CN114310361A - 一种数控卧式转台的齿式刹车机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数控卧式转台的齿式刹车机构，属于机械技术领域。它解决了现有齿式刹车机构结构复杂等技术问题。本数控卧式转台包括箱体和转台，箱体内设有环形支撑台，转台的下侧固定有支撑环，环形支撑台上固定有固定环，本齿式刹车机构包括定刹车齿环和刹车架，刹车架包括活塞和动刹车齿环，活塞与环形支撑台之间设有能推动活塞向下移动的压力腔，定刹车齿环设置在支撑环上，定刹车齿环的上侧设有下固定齿一，固定环的上侧设有下固定齿二，动刹车齿环的下侧沿周向开设有上固定齿，在活塞向下移动时上固定齿能同时与下固定齿一和下固定齿二啮合，固定环和刹车架之间还设有弹簧。本发明具有结构简单优点。

Description

一种数控卧式转台的齿式刹车机构

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种数控卧式转台，特别是一种数控卧式转台的齿式刹车机构。

背景技术

数控卧式转台主要用于铣床、钻床及加工中心，用于固定工件及转动工件，配合工作母机四轴操作，实现四轴加工。

目前的卧式转台中转台与箱体之间的连接主要通过支撑轴承来实现，例如中国专利文献公开的一种卧式数控分度盘使用的三片齿式定位锁紧机构【申请号201921587739.1】，包括本体，本体的内侧设置有旋转心轴，旋转心轴与本体之间设置有活塞齿，活塞齿的顶部相对于母盘的底部设置有旋转齿，且活塞齿与旋转齿相互啮合，本体的内侧表面边缘相对于旋转齿的一侧设置有固定齿，旋转齿与固定齿相互啃合，活塞压盖与活塞齿之间形成中全的油室，旋转心轴与活塞齿之间也形成中壁的油室，旋转齿、活塞齿和固定齿均为环状齿轮结构，且旋转齿和活塞齿均为转动连接。该专利中采用活塞齿同时啮合旋转齿和固定齿的方式实现齿式刹车，但是该专利中旋转齿和活塞齿均为转动的，为了实现转盘的精确定位，对齿和齿之间的啮合精度要求极高，活动件越多，对精度的影响越大，转动连接的旋转齿和活塞齿会影响转台刹车后的精度，使用时需要经常校准才能保证精度，使用成本较高；同时该专利中需要设置两个油室来分别实现啮合和分离，也就需要两套油路和相应的密封结构，导致结构复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种数控卧式转台的齿式刹车机构，本发明解决的技术问题是提供结构更简单的齿式刹车机构。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种数控卧式转台的齿式刹车机构，数控卧式转台包括箱体和转动连接在箱体上的转台，所述箱体内设有环形支撑台，所述转台的下侧固定有与环形支撑台抵靠的支撑环，所述环形支撑台上位于支撑环的内侧固定有固定环，其特征在于，本齿式刹车机构包括定刹车齿环和刹车架，所述刹车架包括活塞和动刹车齿环，所述活塞位于固定环的内侧，所述活塞与环形支撑台之间设有能推动活塞向下移动的压力腔，所述定刹车齿环设置在支撑环上，所述定刹车齿环的上侧沿周向开设有下固定齿一，所述固定环的上侧设有下固定齿二，所述动刹车齿环固定在活塞上且位于定刹车齿环和固定环的正上方，所述动刹车齿环的下侧沿周向开设有上固定齿，在所述活塞向下移动时所述上固定齿能同时与下固定齿一和下固定齿二啮合，所述固定环和刹车架之间还设有能在压力腔内压力降低后使得活塞向上移动并复位的弹簧。

固定环为固定在箱体上的，当动刹车齿环的固定齿与下固定齿二啮合时动刹车齿环在周向上与箱体固定，此时动刹车齿环的固定齿还与定刹车齿环的下固定齿一啮合，也就实现了定刹车齿环与箱体在周向上的固定，从而实现对转台的固定，通过齿和齿之间啮合的方式实现转台的固定，在完全啮合后固定牢固，保证转台不会出现移位，能满足机床加工时高精度的要求；同时齿和齿之间只需要啮合即可，也就是压力腔内的压力只需能压缩弹簧使得活塞向下移动即可，对压力大小要求较小，降低了对密封性及油泵的要求，降低了成本；动刹车齿环的复位采用弹簧来实现，仅在啮合时采用油压的方式来实现，减小了对密封性的要求，从而使得结构更简单，生产及维护成本更低。

在上述的数控卧式转台的齿式刹车机构中，所述固定环的内侧设有密封凸环一，所述密封凸环一与环形支撑台的内壁贴靠且密封凸环一与环形支撑台的内壁之间设有密封圈一；所述活塞的下端设有活塞头，所述活塞头位于密封凸环一的正下方，所述活塞头与环形支撑台的内壁之间通过密封圈二密封连接，所述活塞和固定环的内壁之间通过密封圈三密封连接，所述活塞头、密封凸环一和环形支撑台之间形成上述压力腔。箱体上开设有与压力腔连通的进油孔和泄压孔，进油孔与油泵连通，通过往压力腔内增压实现将活塞向下移动。

在上述的数控卧式转台的齿式刹车机构中，所述固定环和环形支撑台上穿设有升降杆，所述升降杆能相对固定环和环形支撑台移动，所述升降杆的上端与动刹车齿环固定连接。通过升降杆与动刹车齿环连接能实现对动刹车齿环在周向向上的固定，从而保证转台在转动设定角度后下固定齿一和上固定齿均能啮合，动刹车齿环和固定环在周向上相对固定，因此下固定齿二和上固定齿之间在周向上始终保持相对静止，在使用时只需控制转台转动的角度使得下固定齿二和下固定齿一对齐即可，活动件少，能精确控制啮合时的位置，提高了刹车精度，实现转台的高精度定位，同时结构更简单，操作时能更快速的实现刹车。

在上述的数控卧式转台的齿式刹车机构中，所述箱体内还转动连接有转动杆，所述转动杆的一端与升降杆之间通过连接杆连接，所述转动杆的另一端固定有感应件，所述感应件上对称设有凸出的感应头，所述箱体上位于两个感应头的正前方分别设有接近开关。在升降杆上下移动时连接杆能带着转动杆来回转动，感应件随着转动杆来回转动，两个感应头会分别靠近和原理对应的接近开关，能感应此时升降杆处于上升位置或者下降位置，从而实现判断转台是否处于固定状态。

在上述的数控卧式转台的齿式刹车机构中，所述固定环上开设有若干下盲孔，所述动刹车齿环上开设与下盲孔一一对应的上盲孔，所述弹簧的两端分别位于下盲孔和上盲孔内。下盲孔和上盲孔沿圆周方向分布，通过该结构实现弹簧的定位，引导弹簧上下伸缩。

在上述的数控卧式转台的齿式刹车机构中，所述上固定齿的齿的端部两侧均开设有上抵靠斜面，所述抵靠斜面沿着动刹车齿环的径向布置，所述下固定齿一和下固定齿二的齿的端部两侧均开设有下抵靠斜面，所述下抵靠斜面沿着动刹车齿环的径向布置，在所述上固定齿和下固定齿一以及下固定齿二啮合时上固定齿的上抵靠斜面与下固定齿一的下抵靠斜面及下固定齿二的下抵靠斜面贴合。通过该结构能保证啮合到位。

在上述的数控卧式转台的齿式刹车机构中，所述定刹车齿环位于支撑环的内侧，所述定刹车齿环与支撑环一体成型。实现结构紧凑的目的。

与现有技术相比，本数控卧式转台的齿式刹车机构具有结构更简单且精度更高的优点。

附图说明

图1是本数控卧式转台的立体结构示意图。

图2是本数控卧式转台的剖视结构示意图。

图3是图2中A部的放大结构示意图。

图4是图2中B部的放大结构示意图。

图5是本数控卧式转台去掉箱体后的内部结构示意图。

图6是箱体的立体结构示意图。

图7是图6中C部的放大结构示意图。

图8是定刹车齿环和固定环的位置关系示意图。

图9是图8中D部的放大结构示意图。

图10是刹车架的立体结构示意图。

图11是图10中E部的放大结构示意图。

图中，1、箱体；11、密封台阶；111、密封圈五；12、环形支撑台；13、储油凹槽；14、润滑油槽；141、折线段；142、延伸段；15、固定套；16、定位卡环；17、储油槽；2、转台；21、密封凸环二；22、支撑环；23、定刹车齿环；24、下固定齿一；3、芯轴；31、圆锥滚子轴承；32、锁紧螺母；33、密封圈四；34、涡轮；35、骨架油封；4、固定环；41、密封凸环一；42、密封圈一；43、下固定齿二；44、下抵靠斜面；45、下盲孔；5、刹车架； 51、活塞；511、密封圈三；52、活塞头；521、密封圈二；53、压力腔；54、动刹车齿环；55、上固定齿；56、上抵靠斜面；57、上盲孔；6、弹簧；7、升降杆；71、转动杆；72、连接杆；73、感应件；74、感应头。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图11所示，数控卧式转台2包括箱体1、转动连接在箱体1上的转台2以及和转台2固定连接的芯轴3，箱体1的上端面外侧设有密封台阶11，转台2上设有与抵靠台阶相对的密封凸环二21，密封台阶11和密封凸环二21之间设有密封圈五 111。箱体1的中部设有环形支撑台12，转台2的下侧固定有与环形支撑台12抵靠的支撑环22，环形支撑台12的外侧和箱体1 之间设有环形的储油凹槽13，环形支撑台12上位于支撑环22的内侧固定有固定环4，固定环4的内侧设有密封凸环一41，密封凸环一41与环形支撑台12的内壁贴靠且密封凸环一41与环形支撑台12的内壁之间设有密封圈一42。

本齿式刹车机构包括定刹车齿环23和刹车架5，刹车架5包括活塞51和动刹车齿环54，活塞51位于固定环4的内侧且能相对固定环4上下移动，活塞51与环形支撑台12之间设有能推动活塞51向下移动的压力腔53，活塞51的下端设有活塞头52，活塞头52位于密封凸环一41的正下方，活塞头52与环形支撑台 12的内壁之间通过密封圈二521密封连接，活塞51和固定环4 的内壁之间通过密封圈三511密封连接，活塞头52、密封凸环一 41和环形支撑台12之间形成上述压力腔53。箱体1上开设有与压力腔53连通的进油孔和泄压孔，进油孔与油泵连通，通过往压力腔53内增压实现将活塞51向下移动。

定刹车齿环23位于支撑环22的内侧，定刹车齿环23与支撑环22一体成型，定刹车齿环23的上侧沿周向开设有下固定齿一 24，固定环4的上侧设有下固定齿二43，动刹车齿环54固定在活塞51上且位于定刹车齿环23和固定环4的正上方，动刹车齿环54的下侧沿周向开设有上固定齿55，在活塞51向下移动时上固定齿55能同时与下固定齿一24和下固定齿二43啮合，定刹车齿环23的上侧沿周向开设有下固定齿一24，固定环4的上侧设有下固定齿二43，动刹车齿环54固定在活塞51上且位于定刹车齿环23和固定环4的正上方，动刹车齿环54的下侧沿周向开设有上固定齿55，在活塞51向下移动时上固定齿55能同时与下固定齿一24和下固定齿二43啮合，上固定齿55的齿的端部两侧均开设有上抵靠斜面56，抵靠斜面沿着动刹车齿环54的径向布置，下固定齿一24和下固定齿二43的齿的端部两侧均开设有下抵靠斜面44，下抵靠斜面44沿着动刹车齿环54的径向布置，在上固定齿55和下固定齿一24以及下固定齿二43啮合时上固定齿55 的上抵靠斜面56与下固定齿一24的下抵靠斜面44及下固定齿二 43的下抵靠斜面44贴合；本实施例中上固定齿55等分360度，下固定齿一24也等分360度，下固定齿二43分为若干段，若干段之间开孔以满足安装需求，下固定齿二43的相邻两个齿之间的圆心角为1°，以匹配上固定齿55，下固定齿一24和下固定齿二43均沿径向开设，因此齿槽的宽度向圆心处逐渐变小，因此上固定齿55的宽度向圆心处逐渐变小，以匹配下固定齿一24和下固定齿二43，使得下抵靠斜面44和上抵靠斜面56能完全贴合。

箱体1和刹车架5之间还设有能在压力腔53内压力降低后使得活塞51向上移动复位的弹簧6，具体来说，固定环4上开设有若干下盲孔45，动刹车齿环54上开设与下盲孔45一一对应的上盲孔57，弹簧6的两端分别位于下盲孔45和上盲孔57内。

固定环4和环形支撑台12上穿设有升降杆7，升降杆7能相对固定环4和环形支撑台12移动，升降杆7的上端与动刹车齿环 54固定连接。箱体1内还转动连接有转动杆71，转动杆71的一端与升降杆7之间通过连接杆72连接，转动杆71的另一端固定有感应件73，感应件73上对称设有凸出的感应头74，箱体1上位于两个感应头74的正前方分别设有接近开关。通过升降杆7 与动刹车齿环54连接能实现对动刹车齿环54在周向向上的固定，在升降杆7上下移动时连接杆72能带着转动杆71来回转动，感应件73随着转动杆71来回转动，两个感应头74会分别靠近和原理对应的接近开关，能感应此时升降杆7处于上升位置或者下降位置，从而实现判断转台2是否处于固定状态。

固定环4为固定在箱体1上的，当动刹车齿环54的上固定齿 55与下固定齿二43啮合时动刹车齿环54在周向上与箱体1固定，此时动刹车齿环54的固定齿还与定刹车齿环23的下固定齿一24 啮合，也就实现了定刹车齿环23与箱体1在周向上的固定，从而实现对转台2的固定，通过齿和齿之间啮合的方式实现转台2的固定，在完全啮合后固定牢固，保证转台2不会出现移位，能满足机床加工时高精度的要求；同时齿和齿之间只需要啮合即可，也就是压力腔53内的压力只需能压缩弹簧6使得活塞51向下移动即可，对压力大小需要较小，降低了对密封性及油泵的要求，降低了成本。

进一步的，环形支撑台12的上侧面开设有呈环形分布的润滑油槽14，润滑油槽14包括若干段呈V型的折线段141和与折线段141一一对应的延伸段142，若干段折线段141依次首尾相连形成环形，转台2的下侧固定有支撑环22，支撑环22贴合抵靠在环形支撑台12上且将润滑油槽14覆盖，折线段141的两端靠近支撑环22的内侧，折线段141的弯折部靠近支撑环22的外侧，延伸段142的外端与对应的折线段141的弯折部连通，延伸段142 的内端与折线段141的两端位于同一圆弧上，在支撑环22转动时在径向上使得支撑环22每个部位均有足够的润滑油润滑。

箱体1的下部设有固定套15，芯轴3的下端位于固定套15 内且通过圆锥滚子轴承31相对固定套15转动连接，芯轴3的下端还固定有锁紧螺母32，圆锥滚子轴承31的内圈下端与锁紧螺母32抵靠，固定套15的上端固定有定位卡环16，固定卡环的内侧相对固定套15的内壁凸出，圆锥滚子轴承31的外圈上端与固定卡环抵靠。固定套15的外侧和箱体1之间形成储油槽17，芯轴3上固连有涡轮34，涡轮34位于储油槽17中，涡轮34的上侧高于固定套15的上端面，锁紧螺母32和固定套15的内壁之间通过骨架油封35密封，锁紧螺母32和芯轴3之间设有密封圈四 33。箱体1内还设有与涡轮34啮合的蜗杆，通过涡轮34蜗杆机构驱动芯轴3转动，实现转台2的转动，储油槽17内的润滑油用于润滑涡轮34蜗杆传动，使用时储油槽17中的润滑油液面需要淹没过涡轮34，也就是润滑油会通过固定套15和定位卡环16之间溢流至固定套15的内部，能同时对圆锥滚子轴承31实现润滑，通过骨架油封35将固定套15内的润滑油密封。

运行时，芯轴3带动转台2转动，箱体1和转台2之间通过环形支撑台12与支撑环22接触，转动时支撑环22与环形支撑台 12为滑动摩擦，润滑油储存在储油凹槽13内，润滑油通过润滑油槽14进入支撑环22与环形支撑台12之间，从而减少转台2 转动时的摩擦，若干段折线段141能使得润滑油在径向上分布更均匀，保证支撑环22与环形支撑台12之间接触的每个部位具有充足的润滑油润滑，上述结构能保证转台2在低速下相对环形支撑台12转动顺畅；进一步的，在长时间运转后支撑环22与环形支撑台12会存在微小的碎屑，通过沉降润滑油槽14能将碎屑收集，从而避免碎屑对支撑环22与环形支撑台12的磨损。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种数控卧式转台的齿式刹车机构，数控卧式转台(2)包括箱体(1)和转动连接在箱体(1)上的转台(2)，所述箱体(1)内设有环形支撑台(12)，所述转台(2)的下侧固定有与环形支撑台(12)抵靠的支撑环(22)，所述环形支撑台(12)上位于支撑环(22)的内侧固定有固定环(4)，其特征在于，本齿式刹车机构包括定刹车齿环(23)和刹车架(5)，所述刹车架(5)包括活塞(51)和动刹车齿环(54)，所述活塞(51)位于固定环(4)的内侧，所述活塞(51)与环形支撑台(12)之间设有能推动活塞(51)向下移动的压力腔(53)，所述定刹车齿环(23)设置在支撑环(22)上，所述定刹车齿环(23)的上侧沿周向开设有下固定齿一(24)，所述固定环(4)的上侧设有下固定齿二(43)，所述动刹车齿环(54)固定在活塞(51)上且位于定刹车齿环(23)和固定环(4)的正上方，所述动刹车齿环(54)的下侧沿周向开设有上固定齿(55)，在所述活塞(51)向下移动时所述上固定齿(55)能同时与下固定齿一(24)和下固定齿二(43)啮合，所述固定环(4)和刹车架(5)之间还设有能在压力腔(53)内压力降低后使得活塞(51)向上移动并复位的弹簧(6)。

2.根据权利要求1所述的数控卧式转台的齿式刹车机构，其特征在于，所述固定环(4)的内侧设有密封凸环一(41)，所述密封凸环一(41)与环形支撑台(12)的内壁贴靠且密封凸环一(41)与环形支撑台(12)的内壁之间设有密封圈一(42)；所述活塞(51)的下端设有活塞头(52)，所述活塞头(52)位于密封凸环一(41)的正下方，活塞头(52)与环形支撑台(12)的内壁之间通过密封圈二(521)密封连接，所述活塞(51)和固定环(4)的内壁之间通过密封圈三(511)密封连接，所述活塞头(52)、密封凸环一(41)和环形支撑台(12)之间形成上述压力腔(53)。

3.根据权利要求1或2所述的数控卧式转台的齿式刹车机构，其特征在于，所述固定环(4)和环形支撑台(12)上穿设有升降杆(7)，所述升降杆(7)能相对固定环(4)和环形支撑台(12)移动，所述升降杆(7)的上端与动刹车齿环(54)固定连接。

4.根据权利要求3所述的数控卧式转台的齿式刹车机构，其特征在于，所述箱体(1)内还转动连接有转动杆(71)，所述转动杆(71)的一端与升降杆(7)之间通过连接杆(72)连接，所述转动杆(71)的另一端固定有感应件(73)，所述感应件(73)上对称设有凸出的感应头(74)，所述箱体(1)上位于两个感应头(74)的正前方分别设有接近开关。

5.根据权利要求1或2所述的数控卧式转台的齿式刹车机构，其特征在于，所述固定环(4)上开设有若干下盲孔(45)，所述动刹车齿环(54)上开设与下盲孔(45)一一对应的上盲孔(57)，所述弹簧(6)的两端分别位于下盲孔(45)和上盲孔(57)内。

6.根据权利要求1或2所述的数控卧式转台的齿式刹车机构，其特征在于，所述上固定齿(55)的齿的端部两侧均开设有上抵靠斜面(56)，所述抵靠斜面沿着动刹车齿环(54)的径向布置，所述下固定齿一(24)和下固定齿二(43)的齿的端部两侧均开设有下抵靠斜面(44)，所述下抵靠斜面(44)沿着动刹车齿环(54)的径向布置，在所述上固定齿(55)和下固定齿一(24)以及下固定齿二(43)啮合时上固定齿(55)的上抵靠斜面(56)与下固定齿一(24)的下抵靠斜面(44)及下固定齿二(43)的下抵靠斜面(44)贴合。

7.根据权利要求1或2所述的数控卧式转台的齿式刹车机构，其特征在于，所述定刹车齿环(23)位于支撑环(22)的内侧，所述定刹车齿环(23)与支撑环(22)一体成型。

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