刀塔(也稱刀架)是車銑復(fù)合機(jī)床上所使用的關(guān)鍵核心部件，目前的傳統(tǒng)刀塔(也稱刀架)只能安裝車刀或鏜刀進(jìn)行基本的車削加工。利用單個內(nèi)藏式伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)控制刀塔精確轉(zhuǎn)位(也稱換刀)和控制旋轉(zhuǎn)刀具高速旋轉(zhuǎn)兩種功能，集車銑加工功能于一體。
傳統(tǒng)刀塔在其刀盤的圓周上有多個安裝平面和安裝槽，用于固定車刀刀座或鏜刀刀座，與刀塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是*隔離的。傳統(tǒng)刀塔的電機(jī)置于箱體的外面，通過同步帶把動力傳給驅(qū)動軸，驅(qū)動軸的端部與第一齒輪固定連接在一起，刀盤與第二齒輪固定連接在一起，第一齒輪和第二齒輪相嚙合，
從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動刀盤轉(zhuǎn)動的目的，控制單元通過電機(jī)內(nèi)置的編碼器反饋信息進(jìn)行控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、圈數(shù)和旋轉(zhuǎn)角度，來實(shí)現(xiàn)刀盤的轉(zhuǎn)位控制。刀座通過定位鍵和螺釘固定在刀盤的圓周各刀位上，刀座上可安裝車刀或鏜刀，但此類刀具只能實(shí)現(xiàn)直線進(jìn)給進(jìn)行車削加工的要求，且外形尺寸較大。改變了傳統(tǒng)刀塔各安裝刀具位置的結(jié)構(gòu)，使每個刀具位置既可安裝車刀，又可安裝旋轉(zhuǎn)刀具。
基本功能——刀塔轉(zhuǎn)位(也稱換刀)：
當(dāng)離合器活動轉(zhuǎn)齒與離合器固定轉(zhuǎn)齒嚙合時，是電機(jī)動力傳遞給旋轉(zhuǎn)刀具的必須條件；當(dāng)離合器活動轉(zhuǎn)齒與離合器固定轉(zhuǎn)齒脫離時，電機(jī)動力就不再驅(qū)動旋轉(zhuǎn)刀具旋轉(zhuǎn)，此狀態(tài)下正是離合器活動轉(zhuǎn)齒通過其圓周齒輪與刀塔轉(zhuǎn)位齒輪(即第一齒輪)進(jìn)行嚙合的狀態(tài)，達(dá)到電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動刀塔轉(zhuǎn)位的目的。概括地說，通過控制離合器活動轉(zhuǎn)齒的兩個位置(即嚙合與脫離狀態(tài))，達(dá)到電機(jī)動力輸出給刀塔轉(zhuǎn)位或輸出給旋轉(zhuǎn)刀具旋轉(zhuǎn)的目的。
旋轉(zhuǎn)刀具旋轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)如下：首先離合器活動轉(zhuǎn)齒與離合器固定轉(zhuǎn)齒的嚙合，使刀塔處于刀具旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，控制單元通過外置的編碼器5反饋信息進(jìn)行控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、啟停和正反轉(zhuǎn)動，來實(shí)現(xiàn)刀具任意速度的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及停止；另外，該動力刀塔采用的動力刀柄為尾部扁尾結(jié)構(gòu)，因此，在旋轉(zhuǎn)刀具停止時需要停止在固定的角度位置上，才能保證下一把旋轉(zhuǎn)刀具順利地插入槽中，刀具的固定角度停止功能靠編碼器的角度反饋來實(shí)現(xiàn)。
車銑復(fù)合機(jī)床用的動力刀塔(也稱刀架)，傳統(tǒng)刀塔(也稱刀架)只能安裝車刀或鏜刀，進(jìn)行基本的車削加工，本發(fā)明打破了原傳統(tǒng)刀塔在功能和結(jié)構(gòu)的限制，同時具備了安裝車刀、鏜刀和旋轉(zhuǎn)刀具(如銑刀、鉆頭、絲錐等)的功能，可實(shí)現(xiàn)車削加工和銑削、鉆削、攻絲等加工，是車銑復(fù)合加工機(jī)床上*的功能部件。因具備了刀具旋轉(zhuǎn)加工，故稱之為動力刀塔。
利用單個內(nèi)藏式伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)控制刀塔精確轉(zhuǎn)位(也稱換刀)和控制旋轉(zhuǎn)刀具高速旋轉(zhuǎn)兩種功能，涉及到了復(fù)雜的機(jī)械傳動、互鎖、定位機(jī)構(gòu)和合理巧妙的電氣、氣動、液壓控制技術(shù)。作為車銑復(fù)合機(jī)床上所使用的關(guān)鍵核心部件—動力刀塔，目前尚無專業(yè)廠家生產(chǎn)，刀塔生產(chǎn)廠家都以生產(chǎn)傳統(tǒng)車削功能的刀塔(或稱刀架)為主，這深深制約了我國車銑復(fù)合加工機(jī)床的發(fā)展，導(dǎo)致車銑復(fù)合機(jī)床也只能依靠進(jìn)口。車銑復(fù)合加工機(jī)床是集成車削加工和銑削加工于一身的高檔加工設(shè)備，被加工的零件一次裝夾在機(jī)床上，可實(shí)現(xiàn)車削、銑削、鉆孔、攻絲鏜孔、擴(kuò)孔等多種加工，解決了加工一個零件需要多臺加工設(shè)備的問題，且可顯著提高被加工零件的精度和加工效率，是車床的延伸和發(fā)展方向。具有高剛性、重切削、體積小、集成化等優(yōu)點(diǎn)。
傳統(tǒng)刀塔在其刀盤的圓周上有多個安裝平面和安裝槽，用于固定車刀刀座或鏜刀刀座，與刀塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是*隔離的。傳統(tǒng)刀塔的電機(jī)置于箱體的外面，通過同步帶把動力傳給驅(qū)動軸，驅(qū)動軸的端部與第一齒輪固定連接在一起，刀盤與第二齒輪固定連接在一起，第一齒輪和第二齒輪相嚙合，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動刀盤轉(zhuǎn)動的目的，控制單元通過電機(jī)內(nèi)置的編碼器反饋信息進(jìn)行控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、圈數(shù)和旋轉(zhuǎn)角度，來實(shí)現(xiàn)刀盤的轉(zhuǎn)位控制。刀座通過定位鍵和螺釘固定在刀盤的圓周各刀位上，刀座上可安裝車刀或鏜刀，但此類刀具只能實(shí)現(xiàn)直線進(jìn)給進(jìn)行車削加工的要求，且外形尺寸較大。改變了傳統(tǒng)刀塔各安裝刀具位置的結(jié)構(gòu)，使每個刀具位置既可安裝車刀，又可安裝旋轉(zhuǎn)刀具。
為實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)刀具的旋轉(zhuǎn)，需解決動力源問題，特設(shè)計(jì)了一套機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)與電機(jī)連接。電機(jī)為內(nèi)藏式電機(jī)，電機(jī)定子固定連接在刀塔的箱體上，電機(jī)轉(zhuǎn)子和中空花鍵軸固定連接在一起；離合器活動轉(zhuǎn)齒與中空花鍵軸連接在一起，并可沿中空花鍵軸的軸向移動；離合器固定轉(zhuǎn)齒通過漲套與第一傳動軸緊固在一起；中空花鍵軸通過離合器的嚙合與其內(nèi)部的第一傳動軸間接相連；第一傳動軸通過一對螺旋傘齒輪(即第一螺旋傘齒輪和第二螺旋傘齒輪)與第二傳動軸連接，實(shí)現(xiàn)傳動方向的90度轉(zhuǎn)向；第二傳動軸與旋轉(zhuǎn)刀具的連接處為凹槽結(jié)構(gòu)，可與旋轉(zhuǎn)刀具尾部的扁尾結(jié)構(gòu)進(jìn)行緊密嚙合；通過上述傳動鏈，電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)動力便可傳遞給旋轉(zhuǎn)刀具，實(shí)現(xiàn)電機(jī)與旋轉(zhuǎn)刀具的同步同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
為實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)刀塔具備的所有功能，通過離合器活動轉(zhuǎn)齒沿中空花鍵軸的軸向移動，使離合器活動轉(zhuǎn)齒與第一齒輪進(jìn)行嚙合，同時與離合器固定轉(zhuǎn)齒脫離，從而把電機(jī)的動力傳遞給與第一齒輪連接成一體的第三傳動軸，第三傳動軸與第二齒輪是一體的，第二齒輪與第三齒輪相嚙合，因刀盤固定連接在第三齒輪上，所以電機(jī)終把動力傳遞給了刀盤，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)會帶動刀盤旋轉(zhuǎn)，達(dá)到刀盤的轉(zhuǎn)位控制。
