专利名称：机床精密多位刀库的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种不停机快速换刀的机床功能部件。
机械另件的加工几乎都不是单道工序能完成。普通机床往往需要多次更换刀具或多次装卸另件，劳动强度大，生产效率与加工精度低。国内現有根据瑞士、西德、日本专利开发的转塔立式钻床的转塔刀库，多采用齿轮传动或牙嵌离合器，结构复杂，体积庞大，只能在静止或低速运转时换刀；加工中心机床的自动换刀，费用昂贵，难以在生产线上获得广泛应用。
本实用新型的目的是提供一种配置在机床上的转塔式刀库，具有不停机快速换刀的性能。
本实用新型的目的是这样实現的。在机床的主轴箱(或主轴套)上，配置精密多位刀库。该刀库包括转塔座01，转塔头10，精密定位、快速锁紧与高速离合器等机构；高速离合器由浮动半离合器14、弹性元件16、限位元件20和半离合器03组成；转塔头上的多根工作主轴依序通过高速离合器与运转中的机床主轴接合获得主运动，并随主轴箱(或主轴套筒、拖板)移动，实现进给运动，对工件连续进行钻、扩、铰、锪、倒角、攻丝、铣槽、镗孔等多工序集中加工。
刀库换刀定位精度0.01－0.025mm，重复定位精度0.005－0.01mm。换刀时间3秒，比加工中心机床的自动换刀30－60秒快得多。用于多工序集中加工，生产效率比普通机床提高1－10倍，投资只有加工中心机床的几十分之一，是项适合生产线上应用的高效柔性、低成本技术。刀库可以作为机床的高效附件，也可以进一步形成一代新型转塔式钻床、铣床、镗床、车床和转塔式组合机床、专用机床。
本实用新型机床精密多位刀库由以下实施例及其附图给出。
图1是根据本实用新型提出的机床精密多位刀库的剖视图。
刀库的转塔座01固定在机床的主轴箱(或主轴套)02上。转塔座下面安装着转塔头10(图示为锁紧状态)，转塔座中心有固定凸轮08。活动凸轮04通过中间轴11，轴承与转塔头10联接在一起。操纵杆(图中未画出)扳动凸轮04旋转时，中间轴带动转塔头向下移动，转塔头就与转塔座脱开；分别固定在转塔座、转塔头上的精定位板05、07随之脱开；装在机床主轴15、工作主轴13上浮动半离合器14、半离合器03也自行脱开。转塔头上的多根工作主轴13(图中仅画出一根)分度旋转依序与机床主轴结合。跳拨12、分度板09、精定位板05、07起粗精分度定位作用。定位肖06的锥角起自动拨正与保险作用(在粗定位误差大于确定值时，定位肖阻止精定位板合拢，防止高速端齿离合器错位结合)。
图二是高速端齿离合器的剖视图。
机床主轴15孔内装有弹簧16与浮动半离合器14，浮动半离合器能作轴向滑移；机床主轴15上有腰形槽19，紧配在浮动半离合器上的滚针20只能在腰形槽内滑移，从而使浮动半离合器受外力或弹簧力作用时，只能作有限的轴向位移；机床主轴与浮动半离合器由平键17传动。工作主轴13上装有半离合器03与平键18。半离合器与浮动半离合器上有短平端齿，如图3，端齿凸爪宽度a1小于端齿槽a2，大于齿深b，齿形角分别为α1、α2。操纵杆扳动凸轮刀库锁紧时，带动半离合器03向浮动半离合器靠拢。此时半离合器上的端齿实际上不可能与高速运转的浮动半离合器的端齿结合。只能端面接触，并迫使浮动半离合器14压缩弹簧16向后移动b，在端面摩擦力的作用下，工作主轴随机床主轴旋转；有旋转差时，弹簧16即起作用，推动浮动半离合器前移，快速自动地完成端齿的结合，靠齿侧传动进行工作。
在离合器超高速进行结合时(＞1800r／min)，亦可以在浮动半离合器(或半离合器)上附加摩擦元件21a(包括附加弹簧16a，限位元件20a)，如图4，以增加起步时的摩擦力矩，减小冲击。
刀库的换刀操作过程由松开、回转、夹紧三个动作完成(1)松开推动操作手柄，动凸轮04施转，转塔头10下移与转塔座01松开，高速端齿离合器的半离合器03与浮动半离合器14分离，精定位板05、07分离。
(2)回转拨动转塔头10分离，跳拨12起限位作用，在弹簧力的作用下，跳拨进入分度板09的等分槽时，分度旋转停止，机床主轴15与另一根工作主轴13对正。
(3)夹紧扳回操作手柄，动凸轮04旋转，转塔头10上升，定位肖06的锥角自动拨正分度并插入定位孔，精定位板05、07合拢，高速端齿离合器的半离合器03、浮动半离合器14自动快速地完成接合，凸轮锁紧，机床主轴带动另根工作主轴开始工作。
整个换刀连续操作过程可在2秒中完成。
权利要求1.配置在机床上的精密多位刀库，该刀库包括转盘座01、转塔头10；转塔头上有多根工作主轴和精密分度、快速锁紧等机构，其技术特征在于机床主轴15与刀库主轴13间进行传动的高速离合器由浮动半离合器14、弹性元件16、限位元件20和半离合器03组成。
2.根据权利要求1所述的刀库，其技术特征是高速离合器的浮动半离合器(或半离合器)上，可以附加摩擦元件21a，弹性元件16a，限位元件20a。
3.根据权利要求1所述的刀库，其技术特征是精密分度机构可以是端齿盘、精密分度板、钢球和销定位等方式。
4.根据权利要求1所述的刀库，其技术特征是快速锁紧装置可以是凸轮、螺纹、楔块等方式。
5.根据权利要求1所述的刀库，其技术特征是工作主轴的输出可以采用钻夹头、弹簧夹头、锥孔、可伸缩式接杆及其它夹紧装置。
6.根据权利要求1所述的刀库，其技术特征是可以配置在主轴套筒上，也可以配置在主轴箱上。
专利摘要不停机快速换刀的机床精密多位刀库，该刀库由转盘座、转塔头、精密定位、快速锁紧与高速离合器等机构组成。转塔头上的多根工作主轴可以依序通过高速离合器与运转中的机床主轴接合获得主运动，并随主轴套筒下移实现工作进给。换刀精度0.01—0.025mm，换刀时间3秒，配置本刀库的机床能对工件连续完成钻、扩、铰、锪、倒角、攻丝等工序，提高功效1—10倍，精度1-2级，是项适合成批生产与多工序集中加工的高效柔性、低成本技术。
文档编号B23Q3/12GK2113128SQ9220220
公开日1992年8月19日 申请日期1992年1月28日 优先权日1992年1月28日
发明者王元庆, 王方玫 申请人:王元庆