CN107775060A - 一种工业机器人用车削头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业机器人用车削头，包括刀体，在刀体中部开有安装孔，沿刀体的圆周方向在其正面上安装有两个刀刃，在刀体背面上分别开设有扇型的内卡接槽与扇型的外卡接槽，内卡接槽的短弧边与安装孔的外圆周重合，外卡接槽的长弧边与刀体的外圆周重合。通过内卡接槽、外卡接槽与两个突起的相互配合，而内卡接槽、外卡接槽利用两个曲边可将刀体与转轴之间的相互作用力均匀分摊至整个刀体上，避免刀体上局部应力集中而出现受损，优化了数控机床上的结构布局，减小了机床内部的空间占用的同时，方便工作人员的快速安装和拆卸，大大提高了工作效率。

Description

一种工业机器人用车削头

技术领域

本发明涉及一种工业机器人，具体涉及一种工业机器人用车削头。

背景技术

机器人是自动控制机器（Robot）的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械（如机器狗，机器猫等）。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议，有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作。理想中的高仿真机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物，目前科学界正在向此方向研究开发。

而工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器，它能够较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题。工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。

在加工制造行业中，工业机器人对于各种微精细工件的钻孔或是打磨工序，该类工件的尺寸小，需要的钻具、铣刀等加工工具的尺寸也相对较小，即在安装时不太方便，并且在使用过程中容易出现松动，进而导致工件的加工精度降低以及工件的报废率增加。

发明内容

本发明目的在于提供一种工业机器人用车削头，方便快速安装的同时，保证其在使用过程中的稳定性能。

本发明通过下述技术方案实现：

一种工业机器人用车削头，包括圆形的刀体，在所述刀体中部开有安装孔，沿所述刀体的圆周方向在其正面上安装有两个刀刃，在所述刀体背面上分别开设有扇型的内卡接槽与扇型的外卡接槽，所述内卡接槽的短弧边与安装孔的外圆周重合，所述外卡接槽的长弧边与刀体的外圆周重合；还包括挡块，所述挡块固定在转轴上，在所述挡块上设置有两个分别与内卡接槽、外卡接槽相配合的突出部，在转轴的末段设置有螺纹，所述刀体通过螺母固定在转轴的末段，在转轴末端端部连接有外径小于转轴外径的延伸柱，挡圈套设在延伸柱上，且在延伸柱套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与转轴末端端面、挡圈的底面连接。

针对现有技术中刀具在使用过程中容易出现松动的现象，进而导致在钻孔过程工件的加工精度大幅度降低，本发明使用圆形的刀体，通过安装孔套设在电机的转轴上，同时转轴上固定有挡块，且挡块上开有分别于内卡接槽、外卡接槽相配合的两个突出部，利用螺母将刀体固定在转轴上，以保证刀体在转轴上的紧固，保障刀体在使用过程中的稳定性，使得刀体与转轴连为一体。针对刀具尺寸小、工件的加工面小的特点，本发明通过刀体背面的内卡接槽、外卡接槽与挡块上的两个突出部的相互配合，而扇型的内卡接槽、外卡接槽利用两个曲边（即长弧边与短弧边）可将刀体与转轴之间的相互作用力均匀分摊至整个刀体上，避免刀体上局部应力集中而出现受损，同时本发明还省却了现有技术中刀具必须经过夹持机构以及紧固机构的相互配合作用才能实现其钻铣功能，优化了数控机床上的结构布局，减小了机床内部的空间占用的同时，方便工作人员的快速安装和拆卸，大大提高了工作效率。

进一步地，在车削工序中工件钻孔时，当刀刃深入工件内部一定距离，此时挡圈直接与工件上需要被切削的部分接触，弹簧被压缩，利用弹簧自身的弹性形变和回复能力，可将刀刃与工件之间产生的相互作用应力消除，进而降低刀体本身的径向波动幅度，提高钻进时的稳定性，并且在工件钻孔即将结束时，需要被切削的部分与工件本体之间的连接部分较少，而弹簧利用力弹性回复力对挡圈进行推动，而挡圈与该部分直接接触，进而该部分随挡圈一起移动，通过刀刃的配合使该部分与工件本体快速实现脱离，提高本装置的工作效率。

还包括扇型且表面突出于刀体背面的第一突起和扇型的第二突起，所述第一突起的长弧边与刀体的外圆周重合，第一突起的短弧边与内卡接槽的长弧边重合，所述第二突起的长弧边与外卡接槽的短弧边重合，第二突起的短弧边与安装孔的外圆周重合。设置的扇型的第一突起和第二突起可使刀体背面与挡块之间留有一个间隙，在通过螺母不断将刀体紧固在转轴上时，刀体背面与挡块实现不完全接触，使得刀体即使在紧固过程中用力过大也不会造成刀体与挡块相互嵌合至一起，方便快速实现刀具的更换。

所述刀刃的厚度沿其刃尖垂直指向刀体正面的方向递增。刀刃在与工件的加工面接触时会产生较强的作用应力，两个刀刃的厚度沿其刃尖垂直指向刀体正面的方向递增，在保证在加工过程中工件的加工精度的同时，还能防止刀刃在工件本体留下部分毛刺或是倒角；并且在对刀体以及刀刃的制造工序中，直接对刀体以及刀刃进行真空热处理、清洗、喷砂、PVD涂层TiN及抛光，也就是对刀体以及刀刃进行淬火，经过1230～1240℃高温加热奥氏体化，金相级别可达8～9级，而后回火4次，过热3～4级(矩形车刀过热1～2级)，最终组织硬度65～67HRC提高其表面的硬度和致密性；清洗是将刀体及刀刃部分上经过热处理后的油污、灰尘等去除干净，确保刀体及刀刃获得较好的涂层结合力；喷砂是将刀刃存在的毛刺清理掉；PVD涂层TiN是增加刀刃的使用寿命；抛光是为了提高涂层表面光洁度，减少刀刃在使用过程中的运动阻力，减小摩擦，使得刀体以及刀刃更好的形成一个整体，保证在刀体在使用过程的稳定性能。

所述第一突起所对应的圆心角与第二突起所对应的圆心角大小相同。作为优选，将第一突起与第二突起的型号、尺寸大小设置成一致，使得两个突起在与挡块接触时，能够均匀地将受到的作用应力分摊到挡块的正面上，以防止挡块与转轴之间的连接出现局部脱落，进而保证刀体以及挡块在使用过程中的稳定性。

所述第一突起所对应的圆心角为100°~120°。作为优选，所述第一突起所对应的圆心角大小在100°~120°范围内，在保证第一突起与挡块有足够的接触面积的同时，还能避免第一突起对挡块的正面形成过度的挤压，延长挡块的使用寿命。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过刀体背面的内卡接槽、外卡接槽与挡块上的两个突起的相互配合，而扇型的内卡接槽、外卡接槽利用两个曲边（即长弧边与短弧边）可将刀体与转轴之间的相互作用力均匀分摊至整个刀体上，避免刀体上局部应力集中而出现受损，同时本发明还省却了现有技术中刀具必须经过夹持机构以及紧固机构的相互配合作用才能实现其钻铣功能，优化了数控机床上的结构布局，减小了机床内部的空间占用的同时，方便工作人员的快速安装和拆卸，大大提高了工作效率；

2、本发明设置的扇型的第一突起和第二突起可使刀体背面与挡块之间留有一个间隙，在通过螺母不断将刀体紧固在转轴上时，刀体背面与挡块实现不完全接触，使得刀体即使在紧固过程中用力过大也不会造成刀体与挡块相互嵌合至一起，方便快速实现刀具的更换；

3、本发明将第一突起与第二突起的型号、尺寸大小设置成一致，使得两个突起在与挡块接触时，能够均匀地将受到的作用应力分摊到挡块的正面上，以防止挡块与转轴之间的连接出现局部脱落，进而保证刀体以及挡块在使用过程中的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为刀体背面的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-刀体、2-刀刃、3-内卡接槽、4-第一突起、5-外卡接槽、6-第二突起、7-安装孔、8-螺母、9-挡块、10-转轴、11-弹簧、12-挡圈。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1~图3所示，本实施例包括圆形的刀体1，在所述刀体1中部开有安装孔7，沿所述刀体1的圆周方向在其正面上安装有两个刀刃2，在所述刀体1背面上分别开设有扇型的内卡接槽3与扇型的外卡接槽5，所述内卡接槽3的短弧边与安装孔7的外圆周重合，所述外卡接槽5的长弧边与刀体1的外圆周重合；还包括挡块9，所述挡块固定在转轴10上，在所述挡块9上设置有两个分别与内卡接槽3、外卡接槽5相配合的突出部，在转轴10的末段设置有螺纹，所述刀体1通过螺母8固定在转轴10的末段，在转轴10末端端部连接有外径小于转轴10外径的延伸柱，挡圈12套设在延伸柱上，且在延伸柱套设有弹簧11，所述弹簧11的两端分别与转轴10末端端面、挡圈12的底面连接。还包括扇型且表面突出于刀体背面的第一突起4和扇型的第二突起6，所述第一突起4的长弧边与刀体1的外圆周重合，第一突起4的短弧边与内卡接槽3的长弧边重合，所述第二突起6的长弧边与外卡接槽5的短弧边重合，第二突起6的短弧边与安装孔7的外圆周重合。

针对现有技术中刀具在使用过程中容易出现松动的现象，进而导致在钻孔过程工件的加工精度大幅度降低，本实施例使用圆形的刀体1，通过安装孔7套设在电机的转轴10上，同时转轴10上固定有挡块9，且挡块9上开有分别于内卡接槽3、外卡接槽5相配合的两个突出部，利用螺母8将刀体1固定在转轴10上，以保证刀体1在转轴10上的紧固，保障刀体1在使用过程中的稳定性，使得刀体1与转轴连为一体。针对刀具尺寸小、工件的加工面小的特点，本实施例还包括扇型且表面突出于刀体背面的第一突起4和扇型的第二突起6，所述第一突起4的长弧边与刀体1的外圆周重合，第一突起4的短弧边与内卡接槽3的长弧边重合，所述第二突起6的长弧边与外卡接槽5的短弧边重合，第二突起6的短弧边与安装孔7的外圆周重合。通过刀体1背面的内卡接槽3、外卡接槽5与挡块9上的两个突出部的相互配合，而扇型的内卡接槽3、外卡接槽5利用两个曲边（即长弧边与短弧边）可将刀体1与转轴10之间的相互作用力均匀分摊至整个刀体1上，避免刀体1上局部应力集中而出现受损，同时本实施例还省却了现有技术中刀具必须经过夹持机构以及紧固机构的相互配合作用才能实现其钻铣功能，优化了数控机床上的结构布局，减小了机床内部的空间占用的同时，方便工作人员的快速安装和拆卸，大大提高了工作效率。设置的扇型的第一突起4和第二突起6可使刀体1背面与挡块9之间留有一个间隙，在通过螺母8不断将刀体1紧固在转轴10上时，刀体1背面与挡块9实现不完全接触，使得刀体1即使在紧固过程中用力过大也不会造成刀体1与挡块9相互嵌合至一起，方便快速实现刀具的更换。

进一步地，在车削工序中工件钻孔时，当刀刃2深入工件内部一定距离，此时挡圈12直接与工件上需要被切削的部分接触，弹簧11被压缩，利用弹簧11自身的弹性形变和回复能力，可将刀刃2与工件之间产生的相互作用应力消除，进而降低刀体1本身的径向波动幅度，提高钻进时的稳定性，并且在工件钻孔即将结束时，需要被切削的部分与工件本体之间的连接部分较少，而弹簧11利用力弹性回复力对挡圈12进行推动，而挡圈12与该部分直接接触，进而该部分随挡圈12一起移动，通过刀刃2的配合使该部分与工件本体快速实现脱离，提高本装置的工作效率。

其中，所述刀刃2的厚度沿其刃尖垂直指向刀体1正面的方向递增。刀刃2在与工件的加工面接触时会产生较强的作用应力，两个刀刃2的厚度沿其刃尖垂直指向刀体1正面的方向递增，在保证在加工过程中工件的加工精度的同时，还能防止刀刃2在工件本体留下部分毛刺或是倒角；并且在对刀体1以及刀刃2的制造工序中，直接对刀体1以及刀刃2进行真空热处理、清洗、喷砂、PVD涂层TiN及抛光处理，也就是对刀体1以及刀刃2进行热处理，提高其表面的硬度和致密性；清洗，即对刀体1以及刀刃2的外壁上经过热处理后的油污、灰尘等去除干净，确保刀体及刀刃获得较好的涂层结合力；喷砂即对刀刃2存在的毛刺清理掉；PVD涂层TiN是增加刀刃2的使用寿命；抛光是为了提高涂层表面光洁度，减少刀刃在使用过程中的运动阻力，减小摩擦，使得刀体1以及刀刃2更好的形成一个整体，保证在刀体1在使用过程的稳定性能。

作为优选，将第一突起4与第二突起6的型号、尺寸大小设置成一致，使得两个突出部在与挡块9接触时，能够均匀地将受到的作用应力分摊到挡块9的正面上，以防止挡块9与转轴10之间的连接出现局部脱落，进而保证刀体1以及挡块9在使用过程中的稳定性。

作为优选，所述第一突起4所对应的圆心角大小在100°~120°范围内，在保证第一突起4与挡块9有足够的接触面积的同时，还能避免第一突起4对挡块9的正面形成过度的挤压，延长挡块9的使用寿命。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种工业机器人用车削头，包括圆形的刀体（1），其特征在于：在所述刀体（1）中部开有安装孔（7），沿所述刀体（1）的圆周方向在其正面上安装有两个刀刃（2），在所述刀体（1）背面上分别开设有扇型的内卡接槽（3）与扇型的外卡接槽（5），所述内卡接槽（3）的短弧边与安装孔（7）的外圆周重合，所述外卡接槽（5）的长弧边与刀体（1）的外圆周重合；还包括挡块（9），所述挡块固定在转轴（10）上，在所述挡块（9）上设置有两个分别与内卡接槽（3）、外卡接槽（5）相配合的突出部，在转轴（10）的末段设置有螺纹，所述刀体（1）通过螺母（8）固定在转轴（10）的末段，在转轴（10）末端端部连接有外径小于转轴（10）外径的延伸柱，挡圈（12）套设在延伸柱上，且在延伸柱套设有弹簧（11），所述弹簧（11）的两端分别与转轴（10）末端端面、挡圈（12）的底面连接。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人用车削头，其特征在于：还包括扇型且表面突出于刀体（1）背面的第一突起（4）和扇型的第二突起（6），所述第一突起（4）的长弧边与刀体（1）的外圆周重合，第一突起（4）的短弧边与内卡接槽（3）的长弧边重合，所述第二突起（6）的长弧边与外卡接槽（5）的短弧边重合，第二突起（6）的短弧边与安装孔（7）的外圆周重合。

3.根据权利要求1所述的一种工业机器人用车削头，其特征在于：所述刀刃（2）的厚度沿其刃尖垂直指向刀体（1）正面的方向递增。

4.根据权利要求1所述的一种工业机器人用车削头，其特征在于：所述第一突起（4）所对应的圆心角与第二突起（6）所对应的圆心角大小相同。

5.根据权利要求2或4所述的一种工业机器人用车削头，其特征在于：所述第一突起（4）所对应的圆心角为100°~120°。