超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置，包括電主軸、卡鉗和卡鉗安裝座，卡鉗能夠夾緊刀具，并安裝于卡鉗安裝座內(nèi)，電主軸用于與刀具可拆式連接，并從卡鉗的側(cè)方將刀具移入或移出。本實(shí)用新型刀具的夾緊可靠、定位精確，電主軸的換刀精度高，換刀準(zhǔn)確且效率高，還保證了電主軸運(yùn)行的穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及數(shù)控加工中心機(jī)床領(lǐng)域，特別涉及一種小型加工中心的超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置及自動(dòng)換刀方法。

【背景技術(shù)】
[0002]手機(jī)等消費(fèi)類電子產(chǎn)品的輕金屬結(jié)構(gòu)件，大多采用小型加工中心快速切削成型，超高速電主軸換刀系統(tǒng)的刀具一般采用間隔套作為襯套，且刀刃直徑不能大于間隔套，使得刀具應(yīng)用受限，同時(shí)刀具、間隔套一起高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，間隔套容易飛出刀具，從而造成了電主軸的不平衡性，此外，帶間隔套的刀具安裝在刀座上，整個(gè)裝配體的累計(jì)誤差會(huì)增大，容易造成電主軸換刀不準(zhǔn)，導(dǎo)致嚴(yán)重的撞機(jī)事故發(fā)生。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是要提供一種超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置，有效地解決了刀具應(yīng)用多樣性、電主軸運(yùn)行穩(wěn)定性以及換刀精度的問(wèn)題。
[0004]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置，包括電主軸、卡鉗和卡鉗安裝座，卡鉗能夠夾緊刀具，并安裝于卡鉗安裝座內(nèi)，電主軸用于與刀具可拆式連接，并從卡鉗的側(cè)方將刀具移入或移出。
[0005]其有益效果是:電主軸換刀時(shí)，在加工中心坐標(biāo)移動(dòng)過(guò)程中，電主軸移動(dòng)至卡鉗處，并將刀具推入卡鉗內(nèi)夾緊，然后電主軸軸向移動(dòng)使其與刀具分離，完成卸刀。同時(shí)電主軸移動(dòng)至下一^^鉗處，刀具軸向裝入電主軸，完成裝刀。然后將電主軸側(cè)向移出卡鉗，完成換刀。整個(gè)換刀過(guò)程，電主軸裝、卸刀具都從卡鉗的側(cè)方完成，對(duì)于刀具的刀刃直徑?jīng)]有任何限制，刀具沒有任何形式的間隔套，減少了疊加環(huán)節(jié)，從而換刀精準(zhǔn)、刀具應(yīng)用種類多，更換刀具的電主軸運(yùn)行穩(wěn)定。
[0006]在一些實(shí)施方式中，卡鉗由兩個(gè)彈性?shī)A爪和一個(gè)定位座組成，定位座固定于卡鉗安裝座，定位座的兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)彈性?shī)A爪。
[0007]其有益效果是:刀具夾持于兩個(gè)彈性?shī)A爪之間，利用彈性?shī)A爪的彈性及其回彈記憶性，可以對(duì)刀具進(jìn)行夾緊和精確定位。
[0008]在一些實(shí)施方式中，彈性?shī)A爪的夾持端由夾持圓弧部、彈性入口部和導(dǎo)向開口部組成，夾持圓弧部用于夾緊刀具，彈性入口部與夾持圓弧部相接，導(dǎo)向開口部與彈性入口部相接。
[0009]其有益效果是:刀具從導(dǎo)向開口部推入，利用彈性入口部的彈性及其回彈記憶性，將刀具的刀柄夾緊于夾持圓弧部，由于夾持圓弧部可以四點(diǎn)夾持刀柄，從而保證了刀具夾持的位置度和所需的夾持力。
[0010]在一些實(shí)施方式中，電主軸包括主軸主體、拉刀氣缸、拉刀桿、彈簧和彈簧夾刀夾頭，主軸主體內(nèi)設(shè)有拉刀氣缸，拉刀桿的一端安裝于拉刀氣缸內(nèi)，并沿拉刀氣缸運(yùn)動(dòng)，彈簧套于拉刀桿，彈簧的一端壓緊于拉刀氣缸，彈簧的另一端壓緊于拉刀桿，拉刀桿的另一端彈性連接于彈簧夾刀夾頭，彈簧夾刀夾頭能夠彈性?shī)A緊每個(gè)刀具。
[0011]其有益效果是:電主軸采用直連式刀柄，實(shí)現(xiàn)直連式自動(dòng)換刀，克服了采用ISO、BT標(biāo)準(zhǔn)型刀柄或HSK、KM型高速刀柄需要兩次裝夾和定位的間隔夾刀方式，所造成的電主軸不平衡性及系統(tǒng)剛度降低的不足，還克服了 ISO、BT標(biāo)準(zhǔn)型刀柄或HSK、KM型高速刀柄與主軸采用錐孔或錐孔加端面配合，切削及切削液容易積聚在配合錐面上，影響配合精度的缺點(diǎn)。
[0012]在一些實(shí)施方式中，彈簧夾刀夾頭設(shè)有導(dǎo)向坡口。
[0013]其有益效果是:導(dǎo)向坡口的設(shè)置，起到刀具裝入電主軸的導(dǎo)向作用。
[0014]在一些實(shí)施方式中，拉刀桿設(shè)有狀態(tài)傳感器。
[0015]其有益效果是:狀態(tài)傳感器可以識(shí)別電主軸上彈簧夾刀夾頭的夾刀和松刀狀態(tài)，有利于電主軸準(zhǔn)確地進(jìn)行裝刀和卸刀。
[0016]在一些實(shí)施方式中，每個(gè)卡鉗安裝有吹氣桿。
[0017]其有益效果是:換刀時(shí)，電主軸移動(dòng)至卡鉗處，吹氣桿對(duì)電主軸上刀具所帶切屑和切削液體進(jìn)行清潔吹氣，使得電主軸卸刀、裝刀過(guò)程準(zhǔn)確。
[0018]在一些實(shí)施方式中，超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置還包括換刀檢查器，換刀檢查器設(shè)于卡鉗安裝座的一側(cè)。
[0019]其有益效果是:能檢查電主軸裝、卸刀是否成功，檢查換刀成功后，機(jī)床開始下一步的工作。
[0020]在一些實(shí)施方式中，超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置還包括刀具長(zhǎng)度測(cè)量器，刀具長(zhǎng)度測(cè)量器安裝于換刀檢查器。
[0021]其有益效果是:裝刀并移動(dòng)至刀具長(zhǎng)度測(cè)量器進(jìn)行刀具長(zhǎng)度測(cè)量，為下一步切削加工做好數(shù)據(jù)測(cè)量準(zhǔn)備。
[0022]其中，本實(shí)用新型超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置的換刀方法，包括步驟為:
[0023]電主軸移動(dòng)至卡鉗的前端，吹氣桿開始吹氣清潔，將刀具推入卡鉗夾緊；
[0024]電主軸上的彈簧夾刀夾頭松刀，向上軸向移動(dòng)，直至脫離刀具，并移動(dòng)至換刀檢查器進(jìn)行換刀邏輯檢查；
[0025]檢查換刀成功后，電主軸上的彈簧夾刀夾頭保持松刀狀態(tài)，電主軸移動(dòng)至下一卡鉗的上端，向下軸向移動(dòng)，刀具卡入彈簧夾刀夾頭內(nèi)完成夾刀；
[0026]電主軸及其被夾緊的刀具橫向移出卡鉗，吹氣桿結(jié)束吹氣清潔，電主軸到達(dá)刀具長(zhǎng)度測(cè)量器處，進(jìn)行刀具長(zhǎng)度測(cè)量，完成換刀。
[0027]其有益效果是:電主軸的換刀精度高、換刀效率高。
[0028]本實(shí)用新型的有益效果在于:刀具的夾緊可靠、定位精確，電主軸的換刀精度高，換刀準(zhǔn)確且效率高，還保證了電主軸運(yùn)行的穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置的立體示意圖；
[0030]圖2為圖1所示卡鉗的立體示意圖；
[0031]圖3為圖1所示主視示意圖；
[0032]圖4為圖3所示A處放大示意圖；
[0033]圖5為圖3所示A-A剖視示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0035]圖1示意性地顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的超高速電主軸自動(dòng)換刀
>J-U ρ?α裝直。
[0036]如圖1所示，該超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置包括電主軸1、卡鉗3、卡鉗安裝座4、吹氣桿5、換刀檢查器6和刀具長(zhǎng)度測(cè)量器7，換刀檢查器6設(shè)于卡鉗安裝座4的一側(cè)，刀具長(zhǎng)度測(cè)量器7安裝于換刀檢查器6，刀具2有五個(gè)，卡鉗3為五個(gè)。
[0037]如圖1、2、3所示，卡鉗3由兩個(gè)彈性?shī)A爪8和一個(gè)定位座9組成，定位座9通過(guò)螺栓固定于卡鉗安裝座4，兩個(gè)彈性?shī)A爪8對(duì)稱地連接于定位座9的兩側(cè)，彈性?shī)A爪8由彈簧鋼制成，彈簧鋼的彈性及其回彈記憶性，可以對(duì)刀具2進(jìn)行夾緊和精確定位。彈性?shī)A爪8的夾持端由夾持圓弧部10、彈性入口部11和導(dǎo)向開口部12組成，夾持圓弧部10用于夾緊刀具2，彈性入口部11與夾持圓弧部10相接，導(dǎo)向開口部12與彈性入口部11相接。吹氣桿5穿過(guò)定位座9并通過(guò)螺釘固定于卡鉗安裝座4。夾持圓弧部10的圓弧直徑略小于刀具刀柄13直徑，以四點(diǎn)夾持保證了刀具2夾持的位置度；彈性入口部11依據(jù)卡鉗3材料不同約為刀具刀柄13直徑的0.8?0.9倍；導(dǎo)向開口部12與彈性入口部11相交，并通過(guò)小圓弧過(guò)渡，導(dǎo)向開口部12與彈性入口部11形成10?30度角度，便于導(dǎo)正刀具2進(jìn)入夾持圓弧部10。
[0038]如圖1、2、3、4、5所示，電主軸I包括主軸主體14、拉刀氣缸15、拉刀桿16、彈簧17和彈簧夾刀夾頭18，主軸主體14內(nèi)嵌裝拉刀氣缸15，拉刀桿16為活塞桿，拉刀桿16的上端通過(guò)活塞21裝入拉刀氣缸15內(nèi)，拉刀桿16的下端彈性連接于彈簧夾刀夾頭18。彈簧17為碟形彈簧，套于拉刀桿16的上端，彈簧17的一端壓緊于活塞21，另一端壓緊于拉刀氣缸15，因此使拉刀桿16沿拉刀氣缸15滑動(dòng)時(shí)起到緩沖作用。
[0039]當(dāng)拉刀桿16向下滑動(dòng)時(shí)，拉刀桿16與彈簧夾刀夾頭18的彈性連接處受到擠壓彈力不斷增強(qiáng)，使得彈簧夾刀夾頭18與刀具2的彈性連接處也受到擠壓彈力不斷增強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)夾刀。
[0040]當(dāng)拉刀桿16向上滑動(dòng)時(shí)，拉刀桿16與彈簧夾刀夾頭18的彈性連接處不斷釋放彈力，使得彈簧夾刀夾頭18與刀具2的彈性連接處也不斷釋放彈力，從而實(shí)現(xiàn)松刀。
[0041]彈簧夾刀夾頭18開設(shè)導(dǎo)向坡口 20，起到刀具2裝入電主軸I的導(dǎo)向作用。
[0042]拉刀桿16與彈簧夾刀夾頭18的連接處設(shè)置狀態(tài)傳感器，狀態(tài)傳感器可以識(shí)別電主軸I上彈簧夾刀夾頭18的夾刀和松刀狀態(tài)，有利于電主軸I準(zhǔn)確地進(jìn)行裝刀和卸刀。
[0043]如圖1、2、3、4、5所示，換刀過(guò)程如下:
[0044]換刀前，電主軸I的彈簧夾刀夾頭18彈性?shī)A緊一個(gè)刀具2，其中一個(gè)卡鉗3為空刀位，其余的四個(gè)卡鉗3均夾緊一個(gè)刀具2，卡鉗安裝座4固定于刀架支撐，上述自動(dòng)換刀裝置通過(guò)刀架支撐固定在加工中心的工作臺(tái)或抽屜式滑臺(tái)上。在加工中心坐標(biāo)系控制系統(tǒng)作用下，控制電主軸的移動(dòng)。
[0045]換刀時(shí)，電主軸I移動(dòng)至空刀位的卡鉗3的前端，吹氣桿5對(duì)電主軸I上刀具2所帶切屑和切削液體開始吹氣清潔，并將刀具2推入卡鉗3夾緊；
[0046]電主軸I上的彈簧夾刀夾頭18松刀，向上軸向移動(dòng)，直至脫離刀具2，并移動(dòng)至換刀檢查器6進(jìn)行換刀邏輯檢查；
[0047]檢查換刀成功后，電主軸I上的彈簧夾刀夾頭18保持松刀狀態(tài)，電主軸I移動(dòng)至下一卡鉗3的上端，向下軸向移動(dòng)，刀具2卡入彈簧夾刀夾頭18內(nèi)完成夾刀；
[0048]電主軸I及其被夾緊的刀具2橫向移出卡鉗3，吹氣桿5結(jié)束吹氣清潔，電主軸I到達(dá)刀具長(zhǎng)度測(cè)量器7處，進(jìn)行刀具2長(zhǎng)度測(cè)量，為下一步切削加工做好數(shù)據(jù)測(cè)量準(zhǔn)備，從而完成換刀。
[0049]以上所述的僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置，其特征在于，包括電主軸(I)、卡鉗(3)和卡鉗安裝座(4)，所述卡鉗(3)能夠夾緊刀具(2)，并安裝于所述卡鉗安裝座(4)內(nèi)，所述電主軸(I)用于與刀具(2)可拆式連接，并從所述卡鉗(3)的側(cè)方將刀具(2)移入或移出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置，其特征在于，所述卡鉗(3)由兩個(gè)彈性?shī)A爪(8)和一個(gè)定位座(9)組成,所述定位座(9)固定于卡鉗安裝座(4),所述定位座(9)的兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)彈性?shī)A爪(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置，其特征在于，所述彈性?shī)A爪(8)的夾持端由夾持圓弧部(10)、彈性入口部(11)和導(dǎo)向開口部(12)組成，所述夾持圓弧部(10)用于夾緊刀具(2)，所述彈性入口部(11)與所述夾持圓弧部(10)相接，所述導(dǎo)向開口部(12)與所述彈性入口部(11)相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置，其特征在于，所述電主軸(I)包括主軸主體(14)、拉刀氣缸(15)、拉刀桿(16)、彈簧(17)和彈簧夾刀夾頭(18)，所述主軸主體(14)內(nèi)設(shè)有拉刀氣缸(15),所述拉刀桿(16)的一端安裝于拉刀氣缸(15)內(nèi)，并能夠沿拉刀氣缸(15)運(yùn)動(dòng),所述彈簧(17)套于拉刀桿(16)外,彈簧(17)的一端壓緊于拉刀氣缸(15)，彈簧(17)的另一端壓緊于拉刀桿(16)，所述拉刀桿(16)的另一端彈性連接于彈簧夾刀夾頭(18)，所述彈簧夾刀夾頭(18)能夠彈性?shī)A緊刀具(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置，其特征在于，所述彈簧夾刀夾頭(18)設(shè)有導(dǎo)向坡口(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置，其特征在于，所述拉刀桿(16)設(shè)有狀態(tài)傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置，其特征在于，每個(gè)所述卡鉗(3)安裝有吹氣桿(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置，其特征在于，還包括換刀檢查器(6)，所述換刀檢查器(6)設(shè)于卡鉗安裝座(4)的一側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速電主軸自動(dòng)換刀裝置，其特征在于，還包括刀具長(zhǎng)度測(cè)量器(7)，所述刀具長(zhǎng)度測(cè)量器(7)安裝于換刀檢查器(6)。
【文檔編號(hào)】B23Q3/155GK203956605SQ201420413111
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】肖衍盛 申請(qǐng)人:肖衍盛, 陳昌永, 陳國(guó)勇