CN106002424A - 数控机床刀具快速更换机构 - Google Patents

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    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
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Abstract

本发明涉及一种数控机床刀具快速更换机构，包括换刀部件、转动驱动机构和上下驱动机构，转动驱动机构包括蜗轮、蜗杆和转换套，蜗轮与蜗杆传动连接，转换套与蜗轮传动连接；上下驱动机构包括顶升部件和转换轴，转换轴与蜗轮内部间隙配合，转换轴包括受力部、中部轴承和转动轴，顶升部件推动受力部上下移动，受力部通过中部轴承与转动轴连接，转换套内设有用于推动转动轴转动的推动部，转动轴驱动换刀部件转动和上下移动。本发明的数控机床刀具快速更换机构，转动驱动机构和上下驱动机构合为一体且互不干扰，可同时实现换刀部件的升降和转动，机构精简，所占空间较小，且可实现在刀库和数控机床用刀部件之间的来回位置切换。

Description

数控机床刀具快速更换机构
技术领域
本发明涉及一种数控机床刀具快速更换机构。
背景技术
机床一般具有自动换刀装置，自动换刀装置具有刀库和换刀手臂，刀库具有许多刀套，刀套保持刀具，沿着规定的路径循环移动，刀套通过在刀库内循环移动来将刀具定位在准备位置上，然后向刀库外的换刀装置送出。在机床行业，多工位刀架可以实现换刀，但是刀具不自带动力，而机床的动力头又只能带动一把刀具，因此，传统的刀架结构使得换刀工序极为复杂，不能实现快速高效的换刀，影响加工效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有数控机床的换刀工序极为复杂的不足，本发明提供一种数控机床刀具快速更换机构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数控机床刀具快速更换机构，包括换刀部件、转动驱动机构和上下驱动机构，所述转动驱动机构包括蜗轮、蜗杆和转换套，所述蜗轮与蜗杆传动连接，所述转换套与蜗轮传动连接，所述蜗轮内部中空；所述上下驱动机构包括顶升部件和转换轴，所述转换轴与蜗轮内部间隙配合，所述转换轴包括由下至上依次连接的受力部、中部轴承和转动轴，所述受力部设置在蜗轮内部，所述顶升部件推动所述受力部上下移动，所述受力部通过中部轴承与转动轴连接，所述转换套内设有用于推动所述转动轴转动的推动部，所述转动轴驱动所述换刀部件转动和上下移动。
所述推动部为滚轮，所述转动轴在径向与滚轮型面联接或键连接，滚轮与转动轴沿转动轴的轴向滚动连接。
所述转动轴为外侧面带有平面的圆柱体，所述平面沿转动轴的轴向延伸，所述滚轮的滚动轴线与转动轴的轴线垂直，滚轮与所述平面滚动连接。
所述转动轴的外侧面带有凸键，所述凸键沿转动轴的轴向延伸，所述滚轮的滚动轴线与转动轴的轴线垂直，所述滚轮上带有键槽，滚轮与所述凸键滚动且键连接。
所述转动轴的外侧面带有凸键，所述凸键沿转动轴的轴向延伸，所述滚轮具有若干个，且滚轮均匀分布在凸键两侧，滚轮与所述凸键，以及转动轴的外侧面滚动连接。
所述顶升部件固定在一安装座上，所述安装座通过一支承轴承与蜗轮连接。
所述顶升部件为气缸。
所述换刀部件为一字型，且换刀部件的两端各有一开口，且换刀部件两端的开口朝向相反。
还包括平移机构，所述平移机构包括导轨、推动部件和推板，所述换刀部件、转动驱动机构和上下驱动机构均与推板固定，所述推动部件推动所述推板在导轨上移动。
本发明的有益效果是，本发明的数控机床刀具快速更换机构，转动驱动机构和上下驱动机构合为一体且互不干扰，可同时实现换刀部件的升降和转动，机构精简，所占空间较小，且可实现在刀库和数控机床用刀部件之间的来回位置切换。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的数控机床刀具快速更换机构最优实施例的结构示意图。
图2是本发明的数控机床刀具快速更换机构另一位置的结构示意图。
图3是本发明的数控机床刀具快速更换机构的转动驱动机构的局部结构示意图。
图4是本发明的数控机床刀具快速更换机构的上下驱动机构的局部结构示意图。
图5是本发明的数控机床刀具快速更换机构的上下驱动机构的局部结构示意图。
图6是本发明的数控机床刀具快速更换机构的上下驱动机构另一种实施例的局部结构示意图。
图7是本发明的数控机床刀具快速更换机构的上下驱动机构第三种实施例的局部结构示意图。
图中1、换刀部件，1-1、开口，2、蜗轮，3、蜗杆，4、转换套，5、顶升部件，6、转换轴，6-1、受力部，6-2、中部轴承，6-3、转动轴，6-3-1a、平面，6-3-1b、凸键，7、滚轮，7-1、键槽，8、安装座，9、电机，10、导轨，11、推动部件，12、推板，13、刀库，14、刀具。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-5所示，本发明的一种数控机床刀具快速更换机构，包括换刀部件1、转动驱动机构和上下驱动机构。所述换刀部件1为一字型，且换刀部件1的两端各有一开口1-1，且换刀部件1两端的开口1-1朝向相反。还包括平移机构，所述平移机构包括导轨10、推动部件11和推板12，所述换刀部件1、转动驱动机构和上下驱动机构均与推板12固定，所述推动部件11推动所述推板12在导轨10上移动。
所述转动驱动机构包括蜗轮2、蜗杆3和转换套4，所述蜗轮2与蜗杆3传动连接，所述转换套4与蜗轮2传动连接，蜗杆3通过电机9驱动转动。所述蜗轮2内部中空。
所述上下驱动机构包括顶升部件5和转换轴6，所述顶升部件5为气缸。所述转换轴6与蜗轮2内部间隙配合，所述转换轴6包括由下至上依次连接的受力部6-1、中部轴承6-2和转动轴6-3，所述受力部6-1设置在蜗轮2内部，所述顶升部件5推动所述受力部6-1上下移动，所述受力部6-1通过中部轴承6-2与转动轴6-3连接，所述转换套4内设有用于推动所述转动轴6-3转动的推动部，所述转动轴6-3驱动所述换刀部件1转动和上下移动。所述顶升部件5固定在一安装座8上，所述安装座8通过一支承轴承与蜗轮2连接。
所述推动部为滚轮7，滚轮7可以是圆柱形滚轮，也可以是滚珠。所述转动轴6-3在径向与滚轮7型面联接或键连接，滚轮7与转动轴6-3沿转动轴6-3的轴向滚动连接。具体地，滚轮7与转动轴6-3的配合形式有很多种，以下仅列举三种：
实施例1
如图4-5所示，所述转动轴6-3为外侧面带有平面6-3-1a的圆柱体，所述平面6-3-1a沿转动轴6-3的轴向延伸，所述滚轮7的滚动轴线与转动轴6-3的轴线垂直，滚轮7与所述平面6-3-1a滚动连接。
实施例2
如图6所示，所述转动轴6-3的外侧面带有凸键6-3-1b，所述凸键6-3-1b沿转动轴6-3的轴向延伸，所述滚轮7的滚动轴线与转动轴6-3的轴线垂直，所述滚轮7上带有键槽7-1，滚轮7与所述凸键6-3-1b滚动且键连接。
实施例3
如图7所示，所述转动轴6-3的外侧面带有凸键6-3-1b，所述凸键6-3-1b沿转动轴6-3的轴向延伸，所述滚轮7具有若干个，且滚轮7均匀分布在凸键6-3-1b两侧，滚轮7与所述凸键6-3-1b，以及转动轴6-3的外侧面滚动连接。
本发明的数控机床刀具快速更换机构的工作过程如下：
首先，平移机构的推动部件11，例如气缸，可以推动推板12在导轨10上移动，从而带动转动驱动机构、上下驱动机构，以及换刀部件1同时在导轨10移动，实现换刀部件1在刀库13和数控机床用刀部件，例如主轴，之间的位置切换。
转动驱动机构和上下驱动机构合为一体且互不干扰，其中转动驱动机构的蜗杆3驱动蜗轮2转动，蜗轮2的转动带动转换套4转动，由于推动部设置在转换套4内，所以推动部由转换套4驱动而随着转换套4一起转动。推动部推动转动轴6-3转动，转动轴6-3带动换刀部件1转动。当需要上下移动换刀部件1时，上下驱动机构的顶升部件5动作，推动转换轴6底部的受力部6-1上升或下降，从而驱动转动轴6-3上升或下降，从而实现换刀部件1的升降。
由于蜗轮2内部中空，转换轴6与蜗轮2间隙配合，因此，转换轴6的上下移动不会干扰到蜗轮2。而蜗轮2驱动转动轴6-3转动时，由于转动轴6-3与受力部6-1之间通过中部轴承6-2连接，因此，转动轴6-3的转动也不会对顶升部件5造成干涉。
转动驱动机构和上下驱动机构的换刀过程如下：
换刀部件1到达刀库13下方，转动驱动机构的蜗轮2转动，驱动换刀部件1的一端开口1-1转动至刀库13下方，刀库13最下端的刀具14正好位于开口1-1的正下方。上下驱动机构的顶升部件5做上升的动作，驱动换刀部件1上升，使刀库13最下端的刀具14卡入换刀部件1的开口1-1内。随后顶升部件5做下降的动作，驱动换刀部件1下降，从而将刀具14从刀套内拽下，取出刀具14。
装刀时，换刀部件1到达数控机床的主轴下方，转动驱动机构的蜗轮2转动，驱动换刀部件1的一端开口1-1转动至主轴正下方。上下驱动机构的顶升部件5做上升的动作，驱动换刀部件1上升，使开口1-1内的刀具14卡入主轴内。随后顶升部件5做下降的动作，驱动换刀部件1下降，使刀具14留在主轴内。
当然，转动驱动机构和上下驱动机构也可同时动作，相互之间不会产生干涉。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种数控机床刀具快速更换机构，其特征在于：包括换刀部件(1)、转动驱动机构和上下驱动机构，
所述转动驱动机构包括蜗轮(2)、蜗杆(3)和转换套(4)，所述蜗轮(2)与蜗杆(3)传动连接，所述转换套(4)与蜗轮(2)传动连接，所述蜗轮(2)内部中空；
所述上下驱动机构包括顶升部件(5)和转换轴(6)，所述转换轴(6)与蜗轮(2)内部间隙配合，所述转换轴(6)包括由下至上依次连接的受力部(6-1)、中部轴承(6-2)和转动轴(6-3)，所述受力部(6-1)设置在蜗轮(2)内部，所述顶升部件(5)推动所述受力部(6-1)上下移动，所述受力部(6-1)通过中部轴承(6-2)与转动轴(6-3)连接，所述转换套(4)内设有用于推动所述转动轴(6-3)转动的推动部，所述转动轴(6-3)驱动所述换刀部件(1)转动和上下移动。
2.如权利要求1所述的数控机床刀具快速更换机构，其特征在于：所述推动部为滚轮(7)，所述转动轴(6-3)在径向与滚轮(7)型面联接或键连接，滚轮(7)与转动轴(6-3)沿转动轴(6-3)的轴向滚动连接。
3.如权利要求2所述的数控机床刀具快速更换机构，其特征在于：所述转动轴(6-3)为外侧面带有平面(6-3-1a)的圆柱体，所述平面(6-3-1a)沿转动轴(6-3)的轴向延伸，所述滚轮(7)的滚动轴线与转动轴(6-3)的轴线垂直，滚轮(7)与所述平面(6-3-1a)滚动连接。
4.如权利要求2所述的数控机床刀具快速更换机构，其特征在于：所述转动轴(6-3)的外侧面带有凸键(6-3-1b)，所述凸键(6-3-1b)沿转动轴(6-3)的轴向延伸，所述滚轮(7)的滚动轴线与转动轴(6-3)的轴线垂直，所述滚轮(7)上带有键槽(7-1)，滚轮(7)与所述凸键(6-3-1b)滚动且键连接。
5.如权利要求2所述的数控机床刀具快速更换机构，其特征在于：所述转动轴(6-3)的外侧面带有凸键(6-3-1b)，所述凸键(6-3-1b)沿转动轴(6-3)的轴向延伸，所述滚轮(7)具有若干个，且滚轮(7)均匀分布在凸键(6-3-1b)两侧，滚轮(7)与所述凸键(6-3-1b)，以及转动轴(6-3)的外侧面滚动连接。
6.如权利要求1所述的数控机床刀具快速更换机构，其特征在于：所述顶升部件(5)固定在一安装座(8)上，所述安装座(8)通过一支承轴承与蜗轮(2)连接。
7.如权利要求1所述的数控机床刀具快速更换机构，其特征在于：所述顶升部件(5)为气缸。
8.如权利要求1所述的数控机床刀具快速更换机构，其特征在于：所述换刀部件(1)为一字型，且换刀部件(1)的两端各有一开口(1-1)，且换刀部件(1)两端的开口(1-1)朝向相反。
9.如权利要求1所述的数控机床刀具快速更换机构，其特征在于：还包括平移机构，所述平移机构包括导轨(10)、推动部件(11)和推板(12)，所述换刀部件(1)、转动驱动机构和上下驱动机构均与推板(12)固定，所述推动部件(11)推动所述推板(12)在导轨(10)上移动。
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