CN110153476B - 一种立式自动化铣削加工中心 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种立式自动化铣削加工中心，包括工作台、升降架与铣削机构，所述工作台上端安装有升降架，升降架上安装有铣削机构，铣削机构包括驱动电机、驱动主轴、连接刀柄与铣削刀具，驱动主轴包括主轴轴体与连接螺母，铣削刀具包括刀座、刀片与固定支链，连接刀柄包括刀柄主体、连接板与紧固套。本发明中连接刀柄与主轴轴体之间通过连接螺母相连接，便于根据待加工工件的不同更换刀具种类，且可根据实际情况选择仅拆除指定刀片或者同时对所有刀片进行拆除，同时能够对刀柄主体轴向及径向位置进行限定，避免铣削过程中刀片震动而对工作精度产生影响。

Description

一种立式自动化铣削加工中心
技术领域
本发明涉及铣削加工设备领域，具体的说是一种立式自动化铣削加工中心。
背景技术
数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。数控加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。加工中心按照主轴加工时的空间位置分类有：卧式和立式加工中心。
由于数控加工中心的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，因此在工作时需要对加工刀具进行更换，在操作时存在下列问题：
(1)需要频繁将刀柄与主轴进行拆合，目前主轴与刀柄之间大多使用弹簧夹头进行连接，在加工过程中，由于弹簧夹头夹紧力有限，因此刀柄与主轴之间易出现相对滑动，导致加工精度降低。
(2)当铣刀刀片受损时，常常需要对整个刀具进行拆换，工作成本高，若铣刀采用镶齿型结构，则可解决上述问题，但是当受损铣刀刀片数量较多时，需要一一对刀片进行拆换，工作效率较低。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种立式自动化铣削加工中心。
本发明所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现：一种立式自动化铣削加工中心，包括工作台、升降架与铣削机构，所述工作台上端安装有升降架，升降架上安装有铣削机构；其中：
所述升降架包括升降导轨、电动滑块与安装板，升降导轨数量为二，两个升降导轨左右对称安装在工作台上，两个升降导轨之间通过滑动配合方式安装有电动滑块，电动滑块侧壁上安装有安装板，安装板上安装有铣削机构；在升降导轨的导引作用下，通过电动滑块对铣削机构高度进行调节，以便对工作台上的工件进行加工。
所述铣削机构包括驱动电机、驱动主轴、连接刀柄与铣削刀具，驱动电机通过电机座安装在安装板上端，驱动电机输出轴通过联轴器与驱动主轴上端相连接，驱动主轴下端安装有连接刀柄，连接刀柄下端安装有铣削刀具；将连接刀柄与驱动主轴进行连接后，通过驱动电机带动驱动主轴进行转动，使得铣削刀具能够对工件进行铣削加工。
所述驱动主轴包括主轴轴体与连接螺母，主轴轴体上端通过联轴器与驱动电机输出轴相连接，主轴轴体下端安装有连接螺母，连接螺母内侧开设有连接孔，连接孔内设置有螺纹，且连接孔为锥孔结构；连接刀柄与主轴轴体之间通过连接螺母相连接，便于根据待加工工件的不同更换刀具种类，拆卸方便、快捷。
所述铣削刀具包括刀座、刀片与固定支链，刀座安装在连接刀柄下端，刀座中部开设有环形槽，环形槽外侧沿其周向方向均匀开设有滑动槽，刀座下端开设有圆形凹槽，刀座侧壁上沿其周向方向均匀开设有固定槽，固定槽与滑动槽相间布置，刀片通过卡接方式安装在固定槽内，且刀片侧壁上开设有固定孔，固定孔内壁与固定支链侧壁相连接，固定支链安装在圆形凹槽内；通过固定支链将刀片紧紧固定在刀座的固定槽内后，便可通过驱动电机带动铣削刀具进行工作，当刀片磨损到一定程度后，可通过调节固定支链将对应的刀片从刀座中取出，无需对整个铣削刀具进行拆换，节省了工作成本。
优选的，所述连接刀柄包括刀柄主体、连接板与紧固套，刀柄主体下端安装有铣削刀具，刀柄主体上端安装有紧固套，且刀柄主体上端开设有限位孔，紧固套下端连接有连接板，连接板沿刀柄主体周向方向布置，连接板外轮廓线为圆弧型结构，且连接板外壁上设置有连接凸条；将紧固套插入连接螺母内后，将刀柄主体与紧固套下端进行对接，使得连接板与紧固套下端的压紧架相间布置，随后将刀柄主体转动一定角度，直至连接板转动至紧固套下端设置的压紧架内，此时转动紧固套，使得压紧架与连接板之间间隙缩小，达到对刀柄主体进行紧固的目的。
优选的，所述固定支链包括安装螺钉、转动块、转动杆、固定杆与紧固螺钉，转动块安装螺钉安装在圆形凹槽内，转动块外壁中部开设有转动环槽，转动块外壁下端沿其周向方向均匀开设有辅助槽，辅助槽与转动环槽之间相连通，转动环槽内沿其周向方向均匀布置有转动杆，转动杆与转动环槽之间通过滑动配合方式相连接，转动杆位置与辅助槽位置一一对应，转动杆与辅助槽之间通过紧固螺钉相连接，转动杆顶端与固定杆一端相连接，固定杆另一端紧贴在刀片上开设的固定孔内，且固定杆侧壁与环形槽侧壁相紧贴；当需要对某一刀片进行拆换时，通过人工方式将紧固螺钉分离，使得转动杆能够在转动环槽内进行滑动，将固定杆从刀片上的固定孔中抽出，从而能够将刀片取下，当需要对所有刀片进行拆换时，通过人工方式将安装螺钉与转动块分离，并转动转动块，使得所有固定杆均从对应的固定孔中抽出，以便同时将所有刀片取下，节约了拆换时间，提高了工作效率。
优选的，所述紧固套包括锥形套、压紧架与限位架，锥形套为上下两端开口的空心圆锥型结构，锥形套外壁通过螺纹连接方式安装在连接螺母内开设的连接孔内，锥形套内侧沿其周向方向均匀安装有压紧架，压紧架中部开设有压紧槽，压紧槽形状与连接板形状相配合，且压紧槽侧壁上开设有连接槽，连接凸条通过滑动配合方式与连接槽相紧贴，压紧架外壁上安装有限位架，且锥形套、压紧架与限位架均为弹簧钢材质；当连接板进入压紧槽内后，限位架上设置的限位杆伸入对应的限位孔内，此时通过转动锥形套改变其与连接螺母的相对位置，使得压紧槽与连接板之间间距减小，达到对刀柄主体进行固定的目的，能够有效防止刀柄主体与主轴之间发生轴向及径向移动，提高了加工精度，当需要根据待加工工件选择不同类型的铣刀时，只需将限位杆从限位孔中拉出，并反向转动锥形套，最后再将压紧架与连接板分离即可。
优选的，所述固定孔分为圆孔与方槽，圆孔外侧沿其周向方向均匀开设有方槽，圆孔与方槽之间相互连通；能够防止刀片与固定杆发生相对转动，保证了铣削工作的稳定进行。
优选的，所述固定杆截面形状与固定孔形状相配合，固定杆外轮廓线为圆弧型结构，且固定杆外轮廓线所在的圆的圆心与环形槽的圆心相重合，从而可通过转动杆位置的调节，达到对刀片与固定杆相对位置进行调节的目的。
优选的，所述限位架包括弹簧、限位板与限位杆，弹簧安装在压紧架与限位板之间，限位板下端安装有限位杆，限位杆下端伸入刀柄主体上端开设的限位孔内，能够防止刀柄主体与紧固套之间发生相对转动。
优选的，所述锥形套侧壁上沿其周向方向均匀开设有调节槽，调节槽与压紧架相间布置，使得连接螺母与锥形套相对位置改变时，能够带动压紧槽与连接板侧壁的间隙随之改变。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明提供的一种立式自动化铣削加工中心，连接刀柄与主轴轴体之间通过连接螺母相连接，便于根据待加工工件的不同更换刀具种类，且可根据实际情况选择仅拆除指定刀片或者同时对所有刀片进行拆除，同时能够对刀柄主体轴向及径向位置进行限定，避免铣削过程中刀片震动而对工作精度产生影响；
2.本发明设置的驱动主轴，连接刀柄与主轴轴体之间通过连接螺母相连接，便于根据待加工工件的不同更换刀具种类，拆卸方便、快捷；
3.本发明设置的铣削刀具，当刀片磨损到一定程度后，可通过调节固定支链将对应的刀片从刀座中取出，无需对整个铣削刀具进行拆换，节省了工作成本；
4.本发明设置的紧固套，通过对刀柄主体进行固定，能够有效防止刀柄主体与主轴之间发生轴向及径向移动，提高了加工精度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明驱动主轴、连接刀柄与铣削刀具之间的立体结构示意图；
图3是本发明连接刀柄与连接螺母之间的剖视图；
图4是本发明刀柄主体与锥形套之间的平面结构示意图；
图5是本发明铣削刀具的平面结构示意图；
图6是本发明铣削刀具的剖视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图1至图6，对本发明进行进一步阐述。
一种立式自动化铣削加工中心，包括工作台1、升降架2与铣削机构3，所述工作台1上端安装有升降架2，升降架2上安装有铣削机构3；其中：
所述升降架2包括升降导轨21、电动滑块22与安装板23，升降导轨21数量为二，两个升降导轨21左右对称安装在工作台1上，两个升降导轨21之间通过滑动配合方式安装有电动滑块22，电动滑块22侧壁上安装有安装板23，安装板23上安装有铣削机构3；在升降导轨21的导引作用下，通过电动滑块22对铣削机构3高度进行调节，以便对工作台1上的工件进行加工。
所述铣削机构3包括驱动电机31、驱动主轴32、连接刀柄33与铣削刀具34，驱动电机31通过电机座安装在安装板23上端，驱动电机31输出轴通过联轴器与驱动主轴32上端相连接，驱动主轴32下端安装有连接刀柄33，连接刀柄33下端安装有铣削刀具34；将连接刀柄33与驱动主轴32进行连接后，通过驱动电机31带动驱动主轴32进行转动，使得铣削刀具34能够对工件进行铣削加工。
所述驱动主轴32包括主轴轴体321与连接螺母322，主轴轴体321上端通过联轴器与驱动电机31输出轴相连接，主轴轴体321下端安装有连接螺母322，连接螺母322内侧开设有连接孔，连接孔内设置有螺纹，且连接孔为锥孔结构；连接刀柄33与主轴轴体321之间通过连接螺母322相连接，便于根据待加工工件的不同更换刀具种类，拆卸方便、快捷。
所述铣削刀具34包括刀座341、刀片342与固定支链343，刀座341安装在连接刀柄33下端，刀座341中部开设有环形槽，环形槽外侧沿其周向方向均匀开设有滑动槽，刀座341下端开设有圆形凹槽，刀座341侧壁上沿其周向方向均匀开设有固定槽，固定槽与滑动槽相间布置，刀片342通过卡接方式安装在固定槽内，且刀片342侧壁上开设有固定孔，固定孔内壁与固定支链343侧壁相连接，固定支链343安装在圆形凹槽内；通过固定支链343将刀片342紧紧固定在刀座341的固定槽内后，便可通过驱动电机31带动铣削刀具34进行工作，当刀片342磨损到一定程度后，可通过调节固定支链343将对应的刀片342从刀座341中取出，无需对整个铣削刀具34进行拆换，节省了工作成本。
所述连接刀柄33包括刀柄主体331、连接板332与紧固套333，刀柄主体331下端安装有铣削刀具34，刀柄主体331上端安装有紧固套333，且刀柄主体331上端开设有限位孔，紧固套333下端连接有连接板332，连接板332沿刀柄主体331周向方向布置，连接板332外轮廓线为圆弧型结构，且连接板332外壁上设置有连接凸条；将紧固套333插入连接螺母322内后，将刀柄主体331与紧固套333下端进行对接，使得连接板332与紧固套333下端的压紧架333b相间布置，随后将刀柄主体331转动一定角度，直至连接板332转动至紧固套333下端设置的压紧架333b内，此时转动紧固套333，使得压紧架333b与连接板332之间间隙缩小，达到对刀柄主体331进行紧固的目的。
所述固定支链343包括安装螺钉343a、转动块343b、转动杆343c、固定杆343d与紧固螺钉343e，转动块343b安装螺钉343a安装在圆形凹槽内，转动块343b外壁中部开设有转动环槽，转动块343b外壁下端沿其周向方向均匀开设有辅助槽，辅助槽与转动环槽之间相连通，转动环槽内沿其周向方向均匀布置有转动杆343c，转动杆343c与转动环槽之间通过滑动配合方式相连接，转动杆343c位置与辅助槽位置一一对应，转动杆343c与辅助槽之间通过紧固螺钉343e相连接，转动杆343c顶端与固定杆343d一端相连接，固定杆343d另一端紧贴在刀片342上开设的固定孔内，且固定杆343d侧壁与环形槽侧壁相紧贴；当需要对某一刀片342进行拆换时，通过人工方式将紧固螺钉343e分离，使得转动杆343c能够在转动环槽内进行滑动，将固定杆343d从刀片342上的固定孔中抽出，从而能够将刀片342取下，当需要对所有刀片342进行拆换时，通过人工方式将安装螺钉343a与转动块343b分离，并转动转动块343b，使得所有固定杆343d均从对应的固定孔中抽出，以便同时将所有刀片342取下，节约了拆换时间，提高了工作效率。
所述紧固套333包括锥形套333a、压紧架333b与限位架333c，锥形套333a为上下两端开口的空心圆锥型结构，锥形套333a外壁通过螺纹连接方式安装在连接螺母322内开设的连接孔内，锥形套333a内侧沿其周向方向均匀安装有压紧架333b，压紧架333b中部开设有压紧槽，压紧槽形状与连接板332形状相配合，且压紧槽侧壁上开设有连接槽，连接凸条通过滑动配合方式与连接槽相紧贴，压紧架333b外壁上安装有限位架333c，且锥形套333a、压紧架333b与限位架333c均为弹簧钢材质；当连接板332进入压紧槽内后，限位架333c上设置的限位杆伸入对应的限位孔内，此时通过转动锥形套333a改变其与连接螺母322的相对位置，使得压紧槽与连接板332之间间距减小，达到对刀柄主体331进行固定的目的，能够有效防止刀柄主体331与主轴之间发生轴向及径向移动，提高了加工精度，当需要根据待加工工件选择不同类型的铣刀时，只需将限位杆从限位孔中拉出，并反向转动锥形套333a，最后再将压紧架333b与连接板332分离即可。
所述固定孔分为圆孔与方槽，圆孔外侧沿其周向方向均匀开设有方槽，圆孔与方槽之间相互连通；能够防止刀片342与固定杆343d发生相对转动，保证了铣削工作的稳定进行。
所述固定杆343d截面形状与固定孔形状相配合，固定杆343d外轮廓线为圆弧型结构，且固定杆343d外轮廓线所在的圆的圆心与环形槽的圆心相重合，从而可通过转动杆343c位置的调节，达到对刀片342与固定杆343d相对位置进行调节的目的。
所述限位架333c包括弹簧、限位板与限位杆，弹簧安装在压紧架333b与限位板之间，限位板下端安装有限位杆，限位杆下端伸入刀柄主体331上端开设的限位孔内，能够防止刀柄主体331与紧固套333之间发生相对转动。
所述锥形套333a侧壁上沿其周向方向均匀开设有调节槽，调节槽与压紧架333b相间布置，使得连接螺母322与锥形套333a相对位置改变时，能够带动压紧槽与连接板332侧壁的间隙随之改变。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种立式自动化铣削加工中心，包括工作台(1)、升降架(2)与铣削机构(3)，其特征在于：所述工作台(1)上端安装有升降架(2)，升降架(2)上安装有铣削机构(3)；其中：
所述升降架(2)包括升降导轨(21)、电动滑块(22)与安装板(23)，升降导轨(21)数量为二，两个升降导轨(21)左右对称安装在工作台(1)上，两个升降导轨(21)之间通过滑动配合方式安装有电动滑块(22)，电动滑块(22)侧壁上安装有安装板(23)，安装板(23)上安装有铣削机构(3)；
所述铣削机构(3)包括驱动电机(31)、驱动主轴(32)、连接刀柄(33)与铣削刀具(34)，驱动电机(31)通过电机座安装在安装板(23)上端，驱动电机(31)输出轴通过联轴器与驱动主轴(32)上端相连接，驱动主轴(32)下端安装有连接刀柄(33)，连接刀柄(33)下端安装有铣削刀具(34)；
所述驱动主轴(32)包括主轴轴体(321)与连接螺母(322)，主轴轴体(321)上端通过联轴器与驱动电机(31)输出轴相连接，主轴轴体(321)下端安装有连接螺母(322)，连接螺母(322)内侧开设有连接孔，连接孔内设置有螺纹，且连接孔为锥孔结构；
所述铣削刀具(34)包括刀座(341)、刀片(342)与固定支链(343)，刀座(341)安装在连接刀柄(33)下端，刀座(341)中部开设有环形槽，环形槽外侧沿其周向方向均匀开设有滑动槽，刀座(341)下端开设有圆形凹槽，刀座(341)侧壁上沿其周向方向均匀开设有固定槽，固定槽与滑动槽相间布置，刀片(342)通过卡接方式安装在固定槽内，且刀片(342)侧壁上开设有固定孔，固定孔内壁与固定支链(343)侧壁相连接，固定支链(343)安装在圆形凹槽内；
所述固定支链(343)包括安装螺钉(343a)、转动块(343b)、转动杆(343c)、固定杆(343d)与紧固螺钉(343e)，转动块(343b)安装螺钉(343a)安装在圆形凹槽内，转动块(343b)外壁中部开设有转动环槽，转动块(343b)外壁下端沿其周向方向均匀开设有辅助槽，辅助槽与转动环槽之间相连通；
转动环槽内沿其周向方向均匀布置有转动杆(343c)，转动杆(343c)与转动环槽之间通过滑动配合方式相连接，转动杆(343c)位置与辅助槽位置一一对应，转动杆(343c)与辅助槽之间通过紧固螺钉(343e)相连接，转动杆(343c)顶端与固定杆(343d)一端相连接，固定杆(343d)另一端紧贴在刀片(342)上开设的固定孔内，且固定杆(343d)侧壁与环形槽侧壁相紧贴。
2.根据权利要求1所述的一种立式自动化铣削加工中心，其特征在于：所述连接刀柄(33)包括刀柄主体(331)、连接板(332)与紧固套(333)，刀柄主体(331)下端安装有铣削刀具(34)，刀柄主体(331)上端安装有紧固套(333)，且刀柄主体(331)上端开设有限位孔，紧固套(333)下端连接有连接板(332)，连接板(332)沿刀柄主体(331)周向方向布置，连接板(332)外轮廓线为圆弧型结构，且连接板(332)外壁上设置有连接凸条；
所述紧固套(333)包括锥形套(333a)、压紧架(333b)与限位架(333c)，锥形套(333a)为上下两端开口的空心圆锥型结构，锥形套(333a)外壁通过螺纹连接方式安装在连接螺母(322)内开设的连接孔内，锥形套(333a)内侧沿其周向方向均匀安装有压紧架(333b)，压紧架(333b)中部开设有压紧槽，压紧槽形状与连接板(332)形状相配合，且压紧槽侧壁上开设有连接槽，连接凸条通过滑动配合方式与连接槽相紧贴，压紧架(333b)外壁上安装有限位架(333c)。
3.根据权利要求1所述的一种立式自动化铣削加工中心，其特征在于：所述固定孔分为圆孔与方槽，圆孔外侧沿其周向方向均匀开设有方槽，圆孔与方槽之间相互连通。
4.根据权利要求1所述的一种立式自动化铣削加工中心，其特征在于：所述固定杆(343d)截面形状与固定孔形状相配合，固定杆(343d)外轮廓线为圆弧型结构，且固定杆(343d)外轮廓线所在的圆的圆心与环形槽的圆心相重合。
5.根据权利要求2所述的一种立式自动化铣削加工中心，其特征在于：所述限位架(333c)包括弹簧、限位板与限位杆，弹簧安装在压紧架(333b)与限位板之间，限位板下端安装有限位杆，限位杆下端伸入刀柄主体(331)上端开设的限位孔内。
6.根据权利要求2所述的一种立式自动化铣削加工中心，其特征在于：所述锥形套(333a)侧壁上沿其周向方向均匀开设有调节槽，调节槽与压紧架(333b)相间布置。
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