一种车铣复合加工中心自动换刀装置的制作方法

本发明涉及金属加工，具体为一种车铣复合加工中心自动换刀装置。

背景技术：

1、在车铣复合加工领域，传统加工中心通常采用独立的车削主轴与铣削主轴，或通过附加铣削动力头实现复合功能，但其铣削部分多依赖单一固定式铣刀，换刀需停机并借助外置刀库与机械手完成，存在换刀时间长、结构复杂、占用空间大、多刀协同困难等问题，现有自动换刀装置普遍面向立式或卧式加工中心设计，难以适配车铣复合机床紧凑的床身布局与动态工况需求，且缺乏对铣刀空间姿态的主动调控能力，无法满足复杂曲面、多特征零件一次装夹下多工序、多角度、多刀具高效切换与协同加工的工艺要求。

2、针对以上问题，提出了一种车铣复合加工中心自动换刀装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种车铣复合加工中心自动换刀装置，采用本装置进行工作，从而解决了上述背景中现有少数多主轴机床虽可同时铣削，但各主轴均由独立伺服电机驱动，受电机参数离散性、编码器分辨率差异、电流环响应延迟等因素影响，极易出现微小相位差，导致切削载荷分配不均、接刀痕明显，甚至引发共振的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、提供一种车铣复合加工中心自动换刀装置，包括车铣加工中心本体，所述车铣加工中心本体内壁上连接有升降平台，所述升降平台上固定连接有支撑板，所述支撑板的上方设置有铣削电机，所述支撑板的下方设置有主齿轮，所述主齿轮与铣削电机的输出端固定连接，与所述主齿轮同轴设置有连接环，所述连接环的上端与支撑板的下端转动连接，所述连接环的下端环形设置有若干个径向移动组件，若干个所述径向移动组件的上端均固定连接有副齿轮，与所述副齿轮同轴设置有铣刀组件，所述铣刀组件的一端与径向移动组件的下端转动连接，与所述主齿轮同轴设置有驱动组件，所述驱动组件设置于径向移动组件的下端，所述铣刀组件与驱动组件传动连接。

4、进一步的，若干个所述径向移动组件均包括气缸，所述气缸与连接环的下表面固定连接，所述气缸的输出端指向连接环的轴心，所述气缸的输出端固定连接有限位块，所述限位块的中间位置转动连接有转轴。

5、进一步的，所述转轴的上端有副齿轮固定连接，所述转轴与副齿轮同轴设置，所述转轴的下端固定连接有凹形块。

6、进一步的，若干个所述铣刀组件均包括偏转电机，所述偏转电机固定连接在凹形块的侧面，所述凹形块内转动连接有柱状块，所述柱状块与偏转电机的输出端固定连接，所述柱状块与偏转电机同轴设置。

7、进一步的，所述铣刀组件还包括连接杆以及铣刀，所述连接杆轴心所在方向与所述柱状块轴心所在方向垂直设置，所述连接杆的一端与柱状块的外壁固定连接，所述连接杆的另一端与铣刀固定连接。

8、进一步的，所述连接杆上转动连接有卡块，所述驱动组件包括支撑架，所述支撑架的左端与支撑板固定连接，所述支撑架位于支撑板的下方。

9、进一步的，所述支撑架的下方固定连接有切换电机，所述切换电机的输出端固定连接有锥齿轮一，所述支撑架上转动连接有传动轴一，所述传动轴一下端固定连接有锥齿轮二，所述锥齿轮二与锥齿轮一啮合。

10、进一步的，所述传动轴一的上端设置有弧形块，所述弧形块与传动轴一同轴设置且固定连接，所述弧形块与支撑架之间设置有传动杆，所述传动杆的一端与传动轴一固定连接，所述传动杆的另一端固定连接有推杆。

11、进一步的，所述支撑架的上端设置有转盘，所述转盘外缘开设有若干个弧形凹槽，若干个所述弧形凹槽以转盘轴心为基准环形设置，任意两个弧形凹槽之间开设有径向直槽，与所述转盘同轴设置有传动轴二，所述传动轴二与转盘同轴设置，所述传动轴二的上端与转盘固定连接，所述传动轴二的下端与支撑架转动连接。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

13、1、主齿轮统一驱动动力源，副齿轮通过气缸控制啮合或脱离，偏转电机精确调控铣刀轴线方向，驱动组件则以机械式分度方式完成刀位切换，由此，在加工流程中插入停机换刀环节时间较短且无需为多刀作业额外配置多主轴驱动源，进一步提升设备利用率；

14、2、本装置通过气缸推动限位块沿径向滑动，带动副齿轮精准啮合或脱离主齿轮，换刀动作由切换电机经锥齿轮、传动轴、弧形块与推杆驱动转盘完成，其运动路径被严格约束于预设的弧形凹槽与径向直槽之中，既使得分度更加精准又基本实现机械式硬限位锁止；

15、3、偏转电机不仅用于驱动铣刀偏转，更在铣削工况下进入通电锁死状态，将柱状块与凹形块刚性锁定，减小因离心力或切削冲击导致的铣刀轴线偏移；

16、4、所有副齿轮与其刚性啮合，确保各铣刀角速度基本一致，加之各径向移动组件由同一连接环承载，使得几何中心一致性更高，从而减小因驱动源分散带来的同步失稳风险出现的概率。

1.一种车铣复合加工中心自动换刀装置，其特征在于：包括车铣加工中心本体（1），所述车铣加工中心本体（1）内壁上连接有升降平台（2），所述升降平台（2）上固定连接有支撑板（3），所述支撑板（3）的上方设置有铣削电机（4），所述支撑板（3）的下方设置有主齿轮（5），所述主齿轮（5）与铣削电机（4）的输出端固定连接，与所述主齿轮（5）同轴设置有连接环（6），所述连接环（6）的上端与支撑板（3）的下端转动连接，所述连接环（6）的下端环形设置有若干个径向移动组件（7），若干个所述径向移动组件（7）的上端均固定连接有副齿轮（8），与所述副齿轮（8）同轴设置有铣刀组件（9），所述铣刀组件（9）的一端与径向移动组件（7）的下端转动连接，与所述主齿轮（5）同轴设置有驱动组件（10），所述驱动组件（10）设置于径向移动组件（7）的下端，所述铣刀组件（9）与驱动组件（10）传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种车铣复合加工中心自动换刀装置，其特征在于：若干个所述径向移动组件（7）均包括气缸（71），所述气缸（71）与连接环（6）的下表面固定连接，所述气缸（71）的输出端指向连接环（6）的轴心，所述气缸（71）的输出端固定连接有限位块（72），所述限位块（72）的中间位置转动连接有转轴（73）。

3.根据权利要求2所述的一种车铣复合加工中心自动换刀装置，其特征在于：所述转轴（73）的上端与副齿轮（8）固定连接，所述转轴（73）与副齿轮（8）同轴设置，所述转轴（73）的下端固定连接有凹形块（74）。

4.根据权利要求3所述的一种车铣复合加工中心自动换刀装置，其特征在于：若干个所述铣刀组件（9）均包括偏转电机（91），所述偏转电机（91）固定连接在凹形块（74）的侧面，所述凹形块（74）内转动连接有柱状块（92），所述柱状块（92）与偏转电机（91）的输出端固定连接，所述柱状块（92）与偏转电机（91）同轴设置。

5.根据权利要求4所述的一种车铣复合加工中心自动换刀装置，其特征在于：所述铣刀组件（9）还包括连接杆（93）以及铣刀（94），所述连接杆（93）轴心所在方向与所述柱状块（92）轴心所在方向垂直设置，所述连接杆（93）的一端与柱状块（92）的外壁固定连接，所述连接杆（93）的另一端与铣刀（94）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种车铣复合加工中心自动换刀装置，其特征在于：所述连接杆（93）上转动连接有卡块（95），所述驱动组件（10）包括支撑架（101），所述支撑架（101）的左端与支撑板（3）固定连接，所述支撑架（101）位于支撑板（3）的下方。

7.根据权利要求6所述的一种车铣复合加工中心自动换刀装置，其特征在于：所述支撑架（101）的下方固定连接有切换电机（102），所述切换电机（102）的输出端固定连接有锥齿轮一（103），所述支撑架（101）上转动连接有传动轴一（104），所述传动轴一（104）下端固定连接有锥齿轮二（105），所述锥齿轮二（105）与锥齿轮一（103）啮合。

8.根据权利要求7所述的一种车铣复合加工中心自动换刀装置，其特征在于：所述传动轴一（104）的上端设置有弧形块（106），所述弧形块（106）与传动轴一（104）同轴设置且固定连接，所述弧形块（106）与支撑架（101）之间设置有传动杆（107），所述传动杆（107）的一端与传动轴一（104）固定连接，所述传动杆（107）的另一端固定连接有推杆（108）。

9.根据权利要求7所述的一种车铣复合加工中心自动换刀装置，其特征在于：所述支撑架（101）的上端设置有转盘（109），所述转盘（109）外缘开设有若干个弧形凹槽（1091），若干个所述弧形凹槽（1091）以转盘（109）轴心为基准环形设置，任意两个弧形凹槽（1091）之间开设有径向直槽（1092），与所述转盘（109）同轴设置有传动轴二（1093），所述传动轴二（1093）与转盘（109）同轴设置，所述传动轴二（1093）的上端与转盘（109）固定连接，所述传动轴二（1093）的下端与支撑架（101）转动连接。