[发明专利]一种凸轮连杆式同步松刀机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种立式加工中心用松刀装置，具体是指一种凸轮连杆式同步松刀机构。

背景技术

立式加工中心主轴的松拉刀动作是机床加工中必不可少的过程，目前数控机床的加工中心松刀机构动力源与刀库ATC动力源是相互分离、各自独立运行的。由于主轴松刀机构一般都采用气缸松刀、油缸松刀或气油结合松刀这三种形式，因此当这些主轴松刀机构动力源与刀库ATC动力源相配合进行松刀动作时，这两者之间必须有着严格准确的逻辑运动关系(即刀库ATC必须处于抓刀位置时，松刀机构才能松刀；松刀机构运动到位后，刀库ATC才能执行换刀动作)。为了确保两者之间的准确逻辑关系，传统的松刀机构动力源均是按照先将若干检测开关所采集到的动作位置信息汇总到CNC系统进行判断和计算后，再与刀库ATC动力源相配合实现对主轴的松刀动作的。

由于松刀机构的松刀时间直接决定了整个数控机床的换刀效率，而目前的这三种松刀机构中以气缸松刀时间为最短，一般在1～3秒之间，但其松刀时间仍不能满足数控机床高速运行时的松刀需求，其松刀效率仍然非常偏低；同时，由于该气缸松刀装置主要是运用在皮带传动主轴机床上的，而对于非皮带传动的直联主轴就不能使用，因此不能满足直联主轴机床的需求。

加之，由于这些松刀机构在与刀库ATC配合进行松刀时不仅存在较多的检测环节，而当其中任何一个检测环节出现故障都会导致松刀过程停止，甚至还会造成整个加工中心损毁，而且这些气缸松刀机构和油缸松刀机构还存在漏油污染主轴皮带或将主轴轴承的润滑油脂稀释的危险，因此目前的数控机床松刀结构设计仍十分不合理，还存以上这些较为致命的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服目前立式加工中心直联主轴机床松刀效率低下、松刀结构设计不合理的缺陷，提供一种由凸轮刀库提供松刀动力的松刀装置来进行松刀动作、而且还能显著提高其松刀效率、完全避免松刀结构设计不合理而存在的会导致松刀过程停止，甚至损坏整个加工中心缺陷的一种凸轮连杆式同步松刀机构。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种凸轮连杆式同步松刀机构，主要由主轴箱、以及设置在该主轴箱内部且带拉刀杆的主轴组成，同时在该主轴箱的顶部设有凸轮传动机构、而在主轴箱的内部则设有用于下压主轴拉刀杆的连杆传动机构，且该连杆传动机构通过设置于主轴箱内部的伸缩式传动机构与该凸轮传动机构相连接。

进一步地，所述的凸轮传动机构由固定在主轴箱上的凸轮支座、设置在该凸轮支座上并能自由旋转的凸轮轴、以及与该凸轮轴固定连接并能随之转动的打刀凸轮和压杆组成，同时在该压杆上还设有能自由转动的大滚轮。

所述的伸缩式传动机构由与主轴箱固定相连的法兰套、与该法兰套固定相连的法兰盖、设置在法兰套内部并能沿其内壁上下滑动的轴、设置在该法兰套内部用于顶持该轴的弹簧、以及一端与所述大滚轮相接触另一端穿过法兰盖与轴固定相连的螺栓组成。

所述的连杆传动机构由一端通过铰接头与轴固定相连，另一端通过固定轴与主轴箱相连接并能随之转动的连杆，以及设置在该连杆上并与所述拉刀杆相接触的用于下压该拉刀杆的单杆轴承组成。

为了更好的实现本发明，所述压杆上设有一个带连接平面的楔销，而在凸轮轴的表面上加工有一个与该连接平面相匹配的轴平面，所述的压杆通过楔销连接平面与凸轮轴的轴平面贴合后与凸轮轴结合在一起；而所述的打刀凸轮则通过胀套与该凸轮轴固定相连。

为了确保在手动情况下也能进行松刀动作，因此在该主轴箱上还设有与压杆相连接并用于驱动该压杆转动的手动换刀驱动组件。

而所述的手动换刀驱动组件由设置在主轴箱上的手动换刀气缸、设置在该手动换刀气缸伸缩杆上的气缸接头、与该手动换刀气缸本体相连接的导向支架、与该导向支架相连接并能沿其表面滑动的导向块、以及通过气缸锁紧螺母与气缸接头相连接的小滚轮组成，所述的导向块还与该气缸接头相连接。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明由纯机械传动的方式替代了传统松刀机构需要通过若干复杂的检测装置才能与刀库ATC动力源一起对数控机床主轴进行松刀动作的过程，由于采用纯机械传动不再需要气缸、油缸等中间环节及中间检测环节，因此只要调试得当，除了零件质量问题外几乎可以完全确保松刀过程无任何故障发生，其工作稳定性能非常可靠。

(2)本发明通过凸轮传动机构与凸轮刀库的精密配合，不仅能确保刀库ATC在抓刀到位的同时保障松刀机构松刀到位，实现零松刀时间，而且还能实现主轴与刀库换刀、松刀同步，其换刀时间只需0.9秒(刀对刀)，其换刀时间远远小于传统的换刀时间。