用于更换机床主轴上的刀具的换刀装置以及具有这种换刀装置的机床制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种包括换刀装置的机床以及用于更换机床主轴101上的刀具10a的换刀装置。换刀装置包括鼓式刀库2、轴架3、第一联接装置6、6a、7以及至少一第一齿轮级4、5。鼓式刀库2包括用于固持刀具10a、10b、10c的刀座2a、2b、2c。鼓式刀库2可旋转地支撑在轴架3上以将刀座2a、2b、2c与主轴101对齐。第一联接装置6、6a、7可旋转地支撑在轴架3上。第一联接装置6、6a、7利用至少一第一齿轮级4、5连接至鼓式刀库2上。第一联接装置6、6a、7适于与第二联接装置106a进行联接或解除联接，第二联接装置106a可旋转地支撑在机床的主轴头架104上且利用至少一第二齿轮级105、106b连接至机床主轴101。鼓式刀库2适于当第一和第二联接装置6、6a、7、106a处于联接状态时，被机床主轴101通过至少一第二齿轮级105、106a、第二和第一联接装置106a、7、6a、6以及至少一第一齿轮级5、4驱动以对齐所述刀座2a、2b、2c。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于更换机床主轴上的刀具的换刀装置，其包括鼓式刀库(tool drum)、轴架(axle carrier)以及传动装置。其中鼓式刀库具有多个沿其圆周设置的刀座，用于固持刀具。鼓式刀库可转动地支撑在轴架上，以使刀座与主轴对齐。通过传动装置，机床主轴可驱动鼓式刀库以对齐刀座。而且，本专利技术还涉及一种机床，其包括主轴头架、设置在主轴头架内的主轴以及上述用于更换主轴上刀具的换刀装置。其中，换刀装置的鼓式刀库可通过传动装置被该机床主轴驱动以对齐鼓式刀库的刀座。
技术介绍
这样的用于更换机床主轴上的刀具的换刀装置在现有技术中是已知的，例如见EP 577850A1、EP16526187A1以及EP1839806A1。所描述的换刀装置包括鼓式刀库以及轴架，其中鼓式刀库具有多个沿其圆周设置的刀座，用于固持刀具。鼓式刀库可旋转地支撑在轴架上，以通过转动鼓式刀库使刀座与主轴对齐。通过转动鼓式刀库来对齐刀座与主轴是通过机床主轴来执行的，因此无需额外的驱动。因此，刀库旋转以及选刀所必需的刀座相对于主轴的定位是通过主轴驱动进行的，其中在该换刀装置的相对于机床主轴头架的换刀位置连接至主轴的主轴齿轮与换刀装置的齿轮啮合，从而实现通过转动主轴来旋转刀库。然而，由于旋转刀库所需的机床主轴驱动的扭矩通常处在高转速范围，这种齿轮驱动的减速将不足以驱动鼓式刀库以可旋转地对齐刀座。由于这个原因，现有技术中，形成为凸轮减速齿轮的减速齿轮被额外地整合在鼓式刀库中。例如，EP1652617A1示出了一个凸轮减速齿轮，包括具有滚珠驱动槽的驱动盘以及也设有凸轮驱动槽的被驱动盘。而且，具有径向滚珠导引开口的滚珠导引件设置在驱动盘与被驱动盘之间。由于驱动盘和被驱动盘的各自滚珠驱动槽的不同设计，减速是通过下列方式实现的，即通过旋转驱动盘致使滚珠在滚珠导引件的径向滚珠开口中的滚珠的径向移动，径向滚珠开口中的滚珠的径向移动如然后被转化为被驱动盘的速度被降低的旋转运动。在这种情况下，驱动盘是由机床主轴利用齿轮传动机构驱动的，被驱动盘以不可旋转的方式连接至鼓式刀库，使得驱动盘的驱动致使刀库以降低的速度进行旋转。这种凸轮减速齿轮例如在JP 60205058介绍过。然而，具有上述介绍类型的凸轮减速齿轮的这种换刀装置有各种缺点。一方面，这种凸轮减速齿轮的结构复杂，占空间，因为驱动盘、中间的滚珠导引件以及被驱动盘必须具有大的周界。而且，由于一种旋转运动传动至滚珠的径向运动，然后再传动至另一种旋转运动，这会导致高摩擦，主轴驱动必须克服这种高摩擦，这种高摩擦也导致磨损增加。而且，为了利用机床主轴来驱动刀库，有必要在主轴的工作空间内(即，在主轴的刀座的范围内)设置一个暴露的主轴齿轮，通过该主轴齿轮来驱动该凸轮减速齿轮的驱动盘。
技术实现思路
鉴于现有技术中的换刀装置的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种具有紧凑结构的换刀装置，其可被机床主轴驱动并减低摩擦。本专利技术的另一个目的是提供一种具有可旋转鼓式刀库的换刀装置，该鼓式刀库利用主轴驱动，无需使用复杂且摩擦频发的凸轮减速齿轮，但仍然可以实现从刀具主轴到刀库的有效减速。换句话说，本专利技术的目的是提供一种设有结构简单紧凑的高效低摩擦减速齿轮的换刀装置。本专利技术的另一目的是提供一种不要求在主轴的工作空间内设置暴露的用于驱动换刀装置的鼓式刀库的主轴齿轮的换刀装置。为了实现上述目的，在此提供了根据权利要求所述的用于更换机床主轴上刀具的换刀装置以及如权利要求15所述的机床。本专利技术的优选实施例的特征描述于附属权利要求中。根据本专利技术，一种用于更换机床主轴上的刀具的换刀装置，包括鼓式刀库、轴架第一联接装置以及至少一齿轮级或齿轮组件。鼓式刀库包括多个刀座，即换句话说，用于多个固持刀具的多个刀具固持装置。所述鼓式刀库可旋转地支撑在所述轴架上以将所述刀具固持装置与所述主轴对齐。第一联接装置可旋转地支撑在所述轴架上。所述第一联接装置利用所述至少一齿轮级或齿轮组件连接至所述鼓式刀库上。根据本专利技术，所述第一联接装置适于与第二联接装置进行联接或解除联接，所述第二联接装置可旋转地支撑在所述机床的主轴头架上且利用至少一第二齿轮级连接至所述机床主轴。而且，所述鼓式刀库适于当所述第一和第二联接装置处于联接状态时，被所述机床主轴通过所述至少一第二齿轮级、所述第二和第一联接装置以及所述至少一第一齿轮级驱动以对齐所述刀具固持装置。因此，根据本专利技术，可旋转地支撑在轴架上的第一联接装置被设置，其利用第一齿轮级连接刀库。因此，就可以利用第一联接装置和第二联接装置来驱动刀库。这样，当刀库利用第一联接装置驱动时，第一齿轮级使得高效和低摩擦减速成为可能。而且，根据本专利技术，第一联接装置适于与第二联接装置进行联接或解除联接，第二联接装置可旋转地支撑在机床主轴头架上。因此，就可以利用位于主轴头架的第二联接装置来驱动刀库，刀库的驱动无需利用位于主轴工作空间内的主轴齿轮。根据本专利技术，刀库适于当第一和第二联接装置处于联接状态时被机床主轴驱动。根据本专利技术，该驱动是利用至少一第二齿轮级来进行的，通过该至少一第二齿轮级，主轴可驱动第二联接装置，其中，第二联接装置驱动第一联接装置，该换刀装置的至少一第一齿轮级被第一联接装置驱动，从而驱动刀库。因此，进一步的减速得以通过第一和第二齿轮级的传动而实现。因此，基于第二齿轮级、第二和第一联接装置和至少一第一齿轮级之间的联接，可以提供紧凑高效、低摩擦的减速齿轮，通过该减速齿轮，刀库可利用主轴驱动。这样，第二联接装置可旋转地支撑在机床主轴头架上，使得第一和第二联接装置之间的联接无需被设置在刀具主轴的工作空间内。因此，就可以以有利的方式自由改变主轴的工作空间，尤其是无需提供暴露的主轴齿轮。优选的是，刀具固持装置围绕刀库的旋转轴线沿刀库的圆周设置。刀具固持装置可以与刀库一体成型或者安装至刀库。刀具固持装置优选的是包括用于支撑刀具的刀具支撑装置或抓紧刀具的刀具抓紧装置。例如，刀具固持装置可以为刀夹。优选的是，所述第一联接装置设置于所述轴架上的、相对于所述鼓式刀库的旋转轴而言与主轴上的换刀位置相反的一侧上。这种设计的优点是第一联接装置的位于换刀装置的背离机床主轴的工作空间的区域，使得主轴的工作区域可保持自由状态，刀库的驱动可在换刀装置的相反一侧进行。根据本专利技术的优选实施例，所述第一联接装置利用第一齿轮级连接至所述鼓式刀库。所述第一齿轮级优选的是包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于更换机床主轴（１０１）上的刀具（１０ａ）的换刀装置，其特征在于其包括：鼓式刀库（２），包括用于固持多个刀具（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）的多个刀具固持装置（２ａ、２ｂ、２ｃ）；轴架（３），所述鼓式刀库（２）可旋转地支撑在所述轴架（３）上以将所述刀具固持装置（２ａ、２ｂ、２ｃ）与所述主轴（１０１）对齐；第一联接装置（６、６ａ、７），可旋转的支撑在所述轴架（３）上；以及至少一齿轮级（４、５；１４、１５、１６），所述第一联接装置（６、６ａ、７）利用所述至少一齿轮级（４、５；１４、１５、１６）连接至所述鼓式刀库（２）上，其中，所述第一联接装置（６、６ａ、７）适于与第二联接装置（１０６ａ）进行联接或解除联接，所述第二联接装置（１０６ａ）可旋转地支撑在所述机床的主轴头架（１０４）上且利用至少一第二齿轮级（１０５、１０６ｂ）连接至所述机床主轴（１０１），以及其中，所述鼓式刀库（２）适于当所述第一和第二联接装置（６、６ａ、７、１０６ａ）处于联接状态时，被所述机床主轴（１０１）通过所述至少一第二齿轮级（１０６ａ）、所述第二和第一联接装置（１０６ａ、７、６ａ、６）以及所述至少一第一齿轮级（５、４；１６、１５、１４、１３）驱动以对齐所述刀具固持装置（２ａ、２ｂ、２ｃ）。...

【技术特征摘要】
2010.05.31 DE 102010029530.21.一种用于更换机床主轴(101)上的刀具(10a)的换刀装置，其特征在
于其包括：
鼓式刀库(2)，包括用于固持多个刀具(10a、10b、10c)的多个刀具固持
装置(2a、2b、2c)；
轴架(3)，所述鼓式刀库(2)可旋转地支撑在所述轴架(3)上以将所述
刀具固持装置(2a、2b、2c)与所述主轴(101)对齐；
第一联接装置(6、6a、7)，可旋转的支撑在所述轴架(3)上；以及
至少一齿轮级(4、5；14、15、16)，所述第一联接装置(6、6a、7)利用
所述至少一齿轮级(4、5；14、15、16)连接至所述鼓式刀库(2)上，
其中，所述第一联接装置(6、6a、7)适于与第二联接装置(106a)进行
联接或解除联接，所述第二联接装置(106a)可旋转地支撑在所述机床的主轴
头架(104)上且利用至少一第二齿轮级(105、106b)连接至所述机床主轴(101)，
以及
其中，所述鼓式刀库(2)适于当所述第一和第二联接装置(6、6a、7、106a)
处于联接状态时，被所述机床主轴(101)通过所述至少一第二齿轮级(106a)、
所述第二和第一联接装置(106a、7、6a、6)以及所述至少一第一齿轮级(5、
4；16、15、14、13)驱动以对齐所述刀具固持装置(2a、2b、2c)。
2.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，所述第一联接装置(6、
6a、7)设置于所述轴架(3)上的、相对于所述鼓式刀库(2)的旋转轴(3a)
而言与主轴(101)上的换刀位置相反的一侧上。
3.如权利要求1或2所述的换刀装置，其特征在于，所述第一联接装置(6、
6a、7)利用第一齿轮级(4、5)连接至所述鼓式刀库(2)，所述第一齿轮级(4、
5)包括第一齿轮(4)和第二齿轮(5)，所述第一齿轮(4)与所述鼓式刀库(2)
同轴设置且以不可旋转的方式连接至所述鼓式刀库(2)，所述第二齿轮(5)以


不可旋转的方式连接至所述第一联接装置(6、6a、7)。
4.如权利要求3所述的换刀装置，其特征在于，所述第一齿轮级(4、5)
为斜齿轮传动。
5.如权利要求1或2所述的换刀装置，其特征在于，所述第一联接装置(6、
6a、7)利用第一齿轮级(13、14)和第三齿轮级(15、16)连接至所述鼓式刀
库(2)，其中，
所述第一齿轮级(13、14)包括第一齿轮(13)和第三齿轮(14)，所述第
一齿轮(13)与所述鼓式刀库(2)同轴设置且以不可旋转的方式连接至所述鼓
式刀库(2)，
所述第三齿轮级(15、16)包括第二齿轮(16)和第四齿轮(15)，所述第
二齿轮(16)以不可旋转的方式连接至所述第一联接装置(6、6a、7)，以及
所述第一齿轮级(13、14)的第三齿轮(14)与所述第三齿轮级(15、16)
的第四齿轮(15)互相连接而不可旋转。
6.如权利要求5所述的换刀装置，其特征在于，所述第一齿轮级(13、14)
为直齿轮传动，所述第三齿轮级(15、16)为斜齿轮传动。
7.如权利要求5或6所述的换刀装置，其特征在于，所述第一齿轮级(13、
14)的第三齿轮(14)与所述第三齿轮级(15、16)的第四齿轮(15)利用可
旋转的支撑在所述轴架(3)上的连接装置进行连接。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的换刀装置，其特征在于，所述第一
和第二联接装置(6、6a、7、106a)形成十字滑块联轴器(6a、7、106a)
9.如权利要求1至8中任意一项所述的换刀装置，其特征在于，所述第一
联接装置(6、6a、7)适于通过相对于所述轴架(3)上下移动所述主轴头架(104)
而与所述第二联接装置(106a)进行联接或解除联接。
10.如权利要求1至9中任意一项所述的换刀装置，其特征在于，所述至
少第一齿轮级(4、5；13、14、15、16)和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼纽尔·格斯特，迈克尔·伯格拜尔，
申请(专利权)人：吉特迈斯特股份公司，
类型：发明
国别省市：DE