CN106239228A - 具有刀库装置的数控机床 - Google Patents

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李知密
李青
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Abstract

一种具有刀库装置的数控机床，包含机台，所述机台设有第一移动平台和第二移动平台，所述第一移动平台上设有可进行相对移动的工件夹持座，所述第二移动平台上设有加工座，所述加工座的侧面设有刀库装置，所述刀库装置包含刀盘组件和刀库交换装置，所述刀盘组件包括刀盘，所述刀盘包含刀盘罩、转动盘、刀盘架和刀盘盖，所述刀库交换装置包括驱动箱和中心轴；由此，本发明传动装置构造简单，整体体积小巧，方便安装，提高加工的质量和可靠性，具有安全稳定性，且能实现刀杆的快速进出和刀具的稳定定位，运行更加平稳。

Description

具有刀库装置的数控机床
技术领域
本发明涉及数控机床的技术领域，尤其涉及一种具有刀库装置的数控机床。
背景技术
如今数控机床行业发展到现在，在主体结构和性能上已经日益成熟。主轴转速30000转以上的数控机床已经越来越多。刀库的发展也有了相对固定的模式，出现了适用不同需求的多种类型的刀库。以往刀库的体积也变得更大，达不到高速机床刀库精简、小巧的要求，也使得安装难度大大增加。在数控机床长期高速工作下，刀套与刀盘之间的定位精度容易发生变化，换刀装置的钩爪部位容易发热变形，导致刀臂式刀库的整体精度下降，使零件产品的加工精度达不到要求，从而影响加工的质量与可靠性。
为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种具有刀库装置的数控机床，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有刀库装置的数控机床，其结构紧凑，装卸便利，夹刀可靠，使用寿命长，刀库刚性好，承载力大。
为解决上述问题，本发明公开了一种具有刀库装置的数控机床，包含机台，所述机台设有第一移动平台和第二移动平台，所述第一移动平台上设有可进行相对移动的工件夹持座，所述第二移动平台上设有加工座，其特征在于：
所述加工座的侧面设有刀库装置，所述刀库装置包含刀盘组件和刀库交换装置，所述刀盘组件包括刀盘，所述刀盘包含刀盘罩、转动盘、刀盘架和刀盘盖，刀盘中部设有转轴，转动盘为圆盘状结构，其安装在转轴并可以绕转轴转动，所述刀盘架围绕转动盘设置，其周缘间隔设有多个刀套，在转动盘的一侧安装有刀盘盖，在刀盘架的外侧设有围绕刀套进行保护的刀盘罩，所述刀盘罩的下侧设有供待更换的刀套伸出的缺口部；
所述刀库交换装置包括驱动箱和中心轴，所述中心轴设有夹刀杆组件，所述驱动箱内设有驱动中心轴进行转动的驱动组件，所述驱动组件包含伺服电机、主动齿轮、第一被动齿轮和传动齿轮组件，主动齿轮连接于伺服电机的输出轴，所述第一被动齿轮设置于一中间轴并啮合于主动齿轮，所述传动齿轮组件包含分别设于中间轴和中心轴上的齿轮对。
其中：所述刀盘组件还包含驱动机构，所述驱动机构包括刀盘电机、联轴器和传动蜗杆，刀盘电机输出轴的一端安装至联轴器，联轴器的另一端安装传动蜗杆，所述传动蜗杆连接于固定至刀盘架3的被动齿轮，以通过蜗杆传动实现精确的分度运动。
其中：所述夹刀杆组件包含第一夹刀杆和第二夹刀杆，该第一夹刀杆和第二夹刀杆均包含换刀臂，所述换刀臂的前端设有扣刀口以及与容置空间连通的开槽，所述开槽内设一可相对于换刀臂直线位移的推抵件，所述推抵件的前端形成可封闭和打开所述扣刀口的突出部。
其中：所述开槽和容置空间之间设有凸缘，所述抵推件的后端设有从凸缘形成的开孔中向容置空间内进行伸缩的直径缩小部，所述抵推件后端的直径缩小部上套接有第一弹簧。
其中：换刀臂的后端通过一突出部设置一容置空间，以供组设一可上下移动的顶掣件，所述抵推件的后端面形成为楔形，所述顶掣件的上端一侧同样形成一与抵推件的楔形相互配合的楔形，所述顶掣件的下端设有一凹槽，并在凹槽内设有第二弹簧，第二弹簧的外端抵靠于突出部的内壁。
通过上述结构可知，本发明的具有刀库装置的数控机床具有如下效果：
1、传动装置构造简单，整体体积小巧，方便安装，提高加工的质量和可靠性，具有安全稳定性。
2、实现了刀杆的快速进出和刀具的稳定定位，且传动更加精确，运行更加平稳。
本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
附图说明
图1显示了本发明的具有刀库装置的数控机床的结构示意图。
图2显示了本发明中刀盘的分解示意图。
图3显示了本发明中刀库交换装置的结构示意图。
图4显示了本发明夹刀杆的内部剖视图。
附图标记：
101、机台；102、围栏；103、第一移动平台；104、第二移动平台；105、工件夹持座；107、第三移动平台；108、主轴座；109、刀盘组件；110刀库交换装置；1091、刀盘罩；1092、转动盘；1093、刀盘架；1094、刀盘盖；11、驱动箱；12、第一夹刀杆；13、第二夹刀杆；14、伺服电机；15、主动齿轮；16、第一被动齿轮；17、传动齿轮组件；18、中心轴。
具体实施方式
参见图1至图4，显示了本发明的具有刀库装置的数控机床的结构示意图。
所述数控机床包含机台101和机台10周缘向上延伸的围栏102，所述机台101设有呈90度相对设置的第一移动平台103和第二移动平台104，所述第一移动平台103上设有可进行相对移动的工件夹持座105，所述工件夹持座105通过滚珠丝杠运动机构进行相对移动，所述工件夹持座105上还可设有工件夹持装置和夹持驱动装置，以实现对待加工工件的夹紧。
所述第二移动平台104上设有加工座，所述加工座前端设有可相对竖向移动的第三移动平台107，所述第三移动平台107上设有主轴座108，该主轴座108设有刀具夹持座和加工驱动装置，所述加工驱动装置可通过变速箱连接至刀具夹持座，以实现刀具的旋转驱动，进一步对工件进行切削操作。
上述刀具的移动和工件的夹持的具体结构和详细操作属于现有技术，在此不再进行累述。
其中，所述加工座的侧面设有刀库装置，所述刀库装置包含刀盘组件109和刀库交换装置110，所述刀盘组件109包括刀盘和驱动机构，参见图2，所述刀盘包含刀盘罩1091、转动盘1092、刀盘架1093和刀盘盖1094，刀盘中部设有转轴，转动盘1092为圆盘状结构，其安装在转轴并可以绕转轴转动，所述刀盘架1093围绕转动盘1092设置，其周缘间隔设有多个刀套，刀套可套有刀柄，通过与转动盘配合上，多个刀套的定位更精确，易于调整，维修方便。在转动盘1092的一侧安装有刀盘盖1094，在刀盘架1093的外侧设有围绕刀套进行保护的刀盘罩1091，用于保护整个刀盘机构，所述刀盘罩1091的下侧设有供待更换的刀套伸出的缺口部。
其中，刀盘组件109的驱动机构可包括刀盘电机、联轴器和传动蜗杆，刀盘电机输出轴的一端安装至联轴器，联轴器的另一端安装传动蜗杆，所述传动蜗杆连接于固定至刀盘架1093的被动齿轮，以通过蜗杆传动实现精确的分度运动，由于传动蜗杆和被动齿轮的配合是在刀盘内部，这样的设计相对紧凑，更加的节省了安装空间与配合空间，也降低了整体的安装难度。
参见图3，本发明的刀库交换装置110包括驱动箱11和中心轴18，所述中心轴18从驱动箱11内向外延伸，其自由端设有夹刀杆组件，所述驱动箱11内设有驱动中心轴18进行转动的驱动组件，其中，所述夹刀杆组件包含呈180度对称设计的第一夹刀杆12和第二夹刀杆13，所述驱动组件包含伺服电机14、主动齿轮15、第一被动齿轮16和传动齿轮组件17，为提高空间利用率，所述伺服电机14平行设置于中心轴18的一侧，主动齿轮15连接于伺服电机14的输出轴，所述第一被动齿轮16设置于一中间轴并啮合于主动齿轮15，所述传动齿轮组件17包含分别设于中间轴和中心轴18上的齿轮对，从而利用伺服电机14将动力传递给中心轴18，进而实现第一夹刀杆12和第二夹刀杆13的相对转动，通过相对设置的第一夹刀杆12和第二夹刀杆13，实现刀库和主轴台上刀具的替换。
参见图4，显示了本发明中第一夹刀杆12和第二夹刀杆13的一个优选实施例，该第一夹刀杆12和第二夹刀杆13的结构相同，均包含换刀臂19，换刀臂19的后端通过一突出部23设置一容置空间，以供组设一可上下移动的顶掣件24，所述换刀臂19的前端设有扣刀口21以及与容置空间连通的开槽，所述开槽内设一可相对于换刀臂19直线位移的推抵件20，所述推抵件20的前端形成可封闭和打开所述扣刀口21的突出部，所述开槽和容置空间之间设有凸缘，所述抵推件20的后端直径缩小以从凸缘形成的开孔中可向容置空间内进行伸缩，且凸缘形成对抵推件20向后移动的限位。
其中，所述抵推件20后端的直径缩小部上套接有第一弹簧22，所述抵推件20的后端面形成为楔形，所述顶掣件24的上端一侧同样形成一与抵推件20的楔形相互配合的楔形，所述顶掣件24的下端设有一凹槽，并在凹槽内设有第二弹簧25，第二弹簧25的外端抵靠于突出部23的内壁，由此，通过两个弹簧以及楔形的配合，推抵件则能在扣刀时增加向后移动的活动范围，使换刀臂旋转扣持刀具的刀杆，在刀杆进入扣刀口后，推抵件能迅速返回并保持刀杆。
其中，所述抵推件的中部还开有长条通槽，所述换刀臂可设有贯穿该长条通槽以进行导向和限位的贯通销26。
由此可见，该刀库装置的结构比较简单，安装和拆卸都十分便捷，无论是安装与新机器还是对已有数控机床进行改造都非常方便，且刀库的刚性较好，传动稳定。
综上，本发明具有如下优点：
1、传动装置构造简单，整体体积小巧，方便安装，提高加工的质量和可靠性，具有安全稳定性。
2、实现了刀杆的快速进出和刀具的稳定定位，且传动更加精确，运行更加平稳。
显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (5)

1.一种具有刀库装置的数控机床，包含机台，所述机台设有第一移动平台和第二移动平台，所述第一移动平台上设有可进行相对移动的工件夹持座，所述第二移动平台上设有加工座，其特征在于：
所述加工座的侧面设有刀库装置，所述刀库装置包含刀盘组件和刀库交换装置，所述刀盘组件包括刀盘，所述刀盘包含刀盘罩、转动盘、刀盘架和刀盘盖，刀盘中部设有转轴，转动盘为圆盘状结构，其安装在转轴并可以绕转轴转动，所述刀盘架围绕转动盘设置，其周缘间隔设有多个刀套，在转动盘的一侧安装有刀盘盖，在刀盘架的外侧设有围绕刀套进行保护的刀盘罩，所述刀盘罩的下侧设有供待更换的刀套伸出的缺口部；
所述刀库交换装置包括驱动箱和中心轴，所述中心轴设有夹刀杆组件，所述驱动箱内设有驱动中心轴进行转动的驱动组件，所述驱动组件包含伺服电机、主动齿轮、第一被动齿轮和传动齿轮组件，主动齿轮连接于伺服电机的输出轴，所述第一被动齿轮设置于一中间轴并啮合于主动齿轮，所述传动齿轮组件包含分别设于中间轴和中心轴上的齿轮对。
2.如权利要求1所述的数控机床，其特征在于：所述刀盘组件还包含驱动机构，所述驱动机构包括刀盘电机、联轴器和传动蜗杆，刀盘电机输出轴的一端安装至联轴器，联轴器的另一端安装传动蜗杆，所述传动蜗杆连接于固定至刀盘架3的被动齿轮，以通过蜗杆传动实现精确的分度运动。
3.如权利要求1或2所述的数控机床，其特征在于：所述夹刀杆组件包含第一夹刀杆和第二夹刀杆，该第一夹刀杆和第二夹刀杆均包含换刀臂，所述换刀臂的前端设有扣刀口以及与容置空间连通的开槽，所述开槽内设一可相对于换刀臂直线位移的推抵件，所述推抵件的前端形成可封闭和打开所述扣刀口的突出部。
4.如权利要求3所述的数控机床，其特征在于：所述开槽和容置空间之间设有凸缘，所述抵推件的后端设有从凸缘形成的开孔中向容置空间内进行伸缩的直径缩小部，所述抵推件后端的直径缩小部上套接有第一弹簧。
5.如权利要求3所述的数控机床，其特征在于：换刀臂的后端通过一突出部设置一容置空间，以供组设一可上下移动的顶掣件，所述抵推件的后端面形成为楔形，所述顶掣件的上端一侧同样形成一与抵推件的楔形相互配合的楔形，所述顶掣件的下端设有一凹槽，并在凹槽内设有第二弹簧，第二弹簧的外端抵靠于突出部的内壁。
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