CN104368831B - 数控车床多刀位装置 - Google Patents
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Abstract
数控车床多刀位装置，包括具有四个装夹部位的电动四方刀架，电动四方刀架的三个装夹部位分别采用通用压紧螺栓装夹有外圆车刀、螺纹车刀和切断切槽车刀，电动四方刀架的第四个装夹部位设有通用型刀具安装结构。本发明减少了零件的装夹次数，减少了装夹找正等辅助时间，提高了效率和加工精度，生产实践应用效果好。增加刀具后，所增加的刀具通过刀具补偿可以获得一个唯一标识这把刀具的刀具补偿号，以便在程序中随时调用，提高数控系统的利用率。
Description
技术领域
本发明属于数控机床技术领域，具体涉及一种数控车床多刀位装置。
背景技术
目前，在车床切削加工行业，配置为电动四方刀架的数控车床最多只能安装四把刀具，而零件结构的日益复杂，无论是基于加工精度还是基于加工效率，均要求一次装夹应完成零件一端的粗精加工所有工序，需要的刀具配置往往超过四把。并且，基于刀具之间的干涉和加工时与工件的防撞，也会导致装刀的数量甚至低于机床刀架的四个刀位。由于刀位不足，会导致工件二次装夹，直接影响加工的效率和精度，而且增加工人的劳动强度，加大生产成本。
并且，数控车床的数控系统通常提供的刀具补偿号远远超过4个，其数量因数控系统不同而不同，实践中机床最少的刀具补偿号也有32个之多，正常的使用中，一般对应4把刀具使用4个刀具补偿号，其他的刀具补偿号都空着，没有充分利用数控系统的优势。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种可一次性装夹完成工件一端所有的加工工序、提高加工精度、提高加工效率、降低工人劳动强度的数控车床多刀位装置。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：数控车床多刀位装置，包括具有四个装夹部位的电动四方刀架，电动四方刀架的三个装夹部位分别采用通用压紧螺栓装夹有外圆车刀、螺纹车刀和切断切槽车刀，电动四方刀架的第四个装夹部位设有通用型刀具安装结构，通用型刀具安装结构包括也采用通用压紧螺栓装夹的呈长方体形状的本体，本体内水平设有相互平行的第一刀位孔、第二刀位孔和第三刀位孔，第一刀位孔、第二刀位孔和第三刀位孔内部分别设有一个衬套，每个衬套内分别设有一个刀具，本体内设有与第一刀位孔垂直并连通的第一螺纹孔、与第二刀位孔垂直并连通的第二螺纹孔以及与第三刀位孔垂直并连通的第三螺纹孔，三个衬套上设有分别与第一螺纹孔、第二螺纹孔和第三螺纹孔对应的通孔，第一螺纹孔、第二螺纹孔和第三螺纹孔内分别螺纹连接有内端穿过通孔并对应压紧一个刀具的顶紧螺栓。
所述第一刀位孔、第二刀位孔和第三刀位孔距离电动四方刀架的距离依次增大，第一螺纹孔和第二螺纹孔设在本体上部，第一螺纹孔和第二螺纹孔的中心线垂直设置，第三螺纹孔设在的本体外端部，第三螺纹孔的中心线水平设置，第一螺纹孔设有一个，第二螺纹孔设有一个，第三螺纹孔设有两个。
所述第一刀位孔内装的刀具为承受切削力较大的钻头，第二刀位孔和第三刀位孔内分别装的刀具为承受切削力较小的中心钻和镗刀。
第一刀位孔、第二刀位孔和第三刀位孔的中心线与数控机床主轴回转中心线等高，第一刀位孔、第二刀位孔和第三刀位孔的中心线平行于数控机床导轨的运动方向。
采用上述技术方案，本发明中衬套的外圆与本体内的第一刀位孔、第二刀位孔和第三刀位孔配合，衬套的内孔与插设的刀具的刀柄相配，刀柄几何尺寸改变后，衬套的内孔几何尺寸相应改变，衬套的选用是系列化的，衬套可以设置若干个，这样可以根据加工不同的工件来更换不容的刀具以及对应的衬套。
本发明的电动四方刀架上，其中外圆车刀、螺纹车刀和切断切槽车刀分别占用了三个刀位，第四个物理刀位实际上提供三个刀位，分别是内孔镗刀、中心钻和钻头，也就是说，目前该电动四方刀架共提供了六个刀位，相对于现有技术增加了两个刀位；同理，若加工工序的需求八个刀位甚至更多，可以采用本发明所提供的思路再次增加刀位数量直到满足加工要求。
本发明结构简单、成本低、实用性强，减少了零件的装夹次数，减少了装夹找正等辅助时间，提高了效率和加工精度，生产实践应用效果好。增加刀具后，所增加的刀具通过刀具补偿可以获得一个唯一标识这把刀具的刀具补偿号，以便在程序中随时调用，提高数控系统的利用率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中通用型刀具安装结构的结构示意图；
图3是图2中A-A剖视图；
图4是图2中本体的结构示意图；
图5是图4当中B-B剖视图；
图6是装配在第三刀位孔内衬套的结构示意图；
图7是装配在第一刀位孔和第二刀位孔内衬套的结构示意图；
图8是本发明装配技术要求示意图；
图9是图8中C向局部视图。
具体实施方式
如图1-图9所示，本发明的数控车床多刀位装置，包括具有四个装夹部位的电动四方刀架1，电动四方刀架1的三个装夹部位分别采用通用压紧螺栓2装夹有外圆车刀3、螺纹车刀4和切断切槽车刀5，电动四方刀架1的第四个装夹部位设有通用型刀具安装结构，通用型刀具安装结构包括也采用通用压紧螺栓2装夹的呈长方体形状的本体6，本体6内水平设有相互平行的第一刀位孔7、第二刀位孔8和第三刀位孔9，第一刀位孔7、第二刀位孔8和第三刀位孔9内部分别设有一个衬套10，每个衬套10内分别设有一个刀具，本体6内设有与第一刀位孔7垂直并连通的第一螺纹孔11、与第二刀位孔8垂直并连通的第二螺纹孔12以及与第三刀位孔9垂直并连通的第三螺纹孔13，三个衬套10上设有分别与第一螺纹孔11、第二螺纹孔12和第三螺纹孔13对应的通孔14，第一螺纹孔11、第二螺纹孔12和第三螺纹孔13内分别螺纹连接有内端穿过通孔14并对应压紧一个刀具的顶紧螺栓15。
第一刀位孔7、第二刀位孔8和第三刀位孔9距离电动四方刀架1的距离依次增大，第一螺纹孔11和第二螺纹孔12设在本体6上部，第一螺纹孔11和第二螺纹孔12的中心线垂直设置，第三螺纹孔13设在的本体6外端部，第三螺纹孔13的中心线水平设置，第一螺纹孔11设有一个，第二螺纹孔12设有一个，第三螺纹孔13设有两个。
第一刀位孔7内装的刀具为承受切削力较大的钻头16，第二刀位孔8和第三刀位孔9内分别装的刀具为承受切削力较小的中心钻17和镗刀18。
第一刀位孔7、第二刀位孔8和第三刀位孔9的中心线与数控机床主轴20回转中心线等高，第一刀位孔7、第二刀位孔8和第三刀位孔9的中心线平行于数控机床导轨19的运动方向。
本发明中衬套10的外圆与本体6内的第一刀位孔7、第二刀位孔8和第三刀位孔9配合，衬套10的内孔与插设的刀具的刀柄相配，刀柄几何尺寸改变后，衬套10的内孔几何尺寸相应改变，衬套10的选用是系列化的，衬套10可以设置若干个，这样可以根据加工不同的工件来更换不容的刀具以及对应的衬套10。
本发明的电动四方刀架1上，其中外圆车刀3、螺纹车刀4和切断切槽车刀5分别占用了三个刀位，第四个物理刀位实际上提供三个刀位，分别是内孔镗刀18、中心钻17和钻头16，也就是说，目前该电动四方刀架1共提供了六个刀位，相对于现有技术增加了两个刀位；同理，若加工工序的需求八个刀位甚至更多，可以采用本发明所提供的思路再次增加刀位数量直到满足加工要求。
如图8、图9所示，三个刀位孔的轴线应平行于所使用机床导轨19的运动方向，制造公差按图8所示平行度要求。远离电动刀架中心的螺纹孔轴线水平布置并垂直于刀位孔轴线，靠近电动刀架中心的两个螺纹孔轴线竖直布置并垂直于刀位孔轴线。三个刀位孔的轴线应与机床主轴20中心等高，制造公差按图示对称度要求制造。
图4-图7为本发明的本体6及衬套10结构示意图。其中衬套10的外圆与本体6的孔过盈配合，衬套10的内径与所用的刀具直径滑配，但内外圆的同轴度保持在0.02以内。
在进行数控编程时，对本多刀位组合装置上的刀具，其刀位号保持一致，刀具形状补偿号各不相同，例如，图1所示钻头16调用指令为T0401，中心钻17调用指令为T0402，镗刀18调用指令为T0403，意指这三把刀具位于原始机床设定的4号刀位，但其相对于工件原点的刀具形状补偿值各不相同，并分别存放在01、02和03三个内存地址里，更多数量的刀具设置与此类同。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围。
Claims (3)
1.数控车床多刀位装置，包括具有四个装夹部位的电动四方刀架，电动四方刀架的三个装夹部位分别采用通用压紧螺栓装夹有外圆车刀、螺纹车刀和切断切槽车刀，其特征在于：电动四方刀架的第四个装夹部位设有通用型刀具安装结构，通用型刀具安装结构包括也采用通用压紧螺栓装夹的呈长方体形状的本体，本体内水平设有相互平行的第一刀位孔、第二刀位孔和第三刀位孔，第一刀位孔、第二刀位孔和第三刀位孔内部分别设有一个衬套，每个衬套内分别设有一个刀具，本体内设有与第一刀位孔垂直并连通的第一螺纹孔、与第二刀位孔垂直并连通的第二螺纹孔以及与第三刀位孔垂直并连通的第三螺纹孔，三个衬套上设有分别与第一螺纹孔、第二螺纹孔和第三螺纹孔对应的通孔，第一螺纹孔、第二螺纹孔和第三螺纹孔内分别螺纹连接有内端穿过通孔并对应压紧一个刀具的顶紧螺栓；
所述第一刀位孔、第二刀位孔和第三刀位孔距离电动四方刀架的距离依次增大，第一螺纹孔和第二螺纹孔设在本体上部，第一螺纹孔和第二螺纹孔的中心线垂直设置，第三螺纹孔设在的本体外端部，第三螺纹孔的中心线水平设置，第一螺纹孔设有一个，第二螺纹孔设有一个，第三螺纹孔设有两个。
2.根据权利要求1所述的数控车床多刀位装置，其特征在于：所述第一刀位孔内装的刀具为承受切削力较大的钻头，第二刀位孔和第三刀位孔内分别装的刀具为承受切削力较小的中心钻和镗刀。
3.根据权利要求1或2所述的数控车床多刀位装置，其特征在于：第一刀位孔、第二刀位孔和第三刀位孔的中心线与数控机床主轴回转中心线等高，第一刀位孔、第二刀位孔和第三刀位孔的中心线平行于数控机床导轨的运动方向。
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