四工位刀架及其传动定位组件的制作方法

1.本技术涉及工装的领域，尤其是涉及一种四工位刀架及其传动定位组件。


背景技术：

2.加工工件时，不同的工艺需要使用不同的刀具完成加工。如：车外圆时，需要使用车刀；滚花时，需要使用滚花刀。
3.四工位刀架，作为一种机床附件，可同时安装四把刀具。利用机床加工工件时，依据实际需求，通过四工位刀架快速更换刀具，以提高加工效率。
4.参照图1，四工位刀架包括底座6、转动座7及驱动组件。底座6用于固定连接至机床上；转动座7转动连接底座6，且转动座7用于供刀具连接。
5.驱动组件包括电机81及蜗轮蜗杆传动机构；电机81的机壳固定连接底座6，且电机81的输出轴垂直转动座7的转动轴线；蜗轮转动连接底座6，且蜗轮同轴固定连接转动座7；蜗杆转动连接底座6，且蜗杆同轴固定连接电机81的输出轴。
6.利用机床教工工件，需要更换刀具时，电机81运转并通过蜗轮蜗杆传动机构带动转动座7转动固定角度（90
°
、180
°
或270
°
），以实现更换刀具；完成刀具更换后，利用蜗轮蜗杆传动机构的反向自锁特性，实现固定刀具的位置。
7.刀具加工工件时，刀具与工件之间产生较大的相互作用力，该作用力还通过转动座7传递至蜗轮蜗杆传动机构，导致蜗轮蜗杆传动机构发生变形，进而在电机81驱动转动座7转动固定角度时，使得转动座7的转动角度存在少量偏差，最终导致刀具的位置发生偏离。


技术实现要素：

8.为了完成传动并实现定位，以完成刀具的更换，本技术提供一种四工位刀架及其传动定位组件。
9.第一方面，本技术提供一种传动定位组件，采用如下的技术方案：
10.一种传动定位组件，包括固定件、主转动件、从转动件及主复位件；
11.所述主转动件包括主筒体及驱动块；所述主筒体绕自身轴线转动连接固定件，并轴向固定；所述驱动块连接主筒体；
12.所述从转动件包括从筒体及从动块；所述从筒体与主筒体同轴设置，且所述从筒体位于主筒体朝向固定件的一侧；所述从筒体绕自身轴线转动连接固定件，并轴向滑动；所述从动块连接从筒体；所述从动块沿从转动件周向的一端设有从动面；所述从动块沿从转动件周向的另一端设有导向斜面，且所述导向斜面至固定件的距离随靠近从动面而增大；
13.所述主复位件设于固定件与从转动件之间，用于使得所述从动块具有贴合驱动块的趋势；
14.所述固定件朝向从转动件的一端间隔设有限位块，且若干所述限位块沿从转动件的周向间隔设置；所述从转动件还包括定位块，所述定位块连接从筒体，且所述定位块用于嵌至相邻限位块之间；
15.所述主转动件相对于固定件正转时，所述驱动块用于贴合从动面；所述主转动件相对于固定件反转时，所述驱动块用于滑动贴合导向斜面，并使得定位块嵌至相邻限位块之间。
16.通过采用上述技术方案，主复位件使得从转动件始终贴合于主转动件，主转动件相对于固定件正转时，驱动块贴合至从动面，进而推动从动块，使得从转动件随之相对于固定件正转；转动到位后（如：从转动件转动90
°
、180
°
或270
°
），主转动件相对于固定件反转一定角度，此时，驱动块滑动贴合导向斜面，进而使得从转动件向靠近固定件的方向滑动，直至定位块嵌至相邻限位块之间，以限制从转动件的转动；
17.再次驱动转动件转动时，主转动件相对于固定件正转，驱动块先脱离导向斜面，并且复位件使得从转动件向远离固定件的方向滑动，则定位块脱离限位块；主转动件相对于固定件继续正转，驱动块贴合至从动面，进而推动从动块，使得从转动件随之相对于固定件正转。
18.优选的，还包括单向传动件，所述单向传动件设于固定件与从转动件之间，并使得所述从转动件仅能相对于固定件正转；且所述单向传动件与固定件之间轴向滑动或单向传动件与从转动件之间轴向滑动。
19.通过采用上述技术方案，主转动件相对于固定件正转，以带动从转动件转动到位后，主转动件相对于固定件反转一定角度，以使得从转动件向靠近固定件的方向滑动，直至定位块嵌至相邻限位块之间，完成对从转动件的限位；在主转动件相对于固定件反转一定角度的过程中，主转动件与从转动件之间存在相互作用力，该相互作用力使得从转动件具有相对于固定件反转的趋势，则通过单向传动件限制从转动件的反转，进而保证从转动件转动到位。
20.优选的，所述单向传动件包括套筒及限定件；所述套筒与主筒体同轴设置，且所述套筒绕自身轴线转动连接固定件；所述套筒与从筒体之间周向固定并轴向滑动；
21.所述限定件设于套筒与固定件之间，并使得所述套筒仅能相对于固定件正转。
22.通过采用上述技术方案，套筒与从筒体之间周向固定并轴向滑动，则主转动件正转，并驱动从转动件正转时，套筒随之正转；主转动件反转，并使得从转动件滑动时，套筒于固定件的相对位置保持不变，并在限定件的作用下，限制套筒的反转。
23.优选的，所述限定件包括锁销及限定复位件；
24.所述套筒设有限定槽；且所述限定槽沿套筒周向分布的两个侧壁分别设为限定面及脱离面；所述限定面平行或重合于套筒的轴线；所述脱离面与限定面之间呈锐角，且该锐角的开口背离所述套筒；
25.所述锁销滑动连接固定件，且所述锁销的一端用于嵌至限位槽内；所述限定复位件设于锁销与固定件之间，并使得所述锁销贴合套筒的表面；
26.所述套筒相对于固定件正转的过程中，所述脱离面滑动贴合锁销，并使得所述锁销脱离限定槽。
27.通过采用上述技术方案，从转动件随主转动件一起正转时，套筒的脱离面滑动贴合锁销，并使得锁销脱离限定槽，以便于套筒相对于固定件正转；主转动件反转时，则限定面贴合锁销，进而阻碍套筒相对于固定件反转。
28.优选的，所述驱动块沿主筒体周向的一端设有驱动面，且所述驱动面平行或重合
于主转动件的轴线；所述驱动面用于贴合从动面。
29.通过采用上述技术方案，主转动件正转时，驱动面贴合从动面，并产生相互作用力，且驱动面平行或重合于主转动件的轴线，则驱动面与从动面之间的相互作用力不会产生沿轴向的分力，进而便于主转动件推动从转动件转动。
30.优选的，所述驱动块沿主筒体周向的一端设有接触面；所述接触面用于滑动贴合导向斜面。
31.通过采用上述技术方案，主转动件反转时，增大驱动块与从动块之间的贴合面积，控制驱动块与从动块之间的压强，保证使用寿命。
32.优选的，所述驱动块连接于主筒体朝向从转动件的端部；所述从动块连接于从筒体朝向主转动件的端部；
33.所述定位块连接于从筒体朝向固定件的端部。
34.通过采用上述技术方案，主转动件反转时，驱动块与从动块之间的相互作用力垂直导向斜面，进而产生沿轴向的分力，且该分力驱动从转动件沿轴向滑动；
35.相较于将驱动块设于主筒体的外周，本方案有利于提高驱动块与主筒体之间的连接强度，同时实现控制主转动件的最大外径。
36.第二方面，本技术提供一种四工位刀架，采用如下的技术方案：
37.一种四工位刀架，包括底座、转动座、驱动件及上述的传动定位组件；所述固定件固定连接底座；所述从转动件沿自身轴向滑动连接转动座，并周向固定；
38.所述驱动件包括电机及传动组件，所述电机的输出轴平行主筒体，所述传动组件设于电机输出轴与主筒体之间，用于将电机输出轴的旋转运动传递至主筒体。
39.通过采用上述技术方案，使用时，最多可有四把刀具连接于转动座上，需要更换时，驱动件驱动主转动件正转，进而驱动从转动件及转动座转动90
°
、180
°
或270
°
，转动座转动到位后，驱动件驱动主转动件反转一定角度，完成对从转动件的定位，以实现对刀具的定位。
40.优选的，所述电机的输出轴与主筒体同轴设置；所述传动组件包括摆线齿轮传动机构。
41.通过采用上述技术方案，电机的输出轴与主筒体同轴，有利于缩小四工位刀架的尺寸，以便于将四工位刀架安装至机床上。
42.优选的，所述驱动块沿主筒体的周向等间隔设有多个；所述限位块的数量为4的整数倍。
43.通过采用上述技术方案，转动座转动90
°
、180
°
或270
°
时，均可实现将定位块嵌至相邻限位块之间，以实现对刀具的定位。
44.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
45.1.使用时，最多可有四把刀具连接于转动座上，需要更换时，驱动件驱动主转动件正转，进而驱动从转动件及转动座转动90
°
、180
°
或270
°
，转动座转动到位后，驱动件驱动主转动件反转一定角度，完成对从转动件的定位，以实现对刀具的定位；
46.2.电机的输出轴与转动座同轴，有利于缩小四工位刀架的尺寸，以便于将四工位刀架安装至机床上。
附图说明
47.图1是背景技术中，四工位刀架的示意图。
48.图2是实施例1中，传动定位组件的示意图。
49.图3是实施例1中，传动定位组件的爆炸视图。
50.图4是实施例1中，底板的剖切视图。
51.图5是实施例1中，单向传动件的示意图。
52.图6是实施例2中，单向传动件的示意图。
53.图7是本技术实施例中，四工位刀架的示意图。
54.图8是转动座与传动定位组件的连接结构爆炸视图。
55.图9是驱动件的爆炸视图。
56.图10是传动组件的爆炸视图。
57.图11是底座及导向环的示意图。
58.附图标记说明：1、固定件；11、底板；111、限位块；112、限位槽；113、限定孔；12、顶板；13、芯体；14、螺塞；2、主转动件；21、主筒体；22、驱动块；221、驱动面；222、接触面；223、挤压面；3、从转动件；31、从筒体；311、导向槽；32、从动块；321、从动面；322、导向斜面；323、承压面；33、驱动槽；34、定位块；35、卡块；36、连接销；4、主复位件；5、单向传动件；51、套筒；511、卡槽；512、限定槽；513、限定面；514、脱离面；515、导向销；52、限定件；521、锁销；522、限定复位件；
59.6、底座；7、转动座；71、导向环；711、导向块；712、导向槽；8、驱动件；81、电机；82、传动组件；821、输入轴；822、偏心套；823、摆线轮；824、齿圈；9、检测组件；91、定位螺钉；92、接近开关。
具体实施方式
60.以下结合附图2
‑
10对本技术作进一步详细说明。
61.本技术实施例公开一种传动定位组件。
62.实施例1
63.参照图2，传动定位组件包括固定件1、主转动件2及从转动件3。主转动件2及从转动件3均转动连接固定件1，且两者的转动轴线重合；同时，主转动件2用于接收驱动力，并将驱动力传递至从转动件3，从转动件3用于输出驱动力。
64.参照图3、4，固定件1包括底板11、顶板12及芯体13。底板11平行顶板12，底板11设有安装孔，且安装孔沿垂直底板11的方向贯穿底板11；芯体13同轴嵌于安装孔内，且螺栓贯穿芯体13后通过螺纹连接至底板11。同时，螺栓贯穿顶板12后通过螺纹连接至芯体13，以实现顶板12、顶板12及芯体13之间的固定连接。
65.参照图2、3，主转动件2及从转动件3均位于底板11与顶板12之间。
66.主转动件2包括一体成型的主筒体21及驱动块22。主筒体21的轴线垂直顶板12；主筒体21绕自身轴线转动连接固定件1，且主筒体21背离底板11的端面滑动贴合顶板12的端面；同时，连接顶板12及芯体13的螺栓自主筒体21内穿过。
67.驱动块22设于主筒体21背离顶板12的端面，且驱动块22沿主筒体21的周向等间隔设有多个；本实施例中，驱动块22设有三个；在其他实施例中，驱动块22还可设为四个。
68.驱动块22沿主筒体21周向的一端设有驱动面221，驱动面221为平面，且驱动面221平行或重合于主筒体21的轴线；优选的，驱动面221重合于主筒体21的轴线；驱动块22沿主筒体21周向的另一端设有接触面222，接触面222至驱动面221的距离随远离顶板12而减小。
69.同时，驱动块22朝向从转动件3的端面设有挤压面223，挤压面223至驱动面221的距离随远离顶板12而减小；并且，挤压面223与主筒体21端面的夹角小于接触面222与主筒体21端面的夹角。
70.参照图2、3，从转动件3包括一体成型的从筒体31及从动块32。从筒体31与主筒体21同轴设置，且从筒体31位于主筒体21背离顶板12的一侧；从筒体31绕自身轴线转动连接固定件1，并沿轴向滑动；同时，连接顶板12及芯体13的螺栓自从筒体31内穿过。
71.从动块32设于从筒体31朝向主转动件2的端面；从动块32沿主筒体21的周向等间隔设有多个，且从动块32的数量与驱动块22的数量保持一致；即本实施例中，从动块32设有三个。同时，相邻两个从动块32之间形成供驱动块22嵌入的驱动槽33。
72.从动块32沿从筒体31周向的一端设有从动面321，从动面321用于供驱动面221贴合；从动块32沿从筒体31周向的另一端设有导向斜面322，导向斜面322用于供接触面222滑动贴合。
73.并且，从动块32朝向主转动件2的端面设有承压面323，承压面323用于供挤压面223滑动贴合。
74.参照图2、3，从转动件3还包括与从筒体31一体成型的定位块34。定位块34设于从筒体31背离主转动件2的端面；定位块34沿从筒体31的周向等间隔设有多个，且定位块34的数量为4n，n为正整数；本实施例中，n=3，即定位块34设有十二个。
75.底板11朝向从转动件3的端面设有限位块111。限位块111沿从筒体31的周向等间隔设有多个，且限位块111的数量与定位块34的数量保持一致；相邻限位块111之间形成供定位块34嵌入的限位槽112。同时，限位槽112沿从筒体31周向的两个侧壁呈锐角，且锐角的开口朝向从转动件3，以便于定位块34的嵌入，并实现限位块111贴合至限位槽112的侧壁。
76.参照图3、4，传动定位组件还包括主复位件4。主复位件4设于底板11与从转动件3之间，并使得从转动件3具有远离底板11的趋势。本实施例中，主复位件4采用弹簧，且芯体13的外周与安装孔的内周之间存在供主复位件4安装的间距。主复位件4的一端嵌于安装内，主复位件4的另一端挤压从转动件3；主复位件4沿从筒体31的轴向伸缩，以利用主复位件4的弹性力驱动从转动件3远离底板11；在其他实施例中，主复位件4还可采用一对相斥的磁体，一个磁体连接底板11，另一个磁体连接从转动件3，以利用相斥的磁力驱动从转动件3远离底板11。
77.参照图2、3，主转动件2接收驱动力，并相对于底板11正转时，主复位件4使得从转动件3远离底板11，则驱动槽33套至驱动块22外，且定位块34脱离限位槽112；同时，驱动面221贴合并挤压从动面321，以通过驱动块22与从动块32之间的相互作用力，驱动从转动件3相对于底板11正转。
78.从转动件3转动到位后，主转动件2相对于底板11反转一定角度，首先，使得接触面222滑动贴合导向斜面322，则驱动从转动件3向靠近底板11的方向移动；驱动块22脱离驱动槽33后，主转动件2继续反转，使得挤压面223滑动贴合承压面323，直至定位块34嵌至限位槽112内，并相互贴合，进而利用固定件1实现对从转动件3的定位。
79.参照图4、5，传动定位组件还包括单向传动件5，单向传动件5设于底板11与从转动件3之间，并使得从转动件3仅能相对于底板11正转；且单向传动件5与从转动件3之间轴向滑动。
80.芯体13的外周与安装孔的内周之间存在间距。单向传动件5包括套筒51及限定件52；套筒51同轴转动套接于芯体13的外周，且主复位件4套设于套筒51外；套筒51的一端还伸出安装孔，从筒体31同轴套接于套筒51伸出安装孔的一端外周，且套筒51与从筒体31之间周向固定并轴向滑动。
81.具体的，套筒51设有卡槽511，且卡槽511沿套筒51轴向向靠近主转动件2的方向贯穿套筒51的端面；从筒体31的内周设有卡块35，卡块35沿套筒51轴向滑动嵌于卡槽511内；同时，卡块35沿从筒体31周向的两端滑动贴合卡槽511的内壁，实现套筒51与从筒体31之间周向固定并轴向滑动。
82.参照图4、5，限定件52设于套筒51与底板11之间，并使得套筒51仅能相对于底板11正转。
83.本实施例中，限定件52包括锁销521及限定复位件522；套筒51的外周间隔设有限定槽512；本实施例中，限定槽512设有四个。且限定槽512沿套筒51周向分布的两个侧壁分别设为限定面513及脱离面514；限定面513为平面，且限定面513平行或重合于套筒51的轴线，优选的，限定面513重合于套筒51的轴线；脱离面514与限定面513之间呈锐角，且该锐角的开口背离套筒51。
84.底板11设有限定孔113，限定孔113沿套筒51径向延伸，锁销521滑动嵌于限定孔113内，且锁销521的一端用于嵌至限位槽112内；固定件1还包括螺纹连接于限定孔113内的螺塞14。
85.限定复位件522设于锁销521与螺塞14之间，并使得锁销521贴合套筒51的表面；本实施例中，限定复位件522采用弹簧，限定复位件522的一端挤压螺塞14，限定复位件522的另一端挤压锁销521；限定复位件522沿限定孔113的轴向伸缩，以利用限定复位件522的弹性力驱动锁销521抵紧套筒51的表面。在其他实施例中，限定复位件522还可采用一对相斥的磁体，一个磁体连接螺塞14，另一个磁体连接锁销521，以利用相斥的磁力驱动锁销521抵紧套筒51的表面。
86.套筒51随从转动件3一起转动到位后，其中一个限定槽512恰好正对限定孔113，则限定复位件522使得锁销521嵌至限定槽512内；随后，若主转动件2继续相对于底板11正转，进而使得套筒51继续相对于底板11正转，则脱离面514滑动贴合锁销521，并使得锁销521脱离限定槽512；若主转动件2相对于底板11反转，则限定面513贴合锁销521，进而利用锁销521阻挡套筒51相对于底板11反转，最终阻止从转动件3相对底板11反转。
87.在其他实施例中，限定件52还可采用单向轴承或棘轮机构。
88.本技术实施例一种传动定位组件的实施原理为：主转动件2接收驱动力，并相对于底板11正转时，主复位件4使得从转动件3远离底板11，则驱动槽33套至驱动块22外，且定位块34脱离限位槽112；同时，驱动面221贴合并挤压从动面321，以通过驱动块22与从动块32之间的相互作用力，驱动从转动件3相对于底板11正转。
89.从转动件3转动到位后，其中一个限定槽512恰好正对限定孔113，则限定复位件522使得锁销521嵌至限定槽512内；此时，主转动件2相对于底板11反转一定角度，则接触面
222滑动贴合导向斜面322，则驱动从转动件3向靠近底板11的方向移动，使得定位块34嵌至限位槽112内，进而利用固定件1实现对从转动件3的定位。
90.实施例2
91.参照图6，本实施例与实施例1的不同之处在于,
92.套筒51的一端设有导向销515，且导向销515的轴线平行套筒51的轴线。同时，本实施例中，导向销515绕套筒51的周向间隔设有三个。从筒体31同轴套接于套筒51外，且从筒体31的内周设有导向槽311；导向槽311的侧壁滑动贴合导向销515的外周，以实现套筒51与从筒体31之间的周向固定并轴向滑动。
93.同时，本实施例中，导向销515采用螺栓，并通过螺纹连接的方式固定连接至套筒51。在其他实施例中，导向销515还可与套筒51一体成型。
94.本实施例中，限定槽512设于套筒51背离导向销515的端面处，且脱离面514与限定面513之间形成的锐角的开口背离套筒导向销515。同时，锁销521沿平行套筒51的轴向往复移动。并且，本实施例中，限定件52设有两个，且两个限定件52关于套筒51的轴线呈对称设置。
95.参照图7、8，本技术实施例还公开一种四工位刀架，包括底座6、转动座7、驱动件8及上述的传动定位组件。
96.其中，底座6与底板11一体成型；转动座7同轴转动套接于顶板12外周，并轴向固定；同时，转动座7与从转动件3之间周向固定并轴向滑动。
97.具体的，从转动件3还包括连接销36，连接销36平行从筒体31的轴线，且连接销36沿自身轴向贯穿从筒体31，并滑动连接从筒体31；同时，连接销36的一端还插接至转动座7内，以实现从转动件3与转动座7之间的周向固定并轴向滑动。
98.参照图9、10，驱动件8包括电机81及传动组件82。电机81的机壳通过螺栓固定连接于顶板12背离底板11的一侧，电机81的输出轴平行主筒体21，且电机81的输出轴贯穿顶板12后伸入主筒体21内。
99.传动组件82设于电机81输出轴与主筒体21之间，用于将电机81输出轴的旋转运动传递至主筒体21。本实施例中，传动组件82采用摆线齿轮传动机构；其中，摆线齿轮传动机构包括输入轴821、偏心套822、摆线轮823及齿圈824。输入轴821同轴固定连接电机81的输出轴；偏心套822套设于输入轴821外，且偏心套822与输入轴821一体成型；偏心套822沿输入轴821的轴向设有两个，且两个偏心套822错位180
°
；摆线轮823套设于偏心套822外，并一一对应；且摆线轮823啮合齿圈824；齿圈824同轴固定连接于主筒体21内。
100.参照图9，四工位刀架还包括检测组件9，用于检测转动座7的位置。检测组件9包括一个定位螺钉91及四个接近开关92，定位螺钉91固定连接转动座7，且定位螺钉91位于顶板12的一侧；四个接近开关92均固定连接于顶板12背离底板11的一侧，且四个接近开关92绕顶板12的周向等间隔设置。
101.定位螺钉91随转动座7同步转动，当定位螺钉91移动至某个接近开关92时，该接近开关92输出定位信号，实现检测转动座7的位置。
102.参照图8、11，转动座7还包括导向环71，导向环71与从筒体31同轴，并固定连接转动座7；导向环71转动连接底板11，且导向环71背离从转动件3的端面滑动贴合底板11。
103.同时，导向环71的内径大于从筒体31的内径并小于从筒体31的外径。
104.导向环71朝向从筒体31的端面处设有导向块711，导向块711沿导向环71的周向间隔设有十二个，相邻导向块711之间形成供定位块34嵌入的导向槽712，且导向槽712沿导向环71周向的两个侧壁呈锐角，且锐角的开口朝向从转动件3。
105.主转动件2相对固定件1反转，使得从转动件3贴合至底板11，此时，定位块31嵌至相邻限位块111之间，并相互贴合，即从转动件3贴合底板11；同时，定位块31还嵌至相邻导向块711之间，并相互贴合，即从转动件3还贴合导向环71；配合导向环71贴合于底板11，进而实现导向环71与固定件1之间的轴向固定。同时，因导向环71通过螺栓固定连接转动座7，进而实现转动座7与底座6（固定件1）之间的固定。
106.本技术实施例一种四工位刀架的实施原理为：电机81的输出轴正向转动，以驱动主转动件2相对于固定件1正转时，驱动面221贴合并挤压从动面321，以通过驱动块22与从动块32之间的相互作用力，驱动从转动件3及转动座7相对于底板11正转；定位螺钉91随转动座7同步转动。
107.转动座7转动到位时，定位螺钉91移动至某个接近开关92，该接近开关92输出定位信号，电机81的输出轴停止正向转动，且电机81的输出轴反向转动一定角度，以驱动主转动件2相对于固定件1反转，则接触面222滑动贴合导向斜面322，则驱动从转动件3向靠近底板11的方向移动，使得定位块34嵌至限位槽112内，进而利用固定件1实现对从转动件3的定位。
108.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。