CN110636917A - 机床的刀架 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机床的刀架(1)，其设置有多个旋转工具(8)，旋转自由地被轴支承的工具旋转驱动轴(10)的旋转被传递到各旋转工具(8)，所述机床的刀架(1)的特征在于，具有固定在工具旋转驱动轴(10)的多个输入部(21、31)、以及旋转自由地被支承并由输入部(21、31)旋转驱动，并且在成为规定的旋转相位时与各旋转工具(8)的被卡合部(8c)卡合以使传递动力成为可能的、与各输入部(21、31)对应的卡合部(23a、33a)，在规定的输入部(21)和卡合部(23a)之间设置调节单元(40)，所述调节单元(40)相对于工具旋转驱动轴(10)而对卡合部(23a)的相位进行调节，以使卡合部(23a、33a)与对应的被卡合部(8c)同时卡合。

Description

机床的刀架
技术领域
本发明涉及一种机床的刀架。
背景技术
作为用于NC车床等机床中的刀架，公知例如专利文献1所示那样设置有多个旋转工具、工具旋转驱动轴的旋转被传递至各个旋转工具的结构。
在专利文献2中，作为其他的刀架，记载了如下结构的转塔刀架：将工具旋转驱动轴的旋转传递到旋转工具的动力传递机构具有输入部(锥齿轮)和离合器机构，所述输入部固定在工具旋转驱动轴，所述离合器机构具有被输入部旋转驱动并且在成为规定的旋转相位时与旋转工具的被卡合部卡合以使传递动力成为可能的卡合部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-227704号公报；
专利文献2：日本专利第2889426号公报。
发明要解决的问题
在经由上述专利文献2中记载的具有离合器机构的动力传递机构向多个旋转工具分别传动驱动力的情况下，存在不易使上述各卡合部与相对应的各上述被卡合部同时卡合的问题。
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的是提供一种能够容易地使各卡合部与相对应的各被卡合部同时卡合的机床的刀架。
发明内容
本发明的机床的刀架设置有多个旋转工具，旋转自由地被轴支承的工具旋转驱动轴的旋转被传递到各所述旋转工具，所述机床的刀架的特征在于，具有：多个输入部，其被固定在所述工具旋转驱动轴；以及卡合部，其与各所述输入部对应，旋转自由地被支承并由所述输入部旋转驱动，并且在成为规定的旋转相位时与各所述旋转工具的被卡合部卡合以使动力传递成为可能，在规定的所述输入部和所述卡合部之间设置调节单元，所述调节单元相对于所述工具旋转驱动轴而对所述卡合部的相位进行调节，以使所述卡合部和对应的所述被卡合部能够同时卡合。
本发明的机床的刀架，其特征在于，在上述结构中，设置将所述输入部相对于所述工具旋转驱动轴而固定的固定单元，所述固定单元由所述调节单元组成。
本发明的机床的刀架，其特征在于，在上述结构中，所述输入部由齿轮组成，通过将所述齿轮相对于所述工具旋转驱动轴的固定位置在旋转方向相对于该工具旋转驱动轴而移动，来调节所述卡合部相对于所述工具旋转驱动轴的相位。
本发明的机床的刀架，其特征在于，在上述结构中，转动自由地设置安装所述旋转工具的工具安装部，沿转动轴线安装两个所述旋转工具，通过所述工具安装部的规定的分度转动，两个所述旋转工具能够同时旋转驱动地被分度。
本发明的机床的刀架，其特征在于，在上述结构中，所述卡合部及所述被卡合部由榫槽及榫组成，通过所述工具安装部的转动，所述榫槽和所述榫卡合。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够容易地使各卡合部与相对应的各被卡合部同时卡合的机床的刀架。
附图说明
图1是表示作为本发明的一种实施方式的转塔刀架的概要的剖视图。
图2是用于说明图1所示离合器机构的卡合结构的说明图。
图3是表示图1所示的固定单元的详细的剖视图。
具体实施方式
图1所示的作为本发明的一种实施方式的转塔刀架(机床的刀架)1例如是NC车床等机床所使用的刀架。
转塔刀架1具有被支承台2以可通过转塔转动轴3转动(可旋转)的方式支承的转塔4。例如，采用钢材制造的转塔4成为具有多个转塔面4a的多角形状，在其一端侧同轴地固定在转塔转动轴3。转塔4的内部为中空，通过端盖5封闭另一端侧的顶端开口。
转塔转动轴3经由固定在基端侧的齿轮3a与未图示的分度电机相连，并能够通过分度电机来旋转驱动转塔转动轴3。
在转塔4的周围设置有能够安装旋转工具8的多个工具安装部6。在图示情况下，在转塔4的周围，分别在12个转塔面4a在转塔转动轴3的轴向(沿着转动轴线方向)上2个2个地排列的、共计24个工具安装部6在转塔转动轴3的轴向分为并列的两层而设置。在转塔转动轴3的轴向上的一侧(图中右侧)沿圆周方向等间隔地排列的12个工具安装部6为上层的工具安装部6，在转塔转动轴3的轴向上的另一侧(图中左侧)沿圆周方向等间隔地排列的12个工具安装部6为下层的工具安装部6。
各个工具安装部6构成为具有沿径向贯穿转塔4的贯穿孔。在工具安装部6能够通过使用夹头7等来安装例如钻头或端铣刀等旋转工具8。安装在工具安装部6的旋转工具8通过轴承而可旋转自由地被夹头7支承，能够以转塔4的径向为轴心进行旋转。
作为安装在工具安装部6的旋转工具8，使用了在与具有切削刃的工具主体8a同轴的轴部8b下端面一体地设置有沿径向延伸的作为被卡合部的榫8c(参考图2)的工具。
图1中示出了在上层的工具安装部6安装了1个旋转工具8的状态，但无论上层、下层，在其他的工具安装部6均能根据需要安装旋转工具8，在转塔4设置有多个旋转工具8。在工具安装部6也能够安装例如车刀等不旋转的工具。
在转塔4和支承台2之间设置有联轴器机构9。转塔4通过联轴器机构9来相对于支承台2锁定，从而定位在对应各工具安装部6的规定的分度位置。通过未图示的驱动机构沿轴向驱动转塔转动轴3而使转塔4向远离支承台2的方向移动，解除基于联轴器机构9的联接，接着在通过未图示的分度电机驱动转塔转动轴3并使其以旋转了规定角度后再次使联轴器机构9卡合，由此能够选择性地将任意工具安装部6定位到规定的分度位置。例如，能够将在沿转动轴线排列设置的两个工具安装部6安装的两个旋转工具8同时地通过规定的分度转动分度在可旋转驱动的位置。关于机床，通过在定位到分度位置的工具安装部6安装的旋转工具8等工具，对被主轴把持的工件进行加工。
作为联轴器机构9，不限于采用通过驱动机构使转塔4向远离支承台2的轴向移动来进行联轴器的卡合、解除的结构，可以采用不使转塔4相对于支承台2沿轴向移动而能在转塔4的内部进行联轴器的卡合、解除的联轴器(例如3叶片联轴器)。
在转塔转动轴3的轴心配置有工具旋转驱动轴10。工具旋转驱动轴10由未图示的工具旋转电机旋转驱动。作为工具旋转电机，例如使用伺服电机等具有能对工具旋转驱动轴10的停止位置(停止时的旋转位置)进行相位控制的结构的电机，工具旋转驱动轴10总是在成为规定的旋转相位的位置停止。
转塔转动轴3和工具旋转驱动轴10之间配置有以不能够旋转的方式被支承台2支承的圆筒状的固定轴11，在固定轴11的顶端固定有壳体形状的固定体12。固定体12通过固定轴11被支承台2支承，并且无关乎转塔4转动地以不转动的状态配置在转塔4的内部。固定在转塔4的端盖5通过轴承可旋转自由地被固定体12支承。
在转塔4设置有用于将工具旋转驱动轴10的旋转传递到安装在下层的工具安装部6的旋转工具8的动力传递机构20和用于将工具旋转驱动轴10的旋转传递到安装在上层的工具安装部6的旋转工具8的动力传递机构30。
下层动力传递机构20具有固定在工具旋转驱动轴10的作为输入部的锥齿轮21。锥齿轮21通过在工具旋转驱动轴10的外周面形成的轴侧键槽22a和设置在锥齿轮21的齿轮侧键槽22b处配置键22c而在相对于工具旋转驱动轴10锁定的状态下被固定，并与工具旋转驱动轴10一起旋转。锥齿轮21不限于上述的结构，例如采用通过使锥齿轮21的内周面与在工具旋转驱动轴10的外周面设置的花键进行花键卡合而在相对于工具旋转驱动轴10锁定的状态下被固定的结构等，只要是能够使锥齿轮21在相对于工具旋转驱动轴10锁定的状态下被固定的结构，则可以采用各种结构。
动力传递机构20具有通过轴承而旋转自由地被支承在固定体12的下层侧的工具旋转传动轴23。工具旋转传动轴23的基端向固定体12的内部突出，在该基端固定有锥齿轮24。锥齿轮24与固定在工具旋转驱动轴10的锥齿轮21啮合，工具旋转传动轴23通过与工具旋转驱动轴10一起旋转的锥齿轮21而被旋转驱动。
工具旋转传动轴23配置为与在位于分度位置的下层工具安装部6安装的旋转工具8同轴。在工具旋转传动轴23朝向工具安装部6一侧的顶端设置有沿径向延伸作为卡合部的榫槽23a。就榫槽23a而言，在通过能够控制停止位置的相位的工具旋转电机而使工具旋转传动轴23在成为规定的旋转相位的位置而停止时，其朝向沿着转塔4的转动方向的方向。通过在榫槽23a朝向沿着转塔4的转动方向的方向的状态下使转塔4转动，能够使在向着分度位置移动的下层工具安装部6安装的旋转工具8的榫8c与榫槽23a以滑动方式进行卡合。通过将移动到分度位置的旋转工具8的榫8c与榫槽23a卡合，工具旋转传动轴23的旋转能传递到旋转工具8。在下层的旋转工具8位于分度位置以外的位置时，榫8c不与榫槽23a卡合，该旋转工具8处于工具旋转传动轴23的旋转未被传递的状态。由榫8c和榫槽23a构成对旋转工具8与工具旋转传动轴23间的动力传递进行断开连接的离合器机构。
上层动力传递机构30具有作为固定在工具旋转驱动轴10的输入部的锥齿轮31。锥齿轮31使用由调节单元组成的固定单元40而固定在工具旋转驱动轴10，并与工具旋转驱动轴10一起旋转。对使用了固定单元40的锥齿轮31朝向工具旋转驱动轴10的固定结构的细节在之后叙述。
动力传递机构30具有与下层侧的工具旋转传动轴23平行地配置并且在固定体12通过轴承而可旋转自由地被支承的上层侧的工具旋转传动轴33。工具旋转传动轴33的基端向固定体12的内部突出，在该基端固定有锥齿轮34。锥齿轮34与固定在工具旋转驱动轴10的锥齿轮31啮合，工具旋转传动轴33通过与工具旋转驱动轴10一起旋转的锥齿轮31被旋转驱动。
工具旋转传动轴33配置为与在位于分度位置的上层工具安装部6安装的旋转工具8同轴。工具旋转传动轴33的朝向工具安装部6一侧的顶端设置有沿径向延伸作为卡合部的榫槽33a。对于榫槽33a而言，在通过能够控制停止位置的相位的工具旋转电机使工具旋转传动轴33在成为规定的旋转相位的位置而停止时，其朝向沿着转塔4的转动方向的方向。通过在榫槽33a朝向沿着转塔4的转动方向的方向的状态下使转塔4转动，能够使向着分度位置移动的上层旋转工具8的榫8c与榫槽33a以滑动方式进行卡合。通过将移动到分度位置的旋转工具8的榫8c与榫槽33a卡合，能够将工具旋转传动轴33的旋转传递到旋转工具8。在上层的旋转工具8位于分度位置以外的位置时，榫8c不与榫槽33a卡合，该旋转工具8处于不被传递工具旋转传动轴33的旋转的状态。由榫8c和榫槽33a构成对旋转工具8与工具旋转传动轴33间的动力传递进行断开连接的离合器机构。
虽未图示细节，但是也可以在固定体12的外周面中与下层侧的工具安装部6和上层侧的工具安装部6对应的部分设置对朝向沿着转塔4的转动方向的方向的姿态的榫槽23a、33a进行接连的圆周槽。在固定体12的外周面设置有圆周槽的情况下，通过使位于分度位置以外的位置的旋转工具8的榫8c与圆周槽卡合，即使在分度位置以外位置也能够可靠地将榫8c维持成朝向沿着转塔4的转动方向的方向的姿态，能够在保持该姿态地使其向分度位置移动时可靠地使榫8c与工具旋转传动轴23、33的榫槽23a、33a卡合。
将上层锥齿轮31固定在工具旋转驱动轴10的固定单元40也可以是能够在任意圆周方向位置将锥齿轮31相对于工具旋转驱动轴10进行固定的单元。作为固定单元40，例如可以使用图3所示的结构的单元。
图3所示的固定单元40具有由钢材形成的在工具旋转驱动轴10的轴线方向观察时剖面呈C字形的近似筒状且能够缩径形变的内环41、以及由钢材形成的剖面呈C字形的近似筒状且能够扩径形变的外环42。在内环41设置有在圆周方向隔开等间隔地排列的多个贯穿孔41a，***这些贯穿孔41a的螺栓43与设置在外环42的螺纹孔42a螺合。内环41具有外周面呈锥形的锥筒部41b，设置在外环42的内周面的锥面42b与锥筒部41b的外周面抵接。外环42的锥面42b以外的部分相对于内环41在轴向上隔开间隔，若螺栓43被拧入，则锥筒部41b的外周面与锥面42b更深地卡合，内环41缩径形变同时外环42扩径形变。
将上述结构的固定单元40配置在锥齿轮31的内侧，并安装到工具旋转驱动轴10。工具旋转驱动轴10的固定锥齿轮31的部分可以是未设置键槽等而外表呈圆形的部分。在拧入螺栓43之前的状态下，内环41的内周面相对于工具旋转驱动轴10的外周面具有微小的间隙，能够使锥齿轮31相对于工具旋转驱动轴10进行相对旋转并调节至任意的圆周方向上的位置。通过在将锥齿轮31相对于工具旋转驱动轴10位于所期望的圆周方向位置的状态下拧入各螺栓43，在工具旋转驱动轴10与锥齿轮31之间使内环41缩径形变同时使外环42扩径形变，从而能够将锥齿轮31在该位置以相对于工具旋转驱动轴10锁定的状态进行固定。如果再次松开各螺栓43，则回到能够使锥齿轮31相对于工具旋转驱动轴10相对旋转而调节至任意的圆周方向的位置的状态。因此，对于锥齿轮31相对于工具旋转驱动轴10的固定位置而言，通过将该位置相对于该工具旋转驱动轴10在旋转方向上移动之后利用固定单元40将锥齿轮31固定在工具旋转驱动轴10，能够调节卡合部23a相对于工具旋转驱动轴10的相位。
锥齿轮31的轴向位置通过卡定在工具旋转驱动轴10的轴环44而被限制。
在转塔4的周围分为在转塔转动轴3的轴向上排列的下层和上层地设置多个工具安装部6，且与各段的工具安装部6相对应地分别设置了具有上述离合器机构的下层动力传递机构20和上层动力传递机构30的情况下，为了使各段的榫槽23a、33a能够同时与对应的榫8c卡合，需要使下层动力传递机构20的工具旋转传动轴23的旋转相位与上层动力传递机构30的工具旋转传动轴33的旋转相位一致，且在转塔4转动时使各段的榫槽23a、33a准确地沿着转塔4的转动方向的方向一致。若采用使用轴侧键槽22a、齿轮侧键槽22b和键22c将下层的动力传递机构20的锥齿轮21与上层的动力传递机构30的锥齿轮31双方相对于工具旋转驱动轴10进行固定的结构，则从加工精度等问题考虑，有时各段的各段榫槽23a、33a的旋转方向的相位互相偏离，该情况下，很难调节使各段的各段榫槽23a、33a的旋转方向的相位一致。
本实施方式中，以具有使用轴侧键槽22a、齿轮侧键槽22b和键22c而相对于工具旋转驱动轴10进行固定的锥齿轮21的下层动力传递机构20作为基准，并且使用由能够在任意的圆周方向位置将上层动力传递机构30的锥齿轮31相对于工具旋转驱动轴10进行固定的调节单元组成的固定单元40来相对于工具旋转驱动轴10进行固定，因此，在为了相对于作为基准的下层动力传递机构20的工具旋转传动轴23乃至榫槽23a而使旋转相位一致而调节上层动力传递机构30的工具旋转传动轴33乃至榫槽33a的旋转位置之后，通过拧入固定单元40的螺栓43来将锥齿轮31固定在工具旋转驱动轴10，从而能够可靠地并且容易地使各段的榫槽23a、33a的旋转方向的相位一致。即使在各段榫槽23a、33a的旋转方向的相位偏离的情况下，也能够通过松开固定单元40的螺栓43，调节上层的锥齿轮31相对于工具旋转驱动轴10的旋转位置而使各段榫槽23a、33a的旋转方向的相位一致，并再次通过固定单元40将锥齿轮31固定在工具旋转驱动轴10，从而容易地使各段榫槽23a、33a的旋转方向的相位一致。
本发明不限定为上述的实施方式，可以在不超出其主旨的范围内进行各种变更。
上述实施方式中，虽然将设置在工具旋转传动轴23、33的卡合部作为沿径向延伸的榫槽23a、33a，将设置在旋转工具8上的被卡合部作为沿径向延伸的榫8c，但也能将设置在工具旋转传动轴23、33的卡合部作为沿径向延伸的榫，并将设置在旋转工具8上的被卡合部作为沿径向延伸的榫槽。
上述实施方式中，虽然是采用只将上层的动力传递机构30的锥齿轮31通过固定单元40固定在工具旋转驱动轴10的结构，但也可以是采用只将下层的动力传递机构20的锥齿轮21通过由调节单元组成的固定单元40固定在工具旋转驱动轴10的结构，还可以是采用将下层的动力传递机构20的锥齿轮21和上层的动力传递机构30的锥齿轮31双方通过由调节单元组成的固定单元40固定在工具旋转驱动轴10的结构。
上述实施方式中，虽然是在转塔4分为上层和下层的两段来设置多个工具安装部6的方式，但是也可以是分为3段以上来设置多个工具安装部6的方式。该情况下，可以是采用将成为基准的段的锥齿轮以外所有的段的锥齿轮通过由调节单元组成的固定单元40固定在工具旋转驱动轴10的结构。
上述实施方式中，虽然将各段的输入部设为锥齿轮21、31，但不限于此，只要能被固定在工具旋转驱动轴10而将工具旋转驱动轴10的旋转传递至工具旋转传动轴23、33的结构，可以采用各种结构。
由调节单元组成的固定单元40不限于上述结构的单元，只要是能将锥齿轮31相对于工具旋转驱动轴10在任意的圆周方向位置固定，并能相对于作为基准的下层工具旋转传动轴23乃至榫槽23a的旋转方向的相位来对上层工具旋转传动轴33乃至榫槽33a的旋转方向的相位进行调节的结构，就可以采用其他的结构。
作为调节单元，不限于构成固定单元40的单元，只要是为了能够在上层和下层将榫槽23a、33a同时与榫8c卡合而相对于工具旋转驱动轴10对榫8c的相位进行调节，则可以采用与固定单元40的结构相异的单元。
附图标记说明
1：转塔刀架(机床的刀架)；
2：支承台；
3：转塔转动轴；
3a：齿轮；
4：转塔；
4a：转塔面；
5：端盖；
6：工具安装部；
7：夹头；
8：旋转工具；
8a：工具主体；
8b：轴部；
8c：榫(被卡合部)；
9：联轴器机构；
10：工具旋转驱动轴；
11：固定轴；
12：固定体；
20：下层的动力传递机构；
21：锥齿轮(输入部)；
22a：轴侧键槽；
22b：齿轮侧键槽；
22c：键；
23：工具旋转传动轴；
23a：榫槽(卡合部)；
24：锥齿轮；
30：上层的动力传递机构；
31：锥齿轮(输入部)；
33：工具旋转传动轴；
33a：榫槽(卡合部)；
34：锥齿轮；
40：固定单元(调节单元)；
41：内环；
41a：贯穿孔；
41b：锥筒部；
42：外环；
42a：螺纹孔；
42b：锥面；
43：螺栓；
44：轴环。

Claims (5)

1.一种机床的刀架，其设置有多个旋转工具，被旋转自由地轴支承的工具旋转驱动轴的旋转被传递到各所述旋转工具，所述机床的刀架的特征在于，具有：
多个输入部，其被固定在所述工具旋转驱动轴；以及
卡合部，其与各所述输入部相对应，被旋转自由地支承并被所述输入部旋转驱动，并且在成为规定的旋转相位时与各所述旋转工具的被卡合部以能够动力传递的方式卡合，
在规定的所述输入部和所述卡合部之间设置有调节单元，所述调节单元相对于所述工具旋转驱动轴调节所述卡合部的相位，以使所述卡合部与对应的所述被卡合部能够同时卡合。
2.根据权利要求1所述的机床的刀架，其特征在于，
设置有对所述工具旋转驱动轴固定所述输入部的固定单元，所述固定单元由所述调节单元组成。
3.根据权利要求1或2所述的机床的刀架，其特征在于，
所述输入部由齿轮组成，通过将所述齿轮相对于所述工具旋转驱动轴的固定位置在旋转方向上相对于该工具旋转驱动轴进行移动，从而调节所述卡合部相对于所述工具旋转驱动轴的相位。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机床的刀架，其特征在于，
将安装所述旋转工具的工具安装部转动自由地设置，沿转动轴线安装有两个所述旋转工具，通过所述工具安装部的规定的分度转动，两个所述旋转工具以能够同时旋转驱动的方式被分度。
5.根据权利要求4所述的机床的刀架，其特征在于，
所述卡合部及所述被卡合部由榫槽及榫组成，通过所述工具安装部的转动，所述榫槽和所述榫卡合。
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