專利名稱：機(jī)床用刀具自動(dòng)更換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)床領(lǐng)域，尤其是一種機(jī)床刀具的自動(dòng)更換裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的機(jī)床刀具自動(dòng)更換裝置，其一般采用“斗笠式刀庫(kù)”，在360度圓周上均等排列著把持工具的夾鉗，通過(guò)機(jī)械Z軸的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行工具的裝卸，“斗笠”整體是通過(guò)氣缸等驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有防止工具飛出的機(jī)構(gòu)(鎖緊機(jī)構(gòu))。因工具全圓周排列，所以侵占了加工領(lǐng)域，結(jié)果就導(dǎo)致加工領(lǐng)域(可加工工件的大小)狹窄，需要?dú)飧准啊岸敷摇闭w的軌道，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，另外，沒(méi)有防止工具飛出的鎖緊機(jī)構(gòu)，無(wú)法進(jìn)行重工具的高速回轉(zhuǎn)定位，換刀時(shí)間長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有機(jī)床用刀具自動(dòng)更換裝置的技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種機(jī)床用刀具自動(dòng)更換裝置，該刀具自動(dòng)更換裝置不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低，能快速自動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與機(jī)床主軸間刀具直接更換。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是設(shè)有刀盤，刀盤為夾角不大于270度的扇形盤，在扇形盤的邊沿同一圓周方向上均勻分布有夾鉗，刀盤固定在轉(zhuǎn)軸的上端，轉(zhuǎn)軸插裝在支架內(nèi)，支架垂直固定在支座上，支座與機(jī)床鞍座連動(dòng)，轉(zhuǎn)軸的下端經(jīng)蝸輪與蝸桿嚙合，蝸桿由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明還可通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)夾鉗由左鉗爪、右鉗爪組成，左鉗爪及右鉗爪分別經(jīng)左轉(zhuǎn)軸及右轉(zhuǎn)軸并排安裝刀盤上，在左轉(zhuǎn)軸與右轉(zhuǎn)軸的左側(cè)，左鉗爪及右鉗爪左側(cè)的板體上加工有倒圓錐臺(tái)式沉孔，倒圓錐臺(tái)式沉孔的軸心位于左鉗爪與右鉗爪的接合部位，滑桿軸線方向上加工有柱形沉孔，沉孔內(nèi)安裝有彈簧，彈簧被固定桿壓縮在沉孔內(nèi)，固定桿的上端被螺母固定在壓板上，壓板的下側(cè)面與倒圓錐臺(tái)式沉孔的上孔面之間有一個(gè)間隙，滑桿的下端設(shè)有一個(gè)頂部為斜面的斜楔。左鉗爪與右鉗爪之間安裝有壓縮彈簧。左鉗爪及右鉗爪的右端組成一個(gè)半圓形的鉗口。楔子經(jīng)連桿與解鎖油缸的伸縮桿連動(dòng)，解鎖油缸固定在轉(zhuǎn)桿的下側(cè)面，而楔子則位于轉(zhuǎn)桿的上側(cè)，轉(zhuǎn)桿與轉(zhuǎn)軸之間經(jīng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)配合。轉(zhuǎn)桿與驅(qū)動(dòng)油缸的伸縮桿鉸接，驅(qū)動(dòng)油缸的缸體固定在刀庫(kù)支架上。
本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本，能快速自動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與機(jī)床主軸間刀具的直接更換，并且可提高機(jī)床主軸的作業(yè)空間。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明刀盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明解鎖機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明夾鉗的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明安裝在機(jī)床上的使用狀態(tài)圖。
圖6-1、圖6-2、圖6-3、圖6-4是本發(fā)明退刀具操作的流程圖。
圖7-1、圖7-2、圖7-3、圖7-4、圖7-5是本發(fā)明換刀具操作的流程圖。
圖中1.刀盤，2.轉(zhuǎn)軸，3.刀庫(kù)支架，4.刀庫(kù)底座，5.蝸輪，6.蝸桿，7.伺服電機(jī)，8.解鎖油缸，9.轉(zhuǎn)桿，10.解鎖機(jī)構(gòu)，11.夾鉗，12.驅(qū)動(dòng)油缸，13.斜楔，14.刀具，15.滑桿，16.壓板，17.螺母，18.固定桿，19.彈簧，20.壓縮彈簧，21.左轉(zhuǎn)軸，22.左鉗爪，23.鉗口，24.右鉗爪，25.右轉(zhuǎn)軸，26.鞍座，27.立柱，28.主軸。
具體實(shí)施例方式
在圖1、圖2、圖3、圖4、圖5中，刀庫(kù)底座4與鞍座26同步沿機(jī)床的X方向連動(dòng)，刀庫(kù)底座4上垂直固定有刀庫(kù)支架3，刀庫(kù)支架3軸線方向的內(nèi)腔套中插裝有轉(zhuǎn)軸2，轉(zhuǎn)軸2的下端經(jīng)蝸輪5與蝸桿6嚙合，蝸桿6由伺服電機(jī)7驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸2的上端與刀盤1的中心部位固定在一起，刀盤1可隨轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，刀盤1為夾角為180度的扇形盤，本發(fā)明刀盤1還可以為夾角為210度、240度、270度的扇形盤，扇形盤的夾角小于或等于270度角，在扇形盤的邊沿同一圓周方向上均勻分布有夾鉗11。夾鉗11由左鉗爪22、右鉗爪24組成，左鉗爪22及右鉗爪24分別經(jīng)左轉(zhuǎn)軸21及右轉(zhuǎn)軸25并排安裝在刀盤1上，左鉗爪22及右鉗爪24可分別繞左轉(zhuǎn)軸21及右轉(zhuǎn)軸25轉(zhuǎn)動(dòng)，在左轉(zhuǎn)軸21及右轉(zhuǎn)軸25的左側(cè)，左鉗爪22與右鉗爪24之間安裝有壓縮彈簧20，左鉗爪22及右鉗爪24的右端組成一個(gè)半圓形的鉗口23，在壓縮彈簧20的作用下左鉗爪22及右鉗爪24可將刀具14夾持，在左轉(zhuǎn)軸21與右轉(zhuǎn)軸25的左側(cè)，左鉗爪22及右鉗爪24左側(cè)的板體上加工有倒圓錐臺(tái)式沉孔，倒圓錐臺(tái)式沉孔的軸心位于左鉗爪22與右鉗爪24的接合部位，倒圓錐臺(tái)式沉孔內(nèi)插裝有滑桿15，滑桿15的下端為圓柱形結(jié)構(gòu)，滑桿15的上端為倒圓錐臺(tái)形結(jié)構(gòu)，滑桿15軸線方向上加工有柱形沉孔，沉孔內(nèi)安裝有彈簧19，彈簧19被固定桿18壓縮在沉孔內(nèi)，固定桿18的上端被螺母17固定在壓板16上，壓板16的下側(cè)面與倒圓錐臺(tái)式沉孔的上孔面之間有一個(gè)間隙，滑桿15的下端設(shè)有一個(gè)頂部為斜面的斜楔13，斜楔13與解鎖油缸8的伸縮桿連動(dòng)，解鎖油缸8固定在轉(zhuǎn)桿9的下側(cè)面，而斜楔13則位于轉(zhuǎn)桿9的上側(cè)，轉(zhuǎn)桿9與轉(zhuǎn)軸2之間經(jīng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)配合，轉(zhuǎn)桿9與驅(qū)動(dòng)油缸12的伸縮桿鉸接，解鎖油缸8的缸體與齒條鉸接，驅(qū)動(dòng)油缸12動(dòng)作從而帶動(dòng)齒條使之繞固定在刀庫(kù)支架上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)桿9及其上所固定的解鎖油缸8繞軸2轉(zhuǎn)動(dòng)90度角。
本發(fā)明解鎖機(jī)構(gòu)11的工作原理是刀具14鎖緊狀態(tài)時(shí)，斜楔13與滑桿15不接觸，在彈簧19的推動(dòng)下，滑桿15上端的倒圓錐臺(tái)向下完全沉入在左鉗爪22及右鉗爪24板體上的倒圓錐臺(tái)式沉孔內(nèi)。此時(shí)無(wú)論向兩個(gè)方向如何扳動(dòng)鉗口，即在非破壞性力作用下，鉗口位置處的左鉗爪22及右鉗爪24能始終夾持住刀具14。當(dāng)需要從鉗口上取出刀具14時(shí)，解鎖油缸8動(dòng)作，推動(dòng)斜楔13向前運(yùn)動(dòng)，斜楔13頂部的斜面推動(dòng)滑桿15向上移動(dòng)，在滑桿15向上移動(dòng)的同時(shí)彈簧19被壓縮，滑桿15上端的倒圓錐臺(tái)向上從左鉗爪22及右鉗爪24板體上的倒圓錐臺(tái)式沉孔內(nèi)露出，使夾鉗11失去鎖緊功能。從而使鉗口夾持刀具14的力量只有依靠壓縮彈簧20的作用，此時(shí)依靠鞍座的運(yùn)動(dòng)使刀具從夾鉗脫離出來(lái)，或從主軸上下刀。
圖5、圖6-1、圖6-2、圖6-3、圖6-4中為本發(fā)明從主軸上退刀操作的流程圖。刀具14位于主軸28上，伺服電機(jī)7帶動(dòng)蝸桿6轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿6經(jīng)與之嚙合的蝸輪5使轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸2又驅(qū)動(dòng)刀盤1轉(zhuǎn)動(dòng)，并控制刀盤1轉(zhuǎn)動(dòng)至某個(gè)空夾鉗11對(duì)準(zhǔn)主軸28上所安裝的刀具14的位置，此時(shí)驅(qū)動(dòng)油缸12動(dòng)作推動(dòng)轉(zhuǎn)桿9及其上所固定的解鎖油缸8繞轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到斜楔13對(duì)準(zhǔn)滑桿15的位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)油缸12停止轉(zhuǎn)動(dòng)，解鎖油缸8動(dòng)作，推動(dòng)斜楔13向前運(yùn)動(dòng)，斜楔13端部的斜面推動(dòng)滑桿15向上移動(dòng)，使夾鉗失去鎖緊的作用，刀庫(kù)底座4隨鞍座26沿機(jī)床的X軸方向向主軸28移動(dòng)，當(dāng)夾鉗11與主軸28上的刀具14接觸時(shí)，在鞍座的推動(dòng)下，夾鉗11張開并將刀具14含在半圓形的鉗口內(nèi)，此時(shí)解鎖油缸8反向動(dòng)作斜楔13被拉回，斜楔13與滑桿15不接觸，在彈簧19推動(dòng)下滑桿15向下運(yùn)動(dòng)，滑桿15上端的倒圓錐臺(tái)向下完全沉入在左鉗爪22及右鉗爪24板體上的倒圓錐臺(tái)式沉孔內(nèi)，從而使夾鉗恢復(fù)鎖緊功能，最后主軸28沿機(jī)床Z軸方向向上運(yùn)動(dòng)，夾鉗11即可將刀具14從主軸27上拉出。
圖5、圖7-1、圖7-2、圖7-3、圖7-4、圖7-5是本發(fā)明換刀具操作的流程圖。主軸28上無(wú)刀具14，伺服電機(jī)7帶動(dòng)蝸桿6轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿6經(jīng)與之嚙合的蝸輪5使轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸2又驅(qū)動(dòng)刀盤1轉(zhuǎn)動(dòng)，并控制刀盤1轉(zhuǎn)動(dòng)至夾持所需要刀具14的夾鉗11對(duì)準(zhǔn)主軸28的位置，刀庫(kù)底座4隨鞍座25沿機(jī)床的X軸方向向主軸28移動(dòng)，當(dāng)夾持刀具14的夾鉗11移動(dòng)到主軸28正下方位置時(shí)，主軸28沿機(jī)床Z軸方向向下運(yùn)動(dòng)，使刀具14卡合在主軸28上，與此同時(shí)驅(qū)動(dòng)油缸12動(dòng)作推動(dòng)轉(zhuǎn)桿9及其上所固定的解鎖油缸8繞轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到斜楔13對(duì)準(zhǔn)滑桿15的位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)油缸12停止轉(zhuǎn)動(dòng)，解鎖油缸8動(dòng)作推動(dòng)斜楔13向前運(yùn)動(dòng)，斜楔13端部的斜面逐漸推動(dòng)滑桿15向上移動(dòng)，使夾鉗失去鎖緊功能，此時(shí)鞍座帶動(dòng)刀庫(kù)反向運(yùn)動(dòng)使刀具從夾鉗上脫離出來(lái)，刀具14被拉出后，解鎖油缸8反向動(dòng)作斜楔13被拉回，斜楔13與滑桿15脫離接觸，刀庫(kù)底座4繼續(xù)隨鞍座25沿機(jī)床的X軸方向向背離主軸28方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)換刀動(dòng)作。與此同時(shí)驅(qū)動(dòng)油缸12帶動(dòng)解鎖油缸8回轉(zhuǎn)到起始位置，伺服電機(jī)7經(jīng)轉(zhuǎn)軸2帶動(dòng)刀盤1也回轉(zhuǎn)到起始位置，從而主軸28上所安裝的刀具14就可以對(duì)工作臺(tái)上的工件進(jìn)行加工。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)床用刀具自動(dòng)更換裝置，設(shè)有刀盤，其特征在于刀盤為夾角不大于270度的扇形盤，在扇形盤的邊沿同一圓周方向上均勻分布有夾鉗，刀盤固定在轉(zhuǎn)軸的上端，轉(zhuǎn)軸插裝在支架內(nèi)，支架垂直固定在支座上，支座與機(jī)床鞍座連動(dòng)，轉(zhuǎn)軸的下端經(jīng)蝸輪與蝸桿嚙合，蝸桿由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)床用刀具自動(dòng)更換裝置，其特征在于所說(shuō)的夾鉗由左鉗爪、右鉗爪組成，左鉗爪及右鉗爪分別經(jīng)左轉(zhuǎn)軸及右轉(zhuǎn)軸并排安裝刀盤上，在左轉(zhuǎn)軸與右轉(zhuǎn)軸的左側(cè)，左鉗爪及右鉗爪左側(cè)的板體上加工有倒圓錐臺(tái)式沉孔，倒圓錐臺(tái)式沉孔的軸心位于左鉗爪與右鉗爪的接合部位，滑桿軸線方向上加工有柱形沉孔，沉孔內(nèi)安裝有彈簧，彈簧被固定桿壓縮在沉孔內(nèi)，固定桿的上端被螺母固定在壓板上，壓板的下側(cè)面與倒圓錐臺(tái)式沉孔的上孔面之間有一個(gè)間隙，滑桿的下端設(shè)有一個(gè)頂部為斜面的斜楔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述機(jī)床用刀具自動(dòng)更換裝置，其特征在于所說(shuō)的左鉗爪與右鉗爪之間安裝有壓縮彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述機(jī)床用刀具自動(dòng)更換裝置，其特征在于所說(shuō)的左鉗爪及右鉗爪的右端組成一個(gè)半圓形的鉗口。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述機(jī)床用刀具自動(dòng)更換裝置，其特征在于所說(shuō)的楔子經(jīng)連桿與解鎖油缸的伸縮桿連動(dòng)，解鎖油缸固定在轉(zhuǎn)桿的下側(cè)面，而楔子則位于轉(zhuǎn)桿的上側(cè)，轉(zhuǎn)桿與轉(zhuǎn)軸之間經(jīng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述機(jī)床用刀具自動(dòng)更換裝置，其特征在于所說(shuō)的轉(zhuǎn)桿與驅(qū)動(dòng)油缸的伸縮桿鉸接，驅(qū)動(dòng)油缸的缸體與齒條鉸接而繞固定齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及機(jī)床領(lǐng)域，設(shè)有刀盤，刀盤為夾角不大于270度的扇形盤，在扇形盤的邊沿同一圓周方向上均勻分布有夾鉗，刀盤固定在轉(zhuǎn)軸的上端，轉(zhuǎn)軸插裝在支架內(nèi)，支架垂直固定在支座上，支座與機(jī)床鞍座連動(dòng)，轉(zhuǎn)軸的下端經(jīng)蝸輪與蝸桿嚙合，蝸桿由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。左鉗爪及右鉗爪分別經(jīng)左轉(zhuǎn)軸及右轉(zhuǎn)軸并排安裝刀盤上，在左轉(zhuǎn)軸與右轉(zhuǎn)軸的左側(cè)，左鉗爪及右鉗爪左側(cè)的板體上加工有倒圓錐臺(tái)式沉孔，倒圓錐臺(tái)式沉孔的軸心位于左鉗爪與右鉗爪的接合部位，滑桿軸線方向上加工有柱形沉孔，壓板的下側(cè)面與倒圓錐臺(tái)式沉孔的上孔面之間有一個(gè)間隙，滑桿的下端設(shè)有一個(gè)端部為斜面的斜楔。能快速自動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀盤與機(jī)床主軸間刀具的直接更換。
文檔編號(hào)B23Q3/157GK1765569SQ20051004486
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2005年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月23日
發(fā)明者大平研五, 安豐銳 申請(qǐng)人:威海華東數(shù)控股份有限公司, 威海和仁精密機(jī)械有限公司