用于小型钻铣中心的高速换刀机构制造技术

用于小型钻铣中心的高速换刀机构，包括主轴箱体、主轴系、凸轮轴系和换刀及抓刀机构，轮轴系的凸轮轴上套装端面圆柱凸轮和平面凸轮，杠杆机构与换刀及抓刀机构上的限位套连接实现端面圆柱凸轮旋转时换刀及抓刀机构的下伸上拉，复合杠杆机构端部压在所述主轴系上的销轴两端实现对刀柄的卡紧或松开，平面凸轮上的圆周曲线面与换刀与抓紧机构连接实现换刀及抓刀机构的180°旋转；端面圆柱凸轮旋转带动扇型齿轮摆动，扇型齿轮同时与置于换刀及抓刀机构上端的齿轮轴啮合实现刀爪的张开闭合动作。本实用新型专利技术巧妙利用安装在主轴箱内的凸轮结构和空心花键轴结构，使主轴箱结构紧凑，且换刀机构高速可靠，降低了工人劳动强度，提高了生产效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属机械加工中心
，具体涉及一种用于小型钻铣中心的高速换刀机构。
技术介绍
目前现有的立式加工中心中，主轴锥孔根据规格大小采用BT30、BT40及BT50等规格安装刀具柄，而与之配套的刀库有刀位数不等的斗笠式、圆盘式刀库，这些刀库已经形成功能部件，立式加工中心生产商可以直接采购来安装使用。而为了加工计算机硬盘等较小的精密零件需要的刀具直径比较小，就需要采用比BT30还要小的BT15主轴锥孔以便达到高速切削，但由于BT15主轴锥孔尺寸较小，精度高，要求换刀速度高，换刀机构复杂，一直困扰着我国小型钻铣中心及较小的精密零件加工的发展需求，因此有必要改进。
技术实现思路
本技术解决的技术问题提供一种用于小型钻铣中心的高速换刀机构，利用安装在主轴箱内的凸轮和空心花键轴结构，实现程序控制的高速自动换刀，解决了小型钻铣中心的高速换刀难题。本技术采用的技术方案用于小型钻铣中心的高速换刀机构，具有主轴箱体，所述主轴箱体的A面上制有贯通于B面的1、I1、111轴孔和未贯通B面的IV轴孔，其C面制有VI轴孔，D面制有V和VII轴孔，所述I轴孔内安装主轴系，所述III轴孔内安装凸轮轴系，所述凸轮轴系的凸轮轴上套装端面圆柱凸轮和平面凸轮且端面圆柱凸轮位于平面凸轮上方，所述端面圆柱凸轮制有端面曲线槽、圆周曲线槽I和圆周曲线槽II，所述平面凸轮制有圆周曲线面；所述II轴孔内安装换刀及抓刀机构，杠杆机构一端与所述V轴孔为轴铰接，杠杆机构中端与端面圆柱凸轮的圆周曲线槽I嵌入连接，另一端与换刀及抓刀机构上的限位套连接实现端面圆柱凸轮旋转时换刀及抓刀机构的下伸上拉，复合杠杆机构与所述VI轴孔为轴铰接，复合杠杆机构一端与圆周曲线槽II嵌入连接，另一端压在所述主轴系上的销轴两端实现对刀柄的卡紧或松开，所述圆周曲线面通过轴承随动器II与换刀与抓紧机构连接并实现平面凸轮转动时换刀及抓刀机构的180°旋转；所述IV轴孔内固定扇型齿轮，所述扇型齿轮端面制有的凹槽内固定有嵌在端面曲线槽内的轴承随动器I，所述端面圆柱凸轮旋转带动扇型齿轮摆动，所述扇型齿轮同时与置于换刀及抓刀机构上端的齿轮轴啮合实现刀爪的张开闭合动作。其中，所述杠杆机构包括上凸轮拨叉，所述V轴孔内固定有销轴，上凸轮拨叉一端以销轴为支点固定在V轴孔内上，中间与嵌入圆周曲线槽I内的轴承随动器III连接，另一端设有与换刀及抓刀机构上的限位套上的外圆周槽连接的轴承随动器IV，通过杠杆作用控制换刀及抓刀机构的下伸上拉动作；所述复合杠杆机构包括拨叉连杆和主轴内拉杆拨叉，所述拨叉连杆中部通过销轴一端与置于VI轴孔内的螺母套紧固，所述拨叉连杆一端设有嵌入圆周曲线槽II内的轴承随动器V，拨叉连杆另一端制有槽口，所述主轴内拉杆拨叉以铰链销为支点固定在νπ轴孔内，所述主轴内拉杆拨叉一端制有球头销且球头销置于槽口内，所述主轴内拉杆拨叉另一端制有开口 U型槽，所述开口 U型槽的两耳压在设于主轴系上端的销轴两端实现对刀柄的卡紧或松开。其中，换刀及抓刀机构的前法兰和后法兰分别安装在主轴箱体的B面II轴孔内和A面II轴孔内，所述换刀及抓刀机构上设有安装在所述主轴箱体D面上的轴承座，前法兰和轴承座孔内均设有支撑空心花键轴的球轴承，所述空心花键轴下端固定连接换刀爪箱体，所述换刀爪箱体中心通孔内套装有驱动轴，所述驱动轴置于空心花键轴内孔中，所述驱动轴一端制有扁孔，所述空心花键轴上套装有花键套，所述花键套中部大圆台沿周向制有八个均匀分布的圆孔，一面四个间隔90度的圆孔内有四个轴承随动器II，另一面四个间隔90度的圆孔也有四个轴承随动器II，所述两面的轴承随动器II与所述平面凸轮的两处圆周曲线面啮合接触，所述平面凸轮随凸轮轴转动时拨动轴承随动器II并通过花键套带动空心花键轴及与之固定连接的换刀爪箱体旋转180度；所述空心花键轴中上部固接有限位套，所述限位套上制有外圆周槽，与上凸轮拨叉组一端固定连接的轴承随动器IV嵌入外圆周槽内，所述端面圆柱凸轮随凸轮轴转动时通过上凸轮拨叉组端部的轴承随动器IV带动空心花键轴及与之固接的换刀爪箱体下伸上拉运动；所述空心花键轴内部套装有与所述齿轮轴固定连接的传动杆，所述传动杆下端制有锥扁可插入所述驱动轴一端的扁孔内，所述驱动轴另一端对称制有两个凸缘且支撑在架体上，所述凸缘分别与对称布置在架体上的主换刀爪一端凸台I接触，主换刀爪上制有内孔I，另一端制有与刀柄相配的弧形凹台I，主换刀爪内孔I通过支点销I与换刀爪箱体铰接，形成了以主换刀爪内孔支点销I为支点，一端凸台I为主动端，另一端弧形凹台I为被动端的杠杆，主换刀爪中部凸台II与副换刀爪中部凸台III接触，副换刀爪上制有内孔II，通过支点销II与换刀爪箱体铰接，副换刀爪另一端制有与刀柄相配的弧形凹台II，形成了以副换刀爪内孔支点销II为支点，副换刀爪中部凸台II为主动端，另一端弧形凹台II为被动端的杠杆；所述传动杆锥扁插入所述驱动轴一端的扁孔时所述驱动轴另一端的两个凸缘压拨主换刀爪一端凸台I，主换刀爪中部凸台II顶拨副换刀爪中部凸台III，形成主换刀爪和副换刀爪同时张开的动作；所述驱动轴与传动杆脱离时位于主换刀爪和副换刀爪一端之间的压缩弹簧释放迫使主换刀爪和副换刀爪同时收缩，主换刀爪和副换刀爪的弧形凹台I和弧形凹台II同时卡住刀柄。其中，所述主轴系包括套筒、主轴、前法兰、后法兰、角接触球轴承、外隔套、内隔套、拉杆、连接套、模具弹簧、钢球、锁紧螺母及圆柱销，所述套筒固定安装在主轴箱体的B面I轴孔内，所述主轴通过前法兰、角接触球轴承、外隔套、内隔套、后法兰、锁紧螺母安装在所述套筒内孔中，所述主轴下端制有与刀柄配合的锥孔，还制有孔J，孔K，主轴上端制有腰型通槽，所述主轴孔内设有拉杆，所述拉杆下端制有内孔，所述刀柄的拉钉设于拉杆下端的内孔中，所述拉杆下端的内孔周向制有三个未贯通球形沉孔，所述球形沉孔内装有钢球，所述刀柄位于主轴孔K处钢球抱住拉钉端部的锥面，刀柄位于主轴孔J处钢球与锥面脱离，所述拉杆上端制有外螺纹，并与下端制有内螺纹的连接套旋合，所述连接套上端制有与腰型通槽贯通的销孔，所述圆柱销置于腰型通槽内，所述圆柱销两端被主轴内拉杆拨叉端部的开口 U型槽两耳挤压带动拉杆向下滑动，所述拉杆上套有模具弹簧，模具弹簧下端面与主轴内孔肩面接触固定不动，模具弹簧上端面与连接套下端面接触，所述主电机输出轴与主轴连接。其中，所述凸轮轴系包括端面圆柱凸轮、凸轮轴、平面凸轮和副电机，所述凸轮轴下端通过轴承座安装在主轴箱体B面的III轴孔内，凸轮轴上端套装在置于主轴箱体A面的III轴孔内轴承孔内，所述副电机输出轴通过联轴器与凸轮轴的上端连接，凸轮轴中部外圆上套装有端面圆柱凸轮和平面凸轮且两者之间设有隔套，固定在V电机座侧边的检测支架上设有的检测开关检测套装在联轴器上的检测环位置，所述端面圆柱凸轮的端面曲线槽内嵌有固定在扇形齿轮上的轴承随动器I，所述扇形齿轮与换刀及抓刀机构上的齿轮轴啮合控制刀爪的张开闭合动作；所述端面圆柱凸轮的圆周曲线槽I内嵌有与上凸轮拨叉组连接的轴承随动器III，通过杠杆作用控制换刀及抓刀机构下伸上拉动作；所述端面圆柱凸轮的圆周曲线槽II嵌有位于拨叉连杆组一端的轴承随动器V，通过拨叉连杆及主轴内拉杆拨叉的杠杆作用控制主轴系卸刀本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于小型钻铣中心的高速换刀机构，具有主轴箱体（1），所述主轴箱体（1）的A?面上制有贯通于B?面的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴孔和未贯通B?面的Ⅳ轴孔，其C?面制有Ⅵ轴孔，D?面制有Ⅴ和Ⅶ轴孔，其特征在于：所述Ⅰ轴孔内安装主轴系（４），所述Ⅲ轴孔内安装凸轮轴系（３），所述凸轮轴系（３）的凸轮轴（16）上套装端面圆柱凸轮（15）和平面凸轮（21）且端面圆柱凸轮（15）位于平面凸轮（21）上方，所述端面圆柱凸轮（15）制有端面曲线槽（7）、圆周曲线槽Ⅰ（8）和圆周曲线槽Ⅱ（12），所述平面凸轮（21）制有圆周曲线面（86）；所述Ⅱ轴孔内安装换刀及抓刀机构（２），杠杆机构（14）一端与所述Ⅴ轴孔为轴铰接，杠杆机构（14）中端与端面圆柱凸轮（15）的圆周曲线槽Ⅰ（8）嵌入连接，另一端与换刀及抓刀机构（２）上的限位套（68）连接实现端面圆柱凸轮（15）旋转时换刀及抓刀机构（2）的下伸上拉，复合杠杆机构（17）与所述Ⅵ轴孔为轴铰接，复合杠杆机构（17）一端与圆周曲线槽Ⅱ（12）嵌入连接，另一端压在所述主轴系（4）上的销轴（36）两端实现对刀柄（74）的卡紧或松开，所述圆周曲线面（86）通过轴承随动器Ⅱ（57）与换刀与抓紧机构（2）连接并实现平面凸轮（21）转动时换刀及抓刀机构（2）的180?度旋转；所述Ⅳ轴孔内固定扇型齿轮（6），所述扇型齿轮（6）端面制有的凹槽内固定有嵌在端面曲线槽（7）内的轴承随动器Ⅰ（51），所述端面圆柱凸轮（15）旋转带动扇型齿轮（6）摆动，所述扇型齿轮（6）同时与置于换刀及抓刀机构（2）上端的齿轮轴（67）啮合实现?刀爪的张开闭合动作。...

【技术特征摘要】
1.用于小型钻铣中心的高速换刀机构，具有主轴箱体(1)，所述主轴箱体(I)的A面上制有贯通于B面的1、I1、III轴孔和未贯通B面的IV轴孔，其C面制有VI轴孔，D面制有V和VII轴孔，其特征在于所述I轴孔内安装主轴系(4)，所述III轴孔内安装凸轮轴系(3)，所述凸轮轴系(3 )的凸轮轴(16)上套装端面圆柱凸轮(15)和平面凸轮(21)且端面圆柱凸轮(15)位于平面凸轮(21)上方，所述端面圆柱凸轮(15)制有端面曲线槽(7)、圆周曲线槽I (8)和圆周曲线槽II (12)，所述平面凸轮(21)制有圆周曲线面(86);所述II轴孔内安装换刀及抓刀机构(2 )，杠杆机构(14) 一端与所述V轴孔为轴铰接，杠杆机构(14)中端与端面圆柱凸轮(15)的圆周曲线槽I (8)嵌入连接，另一端与换刀及抓刀机构(2)上的限位套(68)连接实现端面圆柱凸轮(15)旋转时换刀及抓刀机构(2)的下伸上拉，复合杠杆机构(17)与所述VI轴孔为轴铰接，复合杠杆机构(17) —端与圆周曲线槽II (12)嵌入连接，另一端压在所述主轴系(4)上的销轴(36)两端实现对刀柄(74)的卡紧或松开，所述圆周曲线面(86)通过轴承随动器II (57)与换刀与抓紧机构(2)连接并实现平面凸轮(21)转动时换刀及抓刀机构(2)的180度旋转；所述IV轴孔内固定扇型齿轮(6),所述扇型齿轮(6)端面制有的凹槽内固定有嵌在端面曲线槽(7)内的轴承随动器I (51)，所述端面圆柱凸轮(15)旋转带动扇型齿轮(6)摆动，所述扇型齿轮(6)同时与置于换刀及抓刀机构(2)上端的齿轮轴(67)啮合实现刀爪的张开闭合动作。2.根据权利要求1所述的用于小型钻铣中心的高速换刀机构，其特征在于所述杠杆机构(14)包括上凸轮拨叉(10)，所述V轴孔内固定有销轴(59)，上凸轮拨叉(10) —端以销轴(59)为支点固定在所述V轴孔内，中间与嵌入圆周曲线槽I (8)内的轴承随动器111(44)连接，另一端设有与换刀及抓刀机构(2)上的限位套(68)上的外圆周槽(24)连接的轴承随动器IV (13)，通过杠杆作用控制换刀及抓刀机构(2 )的下伸上拉动作；所述复合杠杆机构(17 )包括拨叉连杆(5 )和主轴内拉杆拨叉(9 )，所述拨叉连杆(5 )中部通过销轴(41)与置于所述VI轴孔内的螺母套(40)铰接紧固，所述拨叉连杆(5)—端设有嵌入圆周曲线槽II(12)内的轴承随动器V (33)，拨叉连杆(5)另一端制有槽口(58)，所述主轴内拉杆拨叉(9)以铰链销(55)为支点固定在所述VII轴孔内，所述主轴内拉杆拨叉(9) 一端制有球头销(54)且球头销(54)置于槽口( 58 )内，所述主轴内拉杆拨叉(9 )另一端制有开口 U型槽(23 )，所述开口 U型槽(23)的两耳压在设于主轴系(4)上端的销轴(36)两端实现对刀柄(74)的卡紧或松开。3.根据权利要求1或2所述的用于小型钻铣中心的高速换刀机构，其特征在于换刀及抓刀机构(2 )的前法兰(20)和后法兰(64)分别安装在主轴箱体(I)的B面II轴孔内和A面II轴孔内，所述换刀及抓刀机构(2 )上设有安装在所述主轴箱体(I) D面上的轴承座(70)，前法兰(20)和轴承座(70)孔内均设有支撑空心花键轴(71)的球轴承(59)，所述空心花键轴(71)下端固定连接换刀爪箱体(63)，所述换刀爪箱体(63)中心通孔内套装有驱动轴(60)，所述驱动轴(60)置于空心花键轴(71)内孔中，所述驱动轴(60)—端制有扁孔(85),所述空心花键轴(71)上套装有花键套(69)，所述花键套(69)中部大圆台沿周向制有八个均匀分布的圆孔，一面四个间隔90度的圆孔内有四个轴承随动器II (57)，另一面四个间隔90度的圆孔也有四个轴承随动器II (57)，所述两面的轴承随动器II (57)与所述平面凸轮(21)的两处圆周曲线面(86)啮合接触，所述平面凸轮(21)随凸轮轴(16)转动时拨动轴承随动器II (57 )并通过花键套(69 )带动空心花键轴(71)及与之固定连接的换刀爪箱体(63)旋转180度；所述空心花键轴(71)中上部固接有限位套(68)，所述限位套(68)上制有外圆周槽(24)，与上凸轮拨叉组(10)—端固定连接的轴承随动器IV(13)嵌入外圆周槽(24)内，所述端面圆柱凸轮(15)随凸轮轴(16)转动时通过上凸轮拨叉组(10)端部的轴承随动器IV(13)带动空心花键轴(71)及与之固接的换刀爪箱体(63)下伸上拉运动；所述空心花键轴(71)内部套装有与所述齿轮轴(67)固定连接的传动杆(61)，所述传动杆(61)下端制有锥扁可插入所述驱动轴(60) —端的扁孔(85)内，所述驱动轴(60)另一端对称制有两个凸缘(25)且支撑在架体(87)上，所述凸缘(25)分别与对称布置在架体(87)上的主换刀爪(66) —端凸台I (72)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李道海，秦耀忠，
申请(专利权)人：宝鸡西力精密机械有限公司，
类型：实用新型
国别省市：