CN104400529B - 具有偏心式主轴箱体的换刀机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有偏心式主轴箱体的换刀机构；包括主轴箱体、主轴、主轴电机、立柱、刀库、刀库支架和机械臂；所述主轴箱体设置在所述立柱上，所述主轴电机安装在所述主轴箱体上，所述主轴电机驱动所述主轴；所述刀库支架设置在所述立柱的一侧，所述刀库设置在所述刀库支架上；所述刀库的出刀口与所述主轴之间设有转轴，用于换刀的所述机械臂通过转轴可转动固定，所述机械臂的两端设有刀具夹持部；所述主轴偏向所述刀库支架的一侧。通过偏心式的主轴箱体设计，可以采用更短的机械臂，减少了机械臂的震动，使换刀机构更稳定。
Description
技术领域
本发明涉及加工机床设备领域，尤其涉及一种具有偏心式主轴箱体的换刀机构。
背景技术
现有立式加工中机床的主轴箱体是以Z轴丝杆居中的结构，由于此结构受力方式简单，设计便捷，外观较好，因此被广泛运用机床行业。
虽然这种方式被广泛运用机床行业，可它存在的问题也是不容忽视的。居中主轴箱体的中心是与Z轴丝杆的中心重合的，这样一来居中主轴箱体的中心与刀库换刀机构的中心距离很长，换刀机械手长度也会相应的增加。当机械手抓刀换刀时由于机械手长度太长，自身变形量大，加上两边承受刀具的重量，导致机械手变形更大。而且长度越长震动也越大，机械手抓刀换刀时震动也会更大。抓刀换刀旋转时，由于机械手太长，很容易与刀库支架或立柱干涉，因此根据这种居中主轴箱体规划出来的刀库只能用于换小刀柄，不适于换大刀柄或锯片刀柄。不但增加了换刀机构对加工的极限性也使换刀机构不稳定。
许多公司或用另外一种方式来使用居中主轴箱体与换刀机构。就是将刀库安装在与主轴箱体连接的立柱上，通过这样来缩短机械手的长度使刀库稳定。这种改进方式虽然有所改善换刀机构与主轴箱体的稳定性，可是换刀机构不能使用大刀柄或锯切刀柄这种加工极限性还是没有解决。由于换刀机构安装在立柱上，使立柱不能平衡，有一边重一边轻的结果。换刀机构安装在立柱上的那边的滑动结构(滑块)就会承受更多的重力。从而很容易导致机床的不稳定，与机床加工精度下降，单边受力大，使机床的使用寿命也缩短。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种具有偏心式主轴箱体的换刀机构，该换刀机构能进行大刀柄或锯片刀柄的自动更换，同时保证机床工作的稳定性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
具有偏心式主轴箱体的换刀机构；包括主轴箱体、主轴、主轴电机、立柱、刀库、刀库支架和机械臂；
所述主轴箱体设置在所述立柱上，所述主轴电机安装在所述主轴箱体上，所述主轴电机驱动所述主轴；所述刀库支架设置在所述立柱的一侧，所述刀库设置在所述刀库支架上；所述刀库的出刀口与所述主轴之间设有转轴，用于换刀的所述机械臂通过转轴可转动固定，所述机械臂的两端设有刀具夹持部；所述主轴偏向所述刀库支架的一侧。
进一步的，所述刀库支架安装于Y轴滑板，所述立柱也安装于所述Y轴滑板，所述刀库支架和立柱相互独立，互相不承重。
更进一步的，所述Y轴滑板底部均布设有若干滑块。
进一步的，所述主轴箱体由前端箱体和后端箱体两部分组成，所述前端箱体的高度大于所述后端箱体的高度，所述后端箱体与所述前端箱体通过倾斜的过渡板连接。
更进一步的，所述后端箱体的后端面设有丝杆装配孔和滑槽，所述立柱的前端面沿竖直方向设有导轨，所述滑槽通过滑块与所述导轨配合安装；所述丝杆装配孔安装有Z轴丝杆，所述丝杆装配孔的中垂线到所述主轴箱体一侧的垂直距离与所述主轴装配孔的中垂线到所述主轴箱体同一侧的垂直距离不相等。
更进一步的，所述主轴箱体设有若干的工艺孔，所述过渡板设有若干的工艺孔。
更进一步的，所述主轴箱体设有若干加强筋。
进一步的，所述主轴箱体的上端设有装配孔，且位于所述主轴箱体的侧面。
本发明的有益效果：通过偏心式的主轴箱体设计，可以采用更短的机械臂，减少了机械臂的震动，使换刀机构更稳定。此外，较短的机械臂，其两个刀具夹持部也与立柱和刀库的距离相对增大，这样一来就可以用机械臂360度旋转，更容易更换大刀柄或锯切刀柄，而不会与所述立柱和刀库之间发生干涉，扩大了设备的使用范围。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构示意图；
图2是本发明一个实施例的侧视图；
图3是本发明中主轴箱体的结构示意图；
图4为本发明中主轴箱体的仰视图。
其中：1为主轴箱体，101为前端箱体，102为后端箱体；
2为主轴，3为主轴电机，4为刀库，5为刀库支架，6为机械臂，7为立柱，8为转轴，9为主轴装配孔，10为丝杆装配孔，11为滑槽，12为导轨，13为滑块，14为Z轴丝杆，15为Y轴滑板，16为滑块，17为过渡板，18为工艺孔，19为加强筋，20为装配孔。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
具有偏心式主轴箱体的换刀机构；包括主轴箱体1、主轴2、主轴电机3、立柱7、刀库4、刀库支架5和机械臂6；
所述主轴箱体1设置在所述立柱7上，所述主轴电机3安装在所述主轴箱体1上，所述主轴电机3驱动所述主轴2；所述刀库支架5设置在所述立柱7的一侧，所述刀库4设置在所述刀库支架5上；所述刀库4的出刀口与所述主轴2之间设有转轴8，用于换刀的所述机械臂6通过转轴8可转动固定，所述机械臂6的两端设有刀具夹持部；所述主轴2偏向所述刀库支架5的一侧。
主轴箱体1与主轴电机3安装在一起，主轴电机3驱动主轴2旋转，形成一个加工机头结构。主轴2的末端夹持刀具，主轴2的旋转带动刀具进行加工。用于换刀的机械臂6的两端设有刀具夹持部，机械臂6的中部通过转轴8安装在所述刀库4。换刀时，机械臂6的两个刀具夹持部，一个夹持住刀库内要用的刀具，另一个夹持住主轴2要替换的刀具，然后旋转360°，将两者交替，从而实现换刀。将主轴2偏向刀库4的一侧，即所述主轴装配孔9的中垂线到立柱7一侧的垂直距离与其到立柱7另一侧的垂直距离不相等，主轴2到刀库4的距离缩短，所以可以采用更短的机械臂6，减少了机械臂6的震动，使换刀机构更稳定。此外，较短的机械臂6，其两个刀具夹持部也与立柱7和刀库4的距离相对增大，这样一来就可以用机械臂360度旋转，更容易更换大刀柄或锯切刀柄，而不会与所述立柱7和刀库4之间发生干涉，扩大了设备的使用范围。
所述刀库支架5安装于Y轴滑板15，所述立柱7也安装于所述Y轴滑板15，所述刀库支架5和立柱7相互独立，互相不承重。由于刀库4内部安装有十几把金属刀具，其体积大，重量大，现有技术中为了节省空间将刀库4直接安装在立柱7，所以在加工过程中立柱7要承受刀库4的重量和惯性，而且刀库4必然是设置于立柱7的一侧，对立柱7有翻转的扭力，使立柱7受力不平衡，因此对立柱7的加工精度具有较大影响。为了避免此问题，将刀库支架5和立柱7相互独立，立柱7的受力不平衡情况完全避免，从而提高了加工精度，延长了立柱7的寿命。
所述Y轴滑板15底部均布设有若干滑块16。由于刀库4体积大，重量大，为避免立柱7受力不平衡，因此所述立柱8和所述刀库支架5并排分开设置在所述Y轴滑板15，所述Y轴滑板15底部均布设有若干滑块16再把刀库4安装在刀库支架5上，Y轴滑板15在机床上作直线运动，调整工位，这样使机床的整个运动结构更加稳定。
所述主轴箱体1由前端箱体101和后端箱体102两部分组成，所述前端箱体101的高度大于所述后端箱体102的高度，所述后端箱体102与所述前端箱体101通过倾斜的过渡板17连接。通过过渡板17支撑过渡前端箱体101与后端箱体102，增强了支撑的强度，同时还减轻了主轴箱体1的重量。
所述后端箱体102的后端面设有丝杆装配孔10和滑槽11，所述立柱7的前端面沿竖直方向设有导轨12，所述滑槽11通过滑块13与所述导轨12配合安装；所述丝杆装配孔10安装有Z轴丝杆14，所述丝杆装配孔10的中垂线到所述主轴箱体1一侧的垂直距离与所述主轴装配孔9的中垂线到所述主轴箱体1同一侧的垂直距离不相等。外界电机带动所述Z轴丝杆14转动，从而带动与所述Z轴丝杆14套装在一起的所述主轴箱体1沿着导轨12沿着竖直方向运动，实现主轴2上刀具与工件之间距离的调整，增加了刀具在Z轴上的自由度，扩大了设备的适用范围。
所述主轴箱体1设有若干的工艺孔18，所述过渡板17设有若干的工艺孔18，用工艺孔18取代整个密封的结构，减轻了整个主轴箱体及整个换刀装置的重量。
所述主轴箱体1设有若干加强筋19，提高强度，减轻了主轴箱体1的重量。
所述主轴箱体1的上端设有装配孔20，且位于所述主轴箱体1的侧面。配孔的作用在于安装设备时一些管路或电路通过，设于主轴箱体1的上端且在侧面，安装方便的同时，还避免这些管路或电路从设备底部通过，不方便检修的问题。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.具有偏心式主轴箱体的换刀机构，其特征在于：包括主轴箱体、主轴、主轴电机、立柱、刀库、刀库支架和机械臂；
所述主轴箱体设置在所述立柱上，所述主轴电机安装在所述主轴箱体上，所述主轴箱体上设有用于安装主轴的主轴装配孔，所述主轴电机驱动所述主轴；
所述刀库支架设置在所述立柱的一侧，所述刀库设置在所述刀库支架上；所述刀库支架安装于Y轴滑板，所述立柱也安装于所述Y轴滑板，所述刀库支架和立柱相互独立，互相不承重；
所述刀库的出刀口与所述主轴之间设有转轴，所述转轴安装在所述刀库支架上；用于换刀的所述机械臂通过转轴可转动固定，所述机械臂的两端设有刀具夹持部；所述主轴偏向所述刀库支架的一侧，所述主轴装配孔的中垂线到立柱一侧的垂直距离与其到立柱另一侧的垂直距离不相等；
所述主轴箱体由前端箱体和后端箱体两部分组成，所述前端箱体的高度大于所述后端箱体的高度，所述后端箱体与所述前端箱体通过倾斜的过渡板连接；
所述后端箱体的后端面设有丝杆装配孔和滑槽，所述立柱的前端面沿竖直方向设有导轨，所述滑槽通过滑块与所述导轨配合安装；所述丝杆装配孔安装有Z轴丝杆，所述丝杆装配孔的中垂线到所述主轴箱体一侧的垂直距离与所述主轴装配孔的中垂线到所述主轴箱体同一侧的垂直距离不相等。
2.根据权利要求1所述的具有偏心式主轴箱体的换刀机构，其特征在于：所述Y轴滑板底部均布设有若干滑块。
3.根据权利要求1所述的具有偏心式主轴箱体的换刀机构，其特征在于：所述主轴箱体设有若干的工艺孔，所述过渡板设有若干的工艺孔。
4.根据权利要求1所述的具有偏心式主轴箱体的换刀机构，其特征在于：所述主轴箱体设有若干加强筋。
5.根据权利要求1所述的具有偏心式主轴箱体的换刀机构，其特征在于：所述主轴箱体的上端设有装配孔，且位于所述主轴箱体的侧面。
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