CN106078304A - 一种机床用换刀装置 - Google Patents

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吴杰锋
王凯
张卫卫
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    • C22C33/006—Making ferrous alloys compositions used for making ferrous alloys

Abstract

本发明公开一种机床用换刀装置，包括主轴、驱动电机和驱动箱，所述主轴位于驱动箱的左侧、并与驱动箱相固定，所述主轴的下端设置有驳接头，所述驳接头的两端设置有夹爪，所述左侧的夹爪设置有备用刀具，所述右侧的夹爪设置有刀具，所述驱动电机位于驱动箱的上方，所述驱动电机的下端设置有连接座，所述连接座与驱动箱相固定，所述连接座上设置有活动杆，所述连接座的下端设置有驱动轴，所述驱动轴位于驱动箱内，所述驱动箱内设置有减速轮，所述减速轮内设置有啮合齿轮，所述驱动箱的下端设置有钻头；该机床用换刀装置具有换刀方便快捷、效率高和便于控制的优点，以及硬度高和韧性好的主轴。

Description

一种机床用换刀装置
技术领域
本发明涉及一种机床用换刀装置。
背景技术
目前，在现有的加工中心圆盘刀库换刀中，大都实现了自动化。通过预先设计的控制系统结合机械结构实现刀具的自动更换。在刀具的自动更换中，为了防止换刀运动轴与刀库机械手碰撞的控制系统及结构因为设计得不够合理、完善，一旦自动换刀多段动作中途出现异常停止，经常会有运动轴撞击机械手臂导致刀库损坏的现象发生，造成巨大损失。
此外，现有的机床用换刀装置换刀困难、效率低和不方便控制，且现有的主轴多为硬度低、脆弱容易崩断和韧性低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种换刀方便快捷、效率高和便于控制的机床用换刀装置，以及硬度高和韧性好的主轴。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种机床用换刀装置，包括主轴、驱动电机和驱动箱，所述主轴位于驱动箱的左侧、并与驱动箱相固定，所述主轴的下端设置有驳接头，所述驳接头的两端设置有夹爪，所述左侧的夹爪设置有备用刀具，所述右侧的夹爪设置有刀具，所述驱动电机位于驱动箱的上方，所述驱动电机的下端设置有连接座，所述连接座与驱动箱相固定，所述连接座上设置有活动杆，所述连接座的下端设置有驱动轴，所述驱动轴位于驱动箱内，所述驱动箱内设置有减速轮，所述减速轮内设置有啮合齿轮，所述驱动箱的下端设置有钻头。
进一步的，所述主轴由以下重量份数配比的材料制成，包括生铁120-200份、碳粉40-50份、锆英砂12-20份、钨粉22-30份、铝锭50-58份、二氧化硅12-18份、稀土15-23份、硼粉3-7份、纳米钛粉11-23份、氧化钇5-11份、二氧化锰6-12份、氮气12-26份、碳化铬4-8份、金属精炼剂4-8份和120-240份。
进一步的，所述主轴的上端与活动杆相连接，通过活动杆控制主轴转动，能够更换刀具。
进一步的，所述主轴为可旋转设置，有利旋转刀具，使得钻头下的刀具能够更换。
进一步的，所述夹爪为液压夹爪，有利于夹紧刀具。
进一步的，所述刀具与钻头相固定，有利于刀具转动切削工件。
进一步的，所述驱动轴为可伸缩设置，与利于与驱动箱相接触传动，或不接触停止传动。
进一步的，所述驱动轴的下端设置有锥齿轮。
进一步的，所述锥齿轮与啮合齿轮相啮合，能够使得驱动轴驱动减速轮旋转。
进一步的，所述钻头内设置有液压器，有利于夹紧刀具。
一种主轴的制备方法，包括以下步骤：
1)将生铁120-200份、碳粉40-50份、锆英砂12-20份、钨粉22-30份、铝锭50-58份和二氧化硅12-18份依次投入炉中，保持熔炼炉中的温度为1500℃-1800℃，使得材料熔融成金属液体，然后添加金属精炼剂4-8份，对金属进行精炼，精炼时间为25-30分钟，精炼完成后进行2次电磁搅拌，静置5分钟后除去熔炉表层的杂质，备用；
2)将稀土15-23份、硼粉3-7份、纳米钛粉11-23份、氧化钇5-11份、二氧化锰6-12份和碳化铬4-8份依次投入到投入到真空电弧熔炉中，在1600-1800℃温度下冶炼5-8分钟，再添加氮气12-26份将真空电弧熔炉充满，使用电磁搅拌5-6次，备用；
3)将步骤1)所得合金与步骤2)所得合金混合一同投入到中频炉中，保持温度为2000℃-2200℃下加热4-6分钟分钟，浇铸到模具中保温静置，直到温度温度降到700℃，取出毛坯，备用；
4)将步骤3)制得的毛坯上进行固溶处理25-30分钟，再进行100-150℃时效处理3-6小时，清除毛坯表面的杂质，备用；
5)将步骤4)处理好的毛坯放置到电弧熔炉中加热至800-850℃，再将毛坯插入盐120-240份中进行等温盐浴淬火10-12小时，取出后自然冷却至室温，除去表面杂质，备用；
6)将步骤5)所得毛坯通过锤锻成合金棒，再使用轧机轧制均匀，备用；
7)将步骤6)所得的合金板材进行表面抛光处理，即得。
本发明的有益效果为：由于设置有主轴，能够控制夹爪旋转，并将夹爪内刀具固定在钻头上，由于设置有驱动电机，能够通过驱动轴使得驱动箱运作，由于设置有驱动箱，通过驱动箱内的减速轮能够控制转速，能够控制钻头的钻速，由于设置有钻头，能够放松便于更换刀具，或夹紧刀具便于旋转切削工件，同时，主轴采用本发明中的材料能够增大硬度、提高韧性，有利于防止崩断和扭断等情况。
附图说明
图1为本发明一种机床用换刀装置的整体结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种机床用换刀装置，包括主轴1、驱动电机2和驱动箱3，所述主轴1位于驱动箱3的左侧、并与驱动箱3相固定，所述主轴1的下端设置有驳接头4，所述驳接头4的两端设置有夹爪5，所述左侧的夹爪5设置有备用刀具6，所述右侧的夹爪5设置有刀具7，所述驱动电机2位于驱动箱3的上方，所述驱动电机2的下端设置有连接座8，所述连接座8与驱动箱3相固定，所述连接座8上设置有活动杆9，所述连接座8的下端设置有驱动轴10，所述驱动轴10位于驱动箱3内，所述驱动箱3内设置有减速轮11，所述减速轮11内设置有啮合齿轮12，所述驱动箱3的下端设置有钻头13。
所述主轴1由以下重量份数配比的材料制成，包括生铁200份、碳粉40份、锆英砂12份、钨粉22份、铝锭50份、二氧化硅12份、稀土15份、硼粉3份、纳米钛粉11份、氧化钇5份、二氧化锰6份、氮气12份、碳化铬4份、金属精炼剂4份和120份。
所述主轴1的上端与活动杆9相连接，通过活动杆9控制主轴1转动，能够更换刀具。
所述主轴1为可旋转设置，有利旋转刀具，使得钻头13下的刀具能够更换。
所述夹爪5为液压夹爪，有利于夹紧刀具7。
所述刀具7与钻头13相固定，有利于刀具7转动切削工件。
所述驱动轴10为可伸缩设置，与利于与驱动箱3相接触传动，或不接触停止传动。
所述驱动轴10的下端设置有锥齿轮。
所述锥齿轮与啮合齿轮12相啮合，能够使得驱动轴10驱动减速轮11旋转。
所述钻头13内设置有液压器(未图示)，有利于夹紧刀具7。
一种主轴的制备方法，包括以下步骤：
1)将生铁200份、碳粉40份、锆英砂12份、钨粉22份、铝锭50份和二氧化硅12份依次投入炉中，保持熔炼炉中的温度为1500℃-1800℃，使得材料熔融成金属液体，然后添加金属精炼剂4份，对金属进行精炼，精炼时间为25-30分钟，精炼完成后进行2次电磁搅拌，静置5分钟后除去熔炉表层的杂质，备用；
2)将稀土15份、硼粉3份、纳米钛粉11份、氧化钇51份、二氧化锰6份和碳化铬4份依次投入到投入到真空电弧熔炉中，在1600-1800℃温度下冶炼5-8分钟，再添加氮气12份将真空电弧熔炉充满，使用电磁搅拌5-6次，备用；
3)将步骤1)所得合金与步骤2)所得合金混合一同投入到中频炉中，保持温度为2000℃-2200℃下加热4-6分钟分钟，浇铸到模具中保温静置，直到温度温度降到700℃，取出毛坯，备用；
4)将步骤3)制得的毛坯上进行固溶处理25-30分钟，再进行100-150℃时效处理3-6小时，清除毛坯表面的杂质，备用；
5)将步骤4)处理好的毛坯放置到电弧熔炉中加热至800-850℃，再将毛坯插入盐120份中进行等温盐浴淬火10-12小时，取出后自然冷却至室温，除去表面杂质，备用；
6)将步骤5)所得毛坯通过锤锻成合金棒，再使用轧机轧制均匀，备用；
7)将步骤6)所得的合金板材进行表面抛光处理，即得。
实施例2
如图1所示，一种机床用换刀装置，包括主轴1、驱动电机2和驱动箱3，所述主轴1位于驱动箱3的左侧、并与驱动箱3相固定，所述主轴1的下端设置有驳接头4，所述驳接头4的两端设置有夹爪5，所述左侧的夹爪5设置有备用刀具6，所述右侧的夹爪5设置有刀具7，所述驱动电机2位于驱动箱3的上方，所述驱动电机2的下端设置有连接座8，所述连接座8与驱动箱3相固定，所述连接座8上设置有活动杆9，所述连接座8的下端设置有驱动轴10，所述驱动轴10位于驱动箱3内，所述驱动箱3内设置有减速轮11，所述减速轮11内设置有啮合齿轮12，所述驱动箱3的下端设置有钻头13。
所述主轴1由以下重量份数配比的材料制成，包括生铁120份、碳粉50份、锆英砂20份、钨粉30份、铝锭58份、二氧化硅18份、稀土23份、硼粉7份、纳米钛粉23份、氧化钇11份、二氧化锰12份、氮气26份、碳化铬8份、金属精炼剂8份和240份。
所述主轴1的上端与活动杆9相连接，通过活动杆9控制主轴1转动，能够更换刀具。
所述主轴1为可旋转设置，有利旋转刀具，使得钻头13下的刀具能够更换。
所述夹爪5为液压夹爪，有利于夹紧刀具7。
所述刀具7与钻头13相固定，有利于刀具7转动切削工件。
所述驱动轴10为可伸缩设置，与利于与驱动箱3相接触传动，或不接触停止传动。
所述驱动轴10的下端设置有锥齿轮。
所述锥齿轮与啮合齿轮12相啮合，能够使得驱动轴10驱动减速轮11旋转。
所述钻头13内设置有液压器(未图示)，有利于夹紧刀具7。
一种主轴的制备方法，包括以下步骤：
1)将生铁120份、碳粉50份、锆英砂20份、钨粉30份、铝锭58份和二氧化硅18份依次投入炉中，保持熔炼炉中的温度为1500℃-1800℃，使得材料熔融成金属液体，然后添加金属精炼剂8份，对金属进行精炼，精炼时间为25-30分钟，精炼完成后进行2次电磁搅拌，静置5分钟后除去熔炉表层的杂质，备用；
2)将稀土23份、硼粉7份、纳米钛粉23份、氧化钇11份、二氧化锰12份和碳化铬8份依次投入到投入到真空电弧熔炉中，在1600-1800℃温度下冶炼5-8分钟，再添加氮气26份将真空电弧熔炉充满，使用电磁搅拌5-6次，备用；
3)将步骤1)所得合金与步骤2)所得合金混合一同投入到中频炉中，保持温度为2000℃-2200℃下加热4-6分钟分钟，浇铸到模具中保温静置，直到温度温度降到700℃，取出毛坯，备用；
4)将步骤3)制得的毛坯上进行固溶处理25-30分钟，再进行100-150℃时效处理3-6小时，清除毛坯表面的杂质，备用；
5)将步骤4)处理好的毛坯放置到电弧熔炉中加热至800-850℃，再将毛坯插入盐240份中进行等温盐浴淬火10-12小时，取出后自然冷却至室温，除去表面杂质，备用；
6)将步骤5)所得毛坯通过锤锻成合金棒，再使用轧机轧制均匀，备用；
7)将步骤6)所得的合金板材进行表面抛光处理，即得。
实施例3
如图1所示，一种机床用换刀装置，包括主轴1、驱动电机2和驱动箱3，所述主轴1位于驱动箱3的左侧、并与驱动箱3相固定，所述主轴1的下端设置有驳接头4，所述驳接头4的两端设置有夹爪5，所述左侧的夹爪5设置有备用刀具6，所述右侧的夹爪5设置有刀具7，所述驱动电机2位于驱动箱3的上方，所述驱动电机2的下端设置有连接座8，所述连接座8与驱动箱3相固定，所述连接座8上设置有活动杆9，所述连接座8的下端设置有驱动轴10，所述驱动轴10位于驱动箱3内，所述驱动箱3内设置有减速轮11，所述减速轮11内设置有啮合齿轮12，所述驱动箱3的下端设置有钻头13。
所述主轴1由以下重量份数配比的材料制成，包括生铁160份、碳粉45份、锆英砂16份、钨粉26份、铝锭54份、二氧化硅15份、稀土19份、硼粉5份、纳米钛粉17份、氧化钇8份、二氧化锰9份、氮气19份、碳化铬6份、金属精炼剂6份和盐180份。
所述主轴1的上端与活动杆9相连接，通过活动杆9控制主轴1转动，能够更换刀具。
所述主轴1为可旋转设置，有利旋转刀具，使得钻头13下的刀具能够更换。
所述夹爪5为液压夹爪，有利于夹紧刀具7。
所述刀具7与钻头13相固定，有利于刀具7转动切削工件。
所述驱动轴10为可伸缩设置，与利于与驱动箱3相接触传动，或不接触停止传动。
所述驱动轴10的下端设置有锥齿轮。
所述锥齿轮与啮合齿轮12相啮合，能够使得驱动轴10驱动减速轮11旋转。
所述钻头13内设置有液压器(未图示)，有利于夹紧刀具7。
一种主轴的制备方法，包括以下步骤：
1)将生铁160份、碳粉45份、锆英砂16份、钨粉26份、铝锭54份和二氧化硅15份依次投入炉中，保持熔炼炉中的温度为1500℃-1800℃，使得材料熔融成金属液体，然后添加金属精炼剂6份，对金属进行精炼，精炼时间为25-30分钟，精炼完成后进行2次电磁搅拌，静置5分钟后除去熔炉表层的杂质，备用；
2)将稀土19份、硼粉5份、纳米钛粉17份、氧化钇8份、二氧化锰9份和碳化铬6份依次投入到投入到真空电弧熔炉中，在1600-1800℃温度下冶炼5-8分钟，再添加氮气19份将真空电弧熔炉充满，使用电磁搅拌5-6次，备用；
3)将步骤1)所得合金与步骤2)所得合金混合一同投入到中频炉中，保持温度为2000℃-2200℃下加热4-6分钟分钟，浇铸到模具中保温静置，直到温度温度降到700℃，取出毛坯，备用；
4)将步骤3)制得的毛坯上进行固溶处理25-30分钟，再进行100-150℃时效处理3-6小时，清除毛坯表面的杂质，备用；
5)将步骤4)处理好的毛坯放置到电弧熔炉中加热至800-850℃，再将毛坯插入盐180份中进行等温盐浴淬火10-12小时，取出后自然冷却至室温，除去表面杂质，备用；
6)将步骤5)所得毛坯通过锤锻成合金棒，再使用轧机轧制均匀，备用；
7)将步骤6)所得的合金板材进行表面抛光处理，即得。
实验例：
选取普通的主轴和特制的主轴与本发明的主轴相比较，并根据硬度、柔韧性和耐磨性能作为对比依据，分析三组主轴的情况，并得出最好的主轴。
以普通的主轴为对照组一、特制的主轴为对照组二和本发明的主轴为对照组三，具体数据如下表所示：
对比三组材料，得到本发明的主轴效果最好，与两组对照组相比具有硬度大、柔韧性强和耐磨性好的优点。
本发明的有益效果为：由于设置有主轴，能够控制夹爪旋转，并将夹爪内刀具固定在钻头上，由于设置有驱动电机，能够通过驱动轴使得驱动箱运作，由于设置有驱动箱，通过驱动箱内的减速轮能够控制转速，能够控制钻头的钻速，由于设置有钻头，能够放松便于更换刀具，或夹紧刀具便于旋转切削工件，同时，主轴采用本发明中的材料能够增大硬度、提高韧性，有利于防止崩断和扭断等情况。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机床用换刀装置，其特征在于：包括主轴、驱动电机和驱动箱，所述主轴位于驱动箱的左侧、并与驱动箱相固定，所述主轴的下端设置有驳接头，所述驳接头的两端设置有夹爪，所述左侧的夹爪设置有备用刀具，所述右侧的夹爪设置有刀具，所述驱动电机位于驱动箱的上方，所述驱动电机的下端设置有连接座，所述连接座与驱动箱相固定，所述连接座上设置有活动杆，所述连接座的下端设置有驱动轴，所述驱动轴位于驱动箱内，所述驱动箱内设置有减速轮，所述减速轮内设置有啮合齿轮，所述驱动箱的下端设置有钻头。
2.如权利要求1所述的机床用换刀装置，其特征在于：所述主轴由以下重量份数配比的材料制成，包括生铁120-200份、碳粉40-50份、锆英砂12-20份、钨粉22-30份、铝锭50-58份、二氧化硅12-18份、稀土15-23份、硼粉3-7份、纳米钛粉11-23份、氧化钇5-11份、二氧化锰6-12份、氮气12-26份、碳化铬4-8份、金属精炼剂4-8份和120-240份。
3.如权利要求3所述的机床用换刀装置，其特征在于：所述主轴的上端与活动杆相连接。
4.如权利要求4所述的机床用换刀装置，其特征在于：所述主轴为可旋转设置。
5.如权利要求5所述的机床用换刀装置，其特征在于：所述夹爪为液压夹爪。
6.如权利要求6所述的机床用换刀装置，其特征在于：所述刀具与钻头相固定。
7.如权利要求7所述的机床用换刀装置，其特征在于：所述驱动轴为可伸缩设置。
8.如权利要求8所述的机床用换刀装置，其特征在于：所述驱动轴的下端设置有锥齿轮。
9.如权利要求9所述的机床用换刀装置，其特征在于：所述锥齿轮与啮合齿轮相啮合。
10.如权利要求10所述的机床用换刀装置，其特征在于：所述钻头内设置有液压器。
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