原文出處:
Inventor 閆明朱相軍王世杰呂曉仁段振云 
Original Assignee 沈陽工業(yè)大學(xué) 
Priority date 2013-05-10
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皇冠型刀架不需要配備刀庫，節(jié)省機(jī)床空間，換刀效率高，而且動(dòng)力刀具的轉(zhuǎn)速 高、切削力大，因此主要用作專用機(jī)床的配套刀架。目前的皇冠式轉(zhuǎn)塔動(dòng)力刀架，大多數(shù)采 用直驅(qū)式的驅(qū)動(dòng)方式，即伺服電機(jī)與刀具直接相連接，通過控制動(dòng)力軸沿軸向的滑移來實(shí) 現(xiàn)刀架的工作和換刀，但該刀架采用雙伺服驅(qū)動(dòng)方式，這增加了刀架 的質(zhì)量，影響刀架的運(yùn)動(dòng)靈敏性，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

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在刀架采用齒 輪傳動(dòng)的方式，結(jié)構(gòu)簡單，但是刀架工作時(shí)所有刀具都在旋轉(zhuǎn)，浪費(fèi)刀架的動(dòng)力效率，并且 容易對操作人員產(chǎn)生傷害，同時(shí)其楔式定位剛度及精度低。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3604.html

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皇冠式轉(zhuǎn)塔動(dòng)力刀架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

（1）采用齒輪傳動(dòng)方式，刀架結(jié)構(gòu)簡單，降低維護(hù)成本 ；文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3604.html

（2）采用雙聯(lián)齒盤定位，定位精度高。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3604.html

（3）定位和動(dòng)力刀驅(qū)動(dòng)只需一個(gè)伺服電機(jī)，降低刀架慣量，使刀架運(yùn)行更 加靈活。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3604.html

（4）在機(jī)床上滑行的同時(shí)可以鎖緊和解鎖。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3604.html

（5）刀具只有在工作位置才能被驅(qū)動(dòng)。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3604.html

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皇冠式轉(zhuǎn)塔動(dòng)力刀架結(jié)構(gòu)

該刀架主要包括塔 頭 1、刀具軸 2、刀架座 3、傳動(dòng)軸 16 和伺服電機(jī) 8 ；傳動(dòng)軸 16 穿過塔頭 1 和刀架座 3 與伺服 電機(jī) 8 連接 ；刀具軸 2 設(shè)置在塔頭 1 上，刀具軸 2 伸進(jìn)塔頭 1 的一端設(shè)置有錐齒輪 10 ；在刀 架座 3 上設(shè)置有工作齒輪 5，工作齒輪 5 套在傳動(dòng)軸 16 上，工作齒輪 5 通過花鍵安裝在傳動(dòng) 軸 16 上，在刀架座 3 上還設(shè)置有與工作齒輪 5 嚙合的傳動(dòng)齒輪 11，傳動(dòng)齒輪 11 通過固定軸 9 設(shè)置在刀架座 3 上.

錐齒輪 10 工作時(shí)與傳動(dòng)齒輪 11 嚙合，在更換刀具軸 2 上的刀具時(shí)錐 齒輪 10 與傳動(dòng)齒輪 11 分開 ；在傳動(dòng)軸 16 的前端穿過塔頭 1，傳動(dòng)軸 16 的前端為液壓伸縮 缸，液壓伸縮缸與設(shè)置在塔頭 1 上的配油盤 4 連接，在液壓伸縮缸的前端設(shè)置有活塞 17，活 塞 17 設(shè)置在液壓缸壁 15 內(nèi)，活塞 17 與液壓缸壁 15 之間固定連接，液壓缸壁 15 固定安裝 在塔頭 1 上 ；

在傳動(dòng)軸 16 的非伸縮缸處還設(shè)置有轉(zhuǎn)位齒輪 13，轉(zhuǎn)位齒輪 13 通過花鍵設(shè)置 在傳動(dòng)軸 16 上，在塔頭 1 上設(shè)置有在塔頭 1 被提起時(shí)與轉(zhuǎn)位齒輪 13 嚙合的內(nèi)齒環(huán) 12 ；在 塔頭 1上還設(shè)置有與液壓伸縮缸連接的配油盤 4，通過如圖 1中所示的虛線路徑與液壓伸縮 缸相連。

刀架座 3 與傳動(dòng)軸 16 之間通過軸承 6 連接，塔頭 1 與傳動(dòng)軸 16 之間通過支撐環(huán) 及軸承 14 連接。由于支撐環(huán)及軸承 14 與傳動(dòng)軸 16 通過花鍵連接，使塔頭 1 在液壓油的作 用下，可以沿傳動(dòng)軸 16 滑動(dòng)。傳動(dòng)軸 16 通過聯(lián)軸器 7 與伺服電機(jī) 8 連接。 [0023] 刀具軸 2 為多把，多把刀具軸 2 設(shè)置在以傳動(dòng)軸 16 為圓心的圓周上。

所有齒輪正確安裝后，應(yīng)使轉(zhuǎn)塔刀架在刀具工作位置時(shí)，錐齒輪 10 與 傳動(dòng)齒輪 11 相嚙合，轉(zhuǎn)位齒輪 13 和內(nèi)齒環(huán) 12 彼此分離，如圖 1 中所示的，彼此上下錯(cuò)開 ； 轉(zhuǎn)塔刀架在換刀時(shí)，轉(zhuǎn)位齒輪 13 與內(nèi)齒環(huán) 12 相嚙合，傳動(dòng)齒輪 11 與錐齒輪 10 彼此分離 ； 在此過程中，傳動(dòng)齒輪 11 與工作齒輪 5 嚙合。伺服電機(jī) 8 安裝在刀架座 3 上，并通過聯(lián)軸 器 7 與傳動(dòng)軸 16 相連接。

定位方式為雙聯(lián)齒盤方式，如圖 2 中 A 處所示。當(dāng)轉(zhuǎn)塔刀架在換刀時(shí)，使 傳動(dòng)軸 16 停止轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓油通過配油盤 4 作用于在塔頭上的液壓伸縮缸，使液壓活塞 17 向 上頂出，也就是圖 1 中箭頭所示的方向，使塔頭 1 沿傳動(dòng)軸 16 向上滑動(dòng)，這樣就會(huì)使塔頭 1 上的錐齒輪 10 與刀架座 3 的傳動(dòng)齒輪 11 之間彼此分離，并且使轉(zhuǎn)位齒輪 13 與內(nèi)齒環(huán) 12 相嚙合，如圖 2 中 B 位置所示，傳動(dòng)齒輪 11 與錐齒輪 10 彼此分離情況如圖 2 中 C 處所示 ；

在伺服電機(jī)及傳動(dòng)軸 16 的帶動(dòng)下，塔頭 1 旋轉(zhuǎn)，將需要更換的刀具旋轉(zhuǎn)到與傳動(dòng)齒輪 11相對應(yīng)的位置，使傳動(dòng)軸 16停止轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)指定刀具進(jìn)入工位時(shí)，在液壓活塞 17的作用下， 將塔頭 1 沿傳動(dòng)軸 16 向下滑動(dòng)，即圖 2 中的箭頭方向，使塔頭 1 和刀架座 3 上的定位齒盤5 相互嚙合，并鎖緊。同時(shí)錐齒輪 10 與傳動(dòng)齒輪 11 重新相嚙合如圖 1 中 B 處所示，轉(zhuǎn)位齒輪 13 和內(nèi)齒環(huán) 12 彼此分離，如圖 1 中 A 處所示，之后，在伺服電機(jī) 8 的帶動(dòng)下，使傳動(dòng)軸 16 帶 動(dòng)工作齒輪 5 旋轉(zhuǎn)，工作齒輪 5 通過傳動(dòng)齒輪 11 帶動(dòng)錐齒輪 10 旋轉(zhuǎn)，使刀具軸 2 上的刀具 旋轉(zhuǎn)。