本發明涉及機床上的換刀裝置，具體地說涉及一種伸縮旋轉換刀裝置。

背景技術：

自動化程度高的機床，通常會帶有刀庫和換刀裝置，利用換刀裝置將刀庫中的一刀具換到機床的加工主軸上進行切削加工。

現有的換刀裝置一般采用板槽與導輪的配合，實現夾刀手的伸縮、旋轉運動，利用夾刀手夾持刀具進行換刀。這種板槽與導輪配合的傳動，一般精度不高，反映在換刀過程中就是夾刀手伸縮、旋轉運動的定位精度不高；而且，當板槽與導輪長期摩擦出現損耗后，由此產生的傳動誤差很難得到補償，從而進一步降低換刀精度。

因此，現有換刀裝置雖能完成換刀，但存在運動精度不高、傳動誤差難補償的不足。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種傳動精度高、傳動誤差易補償的伸縮旋轉換刀裝置。

為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案是：

一種伸縮旋轉換刀裝置，包括：

一驅動電機，該驅動電機的驅動力輸出部設有一驅動力輸出齒輪；

一切換傳動機構，該切換傳動機構包括傳動軸，在該傳動軸上設有傳動力輸入齒輪，該傳動力輸入齒輪與所述驅動電機的驅動力輸出齒輪傳動連接，在該傳動軸上還設有活動的傳動力輸出齒輪，該傳動力輸出齒輪與一切換氣缸的驅動桿固接；

一伸縮旋轉組件，該伸縮旋轉組件設有伸縮動力輸入齒輪、旋轉動力輸入齒輪和伸縮旋轉件，所述切換傳動機構的傳動力輸出齒輪在所述切換氣缸的驅動下可切換地分別與所述伸縮動力輸入齒輪、所述旋轉動力輸入齒輪傳動連接；所述伸縮動力輸入齒輪、所述旋轉動力輸入齒輪可帶動所述伸縮旋轉件分別實現伸縮運動、旋轉運動；

一夾刀手，該夾刀手設置在所述伸縮旋轉件上。

進一步，所述伸縮旋轉組件包括套筒，套筒中設有可轉動的旋轉連接件，旋轉連接件的下部固接所述旋轉動力輸入齒輪，旋轉連接件的上部設有花鍵槽，所述伸縮旋轉件為花鍵軸，所述伸縮旋轉件插入旋轉連接件的花鍵槽中；所述伸縮旋轉組件還包括轉動座，所述伸縮動力輸入齒輪可轉動地設在轉動座中，所述伸縮動力輸入齒輪中穿設伸縮桿，伸縮桿的外周面上設有螺旋槽，所述伸縮動力輸入齒輪中設有與伸縮桿的螺旋槽相適配的槽輪，伸縮桿的下部設有防轉直線導向機構，伸縮桿的上部與所述伸縮旋轉件可轉動的卡接。

進一步，所述伸縮桿的上部與所述伸縮旋轉件通過軸承套、端蓋實現可轉動的卡接，所述軸承套中設有軸承，所述伸縮桿的上部設有軸肩部，該軸肩部通過一軸肩件抵住軸承的下面，所述伸縮桿的上端部設有螺紋配合的軸端件，所述伸縮桿通過該軸端件抵住軸承的上面；所述軸承套的上部固接所述端蓋，該端蓋通過一螺栓與所述伸縮旋轉件固接。

進一步，所述防轉直線導向機構包括一直線導向槽，該直線導向槽中設有相適配的滑塊，該滑塊與所述伸縮桿的下部固接。

進一步，伸縮旋轉換刀裝置還包括一止轉機構，該止轉機構包括不轉的伸縮止轉齒輪和旋轉止轉齒輪，該伸縮止轉齒輪、該旋轉止轉齒輪均與所述切換氣缸的驅動桿固接；當所述傳動力輸出齒輪被所述切換氣缸驅動與所述伸縮動力輸入齒輪傳動連接時，所述旋轉止轉齒輪被所述切換氣缸驅動與所述旋轉動力輸入齒輪嚙合；當所述傳動力輸出齒輪被所述切換氣缸驅動與所述旋轉動力輸入齒輪傳動連接時，所述伸縮止轉齒輪被所述切換氣缸驅動與所述伸縮動力輸入齒輪嚙合。

本發明的工作方式是：

驅動電機用于提供驅動力，驅動電機的驅動力輸出部的驅動力輸出齒輪與切換傳動機構的傳動力輸入齒輪傳動連接，將驅動力傳動給切換傳動機構的傳動軸，進而傳動給傳動軸上的傳動力輸出齒輪；

切換傳動機構的傳動力輸出齒輪在切換氣缸的驅動下可切換地分別與伸縮動力輸入齒輪、旋轉動力輸入齒輪傳動連接；當傳動力輸出齒輪與伸縮動力輸入齒輪傳動連接時，即可帶動伸縮旋轉件實現伸縮運動，即可帶動伸縮旋轉件上的夾刀手實現伸縮運動；當傳動力輸出齒輪與旋轉動力輸入齒輪傳動連接時，即可帶動伸縮旋轉件實現旋轉運動，即可帶動伸縮旋轉件上的夾刀手實現旋轉運動；

夾刀手用于夾持刀具，通過伸縮、旋轉兩種運動，即可將刀庫中的刀具換到機床的加工主軸上。

本發明的結構緊湊，采用電機驅動、齒傳動，具有高傳動精度；而且，當出現磨損產生傳動誤差后，可通過調整控制驅動電機的轉動量，輕松對傳動誤差進行補償。因此，本發明具有傳動精度高、傳動誤差易補償的特點。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明不含機架的結構示意圖；

圖3是本發明不含機架的另一角度的結構示意圖；

圖4是本發明中伸縮旋轉組件的結構示意圖；

圖5是本發明中伸縮旋轉組件的立體分解圖；

圖6是本發明中伸縮旋轉組件的部分結構示意圖；

圖7是本發明中伸縮桿與伸縮旋轉件的連接結構示意圖；

圖8是圖7中A部的放大圖；

圖9是本發明中止轉機構部分的結構示意圖。

圖中各標號分別是：

（10）機架；

（20）驅動電機，（21）驅動力輸出斜齒輪；

（30）切換傳動機構，（31）傳動軸，（32）傳動力輸入斜齒輪，（33）傳動力輸出直齒輪，（34）切換氣缸；

（40）伸縮旋轉組件，（41）套筒，（42）旋轉連接件，（43）旋轉動力輸入直齒輪，（44）槽件，（45）伸縮旋轉件，（46）轉動座，（47）伸縮動力輸入直齒輪，（48）輪件，（49）伸縮桿；

（50）防轉直線導向機構，（51）直線導向槽，（52）滑塊；

（61）軸承套，（62）端蓋，（63）上軸承，（64）中軸承，（65）下軸承，（66）軸肩部，（67）軸肩件，（68）軸端件，（69）螺栓；

（70）夾刀手；

（80）止轉機構，（81）伸縮止轉直齒輪，（82）旋轉止轉直齒輪。

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。

參看圖1、2、3、4，本發明一種伸縮旋轉換刀裝置，包括機架10，機架10上安裝橫置的驅動電機20，驅動電機20的驅動力輸出部設有驅動力輸出斜齒輪21。

機架10上還安裝有切換傳動機構30，切換傳動機構30豎置在驅動電機20的旁側，切換傳動機構30包括豎置的傳動軸31，在傳動軸31上設有傳動力輸入斜齒輪32，傳動力輸入斜齒輪32與驅動電機20的驅動力輸出斜齒輪21傳動嚙合；在傳動軸31上、傳動力輸入斜齒輪32的上方還設有可在傳動軸31上上下活動的傳動力輸出直齒輪33；機架10上還裝有切換氣缸34，切換氣缸34的驅動桿與傳動力輸出直齒輪33固接，可驅動傳動力輸出直齒輪33在傳動軸31上上下移動。

參看圖5、6，在切換傳動機構30的旁側設有豎置的伸縮旋轉組件40，伸縮旋轉組件40包括套筒41、旋轉連接件42、旋轉動力輸入直齒輪43、槽件44、伸縮旋轉件45、轉動座46、伸縮動力輸入直齒輪47、輪件48和伸縮桿49。

套筒41設在機架10上，套筒41中通過軸承設有可轉動的旋轉連接件42，旋轉連接件42的下端部固接旋轉動力輸入直齒輪43，旋轉連接件42的上端部固接槽件44，槽件44中設有花鍵槽，伸縮旋轉件45為花鍵軸，伸縮旋轉件45通過槽件44的花鍵槽插入旋轉連接件42中，這樣旋轉動力輸入直齒輪43就可帶動伸縮旋轉件45實現旋轉運動。

轉動座46設在機架10中，轉動座46中通過軸承設有可轉動的伸縮動力輸入直齒輪47，伸縮動力輸入直齒輪47與旋轉動力輸入直齒輪43上下間隔設置，切換傳動機構30的傳動力輸出直齒輪33在切換氣缸34的驅動下便可上下活動地分別與伸縮動力輸入直齒輪47、旋轉動力輸入直齒輪43傳動嚙合；伸縮動力輸入直齒輪47中固接輪件48，輪件48上設有凸出的槽輪，伸縮桿49穿設在輪件48中，伸縮桿49的外周面上設有螺旋槽，輪件48的槽輪伸入伸縮桿49的螺旋槽中。

伸縮桿49的下部設有防轉直線導向機構50，防轉直線導向機構50包括豎置的直線導向槽51，直線導向槽51中設有相適配的滑塊52，滑塊52與伸縮桿49的下部固接。

參看圖7、8，伸縮桿49的上部與伸縮旋轉件45通過軸承套61、端蓋62實現可轉動的卡接，軸承套61中設有上軸承63、中軸承64、下軸承65，伸縮桿49的上部設有軸肩部66，該軸肩部66通過軸肩件67抵住下軸承65的下面，伸縮桿49的上端部設有螺紋配合的軸端件68，伸縮桿49通過軸端件68抵住上軸承63的上面；軸承套61的上部固接端蓋62，一個螺栓69穿過伸縮旋轉件45與端蓋62螺紋連接，使端蓋62與伸縮旋轉件45固接。

當伸縮動力輸入直齒輪47在轉動座46中轉動時，輪件48隨伸縮動力輸入直齒輪47一同轉動，在輪件48槽輪與伸縮桿49螺旋槽的配合驅動下，伸縮桿49只能沿防轉直線導向機構50的直線導向槽51上下伸縮運動，從而帶動伸縮旋轉件45實現伸縮運動。

在伸縮旋轉件45的頂部設有水平對置的兩個夾刀手70。

參看圖9，與切換氣缸34的驅動桿固接的還有止轉機構80，止轉機構80包括不能轉動的伸縮止轉直齒輪81和旋轉止轉直齒輪82；當傳動力輸出直齒輪33被切換氣缸34驅動與伸縮動力輸入直齒輪47傳動連接時，旋轉止轉直齒輪82同時被切換氣缸34驅動與旋轉動力輸入直齒輪43嚙合，使得旋轉動力輸入直齒輪43不能發生轉動，進而使得伸縮旋轉件45及其上的夾刀手70不能發生旋轉運動；當傳動力輸出直齒輪33被切換氣缸34驅動與旋轉動力輸入直齒輪43傳動連接時，伸縮止轉直齒輪81同時被切換氣缸34驅動與伸縮動力輸入直齒輪47嚙合，使得伸縮動力輸入直齒輪47不能發生轉動，進而使得伸縮旋轉件45及其上的夾刀手70不能發生伸縮運動。

本發明一種伸縮旋轉換刀裝置，利用驅動電機20進行驅動、切換傳動機構30進行傳動并對伸縮旋轉組件40進行伸縮、旋轉切換，使得夾刀手70實現伸縮、旋轉運動，從而完成換刀，具有傳動精度高的特點，而且通過控制驅動電機20的轉動量即可實現運動位置的控制及補償。

以上所述，僅是本發明一種較佳實施例而已，并非對本發明的技術范圍作任何限制，凡是依據本發明的技術實質對上面實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術的范圍內。