CN108481058A - 铣刀夹持设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铣刀定位领域，具体涉及一种铣刀夹持设备，包括机架，机架中心位置设置有用于铣刀穿入的通道，通道顶端设置有用于和铣刀顶端的五边形柱体配合的五边形盲孔，通道两侧分别设置有气缸，气缸的活塞杆上设置有用于对铣刀进行夹持固定的夹持板，气缸上设置有手动充气阀；气缸上分别设置有调节腔室，调节腔室靠近铣刀的侧壁上皆开设有螺纹孔且螺纹孔旁连接有弹簧，弹簧上连接诶有用于对铣刀进行夹持检测其是否倾斜的检测片，检测片上转动连接有螺纹杆，螺纹杆穿过螺纹孔进入到调节腔室内，螺纹杆处于调节通道内一端固定安装有大齿轮，调节腔室内设置有用于铣刀倾斜时受大齿轮驱动对铣刀自动进行调整的调整机构。

Description

铣刀夹持设备

技术领域

本发明涉及铣刀定位领域，具体涉及一种铣刀夹持设备。

背景技术

铣刀是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。工作时各刀齿依次间歇地切 去工件的余量。铣刀主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成型表面和切断工件等。在 机械设备的加工处理工作中起到重要的角色。而铣刀在进行工作时往往需要先进行夹持。

公开号为CN106956028A的中国专利文件公开了一种便于安装的铣刀夹持装置，包括夹 持座，固定在夹持座上的铣刀刀柄，铣刀刀柄的下端连有铣刀刀头，铣刀刀柄与铣刀刀头之 间通过螺纹连接，铣刀刀柄与铣刀刀头的连接处设有多个限位凹槽；所述夹持座包括刀柄夹 持座与限位夹持座，刀柄夹持座用于夹持铣刀刀柄，所述限位夹持座位于铣刀刀柄与铣刀刀 头的连接处的外侧，限位夹持座上设有限位块，限位块的形状与限位凹槽的形状相匹配，限 位块沿着限位凹槽的方向来回运动。

上述方案中虽然通过限位凹槽、螺纹、限位块等对铣刀进行了定位夹持，能较好的减少 铣刀偏移等现象，但铣刀若是在使用过程中偏移，为了不影响加工质量，就必须将铣刀取下 重新安装，且铣刀偏移角度较小时，肉眼很难发现铣刀已经偏移，这时继续使用铣刀将影响 工件的加工质量，造成残次品的产生。

发明内容

本发明的解决的技术问题在于提供一种铣刀夹持设备，以解决现有铣刀夹持装置无法自 动对铣刀是否偏移进行检测以及自动对偏移后的铣刀进行夹持的问题。

本发明提供的基础方案为：铣刀夹持设备，包括机架，所述机架中心位置设置有用于铣 刀穿入的通道，所述通道顶端设置有用于和铣刀顶端的五边形柱体配合的五边形盲孔，所述 通道两侧分别设置有气缸，所述气缸的活塞杆上设置有用于对铣刀进行夹持固定的夹持板， 所述气缸上设置有手动充气阀；所述气缸上分别设置有调节腔室，调节腔室靠近铣刀的侧壁 上皆开设有螺纹孔且螺纹孔旁连接有弹簧，弹簧上连接有用于对铣刀进行夹持检测其是否倾 斜的检测片，检测片上转动连接有能在螺纹孔内移动的螺纹杆，螺纹杆穿过螺纹孔进入到调 节腔室内，所述螺纹杆处于调节通道内一端固定安装有大齿轮，所述调节腔室内设置有用于 铣刀倾斜时受大齿轮驱动对铣刀自动进行调整的调整机构。

本发明的工作原理及优点在于：使用时，将铣刀插入通道内，使得铣刀置于检测片之间， 直至铣刀顶端的五边形柱体插入到通道顶端的五边形盲孔内；人工打开手动充气阀，使得高 压气罐中的气体进入到两个气缸内对铣刀进行夹持，当铣刀夹持稳固后关掉手动充气阀；

在铣刀工作过程中，铣刀可能将受到单向的外力而倾斜或偏移，这时，与铣刀所受外力 方向相同侧的检测片将受到挤压，使得检测片上转动连接的螺纹杆向调节腔室内移动，由于 螺纹杆穿过调节腔室侧壁上的螺纹孔，在螺纹杆移动的过程中将旋转；螺纹杆旋转将使得螺 纹杆上固定连接的大齿轮转动，大齿轮转动将驱动调整机构运行，对倾斜的铣刀自动进行调 节，避免因铣刀倾斜而影响铣刀的使用；

当倾斜的铣刀调整好以后，第一气缸一侧的检测片将不再受到挤压，在弹簧的弹性作用 力下回复到没被铣刀挤压的状态，螺纹杆随检测片转动移动，螺纹杆上固定连接的大齿轮转 动(大齿轮转动的方向与检测片被挤压时转动的方向相反)，使得调整机构运行，停止对铣 刀的调整；

与现有技术相比，通过气缸推动夹持板来对铣刀进行固定，由于气缸内的气体具有一定 的压缩能力，在铣刀受到外力挤压或碰撞时，气缸具有一定的缓冲能力，能减缓铣刀受到的 外力，减小铣刀受外力而损坏的几率；铣刀受到一个正向的阻力时，通过调节机构可以产生 一个反向的支持力，克服这个阻力，避免铣刀倾斜；

通过检测片、穿过螺纹孔的螺杆、大齿轮和调整机构来检测使用中的铣刀是否发生倾斜， 与现有常采用的人工观察的方式判断铣刀是否发生倾斜相比，能在铣刀倾斜度比较小的时候 便发现铣刀倾斜的问题，并在铣刀发生偏移时能够及时的对铣刀进行调整，避免铣刀因为偏 移而影响使用。

进一步，所述气缸包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸和第二气缸上设置有放气口； 所述调整机构包括第一小齿轮和第二小齿轮，所述第一小齿轮和第一气缸之上的调节腔室内 壁转动连接，所述第二小齿轮和第二气缸之上的调节腔室内壁转动连接；所述第一小齿轮和 第二小齿轮分别和调节腔室内的大齿轮啮合；所述机架上设置有两个互不相交的环形滑道， 所述环形滑道套接在通道外，两个环形滑道上分别滑动连接有第一滑动环和第二滑动环，第 一滑动环上设置有用于和第一小齿轮啮合的齿，第二滑动环上设置有用于和第二小齿轮啮合 的齿，所述第一滑动环上设置有用于封堵第二气缸上放气口的封堵块，所述第二滑动环上设 置有用于封堵第一气缸之上放气口的封堵块。

当铣刀受到单向的外力而倾斜或偏移，与铣刀所受外力方向相同侧的大齿轮转动时，若 是铣刀向第一气缸一侧倾斜，第一小齿轮将随着大齿轮转动而转动，第一小齿轮转动将使第 一小齿轮上啮合的第一滑动环转动，第一滑动环转动将使得第二气缸上的封堵块移动，封堵 块移动将使得放气口打开，第二气缸内的气体从放气口出去，第二气缸内的气压减少，第一 气缸内的气压便大于第二气缸内的气压，使得第一气缸活塞杆上连接的夹持板对铣刀施加一 个力对向着第一气缸一侧倾斜的铣刀进行调整；当倾斜的铣刀调整好以后，第一气缸一侧的 检测片将不再受到挤压，在弹簧的弹性作用力下回复到没被铣刀挤压的状态，螺纹杆随检测 片转动移动，螺纹杆上固定连接的大齿轮转动(大齿轮转动的方向与检测片被挤压时转动的 方向相反)，大齿轮上啮合的第一小齿轮转动，第一小齿轮转动使得和第一小齿轮啮合的第 一滑动环移动，第一滑动环上的封堵块移动，使得第二气缸上的放气口被封堵块堵。

进一步，调节腔室内设置有只能沿着同一个直线方向发射红外线的红外线发射器，红外 线发射器的发射口正对第一小齿轮或第二小齿轮，第一小齿轮、第二小齿轮以及调节腔室侧 壁上皆设置有供红外线穿过小孔；调节腔室内还设置有用于红外线穿过第一小齿轮和第二小 齿轮后对红外线进行接收的红外线接收器；所述气缸上皆设置有自动充气阀，所述红外线接 收器上信号连接有控制器，所述控制器和自动充气阀信号连接，所述控制器能根据红外线接 收器传递的信号控制自动充气阀开启和关闭。

铣刀偏移前，红外线发射器发射的红外线将经过第一小齿轮、调节腔室侧壁以及第二小 齿轮上的小孔照射在红外线接收器上，红外线接收器将发送相应的电信号给控制器；在铣刀 偏移后，第一小齿轮或第二小齿轮发生偏转使得第一小齿轮和第二小齿轮上的小孔发生错 位，红外线发射器发射的红外线将无法照射到红外线接收器上，红外线接收器将发送相应的 电信号给控制器；当偏移的铣刀调整以后，第一小齿轮和第二小齿轮上错位的小孔重合，红 外线接收器上将接收到红外线发射器发射的红外线，然后红外线接收器将发送相应的电信号 给控制器；铣刀在经历偏移和调整之后，控制器将根据接收到红外线接收器发送的电信号控 制自动充气阀开启，使得高压气罐内的气体进入到气缸内对气缸进行充气，使得铣刀被夹持 得更加稳固；然后控制器定时控制自动充气阀关闭。

进一步，所述气缸包括第一气缸和第二气缸，所述调整机构包括第一小齿轮和第二小齿 轮，所述第一小齿轮和第一气缸之上的调节腔室侧壁之间通过转轴转动连接，所述第二小齿 轮和第二气缸之上的调节腔室侧壁之间通过转轴转动连接，转轴上皆固定连接有偏心轮，所 述气缸的放气口被偏心轮覆盖；所述气缸上设置有用于和高压气缸连接的连接管，所述偏心 轮设置在连接管内。

若安装的铣刀向第一气缸一侧发生偏移，第一小齿轮转动将使得第一小齿轮的转轴上连 接的偏心轮发生偏转，偏心轮发生偏转使得放气口打开，高压气罐中的气体进入到第一气缸 中，第一气缸内的气压增加，第一气缸的活塞杆对夹持板施加一个力对偏移的铣刀进行调整， 使铣刀不再偏移；这时，第一小齿轮将往相反的方向转动，使得偏心轮发生偏转将放气口关 闭；通过使第一气缸或第二气缸充气的方式来对铣刀的偏移进行调整，避免对铣刀进行调整 的同时夹持板对铣刀的夹持力减小，防止铣刀在进行调整时脱落。

进一步，所述夹持板与铣刀的接触面为弧面。

夹持板与铣刀的接触面为弧面，能增加铣刀和夹持板的接触面积，使铣刀夹持更加稳固。

进一步，所述气缸手动充气阀旁安装有手动放气阀。

在需要取下铣刀时，可将手动放气阀打开，使气缸内的气体放出，夹持板对铣刀的夹持 力减小，方便取下铣刀。

附图说明

图1为本发明实施例一中铣刀夹持设备的结构示意图；

图2为本发明实施例一中第一滑动环和第二滑动环的连接结构示意图；

图3为本发明实施例二中小齿轮和偏心轮的连接结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：铣刀1、夹持板2、第一气缸3、手动充气阀4、自动充气阀5、第一小齿轮6、第一大齿轮7、检测板8、机架9、第二小齿轮10、第一滑动环11、 第二滑动环12、第二气缸13、第二大齿轮14、偏心轮15、转轴16、放气口17、连接管19。

实施例一

实施例基本如附图1和附图2所示：铣刀夹持设备，包括机架9，机架9中心位置设置有用于铣刀1穿过的通道，通道顶端设置有和铣刀1顶端形状匹配的五边形盲孔，通道两侧从上而下设置有调节腔室和气缸，气缸的活塞杆上固定安装用于对铣刀1进行夹持固定的夹 持板2，夹持板2与铣刀1的接触面为弧面，气缸包括铣刀1左侧的第一气缸3和右侧的第二气缸13，第一气缸3和第二气缸13上侧壁上分别设置有用于气体出入的放气口17；通道上端左右两侧侧壁上设置有用于夹持铣刀1和检测铣刀1是否偏斜的检测板8，检测板8上转动连接有螺纹杆，螺纹杆两侧的检测板8上固定连接有弹簧，弹簧和调节腔室的侧壁固定连接；调节腔室包括通道左侧的第一调节腔室和通道右侧的第二调节腔室，第一调节腔室左 侧侧壁和第二调节腔室右侧侧壁上皆开设有供螺纹杆穿过的螺纹孔，螺纹杆穿过调节腔室上 开设的螺纹孔固定连接有大齿轮，大齿轮下啮合有小齿轮，小齿轮和调节腔室侧壁转动连接， 大齿轮直径为小齿轮直径的三倍左右，这样大齿轮只要有稍微的移动，小齿轮也能转动较大 的角度；另外，为了方便区别，称第一调节腔室内的大齿轮为第一大齿轮7，第一大齿轮7 上啮合的小齿轮为第二小齿轮10；称第二调节腔室内的大齿轮为第二大齿轮14，第二大齿 轮14上啮合的小齿轮为第二小齿轮10。

机架9内设置有两个互不接触的环形滑道，环形滑套在通道外；两个环形滑道上分别滑 动连接有第一滑动环11和第二滑动环12，第一滑动环11上设置有用于和第一小齿轮6啮合 的齿，第二滑动环12上设置有用于和第二小齿轮10啮合的齿；第一滑动环11向右下方倾 斜设置，且第一滑道环低端设置有用于对第二气缸13上的放气口17进行封堵的封堵块；第 二滑动环12位于第一滑动环11内且小于第一滑动环11，第二滑动环12向左下方倾斜设置， 且第二滑道低端设置有用于对第一气缸3上的放气口17进行封堵的封堵块；封堵块分别和 第一气缸3和第二气缸13上侧壁之间滑动连接；第一调节腔室左侧内壁上设置有只能向水 平方向上发射红外线的红外线发射器，红外线发射器的光线发射口正对第一小齿轮6，第一 小齿轮6、调节腔室侧壁以及第二小齿轮10上皆开设有供红外线穿过的小孔，第二调节腔室 的右侧内壁上设置有用于接收红外线的红外线接收器；红外线发射器可选用SFH4350型号 的红外线发射器，红外线接收器可选用型号为SFH 203PFA的红外线接收器。

第一气缸3左侧和第二气缸13右侧皆设置有手动充气阀4和自动充气阀5，机架9外设 置有高压气罐，手动充气阀4和自动充气阀5皆和高压气罐连接，自动充气阀5上连接有控 制器，控制器和红外线接收器电连接，控制器可根据红外线接收器传递的电信号控制自动充 气阀5开启；另外，还可在手动充气阀4旁的气缸上安装手动放气阀，在夹持板2和气缸内 壁之间设置复位弹簧。

具体实施时，可人工打开气缸上的手动放气阀，复位弹簧使得气缸的活塞向气缸内运动， 使得气缸内的气体从手动放气阀内出去，然后将手动放气阀关闭，将铣刀1插入到通道内， 铣刀1穿过两块检测板8中间间隙，直至铣刀1顶端插入到通道顶端的五边形盲孔内，使得 铣刀1无法转动；然后，人工打开手动充气阀4，对第一气缸3和第二气缸13进行充气，使 得第一气缸3和第二气缸13内气压增加，第一气缸3和第二气缸13内的活塞向铣刀1一侧 滑动，使得活塞杆上连接的夹持板2对铣刀1刀身进行夹持固定，在铣刀1固定稳定后便可 人工关闭手动充气阀4，之后便可进行铣刀1的使用；

在铣刀1的使用过程中，铣刀1可能会发生偏移，比如，向铣刀1施加了一个向左倾斜 的力，由于铣刀1顶端固定，铣刀1只能以铣刀1顶端为偏转中心向左倾斜，铣刀1一旦倾斜便将挤压铣刀1左侧的检测板8，使得螺纹杆向左运动，由于螺纹杆穿过调节腔室上的螺纹孔，所以螺纹杆将转动，使得螺纹杆上的第一大齿轮7转动，第一大齿轮7转动使得和第一大齿轮7啮合的第一小齿轮6转动，第一小齿轮6转动使得和第一小齿轮6啮合的第一滑动环11转动，第一滑动环11转动使得第一滑动环11低端的封堵块移动，第二气缸13上的 放气口17打开，第一气缸3内的气压大于第二气缸13内的气压，使得第二气缸13内的气 体涌出，这时，第一气缸3活塞杆上对夹持板2施加的力大于第二气缸13活塞杆对夹持板2 施加的力，使得第一气缸3活塞杆对夹持板2施加一个向右的推力，使铣刀1回到竖直方向 上，这时，铣刀1便不会抵押其左侧的检测板8，检测板8载弹簧的作用力下回复到自然状 态，铣刀1左侧的螺纹杆随检测板8向右旋转移动，使得第一大齿轮7转动(第一大齿轮7 转动方向和铣刀1向左发生偏移时转动方向相反)，第一大齿轮7转动使得第一小齿轮6转 动，第一小齿轮6转动使得第一滑动环11滑动，滑动环低端的滑块滑动到第二气缸13上的 放气口17上将放气口17堵住；

铣刀1向左偏移前，红外线发射器发射的红外线将经过第一小齿轮6、调节腔室侧壁以 及第二小齿轮10上的小孔照射到红外线接收器上，而当铣刀1向左偏移时，第一小齿轮6 转动使得第一小齿轮6上的小孔和调节腔室侧壁以及第二小齿轮10上的小孔错位，红外线 发射器发射的红外线将无法照射到红外线接收器上，而当铣刀1再次回复到竖直方向上时， 第一小齿轮6将往与铣刀1向左偏移时相反的转动方向转动，使得第一小齿轮6上的小孔和 调节腔室侧壁以及第二小齿轮10上的小孔重合，这时红外线发射器发射的红外线将再次被 红外线接收器接收到，这时，控制器控制自动充气阀5打开，使得高压气罐内的气体进入到 第一气缸3和第二气缸13内，使铣刀1夹持更加稳固。

实施例二

如附图3所示，实施例二与实施例一的区别在于，实施例二中没有环形滑道、第一滑动 环11以及第二滑动环12，第一气缸3左侧侧壁和第二气缸13的右侧侧壁上开设有放气口 17，第一小齿轮6和第二小齿轮10的转轴16上连接有覆盖放气口17的偏心轮15，偏心轮15外套接有用于和高压气罐输出口连通的连接管19(附图3并未将第二气缸13、第二小齿轮10等全部画出)。

具体实施时，若安装的铣刀1向左发生偏移，第一小齿轮6转动将使得第一小齿轮6的 转轴16上连接的偏心轮15发生偏转，偏心轮15发生偏转使得放气口17打开，高压气罐中的气体进入到第一气缸3中，第一气缸3内的气压增加，第一气缸3的活塞杆对夹持板2施 加一个向右的力，使铣刀1回到竖直方向上；这时，第一小齿轮6将往相反的方向转动，使 得偏心轮15发生偏转将放气口17关闭，使铣刀1保持在竖直方向上。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描 述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术 知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力， 所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些 典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指 出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改 进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。 本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以 用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.铣刀夹持设备，其特征在于，包括机架，所述机架中心位置设置有用于铣刀穿入的通道，所述通道顶端设置有用于和铣刀顶端的五边形柱体配合的五边形盲孔，所述通道两侧分别设置有气缸，所述气缸的活塞杆上设置有用于对铣刀进行夹持固定的夹持板，所述气缸上设置有手动充气阀；所述气缸上分别设置有调节腔室，调节腔室靠近铣刀的侧壁上皆开设有螺纹孔且螺纹孔旁连接有弹簧，弹簧上连接有用于对铣刀进行夹持检测其是否倾斜的检测片，检测片上转动连接有能在螺纹孔内移动的螺纹杆，螺纹杆穿过螺纹孔进入到调节腔室内，所述螺纹杆处于调节通道内一端固定安装有大齿轮，所述调节腔室内设置有用于铣刀倾斜时受大齿轮驱动对铣刀自动进行调整的调整机构。

2.根据权利要求1所述的铣刀夹持设备，其特征在于，所述气缸包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸和第二气缸上设置有放气口；所述调整机构包括第一小齿轮和第二小齿轮，所述第一小齿轮和第一气缸之上的调节腔室内壁转动连接，所述第二小齿轮和第二气缸之上的调节腔室内壁转动连接；所述第一小齿轮和第二小齿轮分别和调节腔室内的大齿轮啮合；所述机架上设置有两个互不相交的环形滑道，所述环形滑道套接在通道外，两个环形滑道上分别滑动连接有第一滑动环和第二滑动环，第一滑动环上设置有用于和第一小齿轮啮合的齿，第二滑动环上设置有用于和第二小齿轮啮合的齿，所述第一滑动环上设置有用于封堵第二气缸上放气口的封堵块，所述第二滑动环上设置有用于封堵第一气缸之上放气口的封堵块。

3.根据权利要求1或2所述的铣刀夹持设备，其特征在于，调节腔室内设置有只能沿着同一个直线方向发射红外线的红外线发射器，红外线发射器的发射口正对第一小齿轮或第二小齿轮，第一小齿轮、第二小齿轮以及调节腔室侧壁上皆设置有供红外线穿过小孔；调节腔室内还设置有用于红外线穿过第一小齿轮和第二小齿轮后对红外线进行接收的红外线接收器；所述气缸上皆设置有自动充气阀，所述红外线接收器上信号连接有控制器，所述控制器和自动充气阀信号连接，所述控制器能根据红外线接收器传递的信号控制自动充气阀开启和关闭。

4.根据权利要求1所述的铣刀夹持设备，其特征在于，所述气缸包括第一气缸和第二气缸，所述调整机构包括第一小齿轮和第二小齿轮，所述第一小齿轮和第一气缸之上的调节腔室侧壁之间通过转轴转动连接，所述第二小齿轮和第二气缸之上的调节腔室侧壁之间通过转轴转动连接，转轴上皆固定连接有偏心轮，所述气缸的放气口被偏心轮覆盖；所述气缸上设置有用于和高压气缸连接的连接管，所述偏心轮设置在连接管内。

5.根据权利要求4所述的铣刀夹持设备，其特征在于，所述夹持板与铣刀的接触面为弧面。

6.根据权利要求5所述的铣刀夹持设备，其特征在于，所述气缸手动充气阀旁安装有手动放气阀。