星型動力刀架結構變換設計方案制造技術

本發明專利技術公開了一種星型動力刀架結構變換設計方案，本發明專利技術目的是提供一種盡可能減少零部件的變動，僅僅需要替換少量傳動部件，就可以實現星型動力刀架結構變換設計的新技術方案。刀架整體設計為固定件模塊設計和變換件模塊設計，本方案的固定件模塊的刀架箱體、電主軸及其固定支架部分不變，僅通過改變變換件模塊的零件中的兩個齒輪以及鼠牙齒盤端齒數，就可實現組合成不同刀位數的動力刀架；組合的不同刀位數動力刀架均可以實現電主軸每轉1轉，刀盤轉動1個工位，方便后續數控機床設計。

Design scheme for transformation of star type dynamic tool frame structure

The invention discloses a design scheme for the transformation of a star type power tool frame structure. The present invention aims to provide a new technical scheme for reducing the change of parts as far as possible, and only needing to replace a small number of transmission parts, and the design of the structure transformation of the star type power tool frame can be realized. The tool frame is designed for the fixed part module and the transformation module. The tool holder box, the electric spindle and the fixed support part of the fixed part of the scheme are unchanged. Only by changing the two gear in the parts of the module and the number of tooth end teeth of the rat tooth disc, the power tool frame can be combined into different number of tool bits. The combination of different tool bits and power turret can realize the spindle rotation of 1 turn, the cutter turn 1 stations, convenient for subsequent CNC machine design.

【技術實現步驟摘要】
星型動力刀架結構變換設計方案
本專利技術涉及車削中心用系列動力刀架的設計方法。
技術介紹
動力刀架是車削加工中心的關鍵功能部件，被譽為21世紀數控機床發展方向。只有在數控車床上配有動力刀架才能實現零件加工集約化，即一次裝夾實現零件的車、銑、鉆、攻、鏜、鉸等工序的復合加工。其優點一是明顯提高了復雜零件的加工精度；二是減少了繁瑣重復性手工操作，減輕了操作者的勞動強度和緊張程度。隨著技術的進步和制造技術成本的降低，配有不同刀位數和不同的安裝形式的動力刀架的車削加工中心將會越來越普遍，也是工業智能制造發展方向。刀架整體設計為固定件模塊設計和變換件模塊設計，現有的設計方案，固定件模塊的刀架箱體、電主軸及其固定支架部分，傳動件的變動較多，零件的替換性差。這就缺少一種零件變動小的技術方案，使得星型動力刀架結構變換設計更為簡便。
技術實現思路
本專利技術目的是提供一種盡可能減少零部件變動，僅僅需要替換少量傳動部件，就可以實現星型動力刀架結構變換設計方法。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為：一種星型動力刀架結構變換設計方案，其設計方法如下。刀盤刀位數分為8工位、10工位、12工位、16工位四種情況，四種情況相應的動力刀柄規格分別是BMT85、BMT75、BMT65、BMT55；刀架整體設計為固定件模塊設計和變換件模塊設計，固定件模塊的刀架箱體、電主軸及其固定支架部分不變，僅通過改變變換件模塊的零件，實現組合成不同刀位數的動力刀架；變換件模塊設計方案設計如下：其中鼠牙齒盤端齒數為48、40兩種，傳動齒輪裝置由3組6個齒輪組成，動力傳動路徑：轉子軸套→離合器齒輪→齒輪二→齒輪軸一→齒輪一→齒輪軸→轉位齒盤齒輪→刀盤，轉位齒盤齒輪、齒輪軸、齒輪一、齒輪軸一齒數不變動，僅齒輪二、離合器齒輪齒數在中心距不變情況下，根據不同的刀架刀位數進行對應變換；刀盤刀位數是鼠牙齒盤端齒數的公約數；二是刀盤刀位數與換刀齒輪速比的分母一致。根據所述的星型動力刀架結構變換設計方案，轉位齒盤齒輪、齒輪軸、齒輪一、齒輪軸一的齒數分別為112、14、30、30。根據所述的星型動力刀架結構變換設計方案，刀架為8工位時，配BMT85動力刀柄，鼠牙齒盤端齒數48，鼠牙齒盤每轉六個齒刀盤轉動一個工位；齒輪二、離合器齒輪齒數分別為50、50，3組6個齒輪傳動齒輪速比：50/50x30/30x14/112=1/8，電主軸每轉8轉，刀盤轉動１轉，電主軸每轉1轉，刀盤轉動１個工位。根據所述的星型動力刀架結構變換設計方案，刀架為10工位時，配BMT75動力刀柄，鼠牙齒盤端齒數為40，鼠牙齒盤每轉四個齒刀盤轉動一個工位，齒輪二、離合器齒輪齒數分別為55、44，3組6個齒輪傳動齒輪速比：44/55x30/30x14/112=1/10，電主軸每轉10轉，刀盤轉動１轉；電主軸每轉1轉，刀盤轉動１個工位。根據所述的星型動力刀架結構變換設計方案，刀架為12工位時，配BMT65動力刀柄，鼠牙齒盤端齒數為48，鼠牙齒盤每轉四個齒刀盤轉動一個工位，齒輪二、離合器齒輪齒數分別為60、40，3組6個齒輪傳動齒輪速比：40/60x30/30x14/112=1/12，電主軸每轉12轉，刀盤轉動１轉；電主軸每轉1轉，刀盤轉動1個工位。根據所述的星型動力刀架結構變換設計方案，刀架為16工位時，配動力BMT55刀柄，鼠牙齒盤端齒數為48，鼠牙齒盤每轉三個齒刀盤轉動一個工位，齒輪二、離合器齒輪齒數分別為66、33，3組6個齒輪傳動齒輪速比：33/66x30/30x14/112=1/16，電主軸每轉16轉，刀盤轉動１轉；電主軸每轉1轉，刀盤轉動１個工位。本專利技術的優點是:刀架整體設計為固定件模塊設計和變換件模塊設計，本方案的固定件模塊的刀架箱體、電主軸及其固定支架部分不變，僅通過改變變換件模塊的零件中的兩個齒輪以及鼠牙齒盤端齒數，就可實現組合成不同刀位數的動力刀架；組合的不同刀位數動力刀架均可以實現電主軸每轉1轉，刀盤轉動1個工位，方便后續數控機床設計。附圖說明圖1是動力刀架結構圖。圖2是圖1的局部剖視視圖。圖3是動力刀架結構設計流程示意圖。附圖中：1、刀架箱體；2.電主軸；3.定心套；4.定位齒盤；5.轉位齒盤齒輪；6.移動齒盤；7.齒輪軸；8.支撐套；9.刀盤；10.分液盤；11、齒輪一；12、齒輪二；13.齒輪軸一；14.離合器齒輪；15.離合器；16.薄型氣缸；17.動力旋轉刀柄；18.輸出軸；19.油缸體；20.螺旋齒輪副；21.傳動軸；22.轉子軸套。具體實施方式下面結合附圖對本設計方案的傳動原理作進一步描述。如圖1所示為動力刀架結構圖，其轉位換刀流程是：當接到數控系統換刀指令后，首先內置伺服電動機（電主軸2）旋轉,通過螺旋齒輪副20帶動輸出軸旋轉并精確定向，等待指定的動力刀位；然后刀盤9松開→刀盤旋轉到指令要求的刀位→刀盤夾緊并發出轉位結束信號給系統。該動力刀塔的夾緊與松開為液壓系統控制，刀盤的轉位與旋轉刀具共用一個內置電動機，其動力轉換靠氣缸控制的離合器齒輪14完成，PLC順序控制來實現。刀架結構圖1、圖2中，刀盤9換位和動力旋轉刀柄17的旋轉均用此一個電主軸2，電主軸兩端用軸承支撐。當刀盤9需要轉位換刀時，依據數控系統的指令，油缸體19左腔進油，推動鼠牙齒盤（由定位齒盤4、轉位齒盤齒輪5、移動齒盤6組成）的移動齒盤6右移，同時薄型氣缸16通過撥叉推動離合器齒輪14右移，離合器齒輪14與離合器15脫開，離合器齒輪14與齒輪二12咬合，離合器齒輪14與轉子軸套22為花鍵連接，這樣電主軸通過傳動齒輪組，即轉子軸套22→離合器齒輪14→齒輪二12→齒輪軸一13→齒輪一11→齒輪軸7→轉位齒盤齒輪5→刀盤9。因轉位齒盤齒輪5與刀盤9用螺釘剛性聯固為一體，故刀盤與轉位齒盤同步旋轉進行初步粗定位；依據指令帶動刀盤9轉動到指定的刀位，液壓站控制換向閥再換向，油缸體19右腔進油，移動齒盤6左移，定位齒盤4、轉位齒盤齒輪5結合夾緊并精確定位。如刀位是普通車刀刀具，就可對工件直接進行加工；如是動力刀具還需薄型氣缸16動作，推動離合器齒輪14左移，離合器齒輪14與齒輪二12脫開，與離合器15結合，電主軸動力通過轉子軸套22→離合器齒輪14→離合器15→傳動軸21→螺旋齒輪副20→輸出軸18→動力旋轉刀柄17，于是刀盤的整個轉位換刀循環完成。刀盤的轉位換刀精度靠伺服電機的分離式高精度編碼器和傳動齒輪裝置、鼠齒盤雙層來保證。下面結合附圖和具體實施措施對本設計方案作進一步描述。該刀架為星形式刀盤，刀座安裝在刀盤的圓周上。在車削加工中心機床上一般配有：八工位、十工位、十二工位、十六工位動力刀架。本專利技術動力刀架采用系列模塊化設計方法，動力刀架結構設計流程示意圖見圖3，刀架整體設計為固定件模塊設計和變換件模塊設計，無論是八工位、十工位、十二工位、十六工位刀架，固定件模塊如刀架箱體、電主軸、其他固定件不改變。只需改變變換件模塊的零件，就可以組合成不同刀位數的動力刀架。刀架的刀盤刀位數是鼠牙齒盤端齒數的公約數；二是刀盤刀位數與換刀齒輪速比的分母一致。本專利技術動力刀架刀位數的變動設計是獨特的算法。常用刀盤刀位數有8工位、10工位、12工位、16工位；對相應的聯接動力刀柄規格有BMT85、BMT75、BMT65、BMT55。即16本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種星型動力刀架結構變換設計方案，其特征在于：刀盤刀位數分為8工位、10工位、12工位、16工位四種情況，四種情況相應的動力刀柄規格分別是BMT85、BMT75、BMT65、BMT55；刀架整體設計為固定件模塊設計和變換件模塊設計，固定件模塊的刀架箱體、電主軸及其固定支架部分不變，僅通過改變變換件模塊的零件，實現組合成不同刀位數的動力刀架；變換件模塊設計方案設計如下：其中鼠牙齒盤端齒數為48、40兩種，傳動齒輪裝置由3組6個齒輪組成，動力傳動路徑：轉子軸套（22）→離合器齒輪（14）→齒輪二（12）→齒輪軸一（13）→齒輪一（11）→齒輪軸（7）→轉位齒盤齒輪（5）→刀盤（9），轉位齒盤齒輪（5）、齒輪軸（7）、齒輪一（11）、齒輪軸一（13）齒數不變動，僅齒輪二（12）、離合器齒輪（14）齒數在中心距不變情況下，根據不同的刀架刀位數進行對應變換；刀盤刀位數是鼠牙齒盤端齒數的公約數；二是刀盤刀位數與換刀齒輪速比的分母一致。

【技術特征摘要】
1.一種星型動力刀架結構變換設計方案，其特征在于：刀盤刀位數分為8工位、10工位、12工位、16工位四種情況，四種情況相應的動力刀柄規格分別是BMT85、BMT75、BMT65、BMT55；刀架整體設計為固定件模塊設計和變換件模塊設計，固定件模塊的刀架箱體、電主軸及其固定支架部分不變，僅通過改變變換件模塊的零件，實現組合成不同刀位數的動力刀架；變換件模塊設計方案設計如下：其中鼠牙齒盤端齒數為48、40兩種，傳動齒輪裝置由3組6個齒輪組成，動力傳動路徑：轉子軸套（22）→離合器齒輪（14）→齒輪二（12）→齒輪軸一（13）→齒輪一（11）→齒輪軸（7）→轉位齒盤齒輪（5）→刀盤（9），轉位齒盤齒輪（5）、齒輪軸（7）、齒輪一（11）、齒輪軸一（13）齒數不變動，僅齒輪二（12）、離合器齒輪（14）齒數在中心距不變情況下，根據不同的刀架刀位數進行對應變換；刀盤刀位數是鼠牙齒盤端齒數的公約數；二是刀盤刀位數與換刀齒輪速比的分母一致。2.根據權利要求1所述的星型動力刀架結構變換設計方案，其特征在于：轉位齒盤齒輪（5）、齒輪軸（7）、齒輪一（11）、齒輪軸一（13）的齒數分別為112、14、30、30。3.根據權利要求2所述的星型動力刀架結構變換設計方案，其特征在于：刀架為8工位時，配BMT85動力刀柄，鼠牙齒盤端齒數48，鼠牙齒盤每轉六個齒刀盤轉動一個工位；齒輪二（12）、離合器齒輪（14）齒數分別為50、5...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫彥旭，王欣，王婷婷，汪玉偉，李艷，顧偉，
申請(專利權)人：山東魯南機床有限公司，
類型：發明
國別省市：山東,37