1.本发明涉及机床技术领域，具体为一种链式刀库组件及链式刀库。
背景技术：2.链式刀库是加工中心的重要组成单元，可为加工中心提供多种刀具选择。现有主流的链式刀库主要包括链条及设置在链条链节上的刀具卡爪，在链条链节中还设置有一导向滚轮，以支持所述链条可相对一中部物件如链式刀库支架的刀库承载端做回转运动。
3.在换刀情形下，刀具卡爪通常会受到换刀臂爪的抵推作用，由于所述刀具卡爪可将受到的抵推作用传递至相应的链节上并使导向滚轮受力，因而导向轮将遭受一定程度地磨损。又由于加工中心在作业期间的换刀频率较高，致使导向滚轮被很快被磨损失效的可能性增加。在导向滚轮磨损失效后，通常会整件更换链条，使得加工中心的作业成本较大。
技术实现要素：4.本发明的主要目的在于提供一种有利于延长导向滚轮的使用寿命的链式刀库组件及链式刀库。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.第一方面，本发明提供一种链式刀库组件，包括链条，所述链条包括：
7.第一链节、第二链节及设置在所述第一链节与所述第二链节之间的链销，所述第一链节和所述第二链节交替设置；在所述第一链节、所述第二链节上均设有刀具卡爪；
8.在所述链销上设置有用于承受横向力的两个垂直面滚动件，所述两个垂直面滚动件均与所述链销同轴连接，所述两个垂直面滚动件包括两个位于不同高度上的横向滚动接触面，所述两个横向滚动接触面均用于与链式刀库支架本体周向上的垂直面接触；
9.在所述链销的顶端上设置有轴座，在所述轴座上设置有用于承受竖向力的水平面滚动件，所述水平面滚动件包括竖向滚动接触面，所述竖向滚动接触面用于与链式刀库支架本体顶部的水平面周缘接触；
10.所述水平面滚动件的转动轴线与所述链销的转动轴线垂直。
11.优选地，所述第一链节包括一第一链节板体，在所述第一链节板体的两端侧设置有所述链销；
12.所述两个垂直面滚动件包括一上球轴承和一下球轴承，所述上球轴承位于所述链销的顶端所在一侧，所述下球轴承位于所述链销的底端所在一侧。
13.优选地，所述第一链节板体位于所述上球轴承与所述下球轴承之间；
14.所述第一链节板体的两端侧开设有供所述第二链节相对所述第一链节在预设角度内摆动的链节连接避空。
15.优选地，所述第二链节包括一第二链节板体，所述第二链节板体包括具有销孔的链节连接部，所述链节连接部位于所述链节连接避空中，所述链销穿接于所述销孔中。
16.优选地，所述链式刀库组件包括导向盘，所述导向盘具有弧形本体，所述弧形本体
的外弧面上设有用于供各个垂直面滚动件滚动的滚动轨，所述滚动轨沿所述弧形本体的周向延伸设置。
17.优选地，所述弧形本体上设置有两个分别用于供两个所述垂直面滚动件滚动的所述滚动轨，两个所述滚动轨分别位于所述弧形本体周向上的弧形边位置处。
18.优选地，在所述弧形本体的外弧面上开设有用于为所述第一链节提供导向的浅弧形导向槽，所述浅弧形导向槽位于两个所述滚动轨之间；
19.在所述浅弧形导向槽中开设有用于为所述第二链节提供导向的深弧形导向槽；
20.所述浅弧形导向槽、所述深弧形导向槽的槽体均沿所述弧形本体的周向延伸设置。
21.优选地，所述链式刀库组件还包括用于设置在链式刀库链轮与所述导向盘之间的导向板，所述导向板包括朝向所述链条设置方向的导向面，在所述导向面上开设有直线型导向槽；
22.所述直线型导向槽的槽体用于自靠近所述链式刀库链轮所在的一侧向靠近所述导向盘所在的一侧延伸设置，所述直线型导向槽的槽宽大于所述轴座及所述水平面滚动件在轴向上的最大横截长度。
23.优选地，所述链式刀库组件还包括用于带动所述链条做回转运动的链轮，所述链轮的链齿齿槽与所述垂直面滚动件啮合适配。
24.第二方面，本发明还提供一种链式刀库，包括刀库支架及如上所述的链式刀库组件，所述链式刀库组件设置在所述链式刀库支架上；
25.所述链式刀库支架包括自下而上设置的多级承载台阶，所述多级承载台阶包括一级承载台阶，所述一级承载台阶包括用于供所述垂直面滚动件滚动的一级承载台阶侧面。
26.本发明的工作原理：
27.本发明提供的链式刀库组件中，链条包括第一链节、第二链节及链销，利用设置在所述链销上的两个垂直面滚动件及水平面滚动件共同与链式刀库支架接触。由水平面滚动件为所述链条的回转运动提供导向，同时还承受所述链销在重力作用下产生的竖向力以作为所述链条在中部物件如链式刀库支架上的支撑点。在换刀工作情形下，刀具卡爪受到换刀臂爪的抵推作用，而刀具卡爪则将该抵推作用传递给所述第一链节、所述第二链节，此时，主要由所述两个垂直面滚动件承受所述第一链节或所述第二链节所施加的横向力，并作用于链式刀库支架上，因而减小了水平面滚动件所承受的力，从而减轻水平面滚动件的磨损。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
29.本发明提供的链式刀库组件及链式刀库可减小单个滚动件的受力，降低滚动件毁损的可能性，有利于延长整个链条的使用寿命，降低链式刀库的报废率。与此同时，在整个所述链条中的每个所述链销上，均设置有两个垂直面滚动件和水平面滚动件，无需在链节本体上设置相应的滚轮或其他部件，更有利于整个链条各个部件的分工生产、制造和/或按需采购，因而具备较好的经济性。此外，在滚动件发生磨损情形时，可快速将整个链销替换即可，缩短维修时间。
附图说明
30.图1为本发明提供的链条在一实施方式下的链节结构示意图；
31.图2为本发明提供的链条在一实施方式下结构示意图；
32.图3为本发明提供的链式刀库组件在一实施方式下的俯视结构示意图；
33.图4为图3中的a-a视向的剖面结构示意图；
34.图5为图3中的b-b视向的剖面结构示意图；
35.图6为图3中的c-c视向的剖面结构示意图；
36.图7为本发明提供的链条与导向盘之间的装配关系示意图；
37.图8为本发明提供的链式刀库在一实施方式下的立体结构示意图；
38.图9为本发明提供的链式刀库支架在一实施方式下的局部结构示意图；
39.图10为本发明提供的链式刀库支架与导向板、链条之间的装配关系示意图。
40.附图标记说明：
41.链条1；第一链节11；第一链节板体111；链节连接避空112；第二链节12；第二链节板体121；链销13；垂直面滚动件14；横向滚动接触面141；轴座15；水平面滚动件16；竖向滚动接触面161；刀具卡爪17；刀杆18；
42.链式刀库组件2；链条21；第一链节211；第二链节212；第二链节板体2121；链节连接部2122；链销213；垂直面滚动件214；轴座215；水平面滚动件216；刀具卡爪217；刀杆218；链轮22；导向盘23；弧形本体231；滚动轨232；浅弧形导向槽233；深弧形导向槽234；导向板24；导向面241；直线型导向槽242；
43.链式刀库3；链式刀库支架31；一级承载台阶侧面311；转向安装面312；驱动器安装面313。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件时，其可以是直接设置在另一个元件上或者也可以存在居中元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，其可以是直接连接到另一个元件或者也可以存在居中元件。当元件被称为“安装于”另一个元件时，其可以是直接安装在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。
46.此外，还需要理解的是，实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、中间......)仅用于解释在某一特定姿态(如图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应的随之改变；“第一”、“第二”等术语，是为了区分不同的结构不见。这些术语仅为了便于描述本发明的简化描述，不能理解为对本发明的限制。
47.参见图1至图2，为本发明提供的链式刀库组件中的链条结构示意图。本发明提供的链式刀库组件(图未示出)主要应用于链式刀库中，所述链式刀库包括但不限于单链式刀库中，还可包括多链式刀库如双链式刀库中，而所述链式刀库主要安装于加工中心中。
48.本发明提供的链式刀库组件主要包括链条1，所述链条1可包括第一链节11、第二链节12及链销13，所述链销13设置在所述第一链节11和所述第二链节12之间，以使二者之一可相对另一者在预设角度内摆动。所述第一链节11和所述第二链节12交替设置，也即可将相邻的所述第一链节11视为由所述第二链节12连接。
49.本发明中，在所述链销13上设置有两个垂直面滚动件14，所述垂直面滚动件14与所述链销13同轴连接。所述两个垂直面滚动件14包括两个位于不同高度上的横向滚动接触面141，也即各个横向滚动接触面141所在的高度均不同。所述两个横向滚动接触面141均用于与链式刀库支架(图未示出)本体周向上的垂直面接触，因而各个所述垂直面滚动件14可分别在链式刀库支架本体的不同高度上沿链式刀库支架本体的周向滚动，以支持所述链条1在所述链式刀库支架本体上做回转运动。
50.本发明中，在所述链销13的顶端上还设置有轴座15，而在所述轴座15上还进一步设置有水平面滚动件16，所述水平面滚动件16均包括竖向滚动接触面161，所述竖向滚动接触面161均用于与链式刀库支架本体顶部的水平面周缘接触，因而各个所述水平面滚动件16均可在链式刀库支架本体上沿水平面周缘滚动，以支持所述链条1在所述链式刀库支架本体上做回转运动。
51.可以理解的是，所述水平面滚动件16的设置位置高于所述垂直面滚动件14的设置位置。
52.本发明中，所述水平面滚动件16的转动轴线与所述链销13的转动轴线垂直，相应地，所述水平面滚动件16的转动轴线与所述垂直面滚动件14的转动轴线垂直。
53.本发明中，所述链式刀库组件还包括用于带动所述链条1做回转运动的链轮，所述链轮的链齿齿槽与所述垂直面滚动件14啮合适配。
54.本发明提供的链式刀库组件中，链条1至少由第一链节11、第二链节12及链销13所构成，利用设置在所述链销13上的两个垂直面滚动件14及水平面滚动件16共同与链式刀库支架接触。由水平面滚动件16为所述链条1的回转运动提供导向，同时还承受所述链销13在重力作用下产生的竖向力以作为所述链条1在中部物件如链式刀库支架上的支撑点。所述链条1在非换刀工作情形下，主要由所述水平面滚动件16受力并为所述链销13、所述链销13上的所述第一链节11、所述第二链节12提供运动导向，以引导所述链销13及所述链销13上的所述第一链节11、所述第二链节12沿链式刀库支架的水平面周缘做回转运动；所述链条1在换刀工作情形下，刀具卡爪17受到换刀臂爪的抵推作用，而刀具卡爪17则将该抵推作用传递给所述第一链节11、所述第二链节12，此时，主要由所述两个垂直面滚动件14可与链式刀库支架接触并承受所述第一链节11或所述第二链节12所施加的横向力，从而由所述两个垂直面滚动件14为该抵推作用提供缓冲，因而减小水平面滚动件所承受的力，从而减轻水平面滚动件的磨损，降低滚动件毁损的可能性，有利于延长整个链条1的使用寿命。
55.在整个所述链条1中的每个所述链销13上，均设置有两个垂直面滚动件14和水平面滚动件16，无需在链节本体上设置相应的滚轮或其他部件，更有利于整个链条1各个部件的分工生产、制造和/或按需采购，因而具备较好的经济性。此外，在滚动件发生磨损情形时，可快速将整个链销13替换即可，缩短维修时间。
56.与此同时，相对于链条在竖向平面内做回转运动的链式刀库存在占用空间较大且换刀速度较慢的困境而言，本发明提供在水平面内做回转运动的链条更适合满足中小型化
加工中心的空间要求及快速换刀的需求。
57.图1至图2中，所述第一链节11具体可包括一第一链节板体111，在所述第一链节板体111的两端测均设置有所述链销13，所述链销13均包括伸出于所述第一链节板体11的两端。所述两个垂直面滚动件14则可包括上球轴承142、所述下球轴承143，其中，所述上球轴承142位于所述链销13的顶端一侧，所述下球轴承143位于所述链销13的底端一侧。所述水平面滚动件16可包括一凸轮轴承161。相对于传统链式刀库的滚动件采用滚轮存在耐用性较差的问题，本发明采用轴承可在一定程度上保证结构滚动件的耐用性，有助于延长所述链条1的使用寿命。
58.可以理解的是，所述上球轴承142和所述下球轴承143的半径均大于其的转动轴线至所述第一链节板体111朝向链式刀库支架方向一侧板面的距离，从而使得所述上球轴承141、所述下球轴承142可在所述链式刀库支架上滚动，而所述第一链节板体111则轻微或者不与链式刀库支架接触。
59.在本发明提供的链式刀库组件的一实施方式结构中，所述第一链节板体111位于所述上球轴承142与所述下球轴承143之间，所述第一链节板体111的两端侧开设有供所述第二链节12相对所述第一链节11在预设角度内摆动的链节连接避空112。
60.同理，所述第二链节12包括一第二链节板体121，所述第二链节板体121可包括具有销孔(图未示出)的链节连接部122，所述链节连接部122位于所述链节连接避空112中，所述链销13穿接于所述销孔中。
61.可以理解的是，所述链销13本体的部分位于所述链节连接避空112中。所述链条1的链节均采用板体结构，能够提供一定的结构强度保证，可有助于减少所述链条1在换刀工作情形下发生晃动偏转的几率，从而有利于减轻对垂直面滚动件14和纵向滚动件16的磨损。
62.参见图3至图7，为本发明提供的链式刀库组件一种示例性的实施结构。结合图1、图2，所述链式刀库组件2可包括链条21、链轮22、导向盘23及导向板24，所述链条21由所述链轮22带动做回转运动，所述导向盘23用于对所述链条21进行回转换向导向，所述导向板22则用于对所述链条21进行直线运动导向。所述链轮22的链齿齿槽大小与所述垂直面滚动件214(对应为上球轴承)的大小适配，所述链轮22与所述链条21在啮合过程中，所述链条21上的垂直面滚动件214位于所述链轮22的链齿齿槽内。
63.在本发明提供的链式刀库组件2的一实施方式结构中，所述导向盘23具有弧形本体231，所述弧形本体231的外弧面上设有用于供各个垂直面滚动件214滚动的滚动轨232，所述滚动轨232沿所述弧形本体231的周向延伸设置，也即所述垂直面滚动件214在所述弧形本体231上沿其的外弧面做曲线运动。具体地，所述弧形本体231上设置有两个分别用于供两个垂直面滚动件214滚动的所述滚动轨232，两个所述滚动轨232分别位于所述弧形本体231周向上的弧形边位置处。
64.更具体地，见图7，为了所述第一链节211和所第二链节212与所述导向盘23在转向过程中发生触碰，在所述弧形本体231的外弧面上开设有用于为所述第一链节211提供导向的浅弧形导向槽233，所述浅弧形导向槽233位于两个所述滚动轨232之间。在所述浅弧形导向槽233中还开设有用于为所述第二链节212提供导向的深弧形导向槽234，所述浅弧形导向槽233、所述深弧形导向槽234的槽体均沿所述弧形本体231的周向延伸设置。利用设置的
所述浅弧形导向槽233、所述深弧形导向槽234，可避免所述第一链节211和所述第二链节212在换向转动过程中，链节本体与所述导向盘23发生碰撞的情形。可以理解的是，所述浅弧形导向槽233、所述深弧形导向槽234的深浅设置，可视回转半径的大小设置。
65.所述导向板24设置在所述链轮22与所述导向盘23之间，所述导向板24包括朝向所述链条21设置方向的导向面241，在所述导向面241上开设有直线型导向槽242，所述直线型导向槽242的槽体用于自靠近所述链式刀库链轮所在的一侧向靠近所述导向盘23所在的一侧延伸设置，所述直线型导向槽242的槽宽大于所述轴座215及所述水平面滚动件216在轴向上的最大横截长度，也即在平行于所述水平面滚动件216的轴向方向上，所述轴座215及所述水平面滚动件216在所述直线型导向槽242的槽底上的投影长度小于所述直线型导向槽242的宽度，也即在所述导向面241上开设有用于供所述轴座215及所述水平面滚动件216同时通过的导向槽242。
66.参见图8至图10，为本发明提供链式刀库的一种示例性结构。所述链式刀库3可包括刀库支架31及前述的链式刀库组件2，所述链式刀库组件2设置在所述链式刀库支架31上。具体地，所述链式刀库支架31可包括自下而上设置的多级承载台阶(图未示出)以供各个部件和/或装置连接。
67.如图9所示，结合图1至图7，所述链式刀库支架31中，多级承载台阶具体包括一级承载台阶，所述一级承载台阶包括用于供所述垂直面滚动件214滚动的一级承载台阶侧面311。此外，在所述链式刀库支架31上还可设置有用于供所述导向盘23的底部安装固定的转向安装面312，同时，所述链式刀库支架31还具有一供所述链轮22及相应驱动机构安装的驱动器安装面313。此处，所述链式刀库3为双链式刀库，所述链式刀库支架31采用一体成型结构，较现有通过两相对独立的支架实现对链式刀库组件2的支撑，一体成型的刀库支架31更具结构稳定性。
68.如图10所示，示意性地展示了链式刀库支架31、导向板24及链条之间装配位置关系，所述链条利用水平面滚动件216为链销213及链条上的链节、刀具卡爪217及刀杆218主要提供竖向上的支撑点，而垂直面滚动件214则提供横向上的支撑点。在链条做回转运动时，所述垂直面滚动件214和所述水平面滚动件216均在所述链式刀库支架31上滚动，且各自滚动所在的面相互垂直。所述导向板24安装固定在所述一级承载台阶的台面上，以对所述水平面滚动件216进行滚动导向。
69.本发明提供的链式刀库3中，在将前述链式刀库组件2的应用于链式刀库3时，所述垂直面滚动件214主要用于换刀缓冲，也即在换刀工作情形下，所述垂直滚动件214在受到刀具卡爪传递的抵推作用后，其滚动面即与所述刀库支架31的一级承载台阶侧面311接触并形成缓冲；而所述水平面滚动件216主要用于回转导向，在换刀工作情形和非换刀工作情形下均进行回转导向，并提供整个链条21在所述链式刀库支架31上的支撑点。据此，本发明提供的链式刀库可减小单个滚动件的受力，降低滚动件毁损的可能性，有利于延长整个链条21的使用寿命，进而降低链式刀库3的报废率。
70.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
71.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本
发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种链式刀库组件，其特征在于，包括链条，所述链条包括：第一链节、第二链节及设置在所述第一链节与所述第二链节之间的链销，所述第一链节和所述第二链节交替设置；在所述第一链节、所述第二链节上均设有刀具卡爪；在所述链销上设置有用于承受横向力的两个垂直面滚动件，所述两个垂直面滚动件均与所述链销同轴连接，所述两个垂直面滚动件包括两个位于不同高度上的横向滚动接触面，所述两个横向滚动接触面均用于与链式刀库支架本体周向上的垂直面接触；在所述链销的顶端上设置有轴座，在所述轴座上设置有用于承受竖向力的水平面滚动件，所述水平面滚动件包括竖向滚动接触面，所述竖向滚动接触面用于与链式刀库支架本体顶部的水平面周缘接触；所述水平面滚动件的转动轴线与所述链销的转动轴线垂直。2.根据权利要求1所述的链式刀库组件，其特征在于，所述第一链节包括一第一链节板体，在所述第一链节板体的两端侧设置有所述链销；所述两个垂直面滚动件包括一上球轴承和一下球轴承，所述上球轴承位于所述链销的顶端所在一侧，所述下球轴承位于所述链销的底端所在一侧。3.根据权利要求2所述的链式刀库组件，其特征在于，所述第一链节板体位于所述上球轴承与所述下球轴承之间；所述第一链节板体的两端侧开设有供所述第二链节相对所述第一链节在预设角度内摆动的链节连接避空。4.根据权利要求3所述的链式刀库组件，其特征在于，所述第二链节包括一第二链节板体，所述第二链节板体包括具有销孔的链节连接部，所述链节连接部位于所述链节连接避空中，所述链销穿接于所述销孔中。5.根据权利要求1所述的链式刀库组件，其特征在于，包括导向盘，所述导向盘具有弧形本体，所述弧形本体的外弧面上设有用于供各个垂直面滚动件滚动的滚动轨，所述滚动轨沿所述弧形本体的周向延伸设置。6.根据权利要求5所述的链式刀库组件，其特征在于，所述弧形本体上设置有两个分别用于供两个所述垂直面滚动件滚动的所述滚动轨，两个所述滚动轨分别位于所述弧形本体周向上的弧形边位置处。7.根据权利要求6所述的链式刀库组件，其特征在于，在所述弧形本体的外弧面上开设有用于为所述第一链节提供导向的浅弧形导向槽，所述浅弧形导向槽位于两个所述滚动轨之间；在所述浅弧形导向槽中开设有用于为所述第二链节提供导向的深弧形导向槽；所述浅弧形导向槽、所述深弧形导向槽的槽体均沿所述弧形本体的周向延伸设置。8.根据权利要求5所述的链式刀库组件，其特征在于，还包括用于设置在链式刀库链轮与所述导向盘之间的导向板，所述导向板包括朝向所述链条设置方向的导向面，在所述导向面上开设有直线型导向槽；所述直线型导向槽的槽体用于自靠近所述链式刀库链轮所在的一侧向靠近所述导向盘所在的一侧延伸设置，所述直线型导向槽的槽宽大于所述轴座及所述水平面滚动件在轴向上的最大横截长度。9.根据权利要求1所述的链式刀库组件，其特征在于，还包括用于带动所述链条做回转
运动的链轮，所述链轮的链齿齿槽与所述垂直面滚动件啮合适配。10.一种链式刀库，其特征在于，包括链式刀库支架及如权利要求1至9任一项所述的链式刀库组件，所述链式刀库组件设置在所述链式刀库支架上；所述链式刀库支架包括自下而上设置的多级承载台阶，所述多级承载台阶包括一级承载台阶，所述一级承载台阶包括用于供所述垂直面滚动件滚动的一级承载台阶侧面。
技术总结本发明公开一种链式刀库组件及链式刀库，涉及机床技术领域。所述链式刀库组件包括链条，该链条包括：第一链节、第二链节及设置在第一链节与第二链节之间的链销，第一链节和第二链节交替设置；在第一链节、第二链节上均设有刀具卡爪；在链销上设置有两个垂直面滚动件，垂直面滚动件与链销同轴连接，两个横向滚动接触面均用于与链式刀库支架本体的周向接触；在链销的顶端上设置有轴座，在轴座上设置有水平面滚动件，竖向滚动接触面均用于与链式刀库支架本体一高度上的水平面周缘接触；水平面滚动件的转动轴线与链销的转动轴线垂直。本发明有利于延长整个链条的使用寿命，降低链式刀库的报废率。报废率。
技术研发人员：皮金峰 周波 段周波 黄嘉颖
受保护的技术使用者：深圳市创世纪机械有限公司
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2022/11/1
