技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，具体为一种降低主轴刚度要求的转塔式刀架。

背景技术

数控机床刀库的作用是储备一定数量的刀具，通过机械手等方式实现与主轴上刀具的互换，其中，转塔式刀库由于装载的刀头数量少，一般只在小型数控加工中心中使用，转塔式刀库具有结构紧凑、换刀时间短的优点，通过旋转转塔，各个刀头的分主轴按照程序指令，依次转动到加工位置，从而实现自动换刀动作，这种换刀方式，由于各个刀头的分主轴都集中在一个转塔上，对转塔主轴的刚度要求较高，为了照顾到分主轴的刚度，因此对刀具的数量也有一定的限制，而且每个刀头都需要配备一个驱动装置，分主轴、驱动装置及相应的配件数量较多，增加了可能出现故障的结构点，对后续的使用和维护造成不便。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种降低主轴刚度要求的转塔式刀架，具备对主轴的刚度要求低，且结构简单等优点，解决了一般的转塔式刀库对转塔主轴的刚度要求高，且结构复杂，容易出现故障的问题。

(二)技术方案

为实现上述对主轴的刚度要求低，且结构简单的目的，本发明提供如下技术方案：一种降低主轴刚度要求的转塔式刀架，包括固定塔架，所述固定塔架的正面固定安装有支撑件，所述支撑件的内部转动连接有主轴，所述固定塔架的正面转动连接有刀架转盘，所述刀架转盘的内部活动插接有多组刀头组件。

所述刀头组件包括升降板，所述升降板的底部固定连接有螺环，所述螺环的底部固定连接有连接板，所述连接板通过弹簧与刀架转盘活动连接，所述升降板的内部活动插接有刀杆，所述刀杆的底部固定连接有刀头主体，所述升降板的顶部固定连接有限位块，所述限位块的顶部固定连接有磁铁一、所述刀杆的外侧且位于升降板的上方固定套接有挡环，所述挡环的底部开设有两个与限位块对应的限位槽，所述限位槽的槽底固定连接有磁铁二，所述固定塔架的内部且位于主轴的下方活动插接有两个顶杆，所述刀架转盘的背面开设有与顶杆对应的杆槽。

优选的，所述固定塔架固定安装在数控机床上，所述主轴通过数控机床上的驱动电机进行驱动旋转。

优选的，所述升降板呈倒梯形状，所述升降板的底部宽度大于螺环和连接板的外径，使得刀头组件在旋转至最下方时，顶杆先与升降板的斜面接触，升降板在顶杆的推动下向上移动，当升降板伸出至刀架转盘的外侧时，刀杆插入到主轴的安装槽内，且此时顶杆与螺环接触，螺环在顶杆的带动下旋转，所述升降板和连接板的内部都开设有与刀杆对应的圆孔。

优选的，所述弹簧的顶部和底部分别与连接板和刀架转盘固定连接。

优选的，所述刀杆为螺钉紧固式刀杆，所述主轴的底部开设有与刀杆对应的安装槽，由于刀杆采用螺钉紧固式刀杆，因此，将刀杆插入安装槽内并旋转，即可将刀杆固定安装在主轴上。

优选的，所述磁体一与磁铁二相对面的一侧磁性相反，因此，限位块插入到限位槽内时，在两个磁铁异性相吸的作用下固定在挡环上。

优选的，所述顶杆通过驱动电机在刀架转盘的内部伸缩活动。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种降低主轴刚度要求的转塔式刀架，具备以下有益效果：

1、该降低主轴刚度要求的转塔式刀架，将刀库设计为转动的环形，刀头安装在刀架转盘上，转动转盘即可使不同的刀头自动安装到主轴上，该刀架只有一个主轴，没有分主轴，因此降低了对主轴的刚度要求，且省去了数量较多的分主轴、分主轴驱动电机及相应的配件和连接线等结构，减少了出现故障的结构点。

2、该降低主轴刚度要求的转塔式刀架，通过在固定塔架上设置两个顶杆，刀头在旋转至主轴的过程中，在顶杆的作用下自动上升并旋转，从而固定安装在主轴上，不仅避免了在每个刀头上都设置一个刀头移动装置的麻烦，而且省去了一般的刀库在换刀时所必须的机械手结构，减少了占用空间，更符合小型数控加工中心空间小的特点。

附图说明

图1为现有的转塔式刀架正面示意图；

图2为本发明结构正面剖视图；

图3为本发明结构左视剖视图；

图4为本发明固定塔架结构正面示意图；

图5为本发明刀架转盘结构背面示意图；

图6为本发明图2中A部分放大图；

图7为本发明图6中刀杆与主轴未连接状态图；

图8为本发明升降板、螺环、连接板和刀杆连接结构立体图。

图中：1固定塔架、2支撑件、3主轴、4刀架转盘、5刀头组件、501升降板、502螺环、503连接板、504弹簧、505刀杆、506刀头主体、507限位块、508磁铁一、509挡环、510限位槽、511磁铁二、6顶杆、7杆槽、101主动轴、102转动塔架、103分组刀头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，现有的转塔式刀架，主要包括一个主动轴101，在主动轴101上固定连接有转动塔架102，转动塔架102上固定安装有多组分组刀头103，且每一组分组刀头103都包括刀具和分轴，在使用时，主动轴101带动转动塔架102旋转，将要使用的分组刀头103转至最下方，然后启动分轴的驱动电机，使刀具旋转，由于每一组分组刀头103都能单独驱动，且都固定在主动轴101上，因此这种结构，要配备的分轴和驱动电机较多，导致出现故障的问题点也就多，而且，对主动轴101的刚度要求很高，增加了生产成本。

请参阅图2-8，一种降低主轴刚度要求的转塔式刀架，包括固定塔架1，固定塔架1的正面固定安装有支撑件2，支撑件2的内部转动连接有主轴3，固定塔架1的正面转动连接有刀架转盘4，刀架转盘4的内部活动插接有多组刀头组件5。

刀头组件5包括升降板501，升降板501的底部固定连接有螺环502，螺环502的底部固定连接有连接板503，连接板503通过弹簧504与刀架转盘4活动连接，升降板501的内部活动插接有刀杆505，刀杆505的底部固定连接有刀头主体506，升降板501的顶部固定连接有限位块507，限位块507的顶部固定连接有磁铁一508、刀杆505的外侧且位于升降板501的上方固定套接有挡环509，挡环509的底部开设有两个与限位块507对应的限位槽510，限位槽510的槽底固定连接有磁铁二511，固定塔架1的内部且位于主轴3的下方活动插接有两个顶杆6，刀架转盘4的背面开设有与顶杆6对应的杆槽7。

其中，固定塔架1固定安装在数控机床上，主轴3通过数控机床上的驱动电机进行驱动旋转。

其中，升降板501呈倒梯形状，升降板501的底部宽度大于螺环502和连接板503的外径，使得刀头组件5在旋转至最下方时，顶杆6先与升降板501的斜面接触，升降板501在顶杆6的推动下向上移动，当升降板501伸出至刀架转盘4的外侧时，刀杆505插入到主轴3的安装槽内，且此时顶杆6与螺环502接触，螺环502在顶杆6的带动下旋转，升降板501和连接板503的内部都开设有与刀杆505对应的圆孔。

其中，弹簧504的顶部和底部分别与连接板503和刀架转盘4固定连接。

其中，刀杆505为螺钉紧固式刀杆，主轴3的底部开设有与刀杆505对应的安装槽，由于刀杆505采用螺钉紧固式刀杆，因此，将刀杆505插入安装槽内并旋转，即可将刀杆505固定安装在主轴3上。

其中，磁体一508与磁铁二511相对面的一侧磁性相反，因此，限位块507插入到限位槽510内时，在两个磁铁异性相吸的作用下固定在挡环509上。

其中，顶杆6通过驱动电机在刀架转盘4的内部伸缩活动。

在使用时，一个刀头安装在主轴3上，其余的刀头都插在刀架转盘4内，顶杆6收缩在固定塔架1内，当要换刀时，将顶杆6向外伸出，逆时针转动刀架转盘4，如图6所示，在刀架转盘4旋转的过程中，升降板501在左边顶杆6的带动下向上移动，当升降板501伸出至刀架转盘4的外侧时，升降板501上的限位块507插入到挡环509上的限位槽510内，升降板501和挡环509在磁铁一508和磁铁二511的吸力下紧密连为一体，此时左边的顶杆6与螺环502接触，并带动螺环502旋转，由于螺环502通过升降板501和挡环509与刀杆505固定连接，因此刀杆505也旋转松开，并在弹簧504的拉力下与主轴3分离收缩在刀架转盘4内，其状态如图7所示，完成了旧刀头的拆卸工作。

然后顶杆6向后收缩在固定塔架1内，继续逆时针转动刀架转盘4，在新刀头转至主轴3的右下方时，顶杆6重新伸出来，右侧的顶杆6使得升降板501向上移动，由于升降板501通过挡环509与刀杆505固定连接，因此刀杆505上升插入到主轴3上的安装槽内，然后右侧的顶杆6通过螺环502带动刀杆505旋转，使得刀杆505固定在安装槽内，安装好刀杆505后，由于刀架转盘4的逆时针旋转，右侧的顶杆6与螺环502分离，此时升降板501位于两个顶杆6之间，在弹簧504的扭转里和拉力带动下回转并下移至初始位置，自动复位，此时刀架转盘4停转，刀头主体506和刀杆505固定安装在主轴3上，完成了新刀头的自动安装工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。