括支撑架2，支撑架2上固定连接有外壳体4，外壳体4远离支撑架2的一端设有可转动的动力盘3，动力盘3上可转动地连接有驱动齿轮110，动力盘3的圆周上排布有若干切削组件1和离合驱动组件24，本实施例中切削组件1和离合驱动组件24均设置有8个，动力盘3远离外壳体4的一端朝外的一侧排布有若干连接槽28，连接槽28在相邻两组切削组件之间，本实施例中，连接槽28也设置有8个，切削组件1包括可转动地连接在动力盘3上的径向动力传动轴107，相邻两个径向动力传动轴107中，一个伸出动力盘3外的径向动力传动轴107上连接有径向刀具夹头122，另一个伸出动力盘3外的径向动力传动轴107上连接有传动锥齿轮112，传动锥齿轮112位置对应的动力盘3外周固定有轴向转换板119，动力盘3内的径向动力传动轴107上连接有从动齿轮104，驱动齿轮110与各个从动齿轮104啮合，伸出动力盘3外的径向动力传动轴107上连接有传动锥齿轮112，轴向转换板119外侧固定连接有轴向转换套120，轴向转换套120上可转动地连接有轴向动力传动轴113，轴向转换套120内的轴向动力传动轴113上连接有轴向换向锥齿轮114，轴向换向锥齿轮114与传动锥齿轮112啮合，轴向转换套120在轴向方向上的两端分别固定连接有轴向端盖一102和轴向端盖二116，轴向端盖一102与轴向支撑轴承一103朝外的一侧接触，轴向端盖二116压紧在轴承套115朝外的一侧，外壳体4外侧固定连接有离合推板20，离合驱动组件24包括可滑动地连接在动力盘3上且与对应径向动力传动轴107平行设置的定位套2408，定位套2408的材质优选为铜，定位套2408上连接有离合驱动杆2401，径向动力传动轴107上连接有离合套2405，离合套2405上连接有拨叉环2407，离合套2405和从动齿轮104之间的径向动力传动轴107上连接有可与拨叉环2407的内圈啮合的同步轮2404，离合驱动杆2401的外端设有限位部2401a，限位部2401a和动力盘3之间的离合驱动杆2401上套装有离合弹簧2402，限位部2401a的外侧可抵触在离合推板20相对动力盘3设置的一端，伸进动力盘3内的离合驱动杆2401所在一端与拨叉环2407连接，离合推板20朝里的一端具有倾斜部2001，倾斜部2001从上往下看从外往里倾斜，倾斜部2001下侧设有竖直部2002，当限位部2401a开始抵触在倾斜部2001上时，离合弹簧2402开始压缩，同步轮2404相对离合套2405的一端连接有可滑动的同步锁环2403，同步锁环2403的外周排布有若干可与拨叉环2407的内圈啮合的同步齿2404a；离合弹簧2402处于自然状态时，同步轮2404与从动齿轮104脱开，同步轮2404朝里移动时可压紧在从动齿轮104上。

为了进一步提高动力转止转时的可靠性，外壳体4外侧固定连接有至少一个固定板19，固定板19上连接有定位驱动器18，定位驱动器18上连接有朝着动力盘3所在方向伸出且可做往复直线移动的定位杆23，固定板19上开有定位孔一22，定位杆23可经定位孔一22朝着动力盘3所在方向延伸。

为了进一步提高径向动力传动轴107的动力，动力盘3的轴向方向上远离动力盘3的一端可转动地连接有中心定位轴12，动力盘3内固定连接有支撑套10，中心定位轴12经连接轴承9可转动地连接在支撑套10内，中心定位轴12朝外的一端固定连接有用于限制连接轴承9向外窜动的轴承挡板11，支撑架2上固定连接有驱动电机17，驱动电机17上连接有输出轴16，输出轴16朝向动力盘3的一端经联轴器15连接有动力连接杆14，动力连接杆14远离输出轴16的一端固定连接有动力转接盘13，动力转接盘13在中心定位轴12和动力连接杆14之间，中心定位轴12、动力转接盘13和动力连接杆14连接在一起，动力转接盘13朝向定位中心轴的一端与驱动齿轮110连接；为了进一步提高径向动力传动轴107的刚性，同步轮2404经推力滚子轴承108连接在径向动力传动轴107上，径向动力传动轴107经径向支撑轴承一106可转动地连接在动力盘3上，推力滚子轴承108朝里一侧的径向动力传动轴107上连接有限制径向支撑轴承一106轴向窜动的轴向定位环109，离合套2405远离同步轮2404一端朝外的径向动力传动轴107经径向支撑轴承二可转动地连接在动力盘3上，径向动力传动轴107朝外的一端螺纹连接有限制径向支撑轴承二轴向窜动的限位套118，动力盘3外侧排布有若干与径向动力传动轴107一一对应的径向端盖111，径向端盖111套装在限位套118外侧，径向端盖111朝里的一侧与径向支撑轴承二朝外的一侧接触，径向支撑轴承一106朝里一侧的径向动力传动轴107还经径向支撑轴承三105可转动地连接在动力盘3上。

为了进一步实现动力盘3的转动，外壳体4外侧固定连接有传动电机25，外壳体4的侧部可转动地连接有蜗杆6，传动电机25与蜗杆6连接，外壳体4内连接有可转动的蜗轮5，蜗轮5与蜗杆6配合，蜗轮5相对动力盘3设置的一侧固定连接有连接环7，动力盘3相对外壳体4设置的一端固定连接有过渡盘8，过渡盘8固定连接在连接环7远离蜗轮5的一端，过渡盘8上开有可与定位孔一22同轴心的定位孔二21，当同步轮2404的圆锥面压紧在从动齿轮104上时，定位杆23可经定位孔一22插进对应的定位孔二21内；外壳体4内侧固定连接有内支撑环27，内支撑环27外周排布有若干滚珠26，蜗轮5内缘经滚珠26可转动地连接在内支撑环27上。

本发明中，伸出轴向转换套120外的轴向动力传动轴113上连接用于夹持轴向刀具121的轴向刀具夹头101，不同的轴向刀具夹头101和径向刀具夹头122上分别安装有不同的轴向刀具121和径向刀具123，各个轴向刀具121和径向刀具123分别用于切削不同形状的螺杆等轴类零件；使用本发明加工零件时，驱动电机17动作，输出轴16经联轴器15带动动力连接杆14转动，动力连接杆14带动动力转接盘13转动，动力转接盘13带动驱动齿轮110转动，中心定位轴12经连接轴承9连接在支撑套10内，驱动齿轮110经轴向支撑轴承三124连接在动力盘3上，双支撑提高驱动齿轮110高速旋转的可靠性，驱动齿轮110带动各个从动齿轮104的转动，根据待切削螺杆的形状调节动力盘3的位置，传动电机25动作，传动电机25带动蜗杆6转动，蜗杆6带动蜗轮5的转动，蜗轮5经连接环7带动过渡盘8的转动，过渡盘8带动动力盘3的转动，控制传动电机25的动作方向，使待切削的轴向刀具121朝着离合推板20所在方向转动，需要轴向加工零件时，当待切削的轴向刀具转动至指定的位置，对应的离合驱动杆2401开始与离合推板20的倾斜部2001接触时，离合驱动杆2401在离合推板20的作用下朝里移动，离合驱动杆2401推动拨叉2406朝着从动齿轮104所在方向移动，拨叉2406带动拨叉环2407移动，离合驱动杆2401继续往里推进，拨叉环2407的内圈与同步轮2404啮合，当离合驱动杆2401完全抵触在竖直部2002上时，传动电机25停止动作，定位驱动器18动作，使定位杆23向外伸出，定位杆23经定位孔一22插入定位孔二21内，使动力盘3彻底停止转动，此时同步轮2404的圆锥面压紧在从动齿轮104上，从动齿轮104带动同步轮2404转动，同步轮2404带动拨叉环2407转动，拨叉环2407带动离合套2405转动，离合套2405带动径向动力传动轴107转动，径向动力传动轴107带动传动锥齿轮112的转动，传动锥齿轮112带动轴向换向锥齿轮114的转动，轴向换向锥齿轮114带动轴向动力传动轴113的转动，轴向动力传动轴113带动轴向刀具夹头101的转动，轴向刀具121高速旋转，实现轴向方向上对对应形状的螺杆加工，轴向动力传动轴113的两端分别经轴向支撑轴承一103和轴向支撑轴承二117可转动地连接在轴向转换套120上，提高轴向动力传动轴113的刚性，轴向支撑轴承一103为圆锥滚子轴承，轴向支撑轴承二117为角接触球轴承；径向动力传动轴107靠近外端的一段经径向支撑轴承二连接在动力盘3上，径向动力传动轴107靠里的一端分别经径向支撑轴承一106和径向支撑轴承三105连接在动力盘3上，提高径向动力传动轴107的刚性，提高加工质量，轴向刀具121也不易损坏；需要更换其它轴向刀具121时，传动电机25动作，动力盘3转动，上述离合驱动杆2401离开离合推板20，离合驱动杆2401在离合弹簧2402的作用下迅速复位，拨叉环2407脱开同步轮2404，同步轮2404与从动齿轮104脱开，上述径向动力传动轴107停止转动，控制传动电机25动作以控制动力盘3的转动角度，使下一个切削组件对应的离合驱动杆2401转动至离合推板20的位置，重复上述动作，实现不同形状的螺杆加工；需要径向方向上加工零件时，工作原理与上述类似，不同的是直接有径向动力传动轴107经径向刀具夹头122带动径向刀具123的高速旋转，实现径向加工；本发明结构紧凑，驱动电机17安装在支撑架2在左右方向上的中心位置，由驱动电机17带动驱动齿轮110的转动，由一个驱动齿轮110带动各个从动齿轮104的转动，提高输入动力，当切削组件转动至指定的位置时，从动齿轮104在高速运转的情况下，同时实现对应径向动力传动轴107与从动齿轮104的同步转动，对应的轴向刀具121转动；通过动力盘3的结构设计，使径向动力传动轴107轴向方向上朝外的一端经径向支撑轴承一106可转动地连接在动力盘3上，径向动力传动轴107轴向方向上朝里的一端从里往外依次经径向支撑轴承三105和径向支撑轴承二同时可转动地连接在动力盘3上，提高径向动力传动轴107的刚性，同时径向动力传动轴107靠里的一端分别经径向支撑轴承一106和径向支撑轴承三105连接在动力盘3上，提高径向动力传动轴107的刚性，以提高轴向加工螺杆时的可靠性；需要更换轴向刀具121时，直接控制动力盘3的转动，将待切削轴向刀具121转动至固定位置，即离合驱动杆2401转动至离合推板20的位置，不需要将驱动齿轮110的动力切断，离合驱动杆2401在离合推板20的作用下往里移动，从而依次带动拨叉2406和拔叉环的移动，动力盘3停止转动时，离合驱动杆2401完全抵触在离合推板20上，同步轮2404压紧在从动齿轮104上，实现待切削轴向刀具121的转动，加工结束，离合驱动杆2401在离合弹簧2402的作用下迅速朝外移动，使同步轮2404迅速脱开从动齿轮104，结构巧妙，工作更加可靠；可应用于径轴向复合加工螺杆的工作中，尤其适用于径轴向加工不同形状的螺杆等轴类零件的工作中。

本发明并不局限于上述实施例，切削组件1和离合驱动组件24的数量还可以设置为4个、5个等，其数量根据实际需要设置，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护范围内。