CN114570954A - 一种用于电主轴的立卧转换机构及数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电主轴的立卧转换机构及数控机床，涉及数控机床技术领域，该用于电主轴的立卧转换机构包括固定部，所述固定部的一端转动连接有一旋转部，所述旋转部的另一端与电主轴固定连接，所述旋转部与固定部之间的旋转轴线与水平方向的夹角为45°，电主轴的轴线与所述旋转轴线之间的夹角为45°，所述固定部内部设有空腔，所述空腔内设置有用于驱动旋转部转动的驱动件。本发明提供的一种立卧转换机构，通过驱动件驱动旋转部相对固定部转动，即可实现电主轴在立式状态与卧式状态之间进行切换，从而无需对工件进行翻转，能够实现对工件除底面以外的其他各面进行加工，提高了加工效率。

Description

一种用于电主轴的立卧转换机构及数控机床

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，具体为一种用于电主轴的立卧转换机构及数控机床。

背景技术

数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置，经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

如公开号为CN113400100A，名称为《一种具有双工位的多轴数控机床》的专利申请，其包括床身、主轴支撑架、第一电主轴、第二电主轴、第一Z轴驱动装置、第二Z轴驱动装置、第一工作台、第二工作台、摆动驱动装置和旋转驱动装置，主轴支撑架安装于床身上，第一电主轴和第二电主轴并排安装于主轴支撑架上，可分别在第一Z轴驱动装置和第二Z轴驱动装置作用下沿Z轴方向往复运动；第一工作台和第二工作台分别设置于第一电主轴和第二电主轴的下方，并在摆动驱动装置和旋转驱动装置的作用下分别在绕A轴摆动的同时进行绕C轴的转动；第一电主轴与第一工作台在X轴和Y轴方向上可进行相对往复直线运动，第二电主轴与第二工作台在X轴和Y轴方向上可进行相对往复直线运动。

五轴联动数控机床在加工工件过程中其电主轴通常只有立式或卧式的进刀状态，因此在对工件进行多面加工时，需要对工件(尤其是大型工件)进行多次翻转调整位置，导致加工效率不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电主轴的立卧转换机构及数控机床，以解决上述现有技术中的不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于电主轴的立卧转换机构，包括固定部，所述固定部的一端转动连接有一旋转部，所述旋转部的另一端与电主轴固定连接，所述旋转部与固定部之间的旋转轴线与水平方向的夹角为45°，电主轴的轴线与所述旋转轴线之间的夹角为45°，所述固定部内部设有空腔，所述空腔内设置有用于驱动旋转部转动的驱动件。

进一步地，所述旋转部与固定部之间通过双向推力角接触球轴承转动连接。

进一步地，所述旋转部上固定连接有与所述旋转轴线共轴的轴杆，所述驱动件包括驱动电机，驱动电机通过传动组件驱动轴杆转动。

进一步地，所述传动组件包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、蜗杆一以及蜗轮一，所述第一锥齿轮共轴固定连接于驱动电机的转轴上，所述蜗轮一共轴固定连接于所述轴杆上，所述蜗杆一转动连接于固定部上，蜗杆一与蜗轮一啮合，所述第二锥齿轮共轴固定连接于蜗杆一上，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合。

进一步地，所述蜗杆一的导程角小于其所啮合的蜗轮一轮齿间的当量摩擦角。

进一步地，还包括检测单元，所述检测单元用于检测所述旋转部所转动的角度。

进一步地，所述检测单元包括螺旋导向面、滑动部、触发部以及压力传感器，所述螺旋导向面固定设置于旋转部上，螺旋导向面的螺旋轴线与所述旋转轴线重合，所述滑动部平行于旋转轴线的方向滑动设置于所述固定部上，所述触发部设置于滑动部上，触发部活动贴合在螺旋导向面上，所述压力传感器固定设置于固定部上，压力传感器的压力的压力输入端与所述滑动部抵接。

进一步地，所述螺旋导向面的螺旋圈数为一圈，螺旋导向面的两端在沿螺旋轴线方向上的投影重合。

进一步地，所述触发部呈圆柱状，触发部与滑动部之间转动连接，触发部与螺旋导向部之间滚动连接。

一种数控机床，其包括上述的立卧转换机构、刀库、电主轴以及换刀装置，所述立卧转换机构驱动电主轴处于轴线竖直的立式状态时，所述换刀装置用于切换所述刀库与电主轴之间的刀具。

在上述技术方案中，本发明提供的一种立卧转换机构，通过驱动件驱动旋转部相对固定部转动，即可实现电主轴在立式状态与卧式状态之间进行切换，从而无需对工件进行翻转，能够实现对工件除底面以外的其他各面进行加工，提高了加工效率。

由于上述的立卧转换机构具有上述技术效果，包含该立卧转换机构的数控机床也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的立卧转换机构的立式状态的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的立卧转换机构的立式状态的结构剖视图；

图3为本发明实施例提供的立卧转换机构的卧式状态的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的立卧转换机构的内部结构示意图；

图5-6为本发明实施例提供的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的旋转齿形件与第一齿轮、第二齿轮配合的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的夹刀组件的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的夹刀组件的局部结构拆分示意图；

图10为本发明另一实施例提供的夹刀组件的结构俯视图；

图11为本发明另一实施例提供的夹刀组件的结构侧视图；

图12为本发明另一实施例提供的夹刀组件的局部结构示意图；

图13为本发明另一实施例提供的夹刀组件的局部结构剖视图；

图14-15为本发明另一实施例提供的结构示意图；

图16为本发明另一实施例提供的旋转齿形件与第一齿轮、第二齿轮配合的结构示意图。

附图标记说明：

1、固定部；2、旋转部；3、轴杆；4、驱动件；4.1、驱动电机；4.2、传动组件；4.21、第一锥齿轮；4.22、第二锥齿轮；4.23、蜗杆一；4.24、蜗轮一；5、检测单元；5.1、螺旋导向面；5.2、滑动部；5.3、触发部；5.4、压力传感器；6、电主轴；7、机架；8、套筒；9、夹刀组件；9.1、横杆；9.11、滑块；9.2、立杆；9.3、夹持头；9.31、缺口环；9.311、弧形滑槽；9.312、弹性部；9.4、连动组件；9.41、链轮；9.42、链条；9.5、外齿；9.6、齿轮一；9.7、齿轮二；9.8、第一弧形齿条；9.9、第二弧形齿条；10、旋转齿形件；10.1、内齿组；10.11、第一内齿组；10.12、第二内齿组；10.2、外齿组；10.21、第一外齿组；10.22、第二外齿组；10.23、第三外齿组；10.24、第四外齿组；10.3、环状传动腔；11、第一传动件；11.1、第一齿轮；11.2、齿轮组一；11.3、第一蜗杆；11.4、第一蜗轮；12、第二传动件；12.1、第二齿轮；12.2、齿轮组二；12.3、第二蜗杆；12.4、第二蜗轮；12.5、第三齿轮；12.6、第一齿条；13、驱动组件；13.1、伺服电机；13.2、第四齿轮；13.3、齿圈；14、弧形套。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

请参阅图1-16，本发明实施例提供的一种用于电主轴的立卧转换机构，包括固定部1，固定部1的一端转动连接有一旋转部2，优选的，旋转部2与固定部1之间通过双向推力角接触球轴承转动连接，旋转部2的另一端与电主轴6固定连接，旋转部2与固定部1之间的旋转轴线与水平方向的夹角为45°，电主轴6的轴线与旋转轴线之间的夹角为45°，固定部1内部设有空腔，空腔内设置有用于驱动旋转部2转动的驱动件4。具体的，驱动件4驱动旋转部2在360°范围内往复转动，当电主轴6轴线竖直时，旋转部2转动180°即可使电主轴6轴线水平，实现电主轴6的立卧转换。

在上述技术方案中，本发明提供的一种立卧转换机构，通过驱动件4驱动旋转部2相对固定部1转动，即可实现电主轴6在立式状态(电主轴6轴线竖直，电主轴6对工件的上表面进行加工)与卧式状态之间进行切换(电主轴6轴线水平，电主轴6对工件的侧面进行加工)，从而无需对工件进行翻转，能够实现对工件除底面以外的其他各面进行加工，提高了加工效率。

作为本实施例优选的技术方案，旋转部2上固定连接有与旋转轴线共轴的轴杆3，驱动件4包括驱动电机4.1，驱动电机4.1通过传动组件4.2驱动轴杆3转动。

作为本实施例进一步优选的技术方案，传动组件4.2包括第一锥齿轮4.21、第二锥齿轮4.22、蜗杆一4.23以及蜗轮一4.24，第一锥齿轮4.21共轴固定连接于驱动电机4.1的转轴上，蜗轮一4.24共轴固定连接于轴杆3上，蜗杆一4.23转动连接于固定部1上，蜗杆一4.23与蜗轮一4.24啮合，进一步地，蜗杆一4.23的导程角小于其所啮合的蜗轮一4.24轮齿间的当量摩擦角，固蜗轮一4.24反向传动蜗杆一4.23时二者之间自锁，第二锥齿轮4.22共轴固定连接于蜗杆一4.23上，第二锥齿轮4.22与第一锥齿轮4.21啮合。如此既能够实现驱动区间驱动旋转部2转动，又能够防止电主轴6在加工工件时所承受的反作用力使电主轴6的角度偏离，从而提高加工进度。传动组件4.2的设置使得电主轴6在立式状态切换到卧式状态的旋转过程中任意位置均能够停止并锁止，以使电主轴6能够以倾斜状态加工工件。

本发明提供的另一个实施例中，立卧转换机构还包括检测单元5，检测单元5用于检测旋转部2所转动的角度。如此在通过驱动件4驱动旋转部2与电主轴6转动特定角度时，检测单元5再次独立检测旋转部2与电主轴6所转动的角度，在检测单元5的检测角度数据与驱动件4所执行的角度数据一致时，即表明电主轴6真实转动过特定角度，从而提高电主轴6加工角度的精度。

作为本实施例优选的技术方案，检测单元5包括螺旋导向面5.1、滑动部5.2、触发部5.3以及压力传感器5.4，螺旋导向面5.1固定设置于旋转部2上，螺旋导向面5.1的螺旋圈数为一圈，螺旋导向面5.1的两端在沿螺旋轴线方向上的投影重合，螺旋导向面5.1的螺旋轴线与旋转轴线重合，滑动部5.2平行于旋转轴线的方向滑动设置于固定部1上，触发部5.3设置于滑动部5.2上，触发部5.3活动贴合在螺旋导向面5.1上，压力传感器5.4固定设置于固定部1上，压力传感器5.4的压力的压力输入端与滑动部5.2抵接。具体的，触发部5.3与螺旋导向面5.1之间滑动连接；或者，触发部5.3呈圆柱状，触发部5.3与滑动部5.2之间转动连接，触发部5.3与螺旋导向部之间滚动连接。驱动件4驱动旋转部2转过的角度不同，螺旋导向面5.1对触发部5.3的压力也不同，从而能够根据压力传感器5.4检测到的来自于触发部5.3、滑动部5.2的压力数值得出旋转部2所转过的角度值，将该角度值与驱动件4驱动旋转部2的转动角度进行比对，当二者数值一致(或者在一定精度范围内)时，即表示电主轴6就位，即可对工件进行加工。本方案解决了来自于驱动件4与传动组件4.2的误差所导致电主轴6转动角度精度下降的问题。

本发明还提供一种数控机床，其包括上述的立卧转换机构、刀库、电主轴6以及换刀装置，立卧转换机构驱动电主轴6处于轴线竖直的立式状态时，换刀装置用于切换刀库与电主轴6之间的刀具。参阅图5-16，所述换刀装置包括机架7、夹刀组件9、旋转齿形件10、第一传动件11、第二传动件12以及驱动组件13，其中，机架7上水平转动设置有一套筒8，夹刀组件9包括相垂直设置的横杆9.1与立杆9.2，横杆9.1的两端各设置有一能够夹持刀具的夹持头9.3，立杆9.2竖向滑动设置于套筒8上，具体的，立杆9.2呈柱状，立杆9.2的外周侧面开设有平行于其轴向的直滑槽，套筒8的内周侧面上设置有平行于其轴向的直滑棱，直滑棱滑动连接在直滑槽内，从而实现立杆9.2与套筒8之间的滑动连接，但立杆9.2无法相对套筒8转动。旋转齿形件10包括环状传动腔10.3，环状传动腔10.3的内环壁上间隔设置有多个内齿组10.1，环状传动腔10.3的外环壁上间隔设置有多个外齿组10.2，各内齿组10.1和外齿组10.2在周向上错开布置，第一传动件11动力输入端为第一齿轮11.1，第一齿轮11.1位于环状传动腔10.3中，其间歇性的与内齿组10.1和外齿组10.2相啮合，第一传动件11的动力输出端驱动套筒8转动，第二传动件12动力输入端为第二齿轮12.1，第二齿轮12.1位于环状传动腔10.3中，其间歇性的与内齿组10.1和外齿组10.2相啮合，第二传动件12的动力输出端驱动立杆9.2竖向运动，驱动组件13用于驱动旋转齿形件10往复转动。

在上述技术方案中，本发明提供的一种数控机床的换刀装置，仅需通过一个驱动组件13驱动旋转齿形件10沿第一方向转动，通过第一传动件11驱动套筒8与夹刀组件9转动，通过第二传动件12驱动夹刀组件9竖向运动；调整内齿组10.1、外齿组10.2与第一齿轮11.1、第二齿轮12.1的啮合时机，即可使两夹持头9.3同时从刀库、电主轴上夹持刀具并向下取下刀具，旋转180°交换刀具位置，再同时将刀具向上插装到刀库、电主轴上，然后同时旋转脱离刀具，实现电主轴与刀库之间的刀具切换，换刀效率高，换刀精度高。在下一次换刀时，通过驱动组件13驱动旋转齿形件10沿第一方向的相反方向转动同样的行程，使得夹刀组件9反向动作，即可实现再次换刀。

作为本实施例优选的技术方案，参阅图5-7，内齿组10.1设置有一组，外齿组10.2设置有四组，分别为第一外齿组10.21、第二外齿组10.22、第三外齿组10.23与第四外齿组10.24，第三外齿组10.23的齿数是第一外齿组10.21的齿数的两倍，第四外齿组10.24的齿数与第一外齿组10.21的齿数相等，第二外齿组10.22的齿数与内齿组10.1的齿数相等，换刀时，夹刀组件9的横杆9.1的长度方向垂直于刀库与电主轴之间的连线，垂足为该连线的中点，旋转齿形件10沿第一方向转动的过程中，依次包括：(1)第一外齿组10.21与第一齿轮11.1啮合，第一传动件11驱动套筒8与夹刀组件9沿第二方向转动90°以使两夹持头9.3分别夹持刀库与电主轴上的刀具；(2)第二外齿组10.22与第二齿轮12.1啮合，第二传动件12驱动夹刀组件9向下移动以使两夹持头9.3所夹持的刀具脱离刀库和电主轴；(3)第三外齿组10.23与第一齿轮11.1啮合，第一传动件11驱动套筒8与夹刀组件9沿第二方向转动180°以使两夹持头9.3及所夹持的刀具交换位置；(4)内齿组10.1与第二齿轮12.1啮合，第二传动件12驱动夹刀组件9向上移动以使两夹持头9.3所夹持的刀具插装到刀库和电主轴上；(5)第四外齿组10.24与第一齿轮11.1啮合，第一传动件11驱动套筒8与夹刀组件9沿第二方向转动90°以使两夹持头9.3分别脱离已插装到刀库与电主轴上的刀具。

作为本实施例优选的技术方案，参阅图8-13，夹持头9.3包括缺口环9.31以及驱动单元，缺口环9.31转动设置于横杆9.1的一端，缺口环9.31的缺口两侧分别设置有弹性部9.312，驱动单元用于驱动缺口环9.31往复转动，以使缺口环9.31的缺口能够朝向至少两个工作位。

具体的，缺口环9.31端面上设置有弧形滑槽9.311，横杆9.1端部上设置有与弧形滑槽9.311相适配的滑块9.11，滑块9.11滑动设置于弧形滑槽9.311内，以实现缺口环9.31相对横杆9.1转动。缺口环9.31的缺口两侧分别设置有弹性部9.312的目的在于：两弹性部9.312的间距小于刀具柄部的直径，刀具经过缺口处被夹持到缺口环9.31内时，弹性部9.312发生压缩形变，从而使刀具柄部能够顺利通过缺口，当刀具柄部完全进入到缺口环9.31内部时，弹性部9.312恢复形变，从而将刀具限位在缺口环9.31内，刀具即被夹持住。弹性部9.312优选为能够发生弹性形变的橡胶结构。刀具柄部被缺口环9.31夹持住以后，缺口环9.31即限制了刀具相对其轴向移动，若缺口环9.31要与刀具分离，刀具仍得从缺口处出缺口环9.31。

在上述技术方案中，驱动单元能够驱动缺口环9.31往复转动，使缺口环9.31的缺口能够朝向至少两个工作位，从而使得横杆9.1在仅沿一个方向转动的过程中缺口环9.31能够具备夹刀和松刀的功能。

工作时，在上一实施例的换刀过程的第(1)步中，缺口环9.31的缺口朝向刀具柄部，其中一个夹持头9.3的缺口环9.31夹持住电主轴上的刀具，另一个夹持头9.3的缺口环9.31夹持住刀库上的刀具；换刀过程的第(2)步中，由于刀具无法相对缺口环9.31轴向移动，从而使得刀具脱离电主轴和刀库，换刀过程的第(3)步中，将两个缺口环9.31及其上刀具调换位置；换刀过程的第(4)步中，两刀具分别插装到电主轴和刀库上，即实现了电主轴与刀库之间的刀具切换，为电主轴更换了刀具，在缺口环9.31夹持住刀具的过程中的任一时间段，均可通过驱动单元驱动对应的缺口环9.31转动180°，也就是使得缺口环9.31的缺口方向改变了180°；换刀过程的第(5)步中，夹刀组件9继续沿第二方向转动复位至初始位置，刀具与缺口环9.31脱离。

作为本实施例优选的技术方案，参阅，缺口环9.31的外周侧面上设置有外齿9.5，横杆9.1端部上转动设置有齿轮一9.6，齿轮一9.6与外齿9.5啮合，齿轮一9.6接受驱动单元的驱动，如此，驱动单元驱动齿轮一9.6转动，齿轮一9.6通过与外齿9.5啮合配合使缺口环9.31转动，从而能够调整缺口环9.31的缺口朝向。作为优选的，驱动单元包括电机，电机的转轴与齿轮一9.6共轴固定连接，电机驱动齿轮一9.6转动。

本发明提供的另一个实施例中，两夹持头9.3共用一个驱动单元，驱动单元包括连动组件9.4，连动组件9.4用于使两夹持头9.3的齿轮一9.6之间同步同向转动，优选的，连动组件9.4包括链条9.42以及两个链轮9.41，两个链轮9.41各与一个齿轮一9.6共轴固定连接，链条9.42传动套接于两个链轮9.41上。如此，只需驱动其中任一齿轮一9.6转动，即可使两个齿轮一9.6同步同向转动。

作为本实施例优选的技术方案，夹持头9.3还包括齿轮二9.7、第一弧形齿条9.8以及第二弧形齿条9.9，齿轮二9.7与任一夹持头9.3的齿轮一9.6共轴固定连接，第一弧形齿条9.8与第二弧形齿条9.9固定设置在固定基础(如机架7)上，横杆9.1转动的过程中，齿轮二9.7能够分别与第一弧形齿条9.8、第二弧形齿条9.9啮合配合，以使缺口环9.31的缺口朝向在两个工作位之间切换。进一步地，在横杆9.1上升到最高处时，齿轮二9.7能够与第一弧形齿条9.8啮合配合；在横杆9.1下降到最低处时，齿轮二9.7能与第二弧形齿条9.9啮合配合。

本实施例中，第一弧形齿条9.8相当于一个内齿圈的局部结构，第一弧形齿条9.8的齿在其内弧侧面上，第二弧形齿条9.9相当于一个外齿圈的局部结构，第二弧形齿条9.9的齿在其外弧侧面上，第一弧形齿条9.8、第二弧形齿条9.9的弧心与横杆9.1的旋转中心重合，第一弧形齿条9.8与第二弧形齿条9.9在水平面上的投影之间的角度为α，且90°＜α＜180°。本实施例的效果在于摒弃了主动驱动源(电机或液压杆等)，而是利用了夹刀组件9旋转过程中齿轮二9.7分别与第一弧形齿条9.8、第二弧形齿条9.9之间的间歇式啮合配合被动式地使两缺口环9.31转动调整缺口朝向。具体工作原理为：首先，初始位置的夹刀组件9位于最高处，缺口环9.31与刀具柄部处于同一高度，齿轮二9.7与第二弧形齿条9.9位于同一高度；换刀过程的第(1)步中，缺口环9.31的缺口朝向刀具柄部，其中一个夹持头9.3的缺口环9.31夹持住电主轴上的刀具，另一个夹持头9.3的缺口环9.31夹持住刀库上的刀具；换刀过程的第(2)步中，由于刀具无法相对缺口环9.31轴向移动，从而使得刀具脱离电主轴和刀库，此时齿轮二9.7与第一弧形齿条9.8位于同一高度；换刀过程的第(3)步中，两个缺口环9.31及其上刀具调换位置，期间齿轮二9.7经过第二弧形齿条9.9时二者发生短暂啮合，由于第二弧形齿条9.9是固定不动的，从而使得齿轮二9.7发生自转，一方面齿轮二9.7带动与其共轴的齿轮一9.6转动，该齿轮一9.6驱动对应的缺口环9.31转动180°，该缺口环9.31的缺口朝向改变了180°，另一方面齿轮二9.7通过连动组件9.4带动另齿轮一9.6转动，该齿轮一9.6驱动对应的缺口环9.31转动180°，该缺口环9.31的缺口朝向改变了180°，从而实现两个缺口环9.31的缺口均调整了180°；换刀过程的第(4)步中，夹刀组件9带动两刀具分别向上插装到电主轴和刀库上，即实现了电主轴与刀库之间的刀具切换，为电主轴更换了刀具；换刀过程的第(5)步中，夹刀组件9继续沿第二方向转动复位至初始位置，刀具与缺口环9.31脱离，期间齿轮二9.7经过第一弧形齿条9.8时二者发生短暂啮合，由于第一弧形齿条9.8是固定不动的，从而使得齿轮二9.7发生反向自转(相对于齿轮二9.7经过第二弧形齿条9.9时的自转方向)，一方面齿轮二9.7带动与其共轴的齿轮一9.6反转，该齿轮一9.6驱动对应的缺口环9.31反转180°，该缺口环9.31的缺口朝向改变了180°，另一方面齿轮二9.7通过连动组件9.4带动另齿轮一9.6反转，该齿轮一9.6驱动对应的缺口环9.31反转180°，该缺口环9.31的缺口朝向改变了180°，从而实现两个缺口环9.31的缺口均调整了180°复位，进而使得在不改变夹刀组件9转动方向的情况下缺口环9.31仍能够顺利与刀具脱离。

本发明提供的再一实施例中，参阅图14-16，内齿组10.1设置有两组，分别为第一内齿组10.11与第二内齿组10.12，外齿组10.2设置有三组，分别为第一外齿组10.21、第二外齿组10.22与第三外齿组10.23，第三外齿组10.23的齿数是第一外齿组10.21的齿数的两倍，第二外齿组10.22的齿数与第一内齿组10.11的齿数相等，换刀时，夹刀组件9的横杆9.1的长度方向垂直于刀库与电主轴之间的连线，垂足为该连线的中点，旋转齿形件10沿第一方向转动的过程中，依次包括：①第一外齿组10.21与第一齿轮11.1啮合，第一传动件11驱动套筒8与夹刀组件9沿第二方向转动90°以使两夹持头9.3分别夹持刀库与电主轴上的刀具；②第二外齿组10.22与第二齿轮12.1啮合，第二传动件12驱动夹刀组件9向下移动以使两夹持头9.3所夹持的刀具脱离刀库和电主轴；③第三外齿组10.23与第一齿轮11.1啮合，第一传动件11驱动套筒8与夹刀组件9沿第二方向转动180°以使两夹持头9.3及所夹持的刀具交换位置；④第一内齿组10.11与第二齿轮12.1啮合，第二传动件12驱动夹刀组件9向上移动以使两夹持头9.3所夹持的刀具插装到刀库和电主轴上；⑤第二内齿组10.12与第一齿轮11.1啮合，第一传动件11驱动套筒8与夹刀组件9沿第二方向的相反方向转动90°以使两夹持头9.3分别脱离已插装到刀库与电主轴上的刀具。

作为本实施例优选的技术方案，夹持头9.3包括固定设置在横杆9.1端部的缺口环9.31，缺口环9.31的缺口两侧均设置有弹性部9.312。

作为本发明优选的技术方案，第一传动件11包括第一齿轮11.1、齿轮组一11.2、第一蜗杆11.3以及第一蜗轮11.4，第一齿轮11.1通过齿轮组一11.2驱动第一蜗杆11.3转动，第一蜗轮11.4共轴固定连接于套筒8上，第一蜗杆11.3与第一蜗轮11.4啮合，第一蜗轮11.4与第一蜗杆11.3配合具有自锁性能。在旋转齿形件10沿第一方向转动过程中，当外齿组10.2与第一齿轮11.1啮合时，第一齿轮11.1通过齿轮组一11.2驱动第一蜗杆11.3转动，第一蜗杆11.3驱动第一蜗轮11.4转动，第一蜗轮11.4带动套筒8转动，从而使夹刀组件9沿第二方向转动；当内齿组10.1与第一齿轮11.1啮合时，第一齿轮11.1通过齿轮组一11.2驱动第一蜗杆11.3转动，第一蜗杆11.3驱动第一蜗轮11.4转动，第一蜗轮11.4带动套筒8转动，从而使夹刀组件9沿第二方向相反的方向转动。

作为本发明优选的技术方案，第二传动件12包括第二齿轮12.1、第二蜗杆12.3、第二蜗轮12.4、第三齿轮12.5以及第一齿条12.6，其中，第二蜗杆12.3通过齿轮组二12.2接受第二齿轮12.1的驱动，第二蜗轮12.4转动连连接于机架7上，第二蜗轮12.4与第二蜗杆12.3啮合，第二蜗轮12.4与第二蜗杆12.3配合具有自锁性能，第三齿轮12.5与第二蜗杆12.3共轴固定连接，第一齿条12.6转动连接于立杆9.2上，第一齿条12.6与第三齿轮12.5啮合。在旋转齿形件10沿第一方向转动过程中，当外齿组10.2与第二齿轮12.1啮合时，第二齿轮12.1通过齿轮组二12.2驱动第二蜗杆12.3转动，第二蜗杆12.3驱动第二蜗轮12.4转动，第二蜗轮12.4带动第三齿轮12.5转动，第三齿轮12.5带动第一齿条12.6向下移动，从而使夹刀组件9向下移动；当内齿组10.1与第二齿轮12.1啮合时，第二齿轮12.1通过齿轮组二12.2驱动第二蜗杆12.3转动，第二蜗杆12.3驱动第二蜗轮12.4转动，第二蜗轮12.4带动第三齿轮12.5转动，第三齿轮12.5带动第一齿条12.6向上移动，从而使夹刀组件9向上移动。

作为本发明优选的技术方案，旋转齿形件10上设置有环形滑槽，机架7上固定设置有弧形套14，弧形套14上设置有环形滑棱，环形滑棱环形滑动设置在环形滑槽内。进一步地，驱动组件13包括伺服电机13.1，伺服电机13.1固定安装在机架7上，伺服电机13.1的转轴上共轴固定连接有第四齿轮13.2，旋转齿形件10的外周侧面或内周侧面上设置有齿圈13.3，第四齿轮13.2与齿圈13.3啮合，伺服电机13.1驱动第四齿轮13.2转动，第四齿轮13.2通过与齿圈13.3啮合配合从而使旋转齿形件10转动。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种用于电主轴的立卧转换机构，其特征在于，包括固定部，所述固定部的一端转动连接有一旋转部，所述旋转部的另一端与电主轴固定连接，所述旋转部与固定部之间的旋转轴线与水平方向的夹角为45°，电主轴的轴线与所述旋转轴线之间的夹角为45°，所述固定部内部设有空腔，所述空腔内设置有用于驱动旋转部转动的驱动件。

2.根据权利要求1所述的立卧转换机构，其特征在于，所述旋转部与固定部之间通过双向推力角接触球轴承转动连接。

3.根据权利要求1所述的立卧转换机构，其特征在于，所述旋转部上固定连接有与所述旋转轴线共轴的轴杆，所述驱动件包括驱动电机，驱动电机通过传动组件驱动轴杆转动。

4.根据权利要求3所述的立卧转换机构，其特征在于，所述传动组件包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、蜗杆一以及蜗轮一，所述第一锥齿轮共轴固定连接于驱动电机的转轴上，所述蜗轮一共轴固定连接于所述轴杆上，所述蜗杆一转动连接于固定部上，蜗杆一与蜗轮一啮合，所述第二锥齿轮共轴固定连接于蜗杆一上，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合。

5.根据权利要求4所述的立卧转换机构，其特征在于，所述蜗杆一的导程角小于其所啮合的蜗轮一轮齿间的当量摩擦角。

6.根据权利要求1所述的立卧转换机构，其特征在于，还包括检测单元，所述检测单元用于检测所述旋转部所转动的角度。

7.根据权利要求6所述的立卧转换机构，其特征在于，所述检测单元包括螺旋导向面、滑动部、触发部以及压力传感器，所述螺旋导向面固定设置于旋转部上，螺旋导向面的螺旋轴线与所述旋转轴线重合，所述滑动部平行于旋转轴线的方向滑动设置于所述固定部上，所述触发部设置于滑动部上，触发部活动贴合在螺旋导向面上，所述压力传感器固定设置于固定部上，压力传感器的压力的压力输入端与所述滑动部抵接。

8.根据权利要求7所述的立卧转换机构，其特征在于，所述螺旋导向面的螺旋圈数为一圈，螺旋导向面的两端在沿螺旋轴线方向上的投影重合。

9.根据权利要求7所述的立卧转换机构，其特征在于，所述触发部呈圆柱状，触发部与滑动部之间转动连接，触发部与螺旋导向部之间滚动连接。

10.一种数控机床，其包括刀库、电主轴、立卧转换机构以及换刀装置，其特征在于，

所述立卧转换机构驱动电主轴处于轴线竖直的立式状态时，所述换刀装置用于切换所述刀库与电主轴之间的刀具；

所述立卧转换机构为权利要求1-9中任一项所述的立卧转换机构。

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