CN110935897B - 一种旋转式多刀片切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转式多刀片切换装置，包括中间一体成型制作连接的六向支撑轴，在六个支撑轴的末端均转动连接有基础球面块，六个基础球面块之间均设有间隔且位于同一个球面上，在相邻两个基础球面块之间的间隔内均活动连接有滑动球面块，相邻三个滑动球面块之间围合成三角缺口，在每个三角缺口内插接装配有插接腿，在插接腿外端部均固定有立方体角块，八个立方体角块组合而成一个魔方型刀架，在每个立方体角块的外顶角处的三条边上均装配有切刀片；当切刀片损坏需要更换时，通过立方体角块的旋转即可方便快捷的更换刀片，整个刀具共有二十四个刀片，所以可以更换二十四次刀片，这大大增加了刀具整体的使用时间，提高效率。

Description

一种旋转式多刀片切换装置

技术领域

本发明属于机械切削技术领域，特别涉及一种旋转式多刀片切换装置。

背景技术

车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具，车刀的使用频率很高，所以车刀的破损也比较快，更换车刀也就很频繁，传统的车床上更换车刀的过程，费时费力，且还需要重新对刀，这大大影响了切削加工的效率。另一方面，在加工过程中，切削液冷却是主要冷却方式，现有主要是从外部喷射切削液进行冷却，冷却效果差且无法对刀屑接触面进行有效的冷却，虽然有加强切削液冷却的装置，但由于体积太大并不适合小型车床，目前还没有切削、冷却于一体，且对于刀屑接触面有明显冷却效果的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转式多刀片切换装置；为达到上述目的所采取的技术方案是：

一种旋转式多刀片切换装置，包括中间一体成型制作连接的六向支撑轴，以连接点为中心相邻的两个支撑轴相互垂直，相背的两个支撑轴位于同一直线上，在六个支撑轴的末端均转动连接有基础球面块，六个基础球面块之间均设有间隔且位于同一个球面上，在相邻两个基础球面块之间的间隔内均活动连接有滑动球面块即共十二个滑动球面块，相邻三个滑动球面块之间围合成三角缺口即共八个三角缺口，在每个三角缺口内插接装配有插接腿，在插接腿外端部均固定有立方体角块即共八个立方体角块，八个立方体角块组合而成一个魔方型刀架，在每个立方体角块的外顶角处的三条边上均装配有切刀片即共二十四个切刀片。

优选的，将与滑动球面块相活动连接的两个基础球面块分别记为A基础球面块和B基础球面块，A基础球面块对应的支撑轴记为A支撑轴，B基础球面块对应的支撑轴记为B支撑轴，当A基础球面块绕A支撑轴转动时带动滑动球面块转动，即滑动球面块与B基础球面块的接触面为转动连接；同理当B基础球面块绕B支撑轴转动时带动滑动球面块转动，即滑动球面块与A基础球面块的接触面也为转动连接。依次类推每个滑动球面块与基础球面块的接触面均为转动连接，

优选的，将六向轴分别记为X向轴、Y向轴、Z向轴、负X向轴、负Y向轴和负Z向轴，其中X向轴、Y向轴、Z向轴上的基础球面块与相对应的X向轴、Y向轴、Z向轴固定连接或者一体成型连接；负X向轴、负Y向轴、负Z向轴上的基础球面块与相对应的负X向轴、负Y向轴、负Z向轴转动连接；

优选的，负X向轴、负Y向轴、负Z向轴上的基础球面块与相对应的负X向轴、负Y向轴、负Z向轴之间通过定位轴套连接，所述定位轴套内壁与相对应的负X向轴、负Y向轴、负Z向轴之间为键槽配合连接，所述定位轴套外壁与相对应的基础球面块之间也为键槽配合连接，当抽出定位轴套时，基础球面块与相对应的负X向轴、负Y向轴、负Z向轴之间转动连接。

优选的，在定位轴套的外端部内壁上设有环形台阶，在环形台阶壁上转动连接有提手，提手向内转动时放置在环形台阶上。

优选的，X向轴、Y向轴、Z向轴上的三个基础球面块与该三个基础球面块之间的滑动球面块一体成型制作连接而形成一个固定基础球面块。

优选的，在插接腿内端部设有挡块。

优选的，在切刀片旁的立方体角块侧面上通过激光加工有微织构单元。

优选的，微织构单元包括并排设置的圆环形凹槽组和圆形凸起组，其中圆环形凹槽组靠近切刀片，圆形凸起组远离切刀片。

优选的，圆环形凹槽组在远离切刀片的方向上并排设有多排圆环形凹槽，在远离切刀片的方向上每排的圆环形凹槽直径逐渐变小，且每排的圆环形凹槽之间的间隔逐渐变大；

圆形凸起组在远离切刀片的方向上并排设有多排圆形凸起，在远离切刀片的方向上每排的圆形凸起直径逐渐变大，且每排的圆形凸起之间的间隔逐渐变大。

本发明所具有的有益效果为：当切刀片损坏需要更换时，通过立方体角块的旋转即可方便快捷的更换刀片，整个刀具共有二十四个刀片，所以可以更换二十四次刀片，这大大增加了刀具整体的使用时间，提高效率；另一方面在切刀片旁的立方体角块侧面上通过激光加工有微织构单元，其中圆形凸起之间的间隙比切削液滴还小，所以之间存在空气薄膜，具有疏水性，液滴容易流向圆环形凹槽，圆环形凹槽由于会储存一定的液滴，具有亲水性，使得液滴流向切削刃，提高切削液的冷却效果，微织构单元的分布也会提高刀具内部的应力和强度。

附图说明

图1为六向支撑轴与基础球面块的立体结构示意图；

图2为在图1中装配滑动球面块后的立体结构示意图之一；

图3为立方体角块；

图4为本发明的立体结构示意图；

图5为在图1中装配滑动球面块后的立体结构示意图之二；

图6为基础球面块与支撑轴转动连接的立体结构示意图；

图7为定位轴套的立体结构示意图；

图8为图4中K部分的放大结构示意图；

图9为图8中微织构单元的放大结构示意图；

图10至图13为举例中更换切刀片时立方体角块的旋转步骤示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述。

如图1至图4所示，一种旋转式多刀片切换装置，包括中间一体成型制作连接的六向支撑轴1，以连接点为中心相邻的两个支撑轴相互垂直，相背的两个支撑轴位于同一直线上，在六个支撑轴1的末端均转动连接有基础球面块2，六个基础球面块2之间均设有间隔且位于同一个球面上，在相邻两个基础球面块2之间的间隔内均活动连接有滑动球面块3即共十二个滑动球面块3，相邻三个滑动球面块3之间围合成三角缺口4即共八个三角缺口4，在每个三角缺口4内插接装配有插接腿6，在插接腿6内端部设有挡块5，在插接腿6外端部均固定有立方体角,7即共八个立方体角块7，八个立方体角块7组合而成一个魔方型刀架，在每个立方体角块7的外顶角处的三条边上均装配有切刀片9即共二十四个切刀片9，此处二十四个切刀片9根据需要可以设置成相同规格型号的，也可以设置成不同规格型号的。

如图2所示，由于整体结构具有球面对称性，为了转动动作过程描述的方便，将与其中一个滑动球面块3相活动连接的两个基础球面块分别记为A基础球面块和B基础球面块，A基础球面块对应的支撑轴记为A支撑轴，B基础球面块对应的支撑轴记为B支撑轴，当A基础球面块绕A支撑轴转动时带动滑动球面块3转动，即滑动球面块3与B基础球面块的接触面为转动连接；同理当B基础球面块绕B支撑轴转动时带动滑动球面块3转动，即滑动球面块与A基础球面块的接触面也为转动连接，依次类推每个滑动球面块3与基础球面块2的接触面均为转动连接；这样如图中动滑动球面块3即可以绕A支撑轴转动到其它三个位置，也可以绕B支撑轴转动到另外其它三个位置，从而实现动滑动球面块3全位置的移动也即实现了八个立方体角块7的全位置的移动。

如图5所示，由于本发明具有球面对称性，六个基础球面块2没必要完全转动连接在六向支撑轴1上，综合考虑到制作的复杂性，结构的紧凑转动的平滑性，将构成三维坐标的三个支撑轴1设置成固定连接结构，另外三个设置成转动连接即可，具体地，将六向轴分别记为X向轴、Y向轴、Z向轴、负X向轴、负Y向轴和负Z向轴，其中X向轴、Y向轴、Z向轴上的基础球面块12与相对应的X向轴、Y向轴、Z向轴通过螺栓11固定连接或者一体成型连接；负X向轴、负Y向轴、负Z向轴上的基础球面块与相对应的负X向轴、负Y向轴、负Z向轴转动连接；

如图6、图7所示，负X向轴、负Y向轴、负Z向轴上的基础球面块2与相对应的负X向轴、负Y向轴、负Z向轴之间通过定位轴套8连接，所述定位轴套8内壁与相对应的负X向轴、负Y向轴、负Z向轴端部15之间为键槽配合连接，所述定位轴套8外壁与相对应的基础球面块2之间也为键槽配合连接，当抽出定位轴套8时，基础球面块2与相对应的负X向轴、负Y向轴、负Z向轴之间转动连接。

为了方便定位轴套8的推入和抽出，在定位轴套8的外端部内壁上设有环形台阶，在环形台阶壁上转动连接有提手16，提手16向内转动时放置在环形台阶上。

进一步，还可以将X向轴、Y向轴、Z向轴上的三个基础球面块12与该三个基础球面块12之间的滑动球面块10,13,14一体成型制作连接而形成一个固定基础球面块。

如图4、图8、图9所示，在切刀片9旁的立方体角块7侧面上通过激光加工有微织构单元17。微织构单元17包括并排设置的圆环形凹槽组18和圆形凸起组19，其中圆环形凹槽组18靠近切刀片9，圆形凸起组19远离切刀片9。

具体地，圆环形凹槽组18在远离切刀片9的方向上并排设有多排圆环形凹槽，在远离切刀片9的方向上每排的圆环形凹槽直径逐渐变小，且每排的圆环形凹槽之间的间隔逐渐变大；

圆形凸起组19在远离切刀片9的方向上并排设有多排圆形凸起，在远离切刀片9的方向上每排的圆形凸起直径逐渐变大，且每排的圆形凸起之间的间隔逐渐变大。

本发明需要装配在对应的机床上使用，当其中一个切刀片9损坏或者使用结束需要更换新的切刀片9时，只需进行立方体角块7类似魔方一样进行旋转即可，例如，图10至图13所示，需要将切刀片21更换到损坏的切刀片20位置处，首先沿图11中箭头方向旋转90度，然后再沿图12中箭头方向旋转90°，最后再沿图13中箭头方向旋转180度即可。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“ 第一”、“ 第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。

Claims (10)

1.一种旋转式多刀片切换装置，其特征在于，包括中间一体成型制作连接的六向支撑轴，以连接点为中心相邻的两个支撑轴相互垂直，相背的两个支撑轴位于同一直线上，在六个支撑轴的末端均转动连接有基础球面块，六个基础球面块之间均设有间隔且位于同一个球面上，在相邻两个基础球面块之间的间隔内均活动连接有滑动球面块即共十二个滑动球面块，相邻三个滑动球面块之间围合成三角缺口即共八个三角缺口，在每个三角缺口内插接装配有插接腿，在插接腿外端部均固定有立方体角块即共八个立方体角块，八个立方体角块组合而成一个魔方型刀架，在每个立方体角块的外顶角处的三条边上均装配有切刀片即共二十四个切刀片。

2.根据权利要求1所述的旋转式多刀片切换装置，其特征在于，将与滑动球面块相活动连接的两个基础球面块分别记为A基础球面块和B基础球面块，A基础球面块对应的支撑轴记为A支撑轴，B基础球面块对应的支撑轴记为B支撑轴，当A基础球面块绕A支撑轴转动时带动滑动球面块转动，即滑动球面块与B基础球面块的接触面为转动连接；同理当B基础球面块绕B支撑轴转动时带动滑动球面块转动，即滑动球面块与A基础球面块的接触面也为转动连接，依次类推每个滑动球面块与基础球面块的接触面均为转动连接。

3.根据权利要求2所述的旋转式多刀片切换装置，其特征在于，将六向轴分别记为X向轴、Y向轴、Z向轴、负X向轴、负Y向轴和负Z向轴，其中X向轴、Y向轴、Z向轴上的基础球面块与相对应的X向轴、Y向轴、Z向轴固定连接或者一体成型连接；负X向轴、负Y向轴、负Z向轴上的基础球面块与相对应的负X向轴、负Y向轴、负Z向轴转动连接。

4.根据权利要求3所述的旋转式多刀片切换装置，其特征在于，负X向轴、负Y向轴、负Z向轴上的基础球面块与相对应的负X向轴、负Y向轴、负Z向轴之间通过定位轴套连接，所述定位轴套内壁与相对应的负X向轴、负Y向轴、负Z向轴之间为键槽配合连接，所述定位轴套外壁与相对应的基础球面块之间也为键槽配合连接，当抽出定位轴套时，基础球面块与相对应的负X向轴、负Y向轴、负Z向轴之间转动连接。

5.根据权利要求4所述的旋转式多刀片切换装置，其特征在于，在定位轴套的外端部内壁上设有环形台阶，在环形台阶壁上转动连接有提手，提手向内转动时放置在环形台阶上。

6.根据权利要求3至5任一项所述的旋转式多刀片切换装置，其特征在于，X向轴、Y向轴、Z向轴上的三个基础球面块与该三个基础球面块之间的滑动球面块一体成型制作连接而形成一个固定基础球面块。

7.根据权利要求6所述的旋转式多刀片切换装置，其特征在于，在插接腿内端部设有挡块。

8.根据权利要求6所述的旋转式多刀片切换装置，其特征在于，在切刀片旁的立方体角块侧面上通过激光加工有微织构单元。

9.根据权利要求8所述的旋转式多刀片切换装置，其特征在于，微织构单元包括并排设置的圆环形凹槽组和圆形凸起组，其中圆环形凹槽组靠近切刀片，圆形凸起组远离切刀片。

10.根据权利要求9所述的旋转式多刀片切换装置，其特征在于，圆环形凹槽组在远离切刀片的方向上并排设有多排圆环形凹槽，在远离切刀片的方向上每排的圆环形凹槽直径逐渐变小，且每排的圆环形凹槽之间的间隔逐渐变大；

圆形凸起组在远离切刀片的方向上并排设有多排圆形凸起，在远离切刀片的方向上每排的圆形凸起直径逐渐变大，且每排的圆形凸起之间的间隔逐渐变大。

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