CN104669050B - 一种环绕型冷却系统控制机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环绕型冷却系统控制机构，包括环形导轨、运动机构和喷头，环形导轨通过支架固定在机床上，且环形导轨中心与数控机床刀具主轴同心；运动机构可移动地设置在环形导轨上；绕运动机构上下转动的喷头与电磁换向阀连接且设置在运动机构上。该机构通过环形机构，实现喷头绕着刀具360°旋转，缩小机构体积，实现全方位喷射；通过电机控制喷头方位和喷头旋转，减少喷头数量，降低冷却液的使用量，实现无死角喷射，大大提高冷却效果。

Description

一种环绕型冷却系统控制机构
技术领域
本发明涉及一种数控机床的冷却系统，具体地说是一种环绕型冷却系统控制机构。
背景技术
数控机床刀具长时间工作时容易产生高温而降低使用寿命，并影响加工精度。在数控机床上设置冷却机构，可降低加工中切削温度，同时将加工中的切屑带走，防止二次切削，提高加工精度。目前数控机床冷却喷头主要用手动调整的金属万向管，在机床加工时，随着顺铣、逆袭改变，经常会出现零件或刀柄遮挡喷头，这样冷却液没有直接喷到刀具与工件切削处，冷却效果大大降低，同时喷头的不可调整也导致喷出方式单一。
例如中国专利，申请号：201320607230.5，发明名称：一种数控机床的环形万向冷却喷嘴，环形储液体的下方安装有若干绕其周向均匀分布的喷射体，实现了喷射方向在360°空间内的自由旋转，由于每个喷射体位置固定的，因此要均匀在刀具周围多布置喷射体，加工时均要打开，才能实现无死角喷射。但过多喷射体的布置，造成加工时冷却液过量，不利于环保和对工件的实时监控。再如中国专利，申请号：201320817060.3，名称：一种冷却液喷射机构，通过机械臂和摆动头实现冷却液360°无死角喷射。但较复杂的机构增加影响了刀具切削时灵活性，容易造成干涉。
发明内容
为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种环绕型冷却系统控制机构，该机构通过环形机构，实现喷头绕着刀具360°旋转，缩小机构体积，实现全方位喷射；通过电机控制喷头方位和喷头旋转，减少喷头数量，降低冷却液的使用量，实现无死角喷射，大大提高冷却效果。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种环绕型冷却系统控制机构，其特征在于：该机构包括环形导轨、运动机构和喷头，环形导轨通过支架固定在机床上，且环形导轨中心与数控机床刀具主轴同心；运动机构可移动地设置在环形导轨上；绕运动机构上下转动的喷头与电磁换向阀连接且设置在运动机构上。
本发明中，环形导轨为工字型结构，包括上端面、台阶面和下端面，上端面和支架连接后固定在机床上，台阶面上具有圆形槽，下端面为齿环；运动机构包括扣环、钢珠、轴承、齿轮、固定板、伺服舵机、管和槽，钢珠定位在槽和圆形槽内，扣环通过钢珠与环形导轨连接；齿轮和齿环咬合连接并通过轴承固定在扣环上，齿轮另一端和伺服舵机连接；喷头固定在固定板上并和伺服舵机连接。
喷头通过管与3位4通电磁换向阀连接，3位4通电磁换向阀固定在扣环上。3个支架均布在环形导轨上。两个运动机构对角安装在环形导轨上。
本发明中，环形导轨中心和刀具主轴同心。因为主轴与喷头同心能较好解决喷口在任何位置对刀具的冷却，只要调整喷头对刀尖喷射角度就能实现360°的无死角喷射冷却液。环形导轨的运动是通过电机的回转运动带动齿轮在环形齿条上运动实现的，钢珠的使用大大减少摩擦力。伺服舵机控制喷头的转动，这样可以任意控制碰头的喷射角度。3位4通电磁换向阀和喷头连接，实现液冷、气冷和雾冷等多种冷却形式，方便在加工时根据需要自由调整。
为了减少水管、气管的移动范围，采用对角安装两个移动机构由PLC控制电机沿着轨道运动从而达到无死角喷射。
本发明的优点如下：结构简单，应用灵活，通用型强。能够实现任意方位、任意角度喷射冷却，无死角。能够实现液冷、气冷、雾冷等多种冷却方式，冷却效果好。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图。
图2是本发明的俯视结构示意图。
图3是本发明中运动机构的结构示意图。
图4是本发明中3位4通电磁换向阀的结构示意图。
具体实施方式
一种环绕型冷却系统控制机构，包括环形导轨4、运动机构2和喷头3，主视图如图1所示，俯视图如图2所示。环形导轨4通过支架1（3个支架1均布在环形导轨4上）固定在机床上，且环形导轨中心与数控机床刀具6主轴同心.喷头3和运动机构2连接，运动机构2可在环形导轨4上运动，喷头3连接“3位4通电磁换向阀”5绕运动机构2上下转动。因此，喷头3在周向上可绕刀具360°转动，上下可根据刀具长度调整方向，实现无死角、全方位喷射。
环形导轨4为工字型结构，如图3所示。主要组成如下：上端面41，台阶面42，下端面43。上端面41和支架1连接后固定在机床上，台阶面42有圆形槽44，通过钢珠旋转，减少运动阻力，下端面43为齿环。
运动机构2如图3所示，主要组成如下：扣环21，钢珠22，轴承23，齿轮24，固定板25，伺服舵机26，管27，槽29。扣环21通过钢珠22和环形导轨4连接，钢珠22定位在槽29和台阶面42的圆形槽内。齿轮24通过轴承23固定在扣环21上，齿轮24和齿环43咬合连接，齿轮24另一端和伺服舵机连接，伺服舵机带动齿轮24转动，通过齿环43实现运动机构2在环形导轨4上360°旋转运动。
喷头3和伺服舵机26连接，固定在固定板25上，伺服舵机26旋转实现喷头3旋转运动。喷头3和管27一端连接，管27另一端和3位4通电磁换向阀5连接，3位4通电磁换向阀5固定在扣环21上。图4是本发明中3位4通电磁换向阀的结构示意图。冷却液和压缩空气通过3位4通电磁换向阀5进入管27内。通过控制3位4通电磁换向阀5实现液冷、气冷和雾冷等三种冷却形式。

Claims (4)

1.一种环绕型冷却系统控制机构，其特征在于：该机构包括环形导轨（4）、运动机构（2）和喷头（3），环形导轨（4）通过支架（1）固定在机床上，且环形导轨（4）中心与数控机床刀具（6）主轴同心；运动机构（2）可移动地设置在环形导轨（4）上；绕运动机构（2）上下转动的喷头（3）与电磁换向阀（5）连接且设置在运动机构（2）上；环形导轨（4）为工字型结构，包括上端面(41)、台阶面(42)和下端面(43)，上端面（41）和支架（1）连接后固定在机床上，台阶面（42）上具有圆形槽（44），下端面（43）为齿环；运动机构（2）包括扣环（21）、钢珠（22）、轴承（23）、齿轮（24）、固定板（25）、伺服舵机（26）、管（27）和槽（29），钢珠（22）定位在槽（29）和圆形槽（44）内，扣环（21）通过钢珠（22）与环形导轨（4）连接；齿轮（24）和齿环（43）咬合连接并通过轴承（23）固定在扣环（21）上，齿轮（24）另一端和伺服舵机（26）连接；喷头（3）固定在固定板（25）上并和伺服舵机（26）连接。
2.根据权利要求1所述的环绕型冷却系统控制机构，其特征在于：喷头（3）通过管（27）与3位4通电磁换向阀（5）连接，3位4通电磁换向阀（5）固定在扣环（21）上。
3.根据权利要求1所述的环绕型冷却系统控制机构，其特征在于：3个支架（1）均布在环形导轨（4）上。
4.根据权利要求1所述的环绕型冷却系统控制机构，其特征在于：两个运动机构（2）对角安装在环形导轨（4）上。
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