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CN113145874B - 一种自啮合式轴向多刀杆动力刀架 - Google Patents

一种自啮合式轴向多刀杆动力刀架 Download PDF

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CN113145874B CN202110522507.3A CN202110522507A CN113145874B CN 113145874 B CN113145874 B CN 113145874B CN 202110522507 A CN202110522507 A CN 202110522507A CN 113145874 B CN113145874 B CN 113145874B
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Abstract

本发明公开了机械加工技术领域内的一种自啮合式轴向多刀杆动力刀架，包括支撑底座，支撑底座上固定连接有连接壳体，连接壳体外可转动地连接有动力外壳，动力外壳上排布有若干可转动的切削主轴，切削主轴上连接有从动齿轮，连接壳体上连接有偏心轮，偏心轮上可转动地连接有传动轴，传动轴与偏心轮偏心设置，传动轴上连接有主动齿轮，主动齿轮朝前的一端连接有同步环，同步环可与任一从动齿轮啮合；本发明降低能耗，更加安全可靠。

Description

一种自啮合式轴向多刀杆动力刀架
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种自啮合式轴向多刀杆动力刀架。
背景技术
随着制造业的发展和制造水平的进步，零件加工的工艺要求更高，所需要的工序也更加复合化、多元化，但是，数控机床使用的传统刀架只能通过数控程序实现简单的换刀过程，因此在数控自动化加工过程中难以实现铣削、磨削、钻孔等这些需要为刀具提供切削动力的工序。为了解决上述问题并实现更加复合化、自动化的数控加工过程，目前市场上越来越多的动力刀架产品应运而出。
使用现有技术中的动力刀架加工螺杆等具有不同曲线的轴类零件时，将用来加工零件的刀具安装到刀具夹头上，加工过程中，刀架上所有的刀具夹头同时转动，能耗高，安全隐患大。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于解决上述现有技术中不安全的技术问题，提供一种自啮合式轴向多刀杆动力刀架，本发明降低能耗，更加安全可靠。
本发明的目的是这样实现的：一种自啮合式轴向多刀杆动力刀架，包括支撑底座，所述支撑底座上固定连接有连接壳体，所述连接壳体外可转动地连接有动力外壳，所述动力外壳上排布有若干可转动的切削主轴，所述切削主轴上连接有从动齿轮，连接壳体上连接有偏心轮，所述偏心轮上可转动地连接有传动轴，所述传动轴与偏心轮偏心设置，所述传动轴上连接有主动齿轮，所述主动齿轮朝前的一端连接有同步环，所述同步环可与任一从动齿轮啮合。
本发明中，伸出动力壳体前方的切削主轴上连接有用于夹持刀具的刀具夹头；工作时，动力外壳转动，使待加工的切削主轴转动至可使对应从动齿轮与同步环啮合的位置，同步环预先与从动齿轮啮合，同步环带动从动齿轮预先旋转，当主动齿轮与从动齿轮完全啮合时，动力外壳停止转动，从动齿轮在主动齿轮的作用下转动，需要使用其它刀具加工时，动力外壳继续转动，从动齿轮与主动齿轮分离，待加工的位置为固定的，使下一个对应的从动齿轮与主动齿轮啮合时，切削主轴转动至设定好的位置，动力外壳停止转动；本发明结构简单，从动齿轮转动至固定的位置才会在主动齿轮的作用下带动其转动，不在设定好的位置时，从动齿轮不会转动，降低能耗，更加安全可靠；可应用于加工螺杆等具有不同曲线的轴类零件的工作中。
为了实现同步环与从动齿轮的啮合传动，所述同步环具有弹性，所述同步环的外周排布有若干啮合齿，所述啮合齿与主动齿轮上的主动齿一一对应，啮合齿的外缘超出主动齿轮的外缘所在位置。
为了进一步提高同步环与从动齿轮的啮合传动时的可靠性，所述同步环上连接有若干连接螺钉，所述同步环经连接螺钉与主动齿轮连接，所述连接螺钉上套装有弹簧，所述弹簧的后端与同步环朝前的一端接触，弹簧的前端与连接螺钉的前端接触，同步环可在连接螺钉上前后移动；此设计中，初始状态下，同步环后侧所在位置在从动齿轮前侧的后方，待加工的刀具夹头快转动至设定的固定位置时，同步环上的具有弹性的啮合齿首先与从动齿轮接触，并带动从动齿轮预先旋转，在同步环与从动齿轮接触的过程中，同步环的啮合齿在从动齿轮的齿廓抵触力下能够向外发生弹性形变，同步环在弹簧的作用下向后继续与从动齿轮接触直至同步环与从动齿轮完全啮合，此时主动齿轮与从动齿轮完全啮合，实现主动齿轮在高速旋转的情况下与对应从动齿轮的啮合。
为了进一步防止高速接合时打齿，所述啮合齿沿着同步环的轴线方向向前弯曲。
为了进一步实现传动轴的转动，所述支撑底座的后端固定连接有驱动电机，所述驱动电机的主轴经联轴器与传动轴连接。
为了进一步实现动力外壳的转动，所述连接壳体下部的外侧固定连接有伺服电机，所述伺服电机上连接有蜗杆，蜗杆的两端可转动地连接在连接壳体上，连接壳体上可转动地连接有与动力外壳同轴心且和蜗杆相配合的蜗轮，所述蜗轮与动力外壳连接。
为了进一步提高动力外壳旋转的稳定性，所述连接壳体内固定连接有支撑内环，所述蜗轮的内环面可转动地连接在支撑内环上，蜗轮的前端面固定连接有连接环，所述动力外壳的后端面固定连接有后支撑盖，连接环和后支撑盖连接。
为了进一步提高动力外壳定位的可靠性，所述后支撑盖上排布有若干定位孔，连接壳体外固定连接有至少一个固定板，所述固定板上固定连接有定位气缸，所述定位气缸上连接有可做往复直线移动的导杆，固定板上开有中心通孔，导杆可经中心通孔插进任一定位孔内。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为图1中的A-A向视图。
图3为图2中B处的局部放大图。
图4为本发明的立体结构图。
图5为本发明中隐藏掉连接壳体后的立体结构图。
图6为本发明中隐藏掉动力外壳后的立体结构图一。
图7为本发明中隐藏掉动力外壳后的立体结构图二。
其中，1支撑底座，2动力外壳，3轴向端盖，4刀具，5刀具夹头，6伺服电机，7后支撑盖，8固定板，9定位气缸，10定位孔，11驱动电机，12连接壳体，13支撑内环，14蜗杆，15蜗轮，16连接环，17刀具紧固螺母，18从动齿轮，19偏心轮，20轴向支撑轴承一，21轴向支撑轴承二，22传动轴，23滚动支撑轴承，24主动齿轮，25同步环，2501啮合齿，26切削主轴，27连接螺钉，28联轴器，29弹簧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做出进一步说明。
如图1～7所示的一种自啮合式轴向多刀杆动力刀架，包括支撑底座1，支撑底座1上固定连接有连接壳体12，连接壳体12外可转动地连接有动力外壳2，动力外壳2上排布有若干可转动的切削主轴26，动力外壳2前侧排布有若干与切削主轴26一一对应的轴向端盖3，切削主轴26的前部可转动地连接在轴向端盖3内，刀具4支撑端盖的内环处安装有刀具紧固螺母17，切削主轴26上连接有从动齿轮18，连接壳体12上连接有偏心轮19，偏心轮19上可转动地连接有传动轴22，支撑底座1的后端固定连接有驱动电机11，驱动电机11的主轴经联轴器28与传动轴22连接，传动轴22与偏心轮19偏心设置，传动轴22经滚动支撑轴承23可转动地安装在偏心轮19的偏心孔处，传动轴22上连接有主动齿轮24，主动齿轮24朝前的一端连接有同步环25，同步环25可与任一从动齿轮18啮合。
为了进一步实现同步环25与从动齿轮18的啮合传动，同步环25具有弹性，同步环25的外周排布有若干啮合齿2501，啮合齿2501与主动齿轮24上的主动齿一一对应，啮合齿2501的外缘超出主动齿轮24的外缘所在位置，同步环25经连接螺钉27与主动齿轮24连接，连接螺钉27上套装有弹簧29，弹簧29的后端与同步环25朝前的一端接触，弹簧29的前端与连接螺钉27的前端接触，同步环25可在连接螺钉27上前后移动，啮合齿2501沿着同步环25的轴线方向向前弯曲。
为了进一步实现动力外壳2的转动，连接壳体12下部的外侧固定连接有伺服电机6，伺服电机6上连接有蜗杆14，蜗杆14的两端可转动地连接在连接壳体12上，连接壳体12上可转动地连接有与动力外壳2同轴心且和蜗杆14相配合的蜗轮15，蜗轮15与动力外壳2连接，连接壳体12内固定连接有支撑内环13，蜗轮15的内环面可转动地连接在支撑内环13上，蜗轮15的前端面固定连接有连接环16，动力外壳2的后端面固定连接有后支撑盖7，连接环16和后支撑盖7连接，切削主轴26的末端经轴向支撑轴承一20可转动地连接在后支撑盖7内，切削主轴26的前部经轴向支撑轴承二21可转动地连接在动力外壳2内，轴向端盖3抵触在轴向支撑轴承二21前侧。
为了进一步提高动力外壳2定位的可靠性，后支撑盖7上排布有若干定位孔10，连接壳体12外固定连接有至少一个固定板8，固定板8上固定连接有定位气缸9，定位气缸9上连接有可做往复直线移动的导杆，固定板8上开有中心通孔，导杆可经中心通孔插进任一定位孔10内。
本发明中，伸出动力壳体前方的切削主轴26上连接有用于夹持刀具4的刀具夹头5，初始状态下，同步环25后侧所在位置在从动齿轮18前侧的后方；工作时，驱动电机11动作，主轴经联轴器28带动传动轴22转动，传动轴22带动主动齿轮24转动，伺服电机6动作，蜗杆14转动，蜗杆14带动蜗轮15转动，蜗轮15经连接环16和后支撑盖7带动动力外壳2转动，动力外壳2带动所有切削主轴26转动，待加工的刀具夹头5快转动至设定的固定位置时，同步环25上的具有弹性的啮合齿2501首先与从动齿轮18接触，并带动从动齿轮18预先旋转，在同步环25与从动齿轮18接触的过程中，同步环25的啮合齿2501在从动齿轮18的齿廓抵触力下能够向外发生弹性形变，同步环25在弹簧29的作用下向后继续与从动齿轮18接触直至同步环25与从动齿轮18完全啮合，此时主动齿轮24与从动齿轮18完全啮合，实现主动齿轮24在高速旋转的情况下与对应从动齿轮18的啮合，伺服电机6停止动作，同时定位气缸9动作，导杆经中心通孔插进对应的定位孔10内，动力外壳2停止转动，从动齿轮18带动对应切削主轴26的转动，切削主轴26带动经刀具夹头5对应刀具4的转动；需要使用其它刀具4加工时，重复上述动作步骤，上面的同步环25、从动齿轮18与主动齿轮24分离，直至下一个从动齿轮18与主动齿轮24完全啮合；本发明结构简单紧凑巧妙，从动齿轮18快转动至固定的位置时同步环25预先与从动齿轮18接触，同步环25在与从动齿轮18接触的过程中发生弹性形变，避免打齿，同步环25在弹簧29的作用下继续与从动齿轮18接触直至同步环25与从动齿轮18完全啮合，此时从动齿轮18也与主动齿轮24完全啮合，实现主动齿轮24在高速运转下与从动齿轮18的平稳啮合，不在设定好的位置时，从动齿轮18不会转动，降低能耗，更加安全可靠；可应用于加工螺杆等具有不同曲线的轴类零件的工作中。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护范围内。

Claims (6)

1.一种自啮合式轴向多刀杆动力刀架，其特征在于，包括支撑底座，所述支撑底座上固定连接有连接壳体，所述连接壳体外可转动地连接有动力外壳，所述动力外壳上排布有若干可转动的切削主轴，所述切削主轴上连接有从动齿轮，连接壳体上连接有偏心轮，所述偏心轮上可转动地连接有传动轴，所述传动轴与偏心轮偏心设置，所述传动轴上连接有主动齿轮，所述主动齿轮朝前的一端连接有同步环，所述同步环可与任一从动齿轮啮合，所述同步环具有弹性，所述同步环的外周排布有若干啮合齿，所述啮合齿与主动齿轮上的主动齿一一对应，啮合齿的外缘超出主动齿轮的外缘所在位置，所述同步环上连接有若干连接螺钉，所述同步环经连接螺钉与主动齿轮连接，所述连接螺钉上套装有弹簧，所述弹簧的后端与同步环朝前的一端接触，弹簧的前端与连接螺钉的前端接触，同步环可在连接螺钉上前后移动。
2.根据权利要求1所述的一种自啮合式轴向多刀杆动力刀架，其特征在于，所述啮合齿沿着同步环的轴线方向向前弯曲。
3.根据权利要求1所述的一种自啮合式轴向多刀杆动力刀架，其特征在于，所述支撑底座的后端固定连接有驱动电机，所述驱动电机的主轴经联轴器与传动轴连接。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种自啮合式轴向多刀杆动力刀架，其特征在于，所述连接壳体下部的外侧固定连接有伺服电机，所述伺服电机上连接有蜗杆，蜗杆的两端可转动地连接在连接壳体上，连接壳体上可转动地连接有与动力外壳同轴心且和蜗杆相配合的蜗轮，所述蜗轮与动力外壳连接。
5.根据权利要求4所述的一种自啮合式轴向多刀杆动力刀架，其特征在于，所述连接壳体内固定连接有支撑内环，所述蜗轮的内环面可转动地连接在支撑内环上，蜗轮的前端面固定连接有连接环，所述动力外壳的后端面固定连接有后支撑盖，连接环和后支撑盖连接。
6.根据权利要求5所述的一种自啮合式轴向多刀杆动力刀架，其特征在于，所述后支撑盖上排布有若干定位孔，连接壳体外固定连接有至少一个固定板，所述固定板上固定连接有定位气缸，所述定位气缸上连接有可做往复直线移动的导杆，固定板上开有中心通孔，导杆可经中心通孔插进任一定位孔内。
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