CN110509103A - 一种数控加工中心旋转喷水清洗装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数控加工中心旋转喷水清洗装置及其使用方法，包括刀柄、中心出水轴和环形旋转座；中心出水轴的上端与刀柄底部连接，环形旋转座通过轴承安装在中心出水轴外表面上；中心出水轴和环形旋转座内部均为中空结构，中心出水轴的上端设置进水口，中心出水轴的下端设置出水口，环形旋转座的顶部设置有一进水口，环形旋转座的侧壁上设置有多个出水口，各出水口轴线方向与环形旋转座上相应位置的径向垂直；中心出水轴的出水口与环形旋转座进水口连通。使用时，安装在机床刀库中，机床自动换刀系统自动将旋转喷水清洗装置通过刀柄安装在机床主轴上，清洗完成后，再由机床自动换刀系统切换下来，实现工作台切屑清洗自动化。

Description

一种数控加工中心旋转喷水清洗装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及数控加工，具体为一种数控加工中心旋转喷水清洗装置及其使用方法。

背景技术

数控加工中会产生大量的切屑，加工产生的废屑不仅影响机床的干净整洁，同时也对机床的加工也产生很大的影响，因此产生的废屑需要及时清理。

从加工区域清除切屑有以下几种方式：

1.用大流量冷却液来冲洗加工部位，将切削冲走，然后用过滤器把切屑从切屑液中分离出来。这种冲洗方式一般需要机床单独配备一台冲洗泵，并且需要人工冲洗，相对费时费力；

2.采用压缩空气吹掉切屑。这种方式需要工人采用高压风枪吹走工件及工作台上的切屑，使得碎屑四处乱飞，碎屑容易飞入操作员的眼睛，并且效果一般，往往无法清理干净切屑；

3.靠重力或刀具回转离心力将切屑甩开，靠切屑的自重落在机床下面的切屑输送带上。床身结构应易于排屑，例如倾斜床身或将机床安装在倾斜的基座上，并利用切屑挡板或保护板使加工空间完全密闭，防止切屑飞溅，使之容易聚集和便于清除。这种方式需要机床本身具有特定的结构，一般性机床无法实施。

4.采用真空管道去吸除切屑，此方法最适合于干式磨削工序和铸铁等脆性材料在加工时形成的粉末状切屑，在每一加工工位附近，安装与主吸管相同的真空吸管。这种方法吸尘接触面过大，吸尘效果不理想，只能吸收平面工件加工产生的废屑，效率低，同时加工时装卡在主轴上，影响加工精度。

方法1、2会使切屑不断积累影响到生产安全和生产效率，同时也需要机床操作人员花费大量时间来清理切屑，浪费了大量的人力资源；方法3无法在一般数控机床上使用；方法4效率低，同时无法做到工作台与工件的全方位清理。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种数控加工中心旋转喷水清洗装置及其使用方法，解决了现有技术中工作台切屑清洗效率低、人工成本高、工作台清洗不全面、使用受限的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种数控加工中心旋转喷水清洗装置，包括刀柄、中心出水轴和环形旋转座；中心出水轴的上端与刀柄底部连接，环形旋转座通过轴承安装在中心出水轴外表面上；中心出水轴和环形旋转座内部均为中空结构，中心出水轴的上端设置进水口，中心出水轴的下端设置出水口，环形旋转座的顶部设置有一进水口，环形旋转座的侧壁上设置有多个出水口，各出水口轴线方向与环形旋转座上相应位置的径向垂直；中心出水轴的出水口与环形旋转座进水口连通。

优选的，还包括走水板，走水板水平安装在刀柄底部，中心出水轴上端安装在走水板底部；走水板均为中空结构，走水板上设置有进水口，走水板底部设置有出水口；走水板的出水口与中心出水轴的进水口连通。

进一步的，还包括定位进水柱，定位进水柱安装在走水板上，定位进水柱上端设置进水口，定位进水柱下端设置出水口，定位进水柱的出水口与走水板的进水口连通。

优选的，环形旋转座的各出水口分别安装一喷嘴。

进一步的，喷嘴通过万向接头与环形旋转座的出水口连接。

优选的，环形旋转座的侧壁上沿周向均匀设置三个出水口。

所述的数控加工中心旋转喷水清洗装置的使用方法，将旋转喷水清洗装置安装在机床刀库中，机床自动换刀系统将机床刀库中的旋转喷水清洗装置通过刀柄安装在机床主轴上，将中心出水轴的进水口与机床切削液管路连通，启动机床的切削液，切削液经中心出水轴进入环形旋转座，并通过环形旋转座的出水口喷射到工作台上，冲洗工作台、工件和夹具上的切屑；由于切削液的反作用力，环形旋转座会反方向旋转；当冲洗完成，关闭切削液，使用机床自动换刀系统换下旋转喷水清洗装置。

优选的，旋转喷水清洗装置还包括走水板，走水板水平安装在刀柄底部，中心出水轴上端安装在走水板底部；走水板均为中空结构，走水板上设置有进水口，走水板底部设置有出水口；走水板的出水口与中心出水轴的进水口连通；还包括定位进水柱，定位进水柱安装在走水板上，定位进水柱上端设置进水口，定位进水柱下端设置出水口，定位进水柱的出水口与走水板的进水口连通；

在将旋转喷水清洗装置安装在机床主轴上的过程中，通过定位进水柱与机床主轴上的限位接水板进行定位，并将定位进水柱与限位接水板以快插接头方式连接。

优选的，环形旋转座的各出水口分别安装一喷嘴，喷嘴通过万向接头与环形旋转座的出水口连接；

将旋转喷水清洗装置安装在机床刀库中之前，通过调整万向接头来调整喷嘴的喷水方向至需要的方向。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明旋转喷水清洗装置，使用时，像刀具一样安装在机床刀库中，机床自动换刀系统能够自动将旋转喷水清洗装置通过刀柄安装在机床主轴上，清洗完成后，再由机床自动换刀系统将旋转喷水清洗装置切换下来，从而旋转喷水清洗装置可以通过机床自动换刀系统进行自动切换，实现工作台切屑清洗自动化。并且，本发明采用的环形旋转座通过轴承安装在中心出水轴上，可自由转动，其出水口方向与径向垂直，从而水流与切线方向一致，当切削液从环形旋转座的出水口喷出时，环形旋转座受到切削液的反作用力而反向旋转，其旋转速度依赖水流的动力，因此不需要机床主轴旋转，即可实现工作台全方位的清洗。

进一步的，使用时，定位进水柱与安装在机床主轴上的限位接水板以快插接头形式联接，起定位和通水的作用。

进一步的，喷嘴可通过万向接头调节切削液喷射方向，以调节清洗范围。

本发明的旋转喷水清洗装置使用方法非常简单，只需要像切换刀具一样，安装在机床主轴上，清洗完成后，再由机床自动换刀系统切换下来，实现自动清洗，且旋转喷水的方式，保证了工作台全方位清洗，大大降低了工人的劳动强度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是旋转式环形喷嘴示意图；

图3是旋转喷水清洗装置安装示意图；

图中，1为刀柄，2为走水板，3为中心出水轴，4为环形旋转座，5为喷嘴，6为轴承，7为定位进水柱，8为限位接水板，9为切削液接口，10为机床主轴。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1，旋转喷水清洗装置包括刀柄1、走水板2、中心出水轴3、旋转式环形喷嘴和定位进水柱7。走水板2通过螺钉水平安装在刀柄1底部，定位进水柱7通过螺纹连接在走水板2上部。中心出水轴3通过螺钉连接在走水板2底部；定位进水柱7、走水板2和中心出水轴3均为中空结构，且定位进水柱7的出水口与走水板2进水口连通，走水板2出水口与中心出水轴3的进水口连通。

参见图2，旋转式环形喷嘴包括环形旋转座4和喷嘴5，环形旋转座4通过轴承6安装在中心出水轴3外表面上，可自由转动；轴承6的轴向定位使用轴肩和轴向挡圈。环形旋转座4内部为中空结构，环形旋转座4的侧壁上设置有多个出水口，各出水口轴线方向与环形旋转座4上相应位置的径向垂直。各出水口分别安装一喷嘴5；喷嘴5通过万向接头与环形旋转座4的出水口连接；中心出水轴3的出水口与环形旋转座4进水口连通。从而形成由定位进水柱7、走水板2、中心出水轴3、环形旋转座4、喷嘴5构成的切削液流通路径。

参见图3，机床主轴10上设置有限位接水板8，限位接水板8上设有切削液接口9，切削液接口9连接机床切削液管路。使用时，旋转喷水清洗装置通过刀柄1安装在机床主轴10上，并通过定位进水柱7与限位接水板8以快插接头连接方式进行定位；限位接水板8的出水口与定位进水柱7的进水口连通。切削液接口9采用快插软管接口。

旋转喷水清洗装置工作时，机床主轴无需旋转，喷嘴5向外喷水，环形旋转座4受到喷水的反作用力而反向旋转，其旋转速度依赖水流的动力；本实施例中环形旋转座4上设计3个喷嘴5，喷嘴5通过万向接头调节切削液喷射方向，以调节清洗范围。

其使用方法是：首先在机床主轴10上安装好限位接水板8，调整好喷嘴5的喷射方向；把旋转喷水清洗装置安装在机床刀库中；机床通过自动换刀系统安装旋转喷水清洗装置到机床主轴10上，装置上的定位进水柱7与限位接水板8以快插接头方式连接；启动机床切削液，切削液经过定位进水柱7、走水板2、中心出水轴3进入环形旋转座4的空腔，并通过3个喷嘴5喷射到工作台上，冲洗工作台、工件、夹具上的切屑；由于水流的反作用力，环形喷嘴会反方向旋转，旋转的速度由水流的大小决定，旋转的水流可以喷射到工作台的各个位置，可对工作台、工件、夹具的各个位置进行冲洗。

当冲洗完成，关闭切削液，使用机床自动换刀系统换下旋转喷水清洗装置即可。本发明极大降低了工人的劳动强度，同时通过旋转式环形喷嘴设计保证工作台各个位置被冲洗干净，提高了加工效率。

本发明有如下效果：

1.本发明设计旋转式环形喷嘴，使用方便，清洁效率高，实现了工作台、工件、夹具的自动冲洗，极大地降低了工人的劳动强度，提高了生产效率；

2.同时通过旋转式环形喷嘴，可以保证工作台及工件的全方位冲洗，保证切屑清洗干净；

3.加工过程中本装置可通过机床自动换刀装置进行装卸，提高了加工的自动化程度；

4.本装置使用过程中无需打开机床防护门，工人无需穿戴防护器具，保证了工人的身心健康。

Claims (9)

1.一种数控加工中心旋转喷水清洗装置，其特征在于，包括刀柄(1)、中心出水轴(3)和环形旋转座(4)；中心出水轴(3)的上端与刀柄(1)底部连接，环形旋转座(4)通过轴承(6)安装在中心出水轴(3)外表面上；中心出水轴(3)和环形旋转座(4)内部均为中空结构，中心出水轴(3)的上端设置进水口，中心出水轴(3)的下端设置出水口，环形旋转座(4)的顶部设置有一进水口，环形旋转座(4)的侧壁上设置有多个出水口，各出水口轴线方向与环形旋转座(4)上相应位置的径向垂直；中心出水轴(3)的出水口与环形旋转座(4)进水口连通。

2.根据权利要求1所述的数控加工中心旋转喷水清洗装置，其特征在于，还包括走水板(2)，走水板(2)水平安装在刀柄(1)底部，中心出水轴(3)上端安装在走水板(2)底部；走水板(2)均为中空结构，走水板(2)上设置有进水口，走水板(2)底部设置有出水口；走水板(2)的出水口与中心出水轴(3)的进水口连通。

3.根据权利要求2所述的数控加工中心旋转喷水清洗装置，其特征在于，还包括定位进水柱(7)，定位进水柱(7)安装在走水板(2)上，定位进水柱(7)上端设置进水口，定位进水柱(7)下端设置出水口，定位进水柱(7)的出水口与走水板(2)的进水口连通。

4.根据权利要求1所述的数控加工中心旋转喷水清洗装置，其特征在于，环形旋转座(4)的各出水口分别安装一喷嘴(5)。

5.根据权利要求4所述的数控加工中心旋转喷水清洗装置，其特征在于，喷嘴(5)通过万向接头与环形旋转座(4)的出水口连接。

6.根据权利要求1所述的数控加工中心旋转喷水清洗装置，其特征在于，环形旋转座(4)的侧壁上沿周向均匀设置三个出水口。

7.一种权利要求1-6任一项所述的数控加工中心旋转喷水清洗装置的使用方法，其特征在于，将旋转喷水清洗装置安装在机床刀库中，机床自动换刀系统将机床刀库中的旋转喷水清洗装置通过刀柄(1)安装在机床主轴(10)上，将中心出水轴(3)的进水口与机床切削液管路连通，启动机床的切削液，切削液经中心出水轴(3)进入环形旋转座(4)，并通过环形旋转座(4)的出水口喷射到工作台上，冲洗工作台、工件和夹具上的切屑；由于切削液的反作用力，环形旋转座(4)会反方向旋转；当冲洗完成，关闭切削液，使用机床自动换刀系统换下旋转喷水清洗装置。

8.根据权利要求7所述的数控加工中心旋转喷水清洗装置的使用方法，其特征在于，旋转喷水清洗装置还包括走水板(2)，走水板(2)水平安装在刀柄(1)底部，中心出水轴(3)上端安装在走水板(2)底部；走水板(2)均为中空结构，走水板(2)上设置有进水口，走水板(2)底部设置有出水口；走水板(2)的出水口与中心出水轴(3)的进水口连通；还包括定位进水柱(7)，定位进水柱(7)安装在走水板(2)上，定位进水柱(7)上端设置进水口，定位进水柱(7)下端设置出水口，定位进水柱(7)的出水口与走水板(2)的进水口连通；

在将旋转喷水清洗装置安装在机床主轴(10)上的过程中，通过定位进水柱(7)与机床主轴(10)上的限位接水板(8)进行定位，并将定位进水柱(7)与限位接水板(8)以快插接头方式连接。

9.根据权利要求7所述的数控加工中心旋转喷水清洗装置的使用方法，其特征在于，环形旋转座(4)的各出水口分别安装一喷嘴(5)，喷嘴(5)通过万向接头与环形旋转座(4)的出水口连接；

将旋转喷水清洗装置安装在机床刀库中之前，通过调整万向接头来调整喷嘴(5)的喷水方向至需要的方向。