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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102319909A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102319909A(43)申请公布日2012.01.18(21)申请号201110213911.9(22)申请日2011.07.28(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人张义民闫明杨周黄贤振(74)专利代理机构沈阳东大专利代理有限公司21109代理人李运萍(51)Int.Cl.B23B21/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称单伺服动力刀架(57)摘要本发明属于数控机床用刀架领域,具体涉及一种单伺服动力刀架,刀盘和动力刀具由同一台伺服电机驱动,由滑移齿轮离合器解决刀架的动力切换问题。伺服电机通过力矩限制器与动力输入轴相连,刀盘转位采用二级齿轮传动,动力刀具驱动采用三级齿轮传动。用液压系统控制离合器、三联齿盘以及动力刀具的工作状态。与常用伺服动力刀架相比,该单伺服刀架具有成本低、重量轻、体积小等优点并且增加了过载保护功能。CN10239ACCNN110231990902319912A权利要求书1/1页1.一种单伺服动力刀架,包括伺服电机、刀架箱体、刀盘和动力刀座,其特征在于:伺服电机连接动力输入轴,动力输入轴另一端设有滑移齿轮离合装置,滑移齿轮离合装置包括滑移齿轮和两个与其配合的动力切换齿轮,动力切换齿轮Ⅰ通过二级齿轮传动的刀盘转位机构连接刀盘,动力切换齿轮Ⅱ通过三级齿轮传动的动力刀传动机构连接刀具驱动件,刀具驱动件配合动力刀座。2.根据权利要求1所述的单伺服动力刀架,其特征在于所述伺服电机与动力输入轴之间安装有力矩限制器。3.根据权利要求1所述的单伺服动力刀架,其特征在于所述滑移齿轮离合装置包括动力输入轴、输入轴刀盘侧齿轮、滑移齿轮、动力切换齿轮Ⅰ、动力切换齿轮Ⅱ、拨叉和活塞,动力输入轴上依次安装输入轴刀盘侧齿轮、滑移齿轮、动力切换齿轮Ⅰ,动力切换齿轮Ⅱ固定在动力输入轴端部,输入轴刀盘侧齿轮、滑移齿轮、动力切换齿轮Ⅰ具有相同的齿数和模数,滑移齿轮是内啮合齿轮,输入轴刀盘侧齿轮、动力切换齿轮Ⅰ是与滑移齿轮配合的外啮合齿轮,动力切换齿轮Ⅰ通过滚针轴承套装在动力输入轴上,滑移齿轮上安装有拨叉,拨叉上固定有活塞,活塞尾部设有接近开关。4.根据权利要求1所述的单伺服动力刀架,其特征在于:所述刀盘转位机构主要由第二中间轴、刀盘驱动齿轮、动齿盘、定齿盘、锁紧齿盘和活塞构成,第二中间轴上的传动齿轮Ⅲ与动力切换齿轮Ⅰ相互啮合,第二中间轴另一端安装的传动齿轮Ⅳ与刀盘驱动齿轮相互啮合,动齿盘与刀盘驱动齿轮固定连接,刀盘驱动齿轮与齿轮轴为整体式结构,刀盘驱动齿轮外侧安装有接近开关;动齿盘上安装刀盘,刀架箱体上安装定齿盘,锁紧齿盘安装在定齿盘与动齿盘对面并且与活塞固定连接,定齿盘、动齿盘、锁紧齿盘形成三联齿盘机构。5.根据权利要求1所述的单伺服动力刀架,其特征在于:所述动力刀传动机构主要由第一中间轴、大齿轮、刀具驱动齿轮和刀具驱动件构成,第一中间轴上连接有与大齿轮啮合的传动齿轮Ⅱ,大齿轮与动齿盘同轴线布置,大齿轮同时与刀具驱动齿轮啮合,刀具驱动齿轮内孔和刀具驱动件外缘设有配合的内、外花键,刀具驱动件前端设有“一”字形接口,刀座动力输入端呈“一”字形凸起,刀具驱动件的“一”字形接口与刀座动力输入端的“一”字形凸起配合,刀具驱动件后端与活塞相连,活塞尾部设有接近开关。2CCNN110231990902319912A说明书1/4页单伺服动力刀架技术领域[0001]本发明属于数控机床用刀架技术领域,特别涉及一种单伺服动力刀架。背景技术[0002]随着工业的发展,对机床的加工时间和加工精度等性能提出了更高的要求,车铣复合加工中心则成为航空、航天、军工等工业领域中的重要加工设备,而伺服刀架是车铣复合加工中心的重要功能部件。传统的数控刀架只能安装车刀或镗刀进行最基本的车削功能,对于能进行车削、钻孔、铣削等加工的车削中心或车铣复合加工机床来讲,除了要求刀架具有转位功能外,还需要有动力刀具的驱动功能。[0003]双伺服动力刀架,刀架转位机构和动力刀驱动机构分别由两台伺服电机驱动。两台伺服电机的使用增加了采购成本,也使刀架的体积和重量增大。采用单伺服电机分别驱动刀架转位机构和动力刀可以解决上述问题,但刀架的传动机构和动力切换机构成为重要的技术难点。发明内容[0004]针对现有伺服动力刀架的缺陷与不足,本发明提供一种单伺服动力刀架,刀盘上的动力刀座安装孔在刀盘上轴线方向布置,单伺服电机同时驱动刀盘转位和动力刀具的切削动作,解决刀盘转位和动力刀具驱动的传动机构设计以及动力切换问题。[0005]为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:单伺服动力刀架,包括伺服电机、刀架箱体、刀盘和动力刀座,