一种结构紧凑的自动换刀装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种结构紧凑的自动换刀装置。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的不断发展，数控机床的加工效率要求越来越高，一次装夹并实现多工序连续加工是数控机床的主要发展方向。目前，数控机床已基本上采用了自动换刀装置。对于自动换刀装置，也称之为太阳轮式刀库，目前主要是采用蜗轮蜗杆机构进行传动，虽然这种传动机构具有机械自锁以及侧向间隙小的优点，但由于蜗轮蜗杆加工困难，易磨损，且磨损后无法通过调整来消除侧向间隙，从而导致自动换刀装置不能准确地将刀具与数控机床上是刀轴进行定位，从而容易使刀轴与自动换刀装置发生撞击。
【发明内容】
[0003]本实用新型旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种加工容易、耐磨损的自动换刀装置。
[0004]本实用新型是通过以下的技术方案实现的:
[0005]—种结构紧凑的自动换刀装置，包括升降臂、固设于升降臂上的芯轴、可转动地套装在芯轴上的刀盘和驱动刀盘转动的电机，所述电机固设于芯轴上，电机上设置有主动齿轮，芯轴上还套装有与主动齿轮相啮合的从动齿轮和消隙齿轮，从动齿轮与刀盘固定连接，消隙齿轮和从动齿轮之间连接有驱使消隙齿轮与从动齿轮的轮齿相互错开的压簧，消隙齿轮上设置有容置压簧伸缩运动的弹簧容腔。
[0006]优选的，所述从动齿轮的端面上设置有延伸至弹簧容腔内的第一凸块，弹簧容腔内设置有第二凸块，压簧的两端分别与第一凸块和第二凸块进行抵接。
[0007]优选的，所述弹簧容腔为设置于消隙齿轮上的凹槽。
[0008]优选的，所述第二凸块穿设于消隙齿轮上，第一凸块和第二凸块均与消隙齿轮的轴线相平行。
[0009]优选的，所述第一凸块和第二凸块分别通过焊接的方式与从动齿轮和消隙齿轮进行连接。
[0010]优选的，所述第一凸块和第二凸块分别通过螺纹连接的方式与从动齿轮和消隙齿轮进行连接。
[0011]优选的，所述第一凸块、第二凸块的两端均分别设置有螺栓头和容纳螺丝刀头进入的刀槽，从动齿轮和消隙齿轮的端面上设置有与螺栓头相配合的螺纹孔。
[0012]优选的，所述芯轴上还套装有轴套，轴套上设置有限制从动齿轮轴向移动的凸起，轴套的端部上设置有将从动齿轮和消隙齿轮往凸起方向压紧的压盘。
[0013]优选的，所述主动齿轮的齿宽大于或等于从动齿轮和消隙齿轮的齿宽之和。
[0014]优选的，所述从动齿轮的齿宽大于消隙齿轮的齿宽。
[0015]有益效果是:与现有技术相比，本实用新型的自动换刀装置，通过设置消隙齿轮，并使消隙齿轮与从动齿轮共同与主动齿轮进行啮合，同时在压簧的作用下使从动齿轮和消隙齿轮的轮齿弹性错开，这样的设置可避免主动齿轮与从动齿轮因加工误差和/或磨损产生的啮合间隙，使刀盘定位更加准确，避免数控机床上的刀轴与刀盘发生撞击，同时，由于消除了主动齿轮与从动齿轮的啮合间隙，避免了主动齿轮与从动齿轮之间产生冲击，有效降低了传动噪音。
【附图说明】
[0016]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的详细说明，其中:
[0017]图1为本实用新型的的立体示意图；
[0018]图2为图1中的自动换刀装置部分零部件的装配后的剖视图；
[0019]图3为图1中的自动换刀装置的主动齿轮、从动齿轮和消隙齿轮装配后的立体示意图；
[0020]图4为图3中的消隙齿轮的立体示意图。
【具体实施方式】
[0021]如图1-图4所示的一种结构紧凑的自动换刀装置，包括升降臂1、固设于升降臂I上的芯轴2、可转动地套装在芯轴2上的刀盘3和驱动刀盘3转动的电机51，电机51通过安装板6固设于芯轴2上，电机51上设置有主动齿轮41，芯轴2上套装有与主动齿轮41相啮合的从动齿轮42和消隙齿轮43，从动齿轮42与刀盘3固定连接，消隙齿轮43和从动齿轮42之间连接有驱使消隙齿轮43与从动齿轮42的轮齿相互错开的压簧44，消隙齿轮43上设置有容置压簧伸缩运动的弹簧容腔430。本实用新型的自动换刀装置，通过设置消隙齿轮43，并使消隙齿轮43与从动齿轮42共同与主动齿轮41进行啮合，同时在压簧44的作用下使从动齿轮42和消隙齿轮43的轮齿弹性错开，这样的设置可避免主动齿轮41与从动齿轮42因加工误差和/或磨损产生的啮合间隙，使刀盘3定位更加准确，避免数控机床上的刀轴与刀盘3发生撞击，同时，由于消除了主动齿轮41与从动齿轮42的啮合间隙，避免了主动齿轮41与从动齿轮42之间产生冲击，有效降低了传动噪音。
[0022]本实用新型的自动换刀装置，还包括用于与数控机床进行连接的连接板10，升降臂I的一端与连接板10进行铰接，另一端与芯轴2固定连接。为使升降臂I带动刀盘3绕连接板10进行转动，升降臂I与数控机床之间还可设置驱动升降臂I转动的气缸或液压缸。为便于刀盘3对数控机床上的刀轴进行送刀和取刀，刀盘3的轴线与升降臂I的轴线不相垂直，也就是芯轴2的轴线与升降臂I的轴线所构造成的夹角为锐角。
[0023]从动齿轮42的端面上设置有延伸至弹簧容腔430内的第一凸块421，弹簧容腔430内设置有第二凸块432，压簧44的两端分别与第一凸块421和第二凸块432进行连接，从而使压簧44通过对第一凸块421和第二凸块432的弹性作用，进而驱使从动齿轮42和消隙齿轮43具有相对转动的扭矩。当压簧44的径向尺寸小于消隙齿轮43的厚度时，弹簧容腔430为设置于消隙齿轮43上的凹槽；当压簧44的径向尺寸大于或等于消隙齿轮43的厚度时，弹簧容腔430为通孔。第一凸块421和第二凸块432上均通过螺栓45固定压簧44，第一凸块421和第二凸块432上设置有与螺栓45相配合的螺纹孔，螺栓45的螺纹部分别贯穿第一凸块421、第二凸块432后插入压簧44的内腔。
[0024]主动齿轮41、从动齿轮42和消隙齿轮43可为直齿轮或斜齿轮。
[0025]第一凸块421和第二凸块432分别通过焊接或螺纹连接的方式与从动齿轮42和消隙齿轮432进行连接。为便于装配，优选的采用螺纹连接的方式。
[0026]电机51优选为采用伺服电机，电机51上还可根据需要配置减速箱52，电机51固设于安装板6上，也就使电机51间接与芯轴2固接，并使得电机51能跟随升降臂I运动。
[0027]安装板6上还设置有封闭主动齿轮41、从动齿轮42和消隙齿轮43的防护罩61，从而可避免杂物损坏主动齿轮41、从动齿轮42和消隙齿轮43。防护罩61可为分体式结构或整体式结构，优选的采用分体式结构，以便于将防护罩安装到安装板6上，防护罩61包括相互对称设置的左半罩和右半罩，左半罩和右半罩上均设置有容置减速箱贯穿的半边孔。也就是，左半罩和右半罩对合后，两个半边孔可构造成一个可完全容置减速箱贯穿的贯穿孔。
[0028]芯轴2上还可套装轴套20，以减少芯轴2的磨损。具体地，轴套20与芯轴2之间设置有轴承，轴套20上设置有限制从动齿轮42轴向移动的凸起201，轴套20的端部上设置有将从动齿轮42和消隙齿轮43往凸起201方向压紧的压盘21。刀盘3固设于轴套20上，从动齿轮42可固设于刀盘3或轴套20上，也就是从动齿轮42可间接或直接与刀盘3进行连接，从而使从动齿轮42驱动刀盘3转动。
[0029]主动齿轮41和从动齿轮42通过外齿轮传动或内齿轮传动的方式进行传动。为使本实用新型的自动换刀装置的整体结构更加紧凑，主动齿轮41和从动齿轮42优选为通过外齿轮传动的方式进行传动。
[0030]主动齿轮41的齿宽大于或等于从动齿轮42和消隙齿轮43的齿宽之和，使得主动齿轮41上的两个相邻的轮齿形成的齿槽可完全容纳叠合在一起的从动齿轮42和消隙齿轮43的轮齿，使传动更加平稳，受力更加均匀。
[0031]从动齿轮42的齿宽大于消隙齿轮43的齿宽。从动齿轮42为齿轮传动的主要受力部件，而消隙齿轮43的主要作用在于消除从动齿轮42与主动齿轮41啮合时的间隙，因而消隙齿轮43为非主要的受力部件，从提高性价比的角度考虑，从动齿轮42的齿宽大于消隙齿轮43的齿宽。
【主权项】
1.一种结构紧凑的自动换刀装置，包括升降臂、固设于升降臂上的芯轴、可转动地套装在芯轴上的刀盘和驱动刀盘转动的电机，其特征在于，所述电机固设于芯轴上，电机上设置有主动齿轮，芯轴上还套装有与主动齿轮相啮合的从动齿轮和消隙齿轮，从动齿轮与刀盘固定连接，消隙齿轮和从动齿轮之间连接有驱使消隙齿轮与从动齿轮的轮齿相互错开的压簧，消隙齿轮上设置有容置压簧伸缩运动的弹簧容腔。2.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的自动换刀装置，其特征在于，所述从动齿轮的端面上设置有延伸至弹簧容腔内的第一凸块，弹簧容腔内设置有第二凸块，压簧的两端分别与第一凸块和第二凸块进行抵接。3.根据权利要求2所述的一种结构紧凑的自动换刀装置，其特征在于，所述弹簧容腔为设置于消隙齿轮上的凹槽。4.根据权利要求2所述的一种结构紧凑的自动换刀装置，其特征在于，所述第一凸块和第二凸块分别通过焊接的方式与从动齿轮和消隙齿轮进行连接。5.根据权利要求2所述的一种结构紧凑的自动换刀装置，其特征在于，所述第一凸块和第二凸块分别通过螺纹连接的方式与从动齿轮和消隙齿轮进行连接。6.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的自动换刀装置，其特征在于，所述芯轴上还套装有轴套，轴套上设置有限制从动齿轮轴向移动的凸起，轴套的端部上设置有将从动齿轮和消隙齿轮往凸起方向压紧的压盘。7.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的自动换刀装置，其特征在于，所述主动齿轮的齿宽大于或等于从动齿轮和消隙齿轮的齿宽之和。8.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的自动换刀装置，其特征在于，所述从动齿轮的齿宽大于消隙齿轮的齿宽。
【专利摘要】本实用新型公开了一种结构紧凑的自动换刀装置，包括升降臂、固设于升降臂上的芯轴、可转动地套装在芯轴上的刀盘和驱动刀盘转动的电机，所述电机固设于芯轴上，电机上设置有主动齿轮，芯轴上还套装有与主动齿轮相啮合的从动齿轮和消隙齿轮，从动齿轮与刀盘固定连接，消隙齿轮和从动齿轮之间连接有驱使消隙齿轮与从动齿轮的轮齿相互错开的压簧，消隙齿轮上设置有容置压簧伸缩运动的弹簧容腔。本实用新型的自动换刀装置，具有加工容易、耐磨损、运行平稳、传动噪声小等优点。
【IPC分类】B23Q3/157
【公开号】CN204818884
【申请号】CN201520488532
【发明人】陈雁英
【申请人】陈雁英
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月6日