CN102896539A - 改进的刀具更换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及改进的刀具更换器，具体地，允许使用不同类型刀架的刀具更换器包括：至少两个指(2)，用于通过指(2)中的至少一个绕整体地连接到所述指(2)的铰接件(4)的旋转运动来夹紧刀架(10)；用作支撑结构的臂(1)，其包括在其端部的至少一个上的指(2)，附接到绕其自身轴线移动和旋转的轴；和传送运动的至少一个致动器(8)。所述刀具更换器还包括至少一个凸轮(5)，其包括在其面的一个面上的至少一个凹槽(6)，所述凹槽容纳设置在指(2)中的随动件(3)。凸轮(5)由致动器(8)驱动以赋予其线性移位运动。继而凸轮(5)通过凹槽(6)向所述指(2)传送围绕铰接件(4)的旋转运动。

Description

改进的刀具更换器
技术领域
本发明涉及一种具有以下构造和设计的改进的换刀装置，所述构造和设计允许在自动机加工中心的机加工过程中使用若干类型的刀架，无需组装和拆卸刀具更换器，并且增加其多功能性和效率。
背景技术
目前，在部件机加工过程中普遍使用机加工中心。这些机加工中心的特点是完全的自动化中心，其中使用CAD-CAM软件来从材料块上获得部件。
部件在这些中心中通过使用不同的刀具(tool)来机加工，这些刀具需要在机加工过程中更换。为了使更换刀具成为可能，使用被称为“刀具更换器”的臂。刀具更换器包括“指”，负责耦接有刀具例如铣刀、钻头等的已知为“刀架”的夹紧构件，使刀具从机加工刀具存储库移位到驱动主轴，反之亦然。存在若干类型的刀架；最广泛使用的刀架是HSK锥和ISO锥。
当前刀具更换器的问题是它们设计用于特定类型的刀架。也就是说，取决于安装于机加工中心的刀具更换器，将使用单一类型的刀架，导致机加工中心的局限。该局限主要导致了较低的灵活性并继而较低的生产率。
发明内容
这里描述的本发明公开了一种通过如下设计而允许使用不同类型刀架的改进的刀具更换器，即：取决于使用的刀架，允许获得对于指的不同张开和关闭位置。继而，指在为夹紧每种类型的刀架所限定的每个部分中具有特定轮廓。
本发明目的的换刀装置包括：
至少两个指，用于通过所述指中的至少一个绕整体地连接到该指的铰接件的旋转运动来夹紧刀架；
用作支撑结构的臂，其包括在其端部的至少一个上的指，其还附接到轴，在该轴上其可以绕其自身轴线移动和旋转；
传送运动的至少一个致动器。
所述刀具更换器还包括至少一个凸轮(5)，其包括在其面的一个面上的至少一个凹槽，所述凹槽容纳设置在指中的随动件；
本发明的特征在于所述凸轮由所述致动器驱动以赋予其线性移位运动，并且通过凹槽所述凸轮继而向所述指传送围绕所述铰接件的旋转运动。致动器由液压控制。
凸轮的该至少一个凹槽包括至少一个直线段，并且该至少一个直线段相对于凸轮的纵轴线具有通过角度“α”从1°到15°限定的偏差。此外，凸轮的该至少一个凹槽包括由曲线段相互连接的至少两个直线段。
本发明目标的改进的刀具更换器的另一特征在于，指在其端部区域和在其内表面上，包括刀架接触区域，包括用于刀架的接触区域，设置有一定量的夹紧区域，其对应于包含在凸轮凹槽中的该一定量的直线段。夹紧区域包括与待被夹紧的刀架的曲率半径相匹配的曲率半径。
本发明的又一特征在于，凸轮的所述至少一个凹槽包括第四直线段，以便获得指的比为了在与指的接触区域处夹紧具有最大直径的刀架所需的更大的开口。该第四段向凸轮的外部张开以便更换凸轮。凸轮的所述至少一个凹槽包括在第四直线段和第三直线段之间的第三曲线段。
本发明目标的改进的刀具更换器包括至少一个弹簧，在其端部的一个上所述弹簧接触凸轮，在液压系统失效时，推动其保持指紧密抵靠刀具更换器。
附图说明
为了帮助理解所做的描述，本说明书通过一组附图完成，仅为了示出目的和非限制意义，显示如下：
图1示出本发明目标的改进的刀具更换器的上部的透视图。
图2示出本发明目标的改进的刀具更换器的底部的透视图。
图3示出本发明目标的改进的刀具更换器的端部的截面的透视图。
图4.a示出第一刀架的夹具的透视图。
图4.b示出第二刀架的夹具的透视图，具有放大视图的联结区域。
图4.c示出第三刀架的夹具的透视图。
图5.a示出第一刀架的夹紧位置的平面图。
图5.b示出第二刀架的夹紧位置的平面图。
图5.c示出第三刀架的夹紧位置的平面图。
图6示出本发明目标的改进的刀具更换器的凸轮的透视图及放大视图。
下面给出的列表是发明中包括的在附图中示出的不同的元件：
1＝臂
2＝指
2′＝指外端
3＝随动件
4＝铰接件
5＝凸轮
6＝凹槽
6.a＝第一直线段
6.b＝第二直线段
6.c＝第三直线段
6.d＝第四直线段
6.1＝第一曲线段
6.2＝第二曲线段
6.3＝第三曲线段
7＝弹簧
7′＝孔
8＝致动器
9＝盖
10＝刀架
10.1＝第一刀架
10.b＝第二刀架
10.c＝第三刀架
11＝夹紧区域
11.a＝第一夹紧区域
11.b＝第二夹紧区域
11.c＝第三夹紧区域
12＝纵轴线
13＝柱状元件
14＝纵向凸起
15＝凹槽
具体实施方式
如上所述，并且如图1和2可看出，改进的刀具更换器由作为支撑结构的臂(1)形成。
臂(1)包括在其每个端部上的“爪”以便夹紧刀架。每个爪具有一对铰接在固定点(4)上的指(2)。此外，这些指(2)中的每个包括沿在凸轮(5)的一个面上形成的凹槽(6)移动的随动件(3)。随动件(3)在凹槽(6)上的移动由致动器(8)传递到凸轮(5)的线性运动所引发，凸轮(5)继而向指(2)传送张开和关闭运动。
额外于凸轮(5)和上述随动件(3)，图3示出盖(9)(如图1所示)下方存在一些弹簧(7)。在这些弹簧(7)中的每个中插入柱状元件(13)。该柱状元件(13)为弹簧(7)实现引导功能并且在其端部的一个上附接到臂(1)，而另一端，由于弹簧(7)环绕它，被插入在凸轮(5)中形成的孔(7′)中。
通过弹簧(7)和柱状元件(13)形成的这种组件限定出安全系统。如果致动器(8)失效，则不再通过凸轮(5)的线性移位向指(2)传输任何运动，弹簧(7)和柱状元件(13)确保指(2)的不可逆的关闭动作。这在弹簧(7)处在压缩状态下发生，除了指(2)在完全关闭的状态下。通过这种方式，弹簧(7)保持由指(2)在刀架(10)上施加的压力，从而防止刀架(10)意外地释放从而引起不良后果。
图4.a，4.b和4.c，和图5.a，5.b和5.c一起，示出本发明目标的刀具更换器的指(2)如何分别通过不同的夹紧区域(11.a，11.b，11.c)允许夹紧最经常使用的不同刀架(10.a，10.b，10.c)。这是可以的，因为在它们端部(2’)上的指(2)设置在所述夹紧区域(11.a，11.b，11.c)的内部，并且沿着它们，具有纵向凸起(14)(其可从图4的放大视图中看出)。这些纵向凸起(14)是为了插入刀架(10)的凹槽(15)中，其通常包含在圆形接触区域内。此外，夹紧区域(11)具有不同的曲率。这些曲率允许指(2)精确适应不同刀架(10)的圆形接触区域。
图6示出凸轮(5)，其中可以看出纵轴线(12)，其把凸轮(5)相对于纵轴线(12)分为两个对称部分。还示出：容纳弹簧(7)的一些孔(7′)；孔(7′)之间的区域，其固定致动器(8)的移动端，将运动传送至凸轮(5)；和两个槽(6)，其相对于纵轴线(12)互相对称。
如在图6的放大视图中可见，这些凹槽(6)的每个包括三个直线段(6.a，6.b，6.c)和两个曲线段(6.1，6.2)。另外，凹槽(6)包括第四直线段(6.d)，其允许指(2)的比用于在第三刀架(10.c)即具有最大直径的刀架的情况下夹紧所需的更大的张开，以便夹紧它或将它松开。此外，第四直线段(6.d)向凸轮(5)的外部张开，以允许：在为了通过基于适应新直径的刀架的凹槽(6)和夹紧区域(11)的构造保持具有不同直径的刀架(10)需要替换它时，将随动件(3)从槽(6)移除并从而释放凸轮(5)。
第一曲线段(6.1)对应于第一直线段(6.a)和第二直线段(6.b)之间的过渡区域，而第二曲线段(6.2)对应于第二直线段(6.b)和第三直线段(6.c)之间的过渡区域。还示出对应于第三直线段(6.c)和第四直线段(6.d)之间的过渡区域的第三曲线段(6.3)。
直线段(6.a，6.b，6.c)相对于凸轮(5)的纵轴线(12)具有角度“α”从1°到15°限定的偏差。在提供随动件(3)的从直线段(6.a，6.b，6.c)向邻近的曲线段(6.1，6.2)通过凹槽(6)的移位时，角度“α”允许在刀架(10)上施加夹紧力。
第一直线段(6.a)与第一刀架(10.a)的夹紧相一致，第二直线段(6.b)与第二刀架(10.b)的夹紧相一致，并且第三直线段(6.c)与第三刀架(10.c)的夹紧相一致。
因此，指的外端部(2′)中的夹紧区域(11.a，11.b，11.c)与指(2)的张开和闭合运动的组合，由于包括凸轮(5)，允许确保不同的刀架(10.a，10.b，10.c)被适当地保持，而不需用更换刀具更换器。

Claims (11)

1.刀具更换器，包括：
至少两个指(2)，用于通过所述指(2)中的至少一个绕整体地连接到所述指(2)的铰接件(4)的旋转运动来夹紧刀架(10)；
用作支撑结构的臂(1)，所述臂包括在其端部的至少一个上的指(2)，其还附接到轴，在所述轴上其可以绕其自身轴线移动和旋转；
传送运动的至少一个致动器(8)；
其特征在于，所述刀具更换器还包括：
至少一个凸轮(5)，所述至少一个凸轮(5)在其面的一个面上包括至少一个凹槽(6)，所述凹槽容纳设置在指(2)中的随动件(3)；
其中所述凸轮(5)由所述致动器(8)驱动以赋予其线性移位运动，并且所述凸轮(5)继而通过凹槽(6)向所述指(2)传送围绕所述铰接件(4)的旋转运动。
2.如权利要求1所述的刀具更换器，其特征在于，所述凸轮(5)的所述至少一个凹槽(6)包括至少一个直线段(6.a，6.b，6.c)。
3.如权利要求2所述的刀具更换器，其特征在于，所述至少一个直线段(6.a，6.b，6.c)相对于所述凸轮(5)的纵轴线(12)具有角度“α”从1°到15°的偏差。
4.如权利要求2所述的刀具更换器，其特征在于，所述凸轮(5)的所述至少一个凹槽(6)包括由曲线段(6.1，6.2)相互连接的至少两个直线段(6.a，6.b，6.c)。
5.如上述权利要求中任一项所述的刀具更换器，其特征在于，指(2)，在其端部区域(2′)和在其内表面上，包括用于刀架(10)的接触区域，设置有一定量的夹紧区域(11.a，11.b，11.c)，其对应于包含在凸轮(5)的凹槽(6)中的该一定量的直线段(6.a，6.b，6.c)。
6.如权利要求5所述的刀具更换器，其特征在于，所述夹紧区域(11.a，11.b，11.c)包括与待被保持的刀架(10.a，10.b，10.c)的曲率半径相匹配的曲率半径。
7.如权利要求1所述的刀具更换器，其特征在于，所述凸轮(5)的所述至少一个凹槽(6)包括第四直线段(6.d)，以便获得指(2)的比为了在与指(2)的接触区域处保持具有最大直径的刀架(10.c)所需的更大的开口。
8.如权利要求7所述的刀具更换器，其特征在于，所述第四线段(6.d)向凸轮(5)的外部张开以便更换凸轮(5)。
9.如权利要求7所述的刀具更换器，其特征在于，所述凸轮(5)的所述至少一个凹槽(6)包括在第四直线段(6.d)和第三直线段(6.c)之间的第三曲线段(6.3)。
10.如权利要求1所述的刀具更换器，其特征在于，其包括至少一个弹簧(7)，在其端部的一个上接触凸轮(5)，在致动器(8)失效时，推动其保持指(2)紧密抵靠刀具更换器(10)。
11.如权利要求1所述的刀具更换器，其特征在于，所述致动器(8)由液压控制。
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