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CN101161381A - 带旋转工具的刀架 - Google Patents

带旋转工具的刀架 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种带旋转工具的刀架，带旋转工具的刀架不仅可高精度地防止旋转工具的轴心与工具结合轴的轴心之间的偏离，而且转塔的前后方向的刚性高，可施行高精度的加工，用于使转塔内的定相销与非转壳体卡合的机构简单，因而不易发生故障，容易维护，制造成本低廉。在转塔(1)转动分度后夹紧非转壳体(2)时，带旋转工具的刀架(21)通过使可动部件(27)前进，使设置在转塔(1)内的定相销(8)突出，就可使其与非转壳体(2)卡合。此外，用于使转塔(1)夹紧非转壳体(2)的联轴机构是，由第1联轴部件(26)、第2联轴部件(28)以及第3联轴部件(29)构成的3件式联轴机构。

Description

带旋转工具的刀架
技术领域
本发明涉及带旋转工具的刀架，该带旋转工具的刀架具有用于使转塔旋转的旋转机构，和对安装在转塔的工具工位上的多个旋转工具进行旋转驱动的工具旋转机构。
背景技术
作为现有的带旋转工具的刀架，如下的结构已为公众所知：具有设置了用于传递驱动轴的驱动力的工具结合轴的非转壳体，只有在转塔对加工的工位进行分度时，才将安装在转塔上的旋转工具与工具结合轴接合起来。在所述的现有的带旋转工具的刀架中，当使转塔转动分度时，对所有的工位都必须使旋转工具的轴心与工具结合轴的轴心一致，因此，必须将旋转的转塔和设置有工具连结轴的非转壳体高精度地对位(相位匹配)。但是，由于非转壳体的保持轴大多在后方利用键进行制动，因此，即使在扭转刚性或制动刚性较高的情况下，保持轴也容易扭转，不易对转塔和非转壳体进行高精度的对位(对准相位)。因此，在现有的带旋转工具的刀架中，可能诱发旋转工具的轴心与工具结合轴的轴心之间的偏离，不仅造成过负载或者产生异常声音，而且也不能进行高速传递或高扭矩传递。进而，只要制动部与非转壳体之间的距离长，则越长该倾向就越发显著。
因此，如专利文献1那样提出了这样的转塔刀架：在转塔内部设置可自由突出和缩回的定相销，通过使该定相销与非转壳体卡合，来防止非转壳体与转塔的相位偏差。
专利文献1：日本特开平5-285709号公报
但是，上述专利文献1的转塔刀架，用于将转塔夹紧在非转壳体上的夹紧机构是利用所谓两件式联轴器构成的，因此，当夹紧/松开时，由于必须使转塔沿前后移动，因此转塔的前后方向的刚性低，存在着不易施行高精度加工的这一不良状况。此外，用于使转塔内的定相销卡合到非转壳体上的机构较复杂，因此除容易产生故障之外，还存在维护也很麻烦的这一不良状况。
发明内容
本发明的目的是提供一种带旋转工具的刀架，该带旋转工具的刀架可以消除上述现有的转塔刀架的问题点，不仅可以高精度地防止旋转工具的轴心与工具结合轴的轴心之间的偏离，而且转塔的前后方向的刚性高，可以施行高精度的加工，在此基础上，使转塔内的定相销与非转壳体卡合的机构简单，由此不易发生故障，容易维护，制造成本低廉。
在所述的本发明中，第一方案所述的发明是一种带旋转工具的刀架，其是转塔式带旋转工具的刀架，具有旋转工具的转塔可旋转地安装在刀架主体上，并且在该转塔的内部设置有非转壳体，利用安装在该非转壳体上的工具结合轴来驱动旋转工具，其特征在于，在所述刀架主体内设置有可沿前后滑动的可动部件，在该可动部件的前端固定有第1联轴部件，而在转塔上设置有第2联轴部件，并且在非转壳体上设置有第3联轴部件，使可动部件向前方滑动，使第1联轴部件与第2联轴部件及第3联轴部件相啮合，从而使转塔夹紧非转壳体，使可动部件滑动到后方，解除第1联轴部件与第2联轴部件及第3联轴部件之间的啮合，从而使转塔松开非转壳体，并且，在所述转塔内设置有可突出和缩回的杆状定相销，当转塔在转动分度后夹紧非转壳体时，通过使所述定相销突出并与非转壳体卡合来进行定相，以便使同转塔一起转动分度的旋转工具的轴心与工具结合轴的轴心不偏离。
第二方案所述的发明，根据第一方案所述的发明，其特征在于，可动部件可通过液压机构沿前后滑动，并且在可动部件的前端定相销与可动部件直接连接。
根据第一方案的带旋转工具的刀架，由于转塔与非转壳体通过定相销以最为接近的路径直接连接，因此可以用极高的精度有效地防止旋转工具的轴心与工具结合轴的轴心之间的偏离。进而，即使当被应用在非转壳体的保持轴被制动于远离转塔的位置上的细长型带旋转工具的刀架中的情况下，也不会对非转壳体的保持轴的刚性和精度产生影响，可以达成同样的效果。此外，用于使转塔夹紧非转壳体的联轴机构是所谓3件式联轴器(3 piece coupling)，因此，在进行啮合和使啮合分离时都不需要使转塔前后移动，因此转塔前后方向的刚性高，可进行高精度的加工。
对于第二方案的带旋转工具的刀架，其定相销的驱动机构简单，来自驱动源的驱动力没有损失地传递到定相销，因此定相销的驱动响应快。此外，定相销的驱动机构不易产生故障，而且也容易维护。此外，由于定相销的驱动机构所要求的零部件个数少，因此制造成本低廉。
附图说明
图1是表示带旋转工具的刀架的垂直截面的说明图。
图2是表示沿图1中的A-A线的截面的说明图。
符号说明
1：转塔(Turret)；2：非转壳体；3：工具结合轴；8：定相销；9：转塔夹紧松开活塞；10：衬套(bush)；21：带旋转工具的刀架；22：刀架主体；26：第1联轴部件；27：可动部件；28：第2联轴部件；29：第3联轴部件
具体实施方式
以下，根据附图，对本发明的带旋转工具的刀架的一个实施方式详细进行说明。图1表示带旋转工具的刀架的垂直截面的状况，图2表示沿图1中的A-A线的截面的状态。带旋转工具的刀架21在刀架主体22的前端可旋转地设置已安装有工具的转塔1。纵长的工具驱动轴5通过未图示的工具驱动电动机被旋转自由地支承在刀架主体22的内部。此外，在工具驱动轴5的外周上，设置有纵长的圆筒状的壳体保持轴7，该壳体保持轴7的基端处于通过键11而牢固地固定在刀架主体22上的状态。进而，在壳体保持轴7的基端设置有弹簧12，该弹簧12用于对后述的非转壳体2向前方施力。
此外，在壳体保持轴7的外周设置纵长的圆筒状的转塔旋转轴6，该转塔旋转轴6通过未图示的旋转驱动电动机而可以自由旋转。亦即，由转塔旋转轴6和壳体保持轴7包覆工具驱动轴5的外侧，从而刀架主体22的内部成为3层结构。进而，在转塔旋转轴6的前端固定有圆盘状的转塔1。
在转塔1的前端侧的外周，从轴心沿放射方向等角度地设置12个工具工位30、30…，在这些各工位30、30…上设置有工具旋转轴32。此外，在转塔1的前端侧设置有非转壳体2，并成为其中心被工具驱动轴5的前端部分贯穿的状态。在非转壳体2的基端设置有小径部分，该小径部分贯穿转塔1的轴心部分，成为与壳体保持轴7连接(固定)的状态。此外，在非转壳体2的与转塔1的前端面邻接的位置上，分别贯穿设置有扁平圆柱状的12个衬套10、10…，它们用于与贯穿转塔1的定相销8的前端相嵌合。进而，在非转壳体2上，与工具驱动轴5垂直地设置有工具结合轴3，工具驱动轴5的旋转方向可以通过设置在工具驱动轴5前端的锥齿轮4作90°方向变换。
此外，在转塔1的后方，固定有扁平圆筒状的第2联轴部件28，该第2联轴部件28的前侧形成为法兰状，在基端面上形成齿轮。进而，在该第2联轴部件28的小径部分的外侧，设置有扁平圆筒状的第3联轴部件29，该第3联轴部件29在形成为小径的基端侧的端面上形成有齿轮，成为固定在刀架主体22上的状态。
另一方面，在转塔旋转轴6的外周，设置有纵长圆筒状的可动部件27。进而，在该可动部件27的基端固定有环状的转塔夹紧松开活塞9，通过从未图示的夹紧用油供给口和松开用油供给口供给压力油，就使转塔夹紧松开活塞9沿前后滑动。此外，在可动部件27的前端固定有扁平圆柱状的第1联轴部件26，该第1联轴部件26在前端面的外周部分上形成有齿轮。在该第1联轴部件26的轴心侧，固定着具有法兰部分的卡合部件25。并且，第1联轴部件26、固定在转塔1上的第2联轴部件28以及固定在刀架主体22上的第3联轴部件29，构成所谓3件式啮合联轴器。
此外，在转塔1的旋转轴心的垂直上方，与转塔的旋转轴平行地贯穿设置有销穿插孔23，在该销穿插孔23的内部可滑动地设置有定相销8。定相销8形成圆柱状，在其基端设置切口24。而且，成为固定在可动部件27前端的卡合部件25的法兰部分卡合在该切口24中的状态。
在如上那样构成的带旋转工具的刀架21中，在松开转塔1转动分度的情况下，通过对松开用油供给口(未图示)供给压力油，使转塔夹紧松开活塞9向后方滑动，伴随所述转塔夹紧松开活塞9向后方的滑动，可动部件27向后方滑动，以此第1联轴部件26、第2联轴部件28以及第3联轴部件29之间的啮合状态被解除。
此外，在解除这些联轴部件的啮合状态的同时，经由卡合部件25连接到转塔夹紧松开活塞9的定相销8，在转塔1的销穿插孔23内向后方滑动，从穿设在非转壳体2中的衬套10脱离，由此转塔1就成为相对于非转壳体2可以旋转的状态。
然后，使连接到转塔旋转轴6上的旋转驱动电动机(未图示)工作，使转塔1旋转，从而将下次要使用的工具工位30分度到预定位置。进而，在工具工位30被分度之后，当转塔1停止时，通过对夹紧用油供给口(未图示)供给压力油，使转塔夹紧松开活塞9向前方滑动。伴随所述的转塔夹紧松开活塞9向前方的滑动，当可动部件27向前方滑动时，通过第1联轴部件26、第2联轴部件28以及第3联轴部件29之间的啮合，使转塔1夹紧非转壳体2。
此外，在这些联轴部件啮合的同时，连接到转塔夹紧松开活塞9的定相销8，在转塔1的销穿插孔23内向前方滑动，通过使定相销8的前端嵌合到非转壳体2的衬套10内，以此定位成期望的工具工位30相对于工具结合轴3为正确的相位。进而，在该状态下，当使工具驱动电动机(未图示)工作时，工具驱动轴5旋转，其旋转力经由锥齿轮4被传递到工具结合轴3，进而，该工具结合轴3的旋转力被传递到工具旋转轴32上，安装在工具工位30上的旋转工具(数控车床用旋转工具等)便旋转起来。
带旋转工具的刀架21如上所述，当使转塔1转动分度后夹紧非转壳体2时，使设置在转塔1内的定相销8突出，使其与非转壳体2卡合。由于转塔1和非转壳体2通过定相销8以最为接近的路径直接连接，因此，尽管是细长型的带旋转工具的刀架，也能以极高的精度有效地防止旋转工具的轴心与工具结合轴3的轴心之间的偏离。此外，用于使转塔1夹紧非转壳体2的联轴机构是，由第1联轴部件26、第2联轴部件28以及第3联轴部件29构成的3件式联轴机构，在进行啮合和使啮合分离时都不需要使转塔1前后移动，因此转塔1前后方向的刚性变高，可进行高精度的加工。
此外，对于带旋转工具的刀架21，其定相销8的驱动机构简单，来自驱动源的驱动力没有损失地传递到定相销8，因此定相销8的驱动响应快。此外，定相销8的驱动机构不易产生故障，而且也容易维护。此外，由于定相销8的驱动机构所要求的零部件个数少，因此制造成本低廉。
并且，本发明的带旋转工具的刀架的结构，并不被上述实施方式的形态作任何限定，在不脱离本发明的主旨的范围内，对刀架主体、转塔、非转壳体、定相销、转塔夹紧松开活塞、可动部件等的形状和结构等，可以进行适当的变更。
例如，并不仅限于设置12个工具工位，设置在转塔上的工具工位的个数可根据需要进行适当的变更。此外，转塔夹紧松开活塞并不仅限于通过油压进行动作，也可以变更为通过电动机等其它驱动力进行动作。
产业上的可利用性
由于本发明的带旋转工具的刀架可以达到如上所述的优良的效果，因此能够将可安装工具的转塔广泛地应用在可旋转地支承它们的各种刀架中。

Claims (2)

1.一种带旋转工具的刀架，其是转塔式带旋转工具的刀架，具有旋转工具的转塔可旋转地安装在刀架主体上，并且在该转塔的内部设置有非转壳体，利用安装在该非转壳体上的工具结合轴来驱动旋转工具，其特征在于，
在所述刀架主体内设置有可沿前后滑动的可动部件，在该可动部件的前端固定有第1联轴部件，而在转塔上设置有第2联轴部件，并且在非转壳体上设置有第3联轴部件，
使可动部件向前方滑动，使第1联轴部件与第2联轴部件及第3联轴部件相啮合，从而使转塔夹紧非转壳体，
使可动部件滑动到后方，解除第1联轴部件与第2联轴部件及第3联轴部件之间的啮合，从而使转塔松开非转壳体，并且，
在所述转塔内设置有可突出和缩回的杆状定相销，
当转塔在转动分度后夹紧非转壳体时，通过使所述定相销突出并与非转壳体卡合来进行定相，以便使同转塔一起转动分度的旋转工具的轴心与工具结合轴的轴心不偏离。
2.根据权利要求1所述的带旋转工具的刀架，其特征在于，
可动部件可通过液压机构沿前后滑动，并且在可动部件的前端定相销与可动部件直接连接。
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