专利名称：双伺服动力刀架的制作方法
技术领域：
本发明属于数控机床用刀架技术领域，特别涉及一种径向出刀的双伺服动力刀
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背景技术：
车削中心及车铣复合加工中心是航空、航天、军工等工业领域的重要加工设备，数控动力刀架是车削中心及车铣复合加工中心的重要核心功能部件。传统的数控刀架只能安装车刀或镗刀完成最基本的车削功能，对于能进行车削、钻孔、铣削等加工的车削中心或车铣复合加工机床来讲，除了要求刀架具有转位功能外，还需要有动力刀具的驱动功能。
发明内容
针对现有动力刀架的缺陷与不足，本发明提供一种双伺服动力刀架，该刀架包括刀盘、刀架箱体、刀盘驱动伺服电机、动力刀驱动伺服电机、刀盘转位传动机构和动力刀驱动传动机构，动力刀座固定在刀盘上，刀盘安装在刀架箱体上，刀盘驱动伺服电机安装在刀架箱体的尾部，齿形啮合形式的刀盘转位传动机构两端分别连接刀盘驱动伺服电机和刀盘，动力刀驱动伺服电机安装在刀架箱体的一侧，其轴线方向与刀盘驱动伺服电机的轴线方向相互垂直，动力刀驱动传动机构两端分别连接动力刀驱动伺服电机和动力刀座上的动力刀具。所述的刀盘转位传动机构包括刀盘驱动轴、齿轮、动齿盘、定齿盘、锁紧齿盘和刀盘，刀盘固定在动齿盘上，定齿盘固定在刀架箱体上，锁紧齿盘安装在刀盘、动齿盘和定齿盘形成的空隙中，并与头部齿轮箱形成两个油腔，在液压油作用下往复移动，动齿盘一侧外部设置有齿牙，另一侧设有内齿，齿牙与定齿盘和锁紧齿盘上的齿牙构成三齿盘结构，刀盘驱动轴通过联轴器与刀盘驱动伺服电机相连，刀盘驱动轴另一端安装有齿轮，齿轮与动齿盘上的内齿相互啮合。所述的动力刀驱动传动机构包括离合装置、第I传动轴、第II传动轴、第III传动轴、水平锥齿轮、竖直锥齿轮、从动锥齿轮和主动锥齿轮，动力刀驱动伺服电机通过联轴器与第III传动轴相连，第III传动轴上安装有主动锥齿轮，从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合，从动锥齿轮安装在第II传动轴一端，第II传动轴另一端安装有竖直锥齿轮，水平锥齿轮安装在第I传动轴上并与竖直锥齿轮相互啮合，第I传动轴另一端连接离合装置，离合装置与刀座动力输入端配合。所述的离合装置为阶梯柱状结构，一端开设有“一”字形槽，刀座动力输入端呈 “一”字形凸起，离合装置的“一”字形槽与“一”字形凸起形的刀座动力输入端相配合。本发明的有益效果是
(1)刀架采用双伺服电机分别驱动刀盘转位和动力刀具，不仅可以进行车削，而且具有铣和钻削的功能。(2)动力刀具和动力源的离合装置采用“一”字形槽和“一”字形凸起配合，离合结构简单，控制方便。
(3)刀盘驱动伺服电机和动力刀驱动伺服电机轴向相互垂直，整个刀架结构紧凑。
图1是本发明实施例的总体结构示意图； 图2是图1的局部放大视图3是本发明实施例的动齿盘结构示意图； 图4是本发明实施例的动力刀座结构示意图； 图5是本发明实施例的离合装置示意图中1刀盘驱动伺服电机，2联轴器I，3刀盘驱动轴，4齿轮，5动齿盘，5. 1齿牙，5. 2 内齿，6定齿盘，7锁紧齿盘，7. 1油腔I，7. 2油腔II，8刀盘，9螺钉I，10螺钉II，11动力刀驱动伺服电机，12联轴器II，13第III传动轴，14主动锥齿轮，15从动锥齿轮，16第II传动轴， 17竖直锥齿轮，18水平锥齿轮，19第I传动轴，20离合装置，20. 1槽，21动力刀座，21. 1刀座动力输入端，22刀架箱体，23头部齿轮箱，24动力刀具。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。如图1所示，双伺服动力刀架包括刀盘8、刀架箱体22、刀盘驱动伺服电机1、动力刀驱动伺服电机11、刀盘转位传动机构和动力刀驱动传动机构，动力刀座21固定在刀盘8 上，可随刀盘8 —同转动，刀盘8安装在刀架箱体22上，刀盘驱动伺服电机1安装在刀架箱体22的尾部，齿形啮合形式的刀盘转位传动机构两端分别连接刀盘驱动伺服电机1和刀盘8 ；动力刀驱动伺服电机11安装在刀架箱体22的一侧，其轴线方向与刀盘驱动伺服电机 1的轴线方向相互垂直，动力刀驱动传动机构两端分别连接动力刀驱动伺服电机11和动力刀座21上的动力刀具24。刀盘转位传动机构包括刀盘驱动轴3、齿轮4、动齿盘5、定齿盘6、锁紧齿盘7和刀盘8，刀盘8通过螺钉II 10固定在动齿盘5上，定齿盘6通过螺钉I 9固定在刀架箱体22 上，动齿盘5与定齿盘6同轴布置；如图2所示，锁紧齿盘7安装在刀盘8、动齿盘5和定齿盘6形成的空隙中，并与头部齿轮箱23形成油腔I 7. 1和油腔II 7. 2，在液压油作用下往复移动；如图3所示，动齿盘5—侧外部设置有齿牙5. 1，另一侧设有内齿5. 2，齿牙5. 1与定齿盘6和锁紧齿盘7上的齿牙构成三齿盘结构，刀盘驱动轴3通过联轴器I 2与刀盘驱动伺服电机1相连，刀盘驱动轴3另一端安装有齿轮4，齿轮4与动齿盘5上的内齿5. 2相互啮合。动力刀驱动传动机构包括离合装置20、第I传动轴19、第II传动轴16、第III传动轴13、水平锥齿轮18、竖直锥齿轮17、从动锥齿轮15和主动锥齿轮14，动力刀驱动伺服电机11通过联轴器II 12与第III传动轴13相连，第III传动轴13上安装有主动锥齿轮14，从动锥齿轮15与主动锥齿轮14啮合，从动锥齿轮15安装在第II传动轴16 —端，第II传动轴 16另一端安装有竖直锥齿轮17，水平锥齿轮18安装在第I传动轴19上并与竖直锥齿轮17 相互啮合，第I传动轴19另一端连接离合装置20 ；如图4所示，离合装置20为阶梯柱状结构，一端开设有“一”字形槽20. 1，刀座动力输入端21. 1呈“一”字形凸起，以便实现槽20. 1 与凸起的刀座动力输入端21. 1的扣合和分离，当动力刀座21的动力刀座动力输入端21. 1滑入离合装置20的槽20. 1内时，动力刀座21的动力刀具M可在离合装置20的驱动下旋转，当刀盘8转位时，前面的动力刀座输入端21. 1将滑出离合装置20的槽20. 1，邻近的刀座动力输入端21. 1则会滑入离合装置20的槽20. 1内。当液压油进入油腔I 7. 1时，锁紧齿盘7沿A方向移动，锁紧齿盘7的齿牙分别与动齿盘5上的齿牙5. 1和定齿盘6上的齿牙接触，限制动齿盘5的转动，从而实现与动齿盘 5固定的刀盘8的定位；当液压油进入油腔II 7. 2时，锁紧齿盘7沿B方向移动，锁紧齿盘7 的齿牙与动齿盘5的齿牙5. 1及定齿盘6的齿牙脱离，固定在动齿盘5上的刀盘8可随动齿盘5在刀盘驱动伺服电机1和刀盘转位传动机构的驱动下旋转，实现刀盘8的转位。动力刀座21安装在刀盘8上，动力刀座21随刀盘8转位到工作位置时，动力刀座 21的刀座动力输入端21. 1滑入离合装置20的槽20. 1内；离合装置20安装在第I传动轴 19上，第I传动轴19的另一端安装有水平锥齿轮18，竖直锥齿轮17与水平锥齿轮18相互啮合，两齿轮轴线垂直，竖直锥齿轮17安装在第II传动轴16，第II传动轴16的另一端安装有从动锥齿轮15，主动锥齿轮14与从动锥齿轮15啮合安装，主动锥齿轮14安装在第III传动轴13上，第III传动轴13的另一端通过联轴器II 12与动力刀驱动伺服电机11的轴相连； 动力刀驱动伺服电机11通过主动锥齿轮14与从动锥齿轮15及竖直锥齿轮17与水平锥齿轮18的相互啮合所构成的二级锥齿轮传动机构驱动离合装置20，再通过离合装置20与动力刀座21的配合驱动动力刀座21上的动力刀具M实现钻孔、铣削等功能。
权利要求
1.一种双伺服动力刀架，其特征在于该刀架包括刀盘、刀架箱体、刀盘驱动伺服电机、动力刀驱动伺服电机、刀盘转位传动机构和动力刀驱动传动机构，动力刀座固定在刀盘上，刀盘安装在刀架箱体上，刀盘驱动伺服电机安装在刀架箱体的尾部，齿形啮合形式的刀盘转位传动机构两端分别连接刀盘驱动伺服电机和刀盘，动力刀驱动伺服电机安装在刀架箱体的一侧，其轴线方向与刀盘驱动伺服电机的轴线方向相互垂直，动力刀驱动传动机构两端分别连接动力刀驱动伺服电机和动力刀座上的动力刀具。
2.根据权利要求1所述的双伺服动力刀架，其特征在于所述的刀盘转位传动机构包括刀盘驱动轴、齿轮、动齿盘、定齿盘、锁紧齿盘和刀盘，刀盘固定在动齿盘上，定齿盘固定在刀架箱体上，锁紧齿盘安装在刀盘、动齿盘和定齿盘形成的空隙中，并与头部齿轮箱形成两个油腔，在液压油作用下往复移动，动齿盘一侧外部设置有齿牙，另一侧设有内齿，齿牙与定齿盘和锁紧齿盘上的齿牙构成三齿盘结构，刀盘驱动轴通过联轴器与刀盘驱动伺服电机相连，刀盘驱动轴另一端安装有齿轮，齿轮与动齿盘上的内齿相互啮合。
3.根据权利要求1所述的双伺服动力刀架，其特征在于所述的动力刀驱动传动机构包括离合装置、第I传动轴、第II传动轴、第III传动轴、水平锥齿轮、竖直锥齿轮、从动锥齿轮和主动锥齿轮，动力刀驱动伺服电机通过联轴器与第III传动轴相连，第III传动轴上安装有主动锥齿轮，从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合，从动锥齿轮安装在第II传动轴一端，第II传动轴另一端安装有竖直锥齿轮，水平锥齿轮安装在第I传动轴上并与竖直锥齿轮相互啮合， 第I传动轴另一端连接离合装置，离合装置与刀座动力输入端配合。
4.根据权利要求3所述的双伺服动力刀架，其特征在于所述的离合装置为阶梯柱状结构，一端开设有“一”字形槽，刀座动力输入端呈“一”字形凸起，离合装置的“一”字形槽与 “一”字形凸起形的刀座动力输入端相配合。
全文摘要
本发明公开一种可同时实现刀架转位和驱动的双伺服动力刀架，该刀架由刀盘、刀架箱体、刀盘驱动伺服电机、动力刀驱动伺服电机、刀盘转位传动机构和动力刀驱动传动机构组成，动力刀座固定在刀盘上，随刀盘一同转动，刀盘安装在刀架箱体上，刀盘驱动伺服电机安装在刀架箱体的尾部，通过齿形啮合形式的刀盘转位传动机构连接刀盘驱动其转位，动力刀驱动伺服电机安装在刀架箱体的一侧，其轴线方向与刀盘驱动伺服电机的轴线方向相互垂直，通过动力刀驱动传动机构驱动动力刀座上的动力刀具。
文档编号B23B21/00GK102274983SQ20111019750
公开日2011年12月14日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日
发明者张义民, 杨周, 闫明, 黄贤振 申请人:东北大学