[发明专利]一种刀塔驱动装置及刀具更换方法

权利要求书

1.一种刀塔驱动装置，其特征在于，包括液压调节单元（1），在所述液压调节单元（1）的内部分别固定安装有锁止调节单元（2）、刀具驱动过渡单元（3）、刀具直驱单元（5）以及刀塔旋转驱动单元（6），所述锁止调节单元（2）的驱动端和从动端均设置有两个，所述锁止调节单元（2）的其中一个从动端与刀具直驱单元（5）的驱动端连接，所述锁止调节单元（2）的另一个从动端与刀塔旋转驱动单元（6）的驱动端连接，所述锁止调节单元（2）的其中一个驱动端与刀具驱动过渡单元（3）的从动端啮合连接，所述锁止调节单元（2）的另一个驱动端固定安装有刀塔（4），在所述刀塔（4）的内部开设有若干刀具安装孔（41），若干刀具安装孔（41）在刀塔（4）上呈周向分布；

所述锁止调节单元（2）包括固定在液压调节单元（1）内部的固定座（21）、转动连接在液压调节单元（1）内部的移动座（22），所述移动座（22）的一端固定连接有油压受力凸台（23），所述移动座（22）的另一端通过螺栓固定连接有刀塔锁止盘（24），所述刀塔锁止盘（24）朝向移动座（22）一侧的边缘固定连接有若干第一锁止凸块（25），两个相邻的所述第一锁止凸块（25）之间设置有第一锁止槽（26），所述移动座（22）另一端的中部转动连接有主动伞齿轮（212）；

所述锁止调节单元（2）还包括固定在液压调节单元（1）内部的外齿轮座（28），所述外齿轮座（28）的外部转动连接有从动外齿轮（29），所述从动外齿轮（29）的一侧边缘固定连接有若干第二锁止凸块（210），两个相邻的所述第二锁止凸块（210）之间设置有第二锁止槽（211）；

所述主动伞齿轮（212）的内侧壁开设有驱动轴花键槽（27），所述移动座（22）与主动伞齿轮（212）的内部相连通，所述第一锁止槽（26）与第二锁止凸块（210）相适配，所述第二锁止槽（211）与第一锁止凸块（25）相适配，所述主动伞齿轮（212）从刀塔锁止盘（24）的中间孔洞，延伸至刀塔锁止盘（24）的一侧；

所述刀具驱动过渡单元（3）包括固定安装在液压调节单元（1）内部的安装座（31），所述安装座（31）的一端固定安装有刀塔连接座（32），所述安装座（31）的内部转动连接有从动输出轴（33），所述从动输出轴（33）的底端延伸至安装座（31）的下方，并且开设有刀具卡槽（34），所述从动输出轴（33）的顶端位于安装座（31）的内部，且固定安装有从动伞齿轮（35），所述从动输出轴（33）与安装座（31）之间通过轴承（36）转动连接；

所述主动伞齿轮（212）的齿牙部延伸至安装座（31）的内部，且与所述从动伞齿轮（35）的齿牙部啮合连接；

所述刀具直驱单元（5）包括固定安装在液压调节单元（1）内部的电机安装座（51），所述电机安装座（51）的一侧固定安装有刀具驱动电机（52），所述电机安装座（51）的另一侧开设有空腔（53），所述空腔（53）的内部转动连接有主动输出轴（54），所述刀具驱动电机（52）的驱动端延伸至空腔（53）的内部，且固定安装有第一主动齿轮（55），所述主动输出轴（54）一端的外部且对应空腔（53）的区段固定安装有第一从动齿轮（56），所述第一主动齿轮（55）与第一从动齿轮（56）相啮合；

所述主动输出轴（54）的另一端延伸至主动伞齿轮（212）的内部，且固定连接有花键轴（57），所述花键轴（57）与驱动轴花键槽（27）相卡合，且不影响所述刀塔锁止盘（24）的水平移动；

当所需刀具旋转至最低点时，刀具的刀柄会卡接在刀具卡槽（34）中，随后，刀具驱动电机（52）工作，刀具驱动电机（52）依次带动第一主动齿轮（55）、第一从动齿轮（56）、主动输出轴（54）、花键轴（57）、主动伞齿轮（212）、从动伞齿轮（35）以及从动输出轴（33）转动，最终带动刀具转动，对工件进行加工；

所述液压调节单元（1）包括壳体（11），在所述壳体（11）的顶部和内部分别设置有刀塔电机安装位（12）和刀具电机安装位（13），所述刀塔旋转驱动单元（6）安装于所述刀塔电机安装位（12）中，所述刀具直驱单元（5）安装于所述刀具电机安装位（13）中，所述壳体（11）的内部还开设有环形结构的锁止油腔（14）、解锁油腔（15），所述油压受力凸台（23）位于锁止油腔（14）和解锁油腔（15）之间，在所述壳体（11）的底部设置有锁止油路管（16）、解锁油路管（17），所述锁止油路管（16）和解锁油路管（17）分别对应和锁止油腔（14）、解锁油腔（15）相连通；

所述刀塔旋转驱动单元（6）包括固定安装在液压调节单元（1）内部的刀塔驱动电机（61）以及转动连接在液压调节单元（1）内部的动力过渡轴（62），所述刀塔驱动电机（61）的驱动端固定安装有第二主动齿轮（63），所述动力过渡轴（62）的一端固定连接有第二从动齿轮（64），所述动力过渡轴（62）的一端延伸至从动外齿轮（29）的上方，且固定安装有外齿轮驱动齿轮（65），所述外齿轮驱动齿轮（65）与从动外齿轮（29）相啮合，所述第二主动齿轮（63）与第二从动齿轮（64）相啮合；

该刀塔驱动装置的工作步骤如下：首先，在旋转刀塔之前，需要对刀塔进行的锁止，具体为，利用外部泵送设备，向锁止油路管中注入液压油，同时，解锁油路管向外释放液压油，使得锁止油腔中的油压大于解锁油腔中油压，随后，油压受力凸台受压后，向右移动，从而带动移动座右移，移动座带动刀塔锁止盘右移，直至第一锁止凸块卡在第二锁止槽中，第二锁止凸块卡在第一锁止槽中，即完成锁止，同理，向解锁油路管中注入液压油，向锁止油路管外释放液压油，使得解锁油腔中的油压大于锁止油腔中油压，随后，油压受力凸台受压后，向左移动，从而带动移动座左移，移动座带动刀塔锁止盘左移，直至第一锁止凸块脱离第二锁止槽，第二锁止凸块脱离第一锁止槽，即可完成解锁操作；

刀塔被锁止后，可跟随同步转动，刀塔旋转和刀具旋转过渡时无真空期，此时刀塔驱动电机工作，依次带动第二主动齿轮、第二从动齿轮、动力过渡轴、外齿轮驱动齿轮、从动外齿轮以及刀塔锁止盘转动，刀塔锁止盘与刀塔为固定连接，进而带动刀塔转动，实现将所需的刀具旋转至最低点；

第二过程为：当所需刀具旋转至最低点时，刀具的刀柄会卡接在刀具卡槽中，随后，刀具驱动电机工作，刀具驱动电机依次带动第一主动齿轮、第一从动齿轮、主动输出轴、花键轴、主动伞齿轮、从动伞齿轮以及从动输出轴转动，最终带动刀具转动，对工件进行加工。

2.一种刀具更换方法，其特征在于，基于权利要求1所述的一种刀塔驱动装置，包括如下步骤：

S1、向刀具安装孔（41）中安装对应刀具；

S2、刀塔锁止盘（24）与从动外齿轮（29）锁止后，刀塔驱动电机（61）依次带动第二主动齿轮（63）、第二从动齿轮（64）、动力过渡轴（62）、外齿轮驱动齿轮（65）、从动外齿轮（29）以及刀塔锁止盘（24）转动，进而带动刀塔（4）转动，将所需的刀具旋转至最低点；

S3、对应刀具旋转至最低点后，与刀具卡槽（34）卡合连接，刀具驱动电机（52）依次带动第一主动齿轮（55）、第一从动齿轮（56）、主动输出轴（54）、花键轴（57）、主动伞齿轮（212）、从动伞齿轮（35）以及从动输出轴（33）转动，最终带动刀具转动，对工件进行加工。