一种立式伺服液压刀架

1.一种立式伺服液压刀架，包括：
底座(1)，其上端面上设有定齿盘(24)；
立轴(2)，所述立轴的外形由上下两个直径不同的圆筒组成，外径较小的一端固定于所述底座(1)上，外径较大的一端固定有轴承座(8)；
传动系统，固定于所述轴承座(8)上；
彼此固定连接的内齿圈(10)和刀台(4)，所述刀台(4)的下端内侧固定有动齿盘(3)，其上端同所述内齿圈(10)固定连接，所述定齿盘设置于所述动齿盘(3)和立轴之间的底座上端面上，所述动齿盘(3)和所述定齿盘(24)的上端面设有啮合齿，所述内齿圈(10)和刀台(4)通过传动系统驱动做旋转运动；
刹紧松开组件，置于所述刀台(4)和立轴(2)所形成的环形空隙内，并同所述内齿圈(10)和底座(1)围成一个密闭环隙空间，当所述刹紧松开组件下移时，同所述动齿盘(3)和定齿盘(24)同时啮合使所述刀台(4)处于刹紧状态，当所述刹紧松开组件上移时，同所述动齿盘(3)和定齿盘(24)脱离啮合，所述刀台(4)可以做旋转动作，其特征在于：
所述传动系统包括：
彼此连接的减速机(17)和伺服电机(18)，置于所述轴承座(8)的下方；
一主动齿轮(9)，置于所述轴承座(8)上方，同所述减速机(17)的输出轴连接；
一传动齿轮(20)，设置于所述轴承座(8)上，并同所述主动齿轮(9)外啮合，同所述内齿圈(10)内啮合；
所述刹紧松开组件包括：
双联齿盘(5)、和控制所述双联齿盘(5)沿所述立轴轴线移动的刹紧传感器(13)、松开传感器(14)和发信杆(19)，
所述双联齿盘(5)置于所述密闭环隙空间内，其与所述立轴(2)之间形成上液压腔(21)和下液压腔(22)，当上液压腔(21)大于下液压腔(22)中的压力时，所述双联齿盘(5)沿其轴线下移，其下端同所述动齿盘(3)和定齿盘(24)同时啮合将所述刀台刹紧，当上液压腔(21)小于下液压腔(22)中的压力时，所述双联齿盘(5)沿其轴线上移，其下端同所述动齿盘(3)和定齿盘(24)同时脱离啮合，所述刀台松开，
所述刹紧传感器位于所述松开传感器(14)的下方，并固定于所述轴承座(8)上，所述发信杆(19)的下端固定于所述双联齿盘(5)上，用于感应所述刹紧传感器(13)和松开传感器(14)的位置，并发出信号给控制系统。
2.根据权利要求1所述的立式伺服液压刀架，其特征在于：所述轴承座(8)的上端设有用于限制所述刀台(4)移动量的压盖(15)，所述刀台(4)处于松开状态时，所述压盖(15)的下端面同所述内齿圈(10)的上端面相接触。
3.根据权利要求2所述的立式伺服液压刀架，其特征在于：所述立轴(2)上固定有销轴，所述销轴(6)沿所述立轴(2)轴线方向设置，所述双联齿盘(5)上设有供所述销轴(6)滑动的销孔(23)，所述销轴(6)置于所述销孔(23)中并使所述双联齿盘(5)沿销轴(6)的轴向移动。
4.根据权利要求3所述的立式伺服液压刀架，其特征在于：所述下液压腔(22)内设有密封活塞(7)，所述密封活塞(7)的内侧面固定于所述立轴(2)的外圆面上，其下底面同所述底座(1)的上端面密封连接。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的立式伺服液压刀架，其特征在于：所述密闭环隙空间内设有滚动轴承(12)，所述滚动轴承(12)置于所述双联齿盘(5)和内齿圈(10)之间，并通过所述立轴(2)的外端面实现游动支撑。

一种立式伺服液压刀架\n技术领域\n[0001] 本发明涉及机械加工领域，更具体地讲，涉及一种转动惯量小、旋转稳定、输出力矩大，并具有较大刹紧力矩的立式伺服液压刀架。\n背景技术\n[0002] 数控刀架是数控车床的一个重要功能部件，其性能好坏直接影响机床的整体性能。现在常用的立式刀架，如图2所示，采用步进电机带动齿轮组旋转，三联齿盘定位，刹紧松开依靠矩形螺纹带动双联齿盘上下移动，靠三联齿盘之间的相互作用力实现。\n[0003] 现有技术的刹紧松开不使用液压，而是将双联齿盘与刀台通过键连接，双联齿盘上增加一转动套，转动套再通过螺母矩形螺纹传动与立轴连接，这样在齿盘啮合时，键限制刀台和转动套旋转，使其只能上下移动，通过这种方式来实现刹紧松开，刹紧力不能得到有效保证，转位也不可靠；同时采用步进电机带动齿轮组实现刀台的旋转，为了达到要求的减速比，使用齿轮级数一般不小于4级，如图3所示，受空间所限，齿轮都比较小，齿轮轴也比较细，这样导致高速旋转体过多，转动惯量大，齿轮强度低，传递扭矩小，一旦扭矩稍大，齿轮齿和齿轮轴很容易断裂。 \n发明内容\n[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种转动惯量小、旋转稳定、输出力矩大，并具有较大刹紧力矩的立式伺服液压刀架。\n[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一下技术方案：一种立式伺服液压刀架，底座，其上端面上设有定齿盘；\n[0006] 立轴，所述立轴的外形由上下两个直径不同的圆筒组成，外径较小的一端固定于所述底座上，外径较大的一端固定有轴承座；\n[0007] 传动系统，固定于所述轴承座上；\n[0008] 彼此固定连接的内齿圈和刀台，所述刀台的下端内侧固定有动齿盘，其上端同所述内齿圈固定连接，所述定齿盘设置于所述动齿盘和立轴之间的底座上端面上，所述动齿盘和所述定齿盘的上端面设有啮合齿，所述内齿圈和刀台通过传动系统驱动做旋转运动；\n[0009] 刹紧松开组件，置于所述刀台和立轴所形成的环形空隙内，并同所述内齿圈和底座围成一个密闭环隙空间，当所述刹紧松开组件下移时，同所述动齿盘和定齿盘同时啮合使所述刀台处于刹紧状态，当所述刹紧松开组件上移时，同所述动齿盘和定齿盘脱离啮合，所述刀台可以做旋转动作；\n[0010] 所述传动系统包括：\n[0011] 彼此连接的减速机和伺服电机，置于所述轴承座的下方；\n[0012] 一主动齿轮，置于所述轴承座上方，同所述减速机的输出轴连接；\n[0013] 一传动齿轮，设置于所述轴承座上，并同所述主动齿轮外啮合，同所述内齿圈内啮合。\n[0014] 所述刹紧松开组件包括：\n[0015] 双联齿盘、和控制所述双联齿盘沿所述立轴轴线移动的刹紧传感器、松开传感器和发信杆；所述双联齿盘置于所述密闭环隙空间内，其与所述立轴之间形成上液压腔和下液压腔，当上液压腔大于下液压腔中的压力时，所述双联齿盘沿其轴线下移，其下端同所述动齿盘和定齿盘同时啮合将所述刀台刹紧，当上液压腔小于下液压腔中的压力时，所述双联齿盘沿其轴线上移，其下端同所述动齿盘和定齿盘同时脱离啮合，所述刀台松开；\n[0016] 所述刹紧传感器位于所述松开传感器的下方，并固定于所述轴承座上；\n[0017] 所述发信杆的下端固定于所述双联齿盘上，用于感应所述刹紧传感器和松开传感器的位置，并发出信号给控制系统。\n[0018] 所述轴承座的上端设有用于限制所述刀台移动量的压盖，所述刀台处于松开状态时，所述压盖的下端面同所述内齿圈的上端面相接触。\n[0019] 所述立轴上固定有销轴，所述销轴沿所述立轴轴线方向设置，所述双联齿盘上设有供所述销轴滑动的销孔，所述销轴置于所述销孔中并使所述双联齿盘沿销轴的轴向移动。\n[0020] 所述下液压腔内设有密封活塞，所述密封活塞的内侧面固定于所述立轴的外圆面上，其下底面同所述底座的上端面密封连接。\n[0021] 所述密闭环隙空间内设有滚动轴承，所述滚动轴承置于所述双联齿盘和内齿圈之间，并通过所述立轴的外端面实现游动支撑。\n[0022] 本发明具有如下优点：\n[0023] 本发明所述的立式伺服液压刀架与已有技术相比具有以下积极效果：\n[0024] 1、已有技术的刹紧松开不使用液压，而是将双联齿盘与刀台通过键连接，双联齿盘上增加一转动套，转动套再通过矩形螺纹传动与立轴连接，这样在齿盘啮合时，键限制刀台和转动套旋转，使其只能上下移动，通过这种方式来实现刹紧松开，刹紧力不能得到有效保证，转位也不可靠，而本发明的立式刀架通过压力油产生的压力将双联齿盘压紧，而且双联齿盘在销轴的作用下没有任何旋转，刹紧力大且定位准确；\n[0025] 2、已有技术采用步进电机带动齿轮组最后带动刀台旋转，为了达到要求的减速比，使用齿轮级数一般不小于4级，受空间所限，齿轮都比较小，齿轮轴也比较细，这样导致高速旋转体过多，转动惯量大，齿轮强度低，传递扭矩小，一旦扭矩稍大，齿轮齿和齿轮轴很容易断裂，本发明增加减速机后，减少传动齿轮数量，可以增大齿轮模数和齿轮轴直径等各项参数，降低了刀架自身的转动惯量，提高了齿轮的强度，使转动平稳可靠，同时可以承受更大的扭矩；\n[0026] 3、伺服电机取代步进电机，可以大大提高本发明的各项性能。\n附图说明\n[0027] 图1所示为本发明结构图；\n[0028] 图2所示为现有技术的结构图；\n[0029] 图3所示为现有技术中刀架齿轮组剖视图。\n[0030] 图中附图标记表示为：\n[0031] 1、底座 2、立轴 3、动齿盘 4、刀台 5、双联齿盘 6、销轴 7、密封活塞 8、轴承座 9、主动齿轮 10、内齿圈 11、轴承盖 12、滚动轴承 \n13、刹紧传感器 14、松开传感器 15、压盖 16、罩 17、减速机 18、伺服电机 19、发信杆 20、传动齿轮 21、上液压腔 22、下液压腔 23、销孔 24、定齿盘 25、键 \n26、转动套 27、螺母 。 \n具体实施方式\n[0032] 以下将结合附图，使用以下实施例对本发明进行进一步阐述。\n[0033] 由图1所示，本液压支架包括底座1、中空立轴2、传动系统、轴承座8、内齿圈10、刀台4和刹紧松开组件，底座1的中部竖直固定有中空立轴2，中空立轴2的上端固定有轴承座8，其中的传动系统固定在轴承座8上。传动系统主要包括伺服电机18，其输出端连接减速机17，减速机17为高精度行星减速机，减速机17和伺服电机18固定在轴承座8的下端面上，减速机17的输出轴穿过轴承座8，其上固定有主动齿轮9，在轴承座8上还设置有同主动齿轮9外啮合的传动齿轮20，传动齿轮20同内齿圈10内啮合，其中的内齿圈10同刀台4的上端通过销钉紧定连接，刀台4下端的内侧固定有动齿盘3，动齿盘3的上端面上设置有啮合齿，在动齿盘3和立轴2之间的底座1上端面上设有定齿盘24，定齿盘24的上端面设有啮合齿。\n[0034] 刹紧松开组件置于刀台4和立轴2所形成的环形空隙内，并同内齿圈10和底座1围成一个密闭环隙空间，当所述刹紧松开组件下移时，同动齿盘3和定齿盘24同时啮合使刀台4处于刹紧状态，当刹紧松开组件上移时，同动齿盘3和定齿盘24脱离啮合，刀台4可以做旋转动作， 刹紧松开组件包括： 双联齿盘5、和控制双联齿盘5沿立轴2轴线移动的刹紧传感器13、松开传感器14和发信杆19，双联齿盘5置于密闭环隙空间内，其与立轴\n2之间形成上液压腔21和下液压腔22，下液压腔22内设有密封活塞7，密封活塞7的内侧面固定于立轴2的外圆面上，其下底面同底座1的上端面密封连接。\n[0035] 在轴承座8的上端设有用于限制刀台4移动量的压盖15，刀台4处于松开状态时，压盖15的下端面同内齿圈10的上端面相接触。立轴2上固定有销轴，销轴6沿立轴2轴线方向设置，双联齿盘5上设有供销轴6滑动的销孔，销轴6置于销孔23中，当双联齿盘5上下移动时，可以使双联齿盘5沿销轴6的轴向移动，防止双联齿盘5的旋转。在密闭环隙空间内设有滚动轴承12，滚动轴承12置于双联齿盘5和内齿圈10之间，并通过立轴2的外端面实现游动支撑，可保证旋转的平稳性。\n[0036] 另外，在内齿圈的上端面上固定有罩16，同时在内部各相通部位安装密封圈，保证整体密封性能。\n[0037] 在刹紧和松开动作时，压力油通过底座、立轴分别通入上液压腔和下液压腔，当上液压腔21大于下液压腔22中的压力时，双联齿盘5沿其轴线下移，其下端同动齿盘3和定齿盘24同时啮合将刀台刹紧，当上液压腔21小于下液压腔22中的压力时，双联齿盘5沿其轴线上移，并顶起滚动轴承12，进而将内齿圈顶起，此时，双联齿盘 5的下端同动齿盘3和定齿盘24同时脱离啮合，刀台松开；刹紧传感器位于松开传感器14的下方，并固定于轴承座8上，发信杆19的下端固定于双联齿盘5上，用于感应刹紧传感器13和松开传感器14的位置，并发出信号给控制系统。\n[0038] 虽然本发明已经通过具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本发明所要保护的范围。