内置电机的伺服刀塔的制作方法

本发明属于刀塔技术领域，尤其是涉及一种内置电机的伺服刀塔。

背景技术：

目前使用的传统刀塔结构的刀盘转动形式，主要是以普通的伺服电机带动减速机转动。传统的刀塔结构复杂，组件需要的安装空间大、刀塔的体积大，外形尺寸太长，多了减速机就多了一道传动环节，传动精度低，传动间隙大等问题，而且成本高。而对于整体的机床整机设计而言，因为刀塔长度较长导致在整机结构设计时相应的z向进给轴的行程要长一些，这样相应与之有联系的部件都会加长，例如机床的床体部分，外防护部分。床体部分对于机床整体来讲是主要部件，床体尺寸的增加会直接增加成本。

在现有的传统刀塔中，伺服电机通常位于刀塔的箱体外，当伺服电机带动刀盘转动过程中，同时伺服电机的旋转到一定的角度来实现对刀盘角度的旋转，而由于刀盘在加工过程中需要较高的精度，伺服电机的旋转难以确保刀盘的换刀精度。

技术实现要素：

本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种准确定位、锁紧稳定，高效可靠的内置电机的伺服刀塔。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：内置电机的伺服刀塔，包括伺服电机、箱体和旋转齿盘，伺服电机和旋转齿盘位于箱体的相对两端，且伺服电机和旋转齿盘电性连接；所述伺服电机和旋转齿盘之间设有中心轴，中心轴两端分别与伺服电机和旋转齿盘相连；所述旋转齿盘同时与中心轴的端部和外壁相抵，且旋转齿盘与中心轴固定连接；所述伺服电机与中心轴之间通过花键相连接。

作为本发明的一种优选方案，所述中心轴上套设有移动齿盘和法兰盘，移动齿盘和法兰盘内圈与中心轴外圈相抵，且移动齿盘位于法兰盘和旋转齿盘之间，法兰盘位于移动齿盘与伺服电机之间。

作为本发明的一种优选方案，所述法兰盘外壁与箱体相抵，且法兰盘与箱体之间设有固定连接的定位销，法兰盘与中心轴之间设有推力轴承，法兰盘一侧与推力轴承相抵。

作为本发明的一种优选方案，所述移动齿盘和法兰盘之间设有弹簧销和挡铁，弹簧销水平设置于移动齿盘和法兰盘之间，且弹簧销两端与移动齿盘和法兰盘相连，挡铁部分内嵌于箱体内，且挡铁与法兰盘相抵。

作为本发明的一种优选方案，所述法兰盘内设有液压油缸，移动齿盘上连有与液压油缸相连通的液压管路。

作为本发明的一种优选方案，所述移动齿盘和旋转齿盘之间设有固定齿盘，固定齿盘套接于旋转齿盘上，固定齿盘与旋转齿盘转动连接。

作为本发明的一种优选方案，所述固定齿盘外壁与箱体相抵，且固定齿盘固定连接于箱体上。

作为本发明的一种优选方案，所述旋转齿盘和固定齿盘同时与移动齿盘相啮合。

作为本发明的一种优选方案，所述旋转齿盘外套接有通水盘。

作为本发明的一种优选方案，所述法兰盘与中心轴之间设有推力轴承。

本发明的有益效果是，与现有技术相比：通过液压油缸和弹簧销的设置，使得需要对旋转齿盘进行转动时，在液压油缸的作用下使得移动齿盘与旋转齿盘之间的啮合松开，而当旋转齿盘转动时所需位置后，再在液压油缸和弹簧销的作用下，将移动齿盘同时与旋转齿盘和固定齿盘啮合，从而对旋转齿盘进行锁紧，实现刀盘的锁紧和快速换刀。

附图说明

图1是本发明的剖视图；

图中附图标记：箱体1，通水盘2，固定齿盘3，旋转齿盘4，中心轴5，移动齿盘6，弹簧销7，挡铁8，推力轴承9，定位销10，伺服电机11，法兰盘12。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作详细说明。

如图1所示，内置电机的伺服刀塔，包括伺服电机11、箱体1和旋转齿盘4，伺服电机11和旋转齿盘4位于箱体1的相对两端，且伺服电机11和旋转齿盘4电性连接；伺服电机11和旋转齿盘4之间设有中心轴5，中心轴5两端分别与伺服电机11和旋转齿盘4相连；旋转齿盘4同时与中心轴5的端部和外壁相抵，且旋转齿盘4与中心轴5固定连接；伺服电机11与中心轴5之间通过花键相连接。

旋转齿盘4位于箱体1内，伺服电机11具有低速大扭矩的特性，且伺服电机11的输出端位于箱体1内，伺服电机11的输出端上形成有外花键，中心轴5的端部形成有与外花键相适配的内花键，使得伺服电机11的输出端与中心轴5之间通过花键配合，以传递扭矩驱动刀盘旋转并具有良好的稳定性，伺服电机11后端内置有编码器，伺服电机11由专用的伺服驱动器控制，且驱动器与机床cnc实时通讯，控制刀塔按机床程序进行工作。

中心轴5为中空结构，中心轴5一侧与伺服电机11的输出端花键连接，中心轴5的另一端与旋转齿盘4相抵，中心轴5外圆与旋转齿盘4内孔相适配，旋转齿盘4与中心轴5之间通过螺栓固定连接，且螺栓环绕中心轴5轴线呈圆周分布，从而使得旋转齿盘4与中心轴5同步转动，旋转齿盘4与中心轴5之间还设有密封圈，密封圈套接于中心轴5上，旋转齿盘4上形成有密封圈相适配的环形槽，起到密封和对中心轴5的支撑作用。

旋转齿盘4与刀盘相连接，旋转齿盘4的转动带动刀盘的转动，而由于旋转齿盘4与中心轴5同步转动，从而在伺服电机11的作用下，伺服电机11的工作带动刀盘的转动，刀盘的转动角度按照cnc程序设定，通过伺服电机11同步驱动。

中心轴5上套设有移动齿盘6和法兰盘12，移动齿盘6和法兰盘12内圈与中心轴5外圈相抵，且移动齿盘6位于法兰盘12和旋转齿盘4之间，法兰盘12位于移动齿盘6与伺服电机11之间，法兰盘12与中心轴5之间设有推力轴承9。

中心轴5形成有凸起的圆环结构，法兰盘12上形成有与圆环结构相适配的止口结构，从而使得法兰盘12的底部和部分侧边同时与中心轴5相抵，从而对法兰盘12朝向伺服电机11方向的移动起到限制，且法兰盘12顶部形成凸起的圆环结构，法兰盘12顶部形成凸起的圆环结构内嵌于箱体1内，使得法兰盘12顶部和顶部部分侧边同时与箱体1相抵，使得法兰盘12的位置得到轴向定位，同时法兰盘12与箱体1之间设置有定位销10，使法兰盘12得到角向定位，法兰盘12与移动齿盘6之间设置有若干个弹簧销7，弹簧销7按法兰盘12的轴线呈圆周分布，弹簧销7左端锥面与移动齿盘6背面锥孔配合，使移动齿盘6得到角向定位，以保证移动齿盘6与固定齿盘3啮合角度正确。法兰盘12与中心轴5之间设有推力轴承，法兰盘12一侧与推力轴承相抵，对中心轴5提供轴向旋转支撑

移动齿盘6和法兰盘12之间设有弹簧销7和挡铁8，弹簧销7水平设置于移动齿盘6和法兰盘12之间，且弹簧销7两端与移动齿盘6和法兰盘12相连，挡铁8部分内嵌于箱体1内，且挡铁8与法兰盘12相抵，由法兰盘12、移动齿盘6、中心轴5、固定齿盘3、旋转齿盘4共同组成液压油缸，移动齿盘6上连有与液压油缸相连通的液压管路。

移动齿盘6移动到一定位置后，挡铁8也对移动齿盘6的位置进行限定，在液压油缸和弹簧销7的作用下，带动移动齿盘6沿中心轴5的长度方向进行移动，移动齿盘6外圈与箱体1相抵，移动齿盘6的内圈与中心轴5相抵。

移动齿盘6和旋转齿盘4之间设有固定齿盘3，固定齿盘3套接于旋转齿盘4上，固定齿盘3与旋转齿盘4转动连接，固定齿盘3外壁与箱体1相抵，且固定齿盘3固定连接于箱体1上，旋转齿盘4和固定齿盘3同时与移动齿盘6相啮合。

固定齿盘3通过螺钉固定连接于箱体1上，固定齿盘3与旋转齿盘4之间相对转动，在液压力的作用下，带动移动齿盘6朝向法兰盘12处移动，从而实现移动齿盘6与固定齿盘3和旋转齿盘4之间的齿盘副脱开，在伺服电机11的作用下，带动旋转齿盘4的转动，当旋转齿盘4旋转至所需位置后，伺服电机11停止工作，在液压力的作用下，带动移动齿盘6的回推，使得移动齿盘6再次与固定齿盘3和旋转齿盘4啮合，从而对旋转齿盘4进行锁紧，而弹簧销7防止移动齿盘6在移动过程中在中心轴5的摩擦力作用下发生转动，同时对旋转齿盘4提供一定的预紧力。

旋转齿盘4上的齿数与刀盘的工位数成倍数关系，旋转齿盘4上设有用来安装刀盘的环槽，使得旋转齿盘4与刀盘之间的连接更加稳定。

旋转齿盘4外套接有通水盘2，通水盘2位于箱体1左端面，通水盘2左端与刀盘连接，冷却液通过通水盘2进入刀盘。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记：箱体1，通水盘2，固定齿盘3，旋转齿盘4，中心轴5，移动齿盘6，弹簧销7，挡铁8，推力轴承9，定位销10，伺服电机11，法兰盘12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。