專利名稱：一種經濟型數控轉塔刀架的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種機床附件，主要用來與數控車床配套。
近幾年來國內外數控機床發展很快，其中經濟型數控車床最為突出，產量也最大，故與之配套的關鍵附件——經濟型數控轉塔刀架的開發很受人們矚目。據悉，國內外生產的這種刀架有六工位和四工位兩種，其結構上也五花八門，但最有代表性的是一種插銷分度式的轉塔刀架，其底座上固定有主軸和與之同軸的固定端齒盤以及帶有棘輪分度槽(槽的一側為徑向直面，而另一側為斜面，只能相對棘爪單向轉動的齒槽)的粗定位盤，主軸上空套一個軸向定位并制有輪齒(一般為蝸輪)和螺紋(一般為左旋)的軸套，其輪齒通過傳動機構與電動機相連構成驅動系統，其螺紋則與一個只能軸向移動的剎緊端齒盤的內螺紋相匹配，軸套上部固定一個帶有與粗定位盤齒向相反的棘輪齒槽的撥套，可繞軸套回轉的刀臺的內腔固定一個與固定端齒盤齒面相接的動端齒盤，當剎緊端齒盤由軸套上的螺紋驅動下移時，可同時與下面的固定端齒盤和動端齒盤緊密嚙合而使刀臺精確定位和剎緊，在彈簧的驅動下可軸向移動的分度撥銷的前端制有可與撥套上的棘輪齒槽相嚙合的棘齒，另一個在彈簧的驅動下可軸向移動的粗定位銷的前端制有可與粗定位盤上的棘輪分度槽相嚙合的棘齒，另外，在主軸上端的固定法蘭盤圓周上均布若干(隨工位數而定)供刀臺轉位計數用的發信元件(一般為霍爾元件)，在刀臺的上面的相應位置固定一個定位塊(一般為永久磁塊)，其工作原理是，當車床數控系統發出刀臺轉位的指令時，刀架電動機通過傳動機構帶動軸套轉動(一般為逆時針轉動)，使得剎緊端齒盤向上移動，當其與下面的固定端齒盤和動端齒盤脫開嚙合后，與軸套同步轉動的撥套上的棘輪齒槽對準了分度撥銷并嚙合，于是撥套通過分度撥銷帶動刀臺一并轉位，而另一個隨刀臺同步轉動的粗定位銷則被固定不動的粗定位盤上的棘輪分度槽的斜面推出，脫離嚙合，當該銷轉至粗定位盤的下一個相應分度槽時，又被彈簧推動與粗定位盤重新嚙合，此時相應的發信元件也與刀臺上的定位塊對準發出信號，使電動機帶動軸套反轉(一般為順時針轉動)，粗定位盤通過分度槽的徑向直面使粗定位銷連同刀臺和分度撥銷被止動和定位，撥套上的分度槽斜面將分度撥銷推出脫開嚙合，軸套繼續反轉則驅動剎緊端齒盤繼續下移與固定端齒盤和動端齒盤緊密嚙合，使刀臺精確定位和剎緊，從而完成一次刀臺轉位分度。但由于粗定位銷與分度撥銷結構上不互鎖，各行其事，當刀臺已分度到位，粗定位銷已與粗定位盤嚙合，發信元件已發出反轉信號，軸套已反轉時，刀臺慣性迫使粗定位銷仍要正轉一個角度(即過位現象)，使已嚙合的粗定位銷又脫開嚙合，則已下移的剎緊端齒盤即將刀臺剎緊在不正確的位置，甚至不能嚙合剎緊，從而破壞了正常的加工程序，甚至還會損壞機床，刀架負荷越大，過位現象就越嚴重，另外，發信元件安裝位置過位也會引起這種失誤，嚴重影響了整臺機床的可靠性。
本實用新型的任務是提供一種改進的經濟型數控轉塔刀架，力圖克服上述定位不準的缺陷，使刀臺穩定可靠地剎緊在正確位置，從而顯著地提高其工作可靠性。
完成上述任務需采取如下設計方案，即在上述現有結構基礎上，改進分度撥銷和粗定位銷的布局和尺寸比例，使二銷尾部互鎖，也即使一個銷沿主軸徑向布置，而另一個銷為軸向布置，二銷尾端沿主軸圓周方向有重疊部分(最好是二銷中心線正交，以達到完全重疊)，控制兩銷長度，使只有當其中一銷前移處于完全嚙合位置時，其尾端才能讓開通道，使另一銷退出嚙合成為可能。
為節省文字，刀臺轉位原理和過程已如上所述，這里不再累述，以下只將二銷之互鎖作用及對刀臺轉位精度的影響簡述如下。當刀臺分度已到位，而其慣性可能帶動粗定位銷一起過位，或者由于發信元件安裝誤差遲發反轉信號使刀臺過位，此時由于粗定位銷與粗定位盤由嚙合狀態又過渡到不完全嚙合狀態，甚至又脫開嚙合，則該銷之尾端擋住了分度撥銷的退路，使分度撥銷不能與撥套脫開嚙合，則軸套反轉時將通過分度撥銷帶動刀臺和粗定位銷一同反轉一個角度，當刀臺返回到正確位置時，粗定位銷與粗定位盤實現完全嚙合，且粗定位盤分度槽徑向直面使粗定位銷連同刀臺及分度撥銷一并定位止動，粗定位銷尾端才讓出通道，使分度撥銷被撥套棘輪分度槽斜面推出脫開嚙合，軸套繼續反轉，則其螺紋驅動剎緊端齒盤下移使刀臺精確定位和剎緊。本實用新型不僅明顯提高了刀架乃至機床的可靠性，而且由于轉位精度大大提高，使精定位剎緊機構(三個端齒盤)齒面摩擦顯著減輕，從而提高了刀架的精度保持性和壽命，目前該樣機已經十余萬次分度運轉的可靠性試驗，尚未出現定位不準故障，可見效果之明顯。
以下結合附圖給出的實施例對本實用新型加以補充描述。
圖1為剖視結構圖；圖2為其N－N剖視圖；圖3為其M－M局剖圖。
參照
圖1可知其大體結構，即在底座13上固定有主軸12、固定端齒盤11和帶端面棘輪分度槽的粗定位盤2，主軸上空套一個只能轉動，并帶有蝸輪1－B和左旋螺紋1－A的軸套1，電動機可通過齒輪和蝸桿(圖中未畫出)帶動軸套1轉動實現分度轉位，剎緊端齒盤9不能轉動，只能在軸套螺紋1－A驅動下軸向移動實現對刀臺的定位剎緊和松開，軸套1的上端用銷子固定一個撥套6，其外圓上制有與粗分度盤2齒向相反的棘輪齒槽，可繞軸套1回轉的刀臺4的內腔固定一個與固定端齒盤11齒面相接的動端齒盤10，實際上二個端齒盤是成組一次加工出來的，故兩盤之端齒可同時與剎緊端齒盤9緊密嚙合而使刀臺4精確定位和剎緊。
由
圖1～2可知本例中裝于刀臺4孔中之分度撥銷5為徑向布置，其前端制有棘齒5－A，尾部有彈簧頂著，隨時準備和撥套6上的棘輪齒槽嚙合，圖2顯示了刀臺剎緊時，分度撥銷5與撥套6上的齒槽的相對位置。分度轉位時軸套1逆時針轉動先使剎緊端齒盤上移脫開剎緊位置，此時棘齒5－A恰好對準撥套上的齒槽而進入嚙合狀態，被撥套帶動連同刀臺4一塊分度轉位。粗定位銷3是裝在刀臺4軸向孔中的，其中心線與徑向安裝的分度撥銷中心線正交(即完全重疊)，控制二銷長度，使其尾部互鎖，
圖1上的粗定位銷3的棘齒3－A與粗定位盤2正處于完全嚙合位置(圖3顯示了嚙合狀況)，銷的尾端大體與分度撥銷5之母線平齊，也即剛剛讓開通道，使分度撥銷5可以退出嚙合，反之亦然。為了使二銷尾端交錯運作順利柔和，避免一銷后退時，頂住另一銷母線造成別勁，制作時最好使二銷的尾端相鄰處制出互補斜面，這樣二銷活動時，不僅不別勁，還互相用斜面產生的軸向力促進另一銷的軸向動作。另外本例使用的發信元件為霍爾元件7(或者為光電管)，與其相應的定位塊8為永久磁塊(或遮光屏)。
權利要求1.一種經濟型數控轉塔刀架，主要配套于數控車床上，其底座(13)上固定有主軸(12)和與之同軸的固定端齒盤(11)以及帶有棘輪分度槽的粗定位盤(2)，主軸上空套一個軸向定位并制有輪齒(1-B)和螺紋(1-A)的軸套(1)，其輪齒可通過傳動機構與電動機相連構成驅動系統，其螺紋則與一個只能軸向移動的剎緊端齒盤(9)的內螺紋相匹配，軸套(1)的上部固定一個帶有與粗定位盤齒向相反的棘輪齒槽的撥套(6)，可繞軸套(1)回轉的刀臺(4)的內腔固定一個與固定端齒盤(11)齒面相接的動端齒盤(10)，當剎緊端齒盤(9)由軸套螺紋(1-A)驅動下移時，可同時與下面的固定端齒盤和動端齒盤緊密嚙合而使刀臺精確定位和剎緊，在彈簧的驅動下可軸向移動的分度撥銷(5)的前端制有可與撥套(6)上的棘輪齒槽相嚙合的棘齒(5-A)，另一個在彈簧的驅動下可軸向移動的粗定位銷(3)的前端制有可與粗定位盤(2)上的棘輪分度槽相嚙合的棘齒(3-A)，另外，在主軸上端的固定法蘭盤圓周上均布若干供刀臺轉位計數用的發信元件(7)，在刀臺上平面相應位置固定一個定位塊(8)，其特征在于，所說的分度撥銷(5)和粗定位銷(3)一個沿主軸的徑向布置，另一個沿軸向布置，二銷尾端沿主軸圓周方向有重疊部分，控制二銷長度，使只有當其中一銷前移處于完全嚙合位置時，其尾端才能讓出通道，使另一銷退出嚙合成為可能。
2.根據權利要求1所述的刀架，其特征在于，所說的分度撥銷(5)和粗定位銷(3)的尾端相鄰處制有互補斜面。
3.根據權利要求1或2所述的刀架，其特征在于，所說的發信元件(7)為光電管，而定位塊(8)實際上為一個遮光屏。
專利摘要一種經濟型數控轉塔刀架，為克服其分度轉位時常過位，影響定位可靠性問題，可將回轉刀臺上的分度撥銷和粗定位銷一個軸向布置，另一個徑向布置，二銷尾端沿刀臺回轉圓周方向有重疊部分，控制二銷長度，使其尾端互鎖，即只有當一銷處于完全嚙合時，其尾部才能讓開通道，使另一銷退出嚙合成為可能，這樣刀臺一旦分離過位，粗定位銷不能完全嚙合，迫使分度撥銷繼續嚙合，而反轉到正確位置處再剎緊。
文檔編號B23B21/00GK2215961SQ9423615
公開日1995年12月27日 申請日期1994年12月28日 優先權日1994年12月28日
發明者王勝利 申請人:煙臺機床附件廠