本實(shí)用新型屬刀塔設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有B軸功能的動(dòng)力刀塔裝置。

背景技術(shù)：

精密復(fù)雜零件復(fù)合加工正在成為金屬切削行業(yè)的趨勢(shì)，也是精密零件高效加工的有效途徑，各機(jī)床廠(chǎng)家競(jìng)相開(kāi)發(fā)相關(guān)機(jī)床和功能部件，大陸市場(chǎng)以復(fù)合刀具、動(dòng)力單元等功能部件和雙軸縱切機(jī)床為代表，配置靈活，成本低，得到了眾多加工單位青睞，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，但這些機(jī)床由于機(jī)床拼湊感明顯、整機(jī)嚴(yán)整性差，電、氣、液布局、防護(hù)困難，穩(wěn)定性相對(duì)要差，很難進(jìn)入大中型企業(yè)和國(guó)際市場(chǎng)，使用受到了一定的限制。國(guó)際市場(chǎng)車(chē)削復(fù)合加工機(jī)床以核心配置復(fù)雜動(dòng)力刀塔為代表，實(shí)現(xiàn)精密復(fù)雜零件車(chē)銑復(fù)合加工，典型功能部件為迪普馬(DUPLOMATIC)DM系列刀塔、巴拉法蒂(BARUFFALDI)TBMA系列刀塔、肖特(SAUTER)BMT系列刀塔等國(guó)際品牌，其中，動(dòng)力刀具動(dòng)力源由動(dòng)力電機(jī)提供，刀盤(pán)分度由液壓馬達(dá)或電機(jī)、伺服電機(jī)提供，但這種刀塔由于配套周期長(zhǎng)，配套、維護(hù)成本高，機(jī)械電氣成本在15～20萬(wàn)元之間，帶B軸功能刀塔成本就更高，而且刀塔設(shè)計(jì)制造技術(shù)對(duì)大陸封鎖，多年來(lái)推廣步伐步履艱難，沒(méi)有廣泛使用。針對(duì)上述問(wèn)題因此提出改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題：提供一種具有B軸功能的動(dòng)力刀塔裝置，本實(shí)用新型中B軸運(yùn)動(dòng)、刀盤(pán)分度定位及動(dòng)力刀具傳動(dòng)輸出都由伺服電機(jī)控制，使機(jī)床控制系統(tǒng)配置簡(jiǎn)潔，配套周期、制造成本大幅降低；由于本動(dòng)力刀塔裝置有B軸功能，動(dòng)力刀具運(yùn)動(dòng)只需要軸向單元就可以滿(mǎn)足軸向、徑向復(fù)雜銑削加工，同時(shí)動(dòng)力刀具機(jī)械接口復(fù)合VDI標(biāo)準(zhǔn)，使配套十分方便，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜刀塔的本土化設(shè)計(jì)、制造和裝配。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案：具有B軸功能的動(dòng)力刀塔裝置，包括刀塔箱體，所述刀塔箱體下部固定連接有B軸殼體，所述B軸殼體內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動(dòng)刀塔箱體轉(zhuǎn)動(dòng)的B軸分度定位鎖緊裝置，所述刀塔箱體上設(shè)有刀盤(pán)分度定位裝置，所述刀塔箱體內(nèi)部和刀盤(pán)分度定位裝置中的刀盤(pán)內(nèi)排布有動(dòng)力刀具傳動(dòng)輸出裝置。

其中，所述B軸分度定位鎖緊裝置包括伺服電機(jī)Ⅰ、設(shè)于B軸殼體上端面一側(cè)的行星齒輪減速機(jī)Ⅰ、設(shè)于B軸殼體上端面另一側(cè)的轉(zhuǎn)盤(pán)、固定于B軸殼體內(nèi)部并與轉(zhuǎn)盤(pán)同軸的活塞Ⅰ以及固定于B軸殼體內(nèi)部且與活塞Ⅰ同軸的端齒盤(pán)Ⅰ；所述伺服電機(jī)Ⅰ輸出端與行星齒輪減速機(jī)Ⅰ輸入端連接，所述行星齒輪減速機(jī)Ⅰ輸出端伸入B軸殼體內(nèi)部且其上設(shè)有齒輪Ⅰ，所述齒輪Ⅰ與設(shè)于B軸殼體中部的過(guò)輪嚙合，所述過(guò)輪通過(guò)過(guò)輪軸支撐于B軸殼體內(nèi)中部；所述端齒盤(pán)Ⅰ中的端齒定齒盤(pán)Ⅰ與B軸殼體底面固定連接，所述端齒盤(pán)Ⅰ中的端齒動(dòng)齒輪Ⅰ與過(guò)輪嚙合且通過(guò)軸承內(nèi)圈支撐軸與轉(zhuǎn)盤(pán)固定連接，所述端齒盤(pán)Ⅰ中的端齒鎖緊齒盤(pán)Ⅰ與活塞Ⅰ固定連接并能夠隨其上下移動(dòng)。

所述刀盤(pán)分度定位裝置包括固定于刀塔箱體內(nèi)上部的伺服電機(jī)Ⅱ和行星齒輪減速機(jī)Ⅱ、設(shè)于刀塔箱體前端的刀盤(pán)，所述刀盤(pán)內(nèi)部設(shè)有與其同軸的活塞Ⅱ，所述刀盤(pán)內(nèi)部一端設(shè)有與活塞Ⅱ同軸的端齒盤(pán)Ⅱ；所述伺服電機(jī)Ⅱ輸出端與行星齒輪減速機(jī)Ⅱ輸入端連接，所述行星齒輪減速機(jī)Ⅱ輸出端上設(shè)有齒輪Ⅱ，所述端齒盤(pán)Ⅱ包括固定于刀塔箱體前端面的端齒定齒盤(pán)Ⅱ、與齒輪Ⅱ適配嚙合并與刀盤(pán)固定連接的端齒動(dòng)齒輪Ⅱ以及與活塞Ⅱ固定連接并隨其左右移動(dòng)的端齒鎖緊齒盤(pán)Ⅱ。

所述動(dòng)力刀具傳動(dòng)輸出裝置包括設(shè)于刀塔箱體內(nèi)中部的伺服電機(jī)Ⅲ和轉(zhuǎn)動(dòng)支撐于刀盤(pán)內(nèi)孔中并與刀盤(pán)軸線(xiàn)垂直的動(dòng)力刀具輸出軸，所述伺服電機(jī)Ⅲ輸出端設(shè)有主動(dòng)同步帶輪，所述動(dòng)力刀具輸出軸上設(shè)有被動(dòng)同步帶輪，所述主動(dòng)同步帶輪通過(guò)同步帶驅(qū)動(dòng)被動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述動(dòng)力刀具輸出軸通過(guò)固定于刀塔箱體端面上的軸座支撐在刀盤(pán)內(nèi)孔中，所述動(dòng)力刀具輸出軸通過(guò)精密角接觸軸承支撐在軸座內(nèi)，所述動(dòng)力刀具輸出軸兩端安裝動(dòng)力刀具，所述動(dòng)力刀具一端通過(guò)端面鍵與動(dòng)力刀具輸出軸端部嚙合。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)：

1、本方案是中B軸分度定位鎖緊裝置、刀盤(pán)分度定位裝置及動(dòng)力刀具傳動(dòng)輸出裝置都由伺服電機(jī)控制，使機(jī)床控制系統(tǒng)配置簡(jiǎn)潔，設(shè)計(jì)緊湊，縮短機(jī)床配套周期，大幅降低了制造維護(hù)成本；

2、本方案中由于帶有B軸功能，動(dòng)力刀具的運(yùn)動(dòng)只需要軸向單元就可以滿(mǎn)足軸向、徑向復(fù)雜銑削加工，同時(shí)動(dòng)力刀具的機(jī)械接口復(fù)合VDI標(biāo)準(zhǔn)，使配套十分方便，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜刀塔的本土化設(shè)計(jì)、制造和裝配；

3、本方案中動(dòng)力刀具傳動(dòng)輸出裝置設(shè)置在刀塔箱體內(nèi)部和刀盤(pán)分度定位裝置內(nèi)部，使動(dòng)力刀塔整體外形尺寸小，管線(xiàn)布局緊湊，防護(hù)密封嚴(yán)密。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)右視圖；

圖3為本實(shí)用新型中B軸分度定位鎖緊裝置的結(jié)構(gòu)主視圖；

圖4為本實(shí)用新型中B軸分度定位鎖緊裝置的結(jié)構(gòu)俯視圖

圖5為圖2的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖2中B-B向結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1-6描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。

具有B軸功能的動(dòng)力刀塔裝置，如圖1和2所示，包括刀塔箱體1，所述刀塔箱體1下部固定連接有B軸殼體2。

所述B軸殼體2內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動(dòng)刀塔箱體1轉(zhuǎn)動(dòng)的B軸分度定位鎖緊裝置3。具體的，如圖3所示，所述B軸分度定位鎖緊裝置3包括伺服電機(jī)Ⅰ6、設(shè)于B軸殼體2上端面一側(cè)的行星齒輪減速機(jī)Ⅰ7、設(shè)于B軸殼體2上端面另一側(cè)的轉(zhuǎn)盤(pán)14、固定于B軸殼體2內(nèi)部并與轉(zhuǎn)盤(pán)14同軸的活塞Ⅰ15以及固定于B軸殼體2內(nèi)部且與活塞Ⅰ15同軸的端齒盤(pán)Ⅰ；所述伺服電機(jī)Ⅰ6輸出端與行星齒輪減速機(jī)Ⅰ7輸入端連接，所述行星齒輪減速機(jī)Ⅰ7輸出端伸入B軸殼體2內(nèi)部且其上設(shè)有齒輪Ⅰ8，所述齒輪Ⅰ8與設(shè)于B軸殼體2中部的過(guò)輪9嚙合，所述過(guò)輪9通過(guò)過(guò)輪軸10支撐于B軸殼體2內(nèi)中部；所述端齒盤(pán)Ⅰ中的端齒定齒盤(pán)Ⅰ12與B軸殼體2底面固定連接，所述端齒盤(pán)Ⅰ中的端齒動(dòng)齒輪Ⅰ11與過(guò)輪9嚙合且通過(guò)軸承內(nèi)圈支撐軸16與轉(zhuǎn)盤(pán)14固定連接，所述端齒盤(pán)Ⅰ中的端齒鎖緊齒盤(pán)Ⅰ13與活塞Ⅰ15固定連接并能夠隨其上下移動(dòng)。

B軸分度定位鎖緊裝置3工作原理：伺服電機(jī)Ⅰ6通過(guò)行星齒輪減速機(jī)Ⅰ7驅(qū)動(dòng)齒輪Ⅰ8轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪Ⅰ8經(jīng)過(guò)過(guò)輪9將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞至端齒動(dòng)齒輪Ⅰ11，端齒動(dòng)齒輪Ⅰ11通過(guò)軸承內(nèi)圈支撐軸16與轉(zhuǎn)盤(pán)14連接并帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)；伺服電機(jī)Ⅰ6接收轉(zhuǎn)動(dòng)指令同時(shí)，液壓系統(tǒng)工作，活塞Ⅰ15下腔進(jìn)油，活塞Ⅰ15帶動(dòng)端齒鎖緊齒盤(pán)Ⅰ13上移，這時(shí)B軸鎖緊定位脫開(kāi)，轉(zhuǎn)盤(pán)14實(shí)現(xiàn)由伺服電機(jī)Ⅰ6驅(qū)動(dòng)的粗定位，即端齒動(dòng)齒輪Ⅰ11和端齒定齒盤(pán)Ⅰ12端齒槽大致對(duì)正，定位精度±10′，轉(zhuǎn)動(dòng)到位后，活塞Ⅰ15上腔進(jìn)油，活塞Ⅰ15帶動(dòng)端齒鎖緊齒盤(pán)Ⅰ13下移，即端齒動(dòng)齒輪Ⅰ11、端齒定齒盤(pán)Ⅰ12和端齒鎖緊齒盤(pán)Ⅰ13三齒盤(pán)嚙合，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤(pán)14的精密定位鎖緊，定位精度±5″，并使B軸可實(shí)現(xiàn)如圖4所示的±90°范圍每5°任意位置定位。

所述刀塔箱體1上設(shè)有刀盤(pán)分度定位裝置4。具體的，如圖5所示，所述刀盤(pán)分度定位裝置4包括固定于刀塔箱體1內(nèi)上部的伺服電機(jī)Ⅱ17和行星齒輪減速機(jī)Ⅱ18、設(shè)于刀塔箱體1前端的刀盤(pán)23，所述刀盤(pán)23內(nèi)部設(shè)有與其同軸的活塞Ⅱ24，所述刀盤(pán)23內(nèi)部一端設(shè)有與活塞Ⅱ24同軸的端齒盤(pán)Ⅱ；所述伺服電機(jī)Ⅱ17輸出端與行星齒輪減速機(jī)Ⅱ18輸入端連接，所述行星齒輪減速機(jī)Ⅱ18輸出端上設(shè)有齒輪Ⅱ19，所述端齒盤(pán)Ⅱ包括固定于刀塔箱體1前端面的端齒定齒盤(pán)Ⅱ21、與齒輪Ⅱ19適配嚙合并與刀盤(pán)23固定連接的端齒動(dòng)齒輪Ⅱ20以及與活塞Ⅱ24固定連接并隨其左右移動(dòng)的端齒鎖緊齒盤(pán)Ⅱ22。

刀盤(pán)分度定位裝置4的工作原理：伺服電機(jī)Ⅱ17通過(guò)行星齒輪減速機(jī)Ⅱ18驅(qū)動(dòng)齒輪Ⅱ19轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪Ⅱ19帶動(dòng)端齒動(dòng)齒輪Ⅱ20轉(zhuǎn)動(dòng)，端齒動(dòng)齒輪Ⅱ20與刀盤(pán)23固連，伺服電機(jī)Ⅱ17接收轉(zhuǎn)動(dòng)指令同時(shí)，液壓系統(tǒng)工作，活塞Ⅱ24右腔進(jìn)油，活塞Ⅱ24帶動(dòng)端齒鎖緊齒盤(pán)Ⅱ22左移，刀盤(pán)23鎖緊定位脫開(kāi)，刀盤(pán)23由伺服電機(jī)Ⅱ17驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)粗定位，即端齒動(dòng)齒輪Ⅱ20和端齒定齒盤(pán)Ⅱ21端齒槽大致對(duì)正，定位精度±10′；轉(zhuǎn)動(dòng)到位后，活塞Ⅱ24左腔進(jìn)油，活塞Ⅱ24帶動(dòng)端齒鎖緊齒盤(pán)Ⅱ22右移，實(shí)現(xiàn)刀盤(pán)23精密定位鎖緊，即端齒動(dòng)齒輪Ⅱ20、端齒定齒盤(pán)Ⅱ21和端齒鎖緊齒盤(pán)Ⅱ22三齒盤(pán)嚙合，定位精度為±5″，如此循環(huán)往復(fù)實(shí)現(xiàn)按30°分的12工位分度、定位、鎖緊，通過(guò)編程支持12工位就近選刀，相鄰刀位換到時(shí)間0.4秒。

所述刀塔箱體1內(nèi)部和刀盤(pán)分度定位裝置4中的刀盤(pán)23內(nèi)排布有動(dòng)力刀具傳動(dòng)輸出裝置5。具體的，如圖6所示，所述動(dòng)力刀具傳動(dòng)輸出裝置5包括設(shè)于刀塔箱體1內(nèi)中部的伺服電機(jī)Ⅲ25和轉(zhuǎn)動(dòng)支撐于刀盤(pán)23內(nèi)孔中并與刀盤(pán)23軸線(xiàn)垂直的動(dòng)力刀具輸出軸30，所述伺服電機(jī)Ⅲ25輸出端設(shè)有主動(dòng)同步帶輪26，所述動(dòng)力刀具輸出軸30上設(shè)有被動(dòng)同步帶輪29，所述主動(dòng)同步帶輪26通過(guò)同步帶27驅(qū)動(dòng)被動(dòng)同步帶輪29轉(zhuǎn)動(dòng)，優(yōu)選的，所述同步帶27采用高強(qiáng)度同步帶。其中，所述動(dòng)力刀具輸出軸30通過(guò)固定于刀塔箱體1端面上的軸座28支撐在刀盤(pán)23內(nèi)孔中，所述動(dòng)力刀具輸出軸30通過(guò)精密角接觸軸承支撐在軸座28內(nèi)，所述動(dòng)力刀具輸出軸30兩端安裝動(dòng)力刀具31，所述動(dòng)力刀具31一端通過(guò)端面鍵與動(dòng)力刀具輸出軸30端部嚙合。上述結(jié)構(gòu)使動(dòng)力刀塔整體外形尺寸小，管線(xiàn)布局緊湊，防護(hù)密封嚴(yán)密。

動(dòng)力刀具傳動(dòng)輸出裝置5的工作原理：伺服電機(jī)Ⅲ25驅(qū)動(dòng)主動(dòng)同步帶輪26轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)同步帶輪26通過(guò)同步帶27驅(qū)動(dòng)安裝在動(dòng)力刀具輸出軸30上的被動(dòng)同步帶輪29轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)動(dòng)力刀具輸出軸30得到運(yùn)動(dòng)和扭矩，刀盤(pán)23接收控制系統(tǒng)調(diào)刀和選刀指令，帶動(dòng)動(dòng)力刀具31與動(dòng)動(dòng)力刀具輸出軸30通過(guò)端面鍵嚙合。通過(guò)以上連接方式，可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)一個(gè)或兩個(gè)動(dòng)力刀具31工作，動(dòng)力刀具31夾頭配置ER25彈性?shī)A頭，最大刀具直徑16mm，最高轉(zhuǎn)速4000r/min。

本實(shí)用新型中B軸分度定位鎖緊裝置3、刀盤(pán)分度定位裝置4及動(dòng)力刀具傳動(dòng)輸出裝置5都由伺服電機(jī)控制，使機(jī)床控制系統(tǒng)配置簡(jiǎn)潔，設(shè)計(jì)緊湊，縮短機(jī)床配套周期，大幅降低了制造維護(hù)成本；本實(shí)用新型由于帶有B軸功能，動(dòng)力刀具的運(yùn)動(dòng)只需要軸向單元就可以滿(mǎn)足軸向、徑向復(fù)雜銑削加工，同時(shí)動(dòng)力刀具的機(jī)械接口復(fù)合VDI標(biāo)準(zhǔn)，使配套十分方便，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜刀塔的本土化設(shè)計(jì)、制造和裝配。

上述實(shí)施例，只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限制本實(shí)用新型實(shí)施范圍，故凡以本實(shí)用新型權(quán)利要求所述內(nèi)容所做的等效變化，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍之內(nèi)。