CN109664154A - 一种自动化喷嘴替换系统及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化喷嘴替换系统及其应用方法，包括机床主轴、机床刀库、设置在机床主轴或机床刀库上的刀柄，还包括喷嘴本体、喷嘴固定部件及介质传输部件，每个喷嘴本体与每把刀柄适配，喷嘴本体随着刀柄更换同步进行自动更换，每个喷嘴本体会与介质传输部件相互适配，从而进行冷却润滑介质的传输，而喷嘴本体与刀柄之间预留间隙，避免相互干涉，确保每次换刀后，经喷嘴通孔喷射出来的冷却润滑介质都能够处于最佳的喷射角度和喷射距离，喷嘴本体的自动化更换的不仅更换效率高，节省了大量人工，而且能保持稳定的高精度，保障了产品质量的稳定性，此发明用于机床加工辅助装置技术领域。

Description

一种自动化喷嘴替换系统及其应用方法

技术领域

本发明涉及机床加工辅助装置技术领域，特别是涉及一种自动化喷嘴替换系统及其应用方法。

背景技术

目前，现有的微量润滑系统在机床加工中普遍采用外置式喷嘴进行油雾喷射润滑，通过操作人员手动调整单个或多个喷嘴与工件及刀具之间的角度和距离，以达到所需求的润滑冷却效果。

这种手动调整喷头与工件及刀具之间角度和距离的操作方式，由于存在喷出方向单一和加工过程中喷嘴容易移位，导致切削过程中冷却润滑不到位，影响加工质量和刀具寿命。

在同一台加工机械上应用不同加工工序需要对加工的刀具进行更换，而目前采用外置式喷嘴进行微量润滑技术油雾喷射，需要在换刀之后进行手动调校，以确保每次加工时最佳的喷射角度和喷射距离。但手动调校需要多次调试，不仅效率较低，还需要技术水平较高的技术人员，人力成本较高。而且，手动调校无法完全避免喷嘴与工件及刀具的干涉现象，也无法保证每次加工得到的冷却效果的稳定性，即无法保证产品质量的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能提高加工效率且冷却效果稳定的自动化喷嘴替换系统及其应用方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种自动化喷嘴替换系统，包括机床主轴、机床刀库、设置机床主轴或机床刀库上的刀柄，还包括喷嘴本体、喷嘴固定部件及介质传输部件；

喷嘴本体中设有冷却润滑介质流道，喷嘴本体的底部设有与冷却润滑介质流道相通的若干喷嘴通孔，喷嘴本体上还设有与冷却润滑介质流道连通的介质流入通孔；

所述喷嘴本体通过喷嘴固定部件定位在所述机床刀库中，喷嘴本体与刀柄之间预留间隙；

介质传输部件中设有介质传输流道，介质传输部件与喷嘴本体可拆卸连接，介质传输流道与介质流入通孔对接相通。

进一步作为本发明技术方案的改进，喷嘴本体的外侧设有与喷嘴固定部件相匹配的辅助固定结构。

进一步作为本发明技术方案的改进，介质传输部件包括内部具有介质传输流道的传输构件和将传输构件固定在机床主轴上的固定构件，传输构件上设置与介质传输流道连通的介质传输流入通孔和介质传输流出通孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，传输构件与喷嘴本体卡接连接以使介质传输流出通孔与介质流入通孔对应相接。

进一步作为本发明技术方案的改进，传输构件与喷嘴本体卡接连接的接触部位设置密封连接块，密封连接块具有连通介质传输流出通孔与介质流入通孔的连接通孔，在密封连接块上围绕连接通孔设有嵌装密封件的嵌槽。

进一步作为本发明技术方案的改进，喷嘴本体包括位于用于外接密封连接块的连接件，连接件上设有卡接凸缘，密封连接块上设有与卡接凸缘相互配合卡接凹槽。

进一步作为本发明技术方案的改进，各喷嘴通孔沿圆周方向分布，喷嘴通孔的轴线与冷却润滑介质流道的轴线之间具有预定夹角。

本发明还提供一种自动化喷嘴替换系统的应用方法，通过上述的自动换喷嘴替换系统实现，包括以下步骤：

提供多个喷嘴本体，使每个喷嘴本体与每把刀柄一一对应适配；

更换刀柄并移动相对应的喷嘴本体至预定位置，其中，预定位置为刀柄与机床主轴相配合，喷嘴主体的介质流入通孔与介质传输部件的介质传输流道相通的位置；

更换下一把刀柄并移动下一个相对应的喷嘴本体至预定位置；

连通下一个喷嘴本体的介质流入通孔与介质传输部件的介质传输流道。

本发明的有益效果：此自动化喷嘴替换系统及其应用方法，每个喷嘴本体与每把刀柄适配，喷嘴本体随着刀柄更换同步进行自动更换，每个喷嘴本体会与介质传输部件相互适配，从而进行冷却润滑介质的传输，而喷嘴本体与刀柄之间预留间隙，避免相互干涉，确保每次换刀后，经喷嘴通孔喷射出来的冷却润滑介质都能够处于最佳的喷射角度和喷射距离，喷嘴本体的自动化更换的不仅更换效率高，节省了大量人工，而且能保持稳定的高精度，保障了产品质量的稳定性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明实施例的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例的局部剖面结构示意图；

图3为本发明实施例的结构示意图；

图4为本发明实施例的局部结构示意图；

图5为本发明实施例中喷嘴本体引流冷却润滑介质的示意图。

具体实施方式

参照图1～图5，本发明为一种自动化喷嘴替换系统，包括机床主轴50、机床刀库70、设置在机床主轴50或机床刀库70上的刀柄20，还包括喷嘴本体10、喷嘴固定部件60及介质传输部件40；喷嘴本体10中设有冷却润滑介质流道11，喷嘴本体10的底部设有与冷却润滑介质流道11相通的若干喷嘴通孔12，喷嘴本体10上还设有与冷却润滑介质流道11连通的介质流入通孔；喷嘴本体10通过喷嘴固定部件60定位在机床刀库70中，且喷嘴主体10套装在刀柄20的外侧，喷嘴本体10与刀柄20之间预留间隙；介质传输部件40中设有介质传输流道41，介质传输部件40与喷嘴本体10可拆卸连接，介质传输流道41与介质流入通孔对接相通。

具体的，每一把刀具30均与刀柄20固定连接，同时匹配相应的喷嘴本体10，换刀过程中，由换刀机构将刀具30进行更换的同时，喷嘴本体10也随着相应的刀具30更换。其中，喷嘴固定部件60可以设置在换刀机构上，喷嘴固定部件60可以设置多个，每个刀柄20配置一个，喷嘴固定部件60可以有机床换刀机构基础上进行改造，也可根据实际机床换刀操作需要进行特殊设计，使其在夹持喷嘴本体10时，同时夹紧与喷嘴本体10相适配的刀柄20。

随着刀具30到达指定位置后，喷嘴本体10会卡接在介质传输部件40上，且喷嘴本体10中的介质流入通孔会与介质传输部件40上的介质传输通道相通，使得冷却润滑介质得以进入喷嘴本体10中，并最终从喷嘴通孔12中喷出。

喷嘴本体10与刀柄20之间预留间隙，使得喷嘴本体10与刀柄20之间间隙配合，在刀柄20旋转期间，喷嘴本体10可保持相对静止，不与刀柄20产生任何摩擦，耐用持久。

在本实施例中，刀柄20的形状为倒锥形，喷嘴本体10为与刀柄20外形相匹配的环形套筒状，套设在刀柄20的外侧，而喷嘴固定部件60则通过夹持在喷嘴本体10的外周，实现喷嘴本体10的固定。而喷嘴固定部件60的具体结构形式根据不同的机床换刀装置或系统进行相应设计，在此不在详述。

可以理解的是，喷嘴本体10的具体形状也是能够根据刀柄20形状作出适应性调整，例如，针对特异型刀柄20，喷嘴本体10根据刀柄20的形状适应改变，可以设计为半环形等。

作为本发明优选的实施方式，喷嘴本体10的外侧设有与喷嘴固定部件60相匹配的辅助固定结构，在本实施例中，为配合喷嘴固定部件60的夹持，辅助固定结构为相对设置在喷嘴本体10外周的两个夹持槽17。

介质传输部件40能够与不同的喷嘴本体10相连接，介质传输部件40包括内部具有介质传输流道41的传输构件42和将传输构件42固定在机床主轴50上的固定构件43，固定构件43的具体结构形式根据不同的机床主轴50进行适应设计调整，主要将介质传输构件42固定在刀柄20附近位置处，进而便于与喷嘴本体10相连接。传输构件42上设置与介质传输流道41连通的介质传输流入通孔和介质传输流出通孔，介质传输流入通孔处设置连接嘴，便于通过管道与外部的冷却润滑介质供给装置连接。

作为本发明优选的实施方式，传输构件42与喷嘴本体10卡接连接以使介质传输流出通孔与介质流入通孔对应相接。喷嘴本体10包括位于用于外接密封连接块44的连接件16，连接件16上设有卡接凸缘18，密封连接块44上设有与卡接凸缘18相互配合卡接凹槽。为提高更换喷嘴本体10的适应性和效率，喷嘴本体10与传输构件42采用卡接凸缘18和卡接凹槽相互嵌套的形式相连，喷嘴本体10的更换动作简洁，便于加工的流畅进行。

作为本发明优选的实施方式，传输构件42与喷嘴本体10卡接连接的接触部位设置密封连接块44，密封连接块44具有连通介质传输流出通孔与介质流入通孔的连接通孔，在密封连接块44上围绕连接通孔设有嵌装密封件的嵌槽，实现了介质传输构件42与喷嘴本体10之间的密封连接，防止冷却润滑介质在传输过程中发生泄漏，提高喷嘴本体10更换的安全性和稳定性。

在本实施例中，为使得冷却润滑介质的喷射更加周全，避免存在喷射冷却润滑死角，将各喷嘴通孔12沿喷嘴本体10的圆周方向均匀分布，喷嘴通孔12的轴线与冷却润滑介质流道11的轴线之间具有预定夹角，使得冷却润滑介质在喷射后形成倒锥状，能从各个角度对刀具30加工位置进行冷却或润滑，当然地，喷嘴通孔12的排列分布形式可以根据的加工刀具30实际切削情况灵活选择，喷嘴通孔12的轴线与冷却润滑介质流道11的轴线之间的预定夹角的角度也是可以根据刀具装刀的位置在加工时进行调整。

本发明还提供一种自动化喷嘴替换系统的应用方法，通过上述的自动换喷嘴替换系统实现，包括以下步骤：

提供多个喷嘴本体10，使每个喷嘴本体10与每把刀柄20一一对应适配；

换刀时，更换刀柄20并移动相对应的喷嘴本体10至预定位置，其中，预定位置为刀柄20与机床主轴50相配合，喷嘴主体10的介质流入通孔与介质传输部件40的介质传输流道41相通的位置；通过的换刀装置或系统进行加工刀具30更换时，喷嘴固定部件60夹持并移动相对应的喷嘴本体10。

连通喷嘴本体10的介质流入通孔与介质传输部件40的介质传输流道41，介质传输部件40提供冷却润滑介质，输送至冷却润滑介质流道11，再经喷嘴通孔12向切削加工区域喷射，进行冷却润滑；

更换下一把刀柄20并移动下一个相对应的喷嘴本体10至预定位置；连通下一个喷嘴本体10的介质流入通孔与介质传输部件40的介质传输流道41。

本发明中，每个刀柄20适配一个喷嘴本体10，并且喷嘴本体10通过喷嘴固定部件60随刀柄20一起安置于机床换刀机构中，随刀柄20一起实现自动更换。与喷嘴本体10对应连接的介质传输部件40事先被固定于机床主轴50靠近刀柄20的附近位置处，待喷嘴本体10随刀柄20一同更换时，介质传输部件40与喷嘴本体10相连接，使得冷却润滑介质被接入至喷嘴本体10中，从而，确保每把加工刀具30进行切削加工时，经喷嘴通孔12喷射出来的冷却润滑介质都能够处于最佳的喷射角度和喷射距离。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种自动化喷嘴替换系统，其特征在于：

包括机床主轴、机床刀库、设置在机床主轴或机床刀库上的刀柄，还包括喷嘴本体、喷嘴固定部件及介质传输部件；

所述喷嘴本体中设有冷却润滑介质流道，所述喷嘴本体的底部设有与所述冷却润滑介质流道相通的若干喷嘴通孔，所述喷嘴本体上还设有与冷却润滑介质流道连通的介质流入通孔；

所述喷嘴本体通过喷嘴固定部件定位在所述机床刀库中，喷嘴本体与刀柄之间预留间隙；

所述介质传输部件中设有介质传输流道，所述介质传输部件与喷嘴本体可拆卸连接，所述介质传输流道与介质流入通孔对接相通。

2.根据权利要求1所述的自动化喷嘴替换系统，其特征在于：所述喷嘴本体的外侧设有与所述喷嘴固定部件相匹配的辅助固定结构。

3.根据权利要求1所述的自动化喷嘴替换系统，其特征在于：所述介质传输部件包括内部具有介质传输流道的传输构件和将传输构件固定在机床主轴上的固定构件，所述传输构件上设置与介质传输流道连通的介质传输流入通孔和介质传输流出通孔。

4.根据权利要求3所述的自动化喷嘴替换系统，其特征在于：所述传输构件与喷嘴本体卡接连接以使介质传输流出通孔与介质流入通孔对应相接。

5.根据权利要求4所述的自动化喷嘴替换系统，其特征在于：所述传输构件与喷嘴本体卡接连接的接触部位设置密封连接块，所述密封连接块具有连通介质传输流出通孔与介质流入通孔的连接通孔，在所述密封连接块上围绕连接通孔设有嵌装密封件的嵌槽。

6.根据权利要求5所述的自动化喷嘴替换系统，其特征在于：所述喷嘴本体包括位于用于外接所述密封连接块的连接件，所述连接件上设有卡接凸缘，所述密封连接块上设有与所述卡接凸缘相互配合卡接凹槽。

7.根据权利要求1所述的自动化喷嘴替换系统，其特征在于：各所述喷嘴通孔沿圆周方向分布，所述喷嘴通孔的轴线与冷却润滑介质流道的轴线之间具有预定夹角。

8.一种自动化喷嘴替换系统的应用方法，通过权利要求1-6任意一项所述自动换喷嘴替换系统实现，其特征在于，包括以下步骤：

提供多个喷嘴本体，使每个喷嘴本体与每把刀柄一一对应适配；

更换刀柄并移动相对应的喷嘴本体至预定位置，其中，所述预定位置为刀柄与机床主轴相配合，喷嘴主体的介质流入通孔与介质传输部件的介质传输流道相通；

更换下一把刀柄并移动下一个相对应的喷嘴本体至预定位置；

连通下一个喷嘴本体的介质流入通孔与介质传输部件的介质传输流道。