CN105312946B - 换刀锁紧结构和自动机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机加工的技术领域，公开了换刀锁紧结构和自动机床，其中换刀锁紧结构用于在主轴释放刀具时，将刀具锁紧在刀库内，所述刀库包括基座，所述基座上设有多个可供所述刀具竖直插入并放置的刀位，包括设置在所述刀具中部卡接部和设置于所述基座上方且可相对所述基座水平滑移的锁刀板和用于驱动所述锁刀板的锁刀驱动件，所述锁刀板上与所述刀位对应设有可随所述锁刀板移动卡紧所述卡接部的锁紧结构。本发明中的换刀锁紧结构，在主轴下降释放刀具时，其锁刀板横移，利用锁紧结构卡住刀具的卡接部，使其无法随主轴上升，完成放刀，不会发生因未脱落主轴而导致碰刀损伤的问题。

Description

换刀锁紧结构和自动机床

技术领域

本发明涉及机加工的技术领域，尤其涉及换刀锁紧结构和自动机床。

背景技术

在现代机加工中，自动机床可以完成自动换刀，多次加工，将多个加工步骤全自动完成。在换刀的过程中，需要主轴将刀具移动并对齐至刀库的刀位上，下降将刀具插入刀位，松开刀具，刀具落入刀位，然后主轴上升，并移动对齐至其他刀位，再次下降使所需的刀具刀柄插入主轴，夹紧并上升，完成换刀过程。

这种换刀方式虽然可以应对大部分机床的换刀，但是在超精密加工机床中，由于其采用的小刀具，例如φ3、φ5等，本身重量很小，刀柄表面氧化时的铁粉会增大摩擦力，小直径刀具还容易加工变形，而且主轴往往会带有弱磁性，这些原因产生的摩擦力超过了刀具本身的重量，导致在其主轴松开时，刀具难以脱落进入刀位。如果无法成功脱落刀具，主轴携带未脱落的刀具至下一个刀位时，两把刀具将会发生碰撞，导致刀具变形损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供换刀锁紧结构，旨在解决现有采用小直径刀具的机床在换刀时，刀具无法脱离主轴，造成碰刀损伤的问题。

本发明是这样实现的，换刀锁紧结构，用于在主轴释放刀具时，将刀具锁紧在刀库内，所述刀库包括基座，所述基座上设有多个可供所述刀具竖直插入并放置的刀位，包括设置在所述刀具中部卡接部和设置于所述基座上方且可相对所述基座水平滑移的锁刀板和用于驱动所述锁刀板的锁刀驱动件，所述锁刀板上与所述刀位对应设有可随所述锁刀板移动卡紧所述卡接部的锁紧结构。

与现有技术相比，本发明中的换刀锁紧结构，在刀具的中部设有卡接部，刀库上设置了锁刀板，锁刀板在滑移时，可以通过锁紧结构卡住卡接部，使刀具被锁紧，不会随主轴上升，保证每次都能放刀成功，避免了主轴携带刀具与其他刀具发生碰撞损伤的问题。

本发明还提供了自动机床，包括主轴、刀库和前述的换刀锁紧结构。可以保证换刀时刀具脱落，避免刀具释放失败，再次随主轴升起移动导致碰刀。

附图说明

图1为本发明实施例提供的换刀锁紧结构的刀库部分结构示意图；

图2为图1中A处局部放大示意图；

图3为发明实施例提供的换刀锁紧结构的刀具结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体附图对本实施例的实现进行详细的描述。

如图1所示，刀库1包括基座11，基座11上设有多个刀位，刀具2可以竖直插入并放置在刀位内。换刀锁紧结构包括设置在刀具2中部的卡接部、锁刀板12和锁刀驱动件，锁刀板12上与各刀位对应设有多个锁紧结构。锁刀板12位于所述基座11上方，在锁刀驱动件的驱动下，可以相对基座11水平滑移，并且随着锁刀板12的平移，锁紧结构可以对应卡主卡接部，将刀具锁紧在刀位内。

在换刀时，机床的主轴下降，刀具2插入刀位并被主轴释放，在锁刀驱动件的驱动下，锁刀板12移动，利用锁紧结构卡住卡接部，主轴升起，在锁紧结构的固定下，刀具2不会随主轴升起，确保能其能留在刀库1中，然后主轴即可移动至其他刀位下降换刀。

本实施中的换刀锁紧结构，通过对刀具2的改进，使其中部可以被卡主，配合锁紧结构，使刀具2被主轴释放后，可以被锁紧留在刀库1中，刀具2不会发生释放而未脱落的情况，也避免了主轴在换刀过程中碰刀导致刀具2损坏的问题。

刀具2卡接部的设计可以有多种形状结构，例如穿过刀具2中部的杆状件、沿刀具2外壁内凹的卡槽、焊接在其外沿的凸块等，本实施例中采用的结构如图3所示，为环绕套设在刀具2中部外沿的卡环21，卡环21为环状件，无论刀具2转动多少角度，都不影响卡环21的位置，便于和锁紧结构配合。

锁紧结构可由多种结构实现，例如将锁刀板12设置为可供刀具2穿过的网状，在网孔内设置卡块，卡块随锁刀板12移动卡住或释放卡环21，或者设置为可供刀具2穿过的支架形，利用支架纵横交错的支撑杆随整体滑移而卡住或释放卡环21。

具体地，本实施例中采用的锁紧结构如图2所示，包括贯通锁刀板12上的锁刀孔121，锁刀孔121的横截面形状沿锁刀板12横移方向变径设置，一端孔径较大，大于卡环21直径，另一端孔径较小，小于卡环21直径。当孔径较大的一端与刀位对齐时，刀具2沿竖直方向插入刀位，穿过锁刀孔121，其卡环21可以随之穿过锁刀孔121，此时锁刀板12水平横移，刀具2相对移动至孔径较小的一端，这一端内径小于卡环21直径，卡环21抵压在其下端面，无法通过锁刀孔121的此端，达到将刀具2锁住的目的，使其无法随主轴上升离开刀位。

锁刀驱动件可采用电机带动的履带、齿条等结构，本实施例中采用气缸122，气缸122的输出端连接至锁刀板12上。

如图2所示，在基座11上端面刀位的两侧，设有支撑条111，锁刀板12可放置在支撑条111上滑移，支撑条111厚度大于卡环21厚度，使刀具2插入到位后，卡环21能完全穿过锁刀孔121，而不会与锁刀板12干涉。

如图1所示，刀库1还包括刀库壳体13，刀库壳体13为一侧开合的盒状结构，罩设于基座11、锁刀板12、锁刀驱动件外，其包括可开合露出锁刀板12的上盖131。

在刀库壳体13内，还设有多个可吹出高压空气的吹气头112，多个吹气头112排列于基座11上。

在换刀时，打开上盖131进行换刀，其他时间上盖131关闭，刀库1封闭，所有刀具2都被封闭在刀库1内，受到刀库壳体13保护。吹气头112可以配合上盖131的开合，吹出高压空气清理刀库内的杂质。

如图1所示，刀库1还包括可驱动上盖开合的开仓组件，开仓组件包括导向柱、可沿导向柱滑移的驱动块133，驱动块133固定在上盖131一侧。驱动块133可以由气缸、履带等驱动，带动上盖131沿导向柱滑移，在上盖131外侧还设有缓冲块1311，当其滑移到极限位置时，通过缓冲块1311定位并且吸收冲击力。在上盖131上还设有复位弹簧132，为上盖131关闭回复原位提供拉力。

本实施还提供了自动机床，如图1所示，包括主轴和前述的刀库1以及换刀锁紧结构，其主轴释放刀具时，换刀锁紧结构通过锁刀板12的移动，使锁紧结构和刀具2上的卡接部配合锁紧刀具2在刀位上，不会随主轴升起移动，避免了换刀失败，引起碰刀损坏的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.换刀锁紧结构，用于在主轴释放刀具时，将刀具锁紧在刀库内，所述刀库包括基座，所述基座上设有多个可供所述刀具竖直插入并放置的刀位，其特征在于，包括设置在所述刀具中部卡接部和设置于所述基座上方且可相对所述基座水平滑移的锁刀板和用于驱动所述锁刀板的锁刀驱动件，所述锁刀板上与所述刀位对应设有可随所述锁刀板移动卡紧所述卡接部的锁紧结构；所述卡接部为固设在所述刀具中部外沿的卡环；所述锁紧结构包括贯通于所述锁刀板上的锁刀孔，所述锁刀孔横截面形状沿所述锁刀板横移方向变径设置，其一端孔径最大处大于所述卡环直径，另一端孔径最小处小于所述卡环直径；所述锁刀板为网状，其网孔内设有用于随所述锁刀板的移动卡住或释放所述卡环的卡块。

2.如权利要求1所述的换刀锁紧结构，其特征在于，所述基座上端面，设有可供所述锁刀板放置并滑移的支撑条，所述支撑条厚度大于所述卡环厚度。

3.如权利要求1所述的换刀锁紧结构，其特征在于，所述刀库还包括刀库壳体，所述刀库壳体罩设于所述基座、锁刀板、锁刀驱动件外侧，且包括可开合露出所述锁刀板的上盖。

4.如权利要求3所述的换刀锁紧结构，其特征在于，所述刀库还包括可驱动所述上盖开合的开仓组件，所述开仓组件包括导向柱、可沿所述导向柱滑移的驱动块以及用于使所述上盖回复原位的复位弹簧，所述驱动块固定于所述上盖。

5.如权利要求3所述的换刀锁紧结构，其特征在于，所述上盖外侧设有用于吸收冲击力的缓冲块。

6.如权利要求1所述的换刀锁紧结构，其特征在于，所述锁刀驱动件为气缸，所述气缸输出端连接至所述锁刀板。

7.如权利要求3所述的换刀锁紧结构，其特征在于，还包括多个可吹出高压空气的吹气头，多个所述吹气头设置于所述刀库壳体内，并排列于所述基座上。

8.一种自动机床，其特征在于，包括主轴、刀库以及权利要求1至7任一项所述的换刀锁紧结构。