CN112247638B - 基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及刀具技术领域，具体是一种基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构，包括基座和刀具架，基座上安装有支撑座，刀具架上安装有换刀架，换刀架的主体为换刀转盘，换刀转盘上等角度安装有若干道定位块，定位块上安装有相应的刀具座，刀具座的安装位置均安装有相应的卡合圆柱，换刀架的侧边设置有驱动转盘，驱动转盘的盘沿位置等角度安装有若干道外沿块，外沿块内均设置有嵌合槽口，刀具座的包括刀具和安装基筒，刀具架的顶部安装有推刀架，推刀架上设置有上沿限位槽，上沿限位槽内安装有推杆，推杆的前置杆端安装有挤压板。本申请整体作业方便简单，通过刀具转动和推杆传动两道程序即可完成换刀处理，保证刀具的作业精度，作业方便有效,且具有较高的可靠性。

Description

基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构

技术领域

本发明涉及刀具技术领域，具体是一种基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构。

背景技术

在刀具使用时间过长需要打磨或更换时，需要将整个分切辊进行拆卸，然后将刀具进行打磨或更换，其拆卸过程漫长，并且在安装完成后还要对分切辊进行校正，大大浪费了人力物力，增加了生产成本。在加工过程中，掉刀是常见的失效形式，在换刀机构运动的过程中，刀具因本身质量较重所产生的重力，加上旋转的离心力，使得尤其在水平线下方，换刀机构的刀具卡槽开口向下的部分容易发生掉刀的问题。

中国专利（授权公告号：CN207387173U）公布了一种换刀机构的防掉刀装置，在换刀机构开口向下的过程中，给刀具一个支撑，使得刀具不仅通过刀具卡爪夹紧力的左右，保障了运输过程不会出现掉刀的问题。但是其存在一定的作业缺陷，整体换刀较为繁琐，切换刀具的效率较低，并且不适用于常规的机床刀组。基于上述背景，本发明发明了一种基于可靠性设计的换刀机构，在实现换刀功能的同时，考虑了其掉刀等故障而设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构，包括基座和刀具架，所述基座上安装有支撑座，所述刀具架通过转轴安装在支撑座上，所述刀具架上安装有换刀架，所述换刀架的主体为换刀转盘，所述换刀转盘上等角度安装有若干定位块，所述定位块上安装有相应的刀具座，所述刀具座的安装位置均安装有相应的卡合圆柱，所述卡合圆柱安装在换刀转盘的另一面，所述换刀架的侧边设置有驱动转盘，所述驱动转盘的盘沿位置等角度安装有若干外沿块，所述外沿块内均设置有嵌合槽口，所述嵌合槽口与卡合圆柱相匹配，所述刀具座包括刀具和安装基筒，所述刀具上设置有侧边凸起，所述刀具架的顶部安装有推刀架，所述推刀架上设置有上沿限位槽，所述上沿限位槽内安装有推杆，所述推杆的前置杆端安装有挤压板，所述挤压板与侧边凸起相贴合，所述推刀架的后端设置有驱动架，所述驱动架内置安装有曲柄传动杆，所述推杆的后置杆端与曲柄传动杆的弯曲端通过连接套相连接。

作为本发明进一步的方案：所述换刀架的侧边安装有换刀电机，所述驱动转盘安装在换刀电机的驱动端。

作为本发明进一步的方案：所述推刀架的底端安装有传动电机，所述曲柄传动杆安装在传动电机的驱动端。

作为本发明进一步的方案：所述刀具的后端设置有安装柄，所述安装基筒为内中空结构并且内置有插合腔，所述安装柄伸入至插合腔内。

作为本发明进一步的方案：所述插合腔内置安装有复位弹簧，所述安装柄的后端与复位弹簧相连接。

作为本发明进一步的方案：所述支撑座的两侧均安装有定位架，所述定位架上安装有转向导轨，所述刀具架的两侧壁上安装有滑栓，所述刀具架通过侧壁的滑栓嵌合安装在转向导轨内。

作为本发明进一步的方案：所述转向导轨呈弧形结构并且内置有弧形槽口。

作为本发明进一步的方案：所述基座上设置有角度交替架，所述角度交替架的边沿通过滑槽呈活动式安装有滑块，所述滑块外接安装有调节杆，所述调节杆的前杆端通过固定架分别与刀具架的两侧板固定安装。

作为本发明进一步的方案：所述角度交替架内置有调节螺杆，所述调节螺杆上安装有调节螺套，所述调节螺套与滑块相连接。

作为本发明再进一步的方案：所述角度交替架上安装有调节电机，所述调节螺杆连接至调节电机的驱动端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一．本申请中通过换刀电机带动驱动转盘转动，驱动转盘侧沿的外沿块呈间歇式与相应的卡合圆柱完成嵌合与分离，从而每次呈一定角度带动换刀转盘转动，保证每次换刀时，刀具能够转动至相同的作业位置，避免换刀影响作业精度。

二．本申请设计刀具呈插合安装在安装基筒内，推刀架安装在作业方位的后侧，带动曲柄传动杆运动，从而能配合换刀转盘同步运动，当所需求的刀具转动推刀架的正前方使得，推杆恰好向前推动，从而使得推杆对侧边凸起施加向前的推力，使得待作业的刀具向前推起，从而能够使得待作业的刀具与其他闲置刀具处于不同的竖直位置，避免作业干涉；更换刀具时，推杆不再提供向前的推力，从而能复位弹簧能够快速带动不工作的刀具移动至原位置。本申请整体作业方便简单，通过刀具转动和推杆传动两道程序即可完成换刀处理，并且保证刀具的作业精度，整体作业方便有效。

三．鉴于刀具作业时，刀具架往往并不是在固定的水平或者竖直方向作业，故而本申请还设置有转向机构，将刀具架通过转轴安装在支撑座上，并且通过转向导轨对转动的作业轨迹进行限位，通过螺纹传动带动滑块调节作业角度；刀具架、基座与推杆之间本身呈三角形连接关系，固定后稳定性高，调节角度的同时也兼顾稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，以示出符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。同时，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中换刀转盘的安装示意图。

图3为本发明中推刀架的结构示意图。

图4为本发明中刀具座的结构示意图。

图5为本发明中刀具座推出时的结构示意图。

图中：1-基座、11-支撑座、12-转轴、13-定位架、14-转向导轨、15-滑栓、2-刀具架、21-换刀架、22-定位块、23-刀具座、24-换刀转盘、25-卡合圆柱、27-驱动转盘、28-外沿块、29-嵌合槽口、31-安装基筒、32-安装柄、33-刀具、34-插合腔、35-侧边凸起、36-复位弹簧、4-推刀架、41-上沿限位槽、42-推杆、43-挤压板、44-驱动架、45-曲柄传动杆、46-连接套、5-角度交替架、51-滑块、52-调节杆、53-固定架、54-调节螺杆、55-调节螺套、56-调节电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或同种要素。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1和图2，一种基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构，包括基座1和刀具架2，所述刀具架2上安装有换刀架21，所述换刀架21的主体为换刀转盘24，所述换刀转盘24上等角度安装有若干定位块22，所述定位块22上安装有相应的刀具座23，所述刀具座23的安装位置均安装有相应的卡合圆柱25，所述卡合圆柱25安装在换刀转盘24的另一面，所述换刀架21的侧边设置有驱动转盘27，所述驱动转盘27的盘沿位置等角度安装有若干外沿块28，所述外沿块28内均设置有嵌合槽口29，所述嵌合槽口29与卡合圆柱25相匹配。所述换刀架21的侧边安装有换刀电机，所述驱动转盘27安装在换刀电机的驱动端。

请参阅图1、图3和图4，本申请刀具座23安装在换刀转盘24上，并且驱动转盘27的盘沿位置设置有外沿块28与刀具座23的数量相同，本实施例设计三组刀具进行转化，从而驱动转盘27的盘沿设置有三个外沿块28，但是并不限于该数量，作业人员可以根据更加作业需要，适当调节机构数量。本申请中通过换刀电机带动驱动转盘27转动，驱动转盘27侧沿的外沿块28呈间歇式与相应的卡合圆柱25完成嵌合与分离，从而每次呈一定角度带动换刀转盘24转动，保证每次换刀时，刀具能够转动至相同的作业位置，避免换刀影响作业精度。

所述刀具座23包括刀具33和安装基筒31，所述刀具33的后端设置有安装柄32，所述安装基筒31为内中空结构并且内置有插合腔34，所述安装柄32伸入至插合腔34内，所述插合腔34内置安装有复位弹簧36，所述安装柄32的后端与复位弹簧36相连接。所述刀具33上设置有侧边凸起35，所述刀具架2的顶部安装有推刀架4，所述推刀架4上设置有上沿限位槽41，所述上沿限位槽41内安装有推杆42，所述推杆42的前置杆端安装有挤压板43，所述挤压板43与侧边凸起35相贴合，所述推刀架4的后端设置有驱动架44，所述驱动架44内置安装有曲柄传动杆45，所述推杆42的后置杆端与曲柄传动杆45的弯曲端通过连接套46相连接。所述推刀架4的底端安装有传动电机，所述曲柄传动杆45安装在传动电机的驱动端。

请参阅图3、图4和图5，本申请设计刀具呈插合安装在安装基筒31内，推刀架4安装在作业方位的后侧，传动电机转动，带动曲柄传动杆45运动，从而能带动推杆42运动，从而能配合换刀转盘24同步运动，当所需求的刀具转动推刀架4的正前方使得，推杆42恰好向前推动，从而使得推杆42对侧边凸起35施加向前的推力，使得待作业的刀具33向前推起，从而能够使得待作业的刀具33与其他闲置刀具处于不同的竖直位置，避免作业干涉；更换刀具时，推杆42不再提供向前的推力，从而能复位弹簧36能够快速带动不工作的刀具移动至原位置。本申请整体作业方便简单，通过刀具转动和推杆传动两道程序即可完成换刀处理，并且保证刀具的作业精度，整体作业方便有效。

实施例二：

请参阅图1，本实施例作为实施例一进一步的优化，在其基础上，所述基座1上安装有支撑座11，所述刀具架2通过转轴12安装在支撑座11上，所述支撑座11的两侧均安装有定位架13，所述定位架13上安装有转向导轨14，所述转向导轨14呈弧形结构并且内置有弧形槽口，所述刀具架2的两侧壁上安装有滑栓15，所述刀具架2通过侧壁的滑栓15嵌合安装在转向导轨14内。

所述基座1上设置有角度交替架5，所述角度交替架5的边沿通过滑槽呈活动式安装有滑块51，所述滑块51外接安装有调节杆52，所述调节杆52的前杆端通过固定架53分别与刀具架2的两侧板固定安装，所述角度交替架5内置有调节螺杆54，所述调节螺杆54上安装有调节螺套55，所述调节螺套55与滑块51相连接，所述角度交替架5上安装有调节电机56，所述调节螺杆54连接至调节电机56的驱动端。

鉴于刀具作业时，刀具架2往往并不是在固定的水平或者竖直方向作业，故而本申请还设置有转向机构，用于对刀具架2的作业角度进行调节，本申请将刀具架2通过转轴12安装在支撑座11上，并且通过转向导轨14对转动的作业轨迹进行限位，调节时，通过螺纹传动带动滑块51沿着角度交替架5移动，从而带动调节杆52运动，进而推动刀具架2沿着转向导轨14运动，从而调节作业角度；刀具架2、基座1与调节杆52之间本身呈三角形连接关系，固定后稳定性高，调节角度的同时也兼顾稳定性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构，包括基座（1）和刀具架（2），所述基座（1）上安装有支撑座（11），所述刀具架（2）通过转轴（12）安装在支撑座（11）上，所述刀具架（2）上安装有换刀架（21），其特征在于，所述换刀架（21）的主体为换刀转盘（24），所述换刀转盘（24）上等角度安装有若干定位块（22），所述定位块（22）上安装有相应的刀具座（23），所述刀具座（23）的安装位置均安装有相应的卡合圆柱（25），所述卡合圆柱（25）安装在换刀转盘（24）的另一面，所述换刀架（21）的侧边设置有驱动转盘（27），所述驱动转盘（27）的盘沿位置等角度安装有若干外沿块（28），所述外沿块（28）内均设置有嵌合槽口（29），所述嵌合槽口（29）与卡合圆柱（25）相匹配，所述刀具座（23）包括刀具（33）和安装基筒（31），所述刀具（33）上设置有侧边凸起（35），所述刀具架（2）的顶部安装有推刀架（4），所述推刀架（4）上设置有上沿限位槽（41），所述上沿限位槽（41）内安装有推杆（42），所述推杆（42）的前置杆端安装有挤压板（43），所述挤压板（43）与侧边凸起（35）相贴合，所述推刀架（4）的后端设置有驱动架（44），所述驱动架（44）内置安装有曲柄传动杆（45），所述推杆（42）的后置杆端与曲柄传动杆（45）的弯曲端通过连接套（46）相连接；所述刀具（33）的后端设置有安装柄（32），所述安装基筒（31）为内中空结构并且内置有插合腔（34），所述安装柄（32）伸入至插合腔（34）内，所述插合腔（34）内置安装有复位弹簧（36），所述安装柄（32）的后端与复位弹簧（36）相连接。

2.根据权利要求1所述的基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构，其特征在于，所述换刀架（21）的侧边安装有换刀电机，所述驱动转盘（27）安装在换刀电机的驱动端。

3.根据权利要求1所述的基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构，其特征在于，所述推刀架（4）的底端安装有传动电机，所述曲柄传动杆（45）安装在传动电机的驱动端。

4.根据权利要求1-3任一所述的基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构，其特征在于，所述支撑座（11）的两侧均安装有定位架（13），所述定位架（13）上安装有转向导轨（14），所述刀具架（2）的两侧壁上安装有滑栓（15），所述刀具架（2）通过侧壁的滑栓（15）嵌合安装在转向导轨（14）内。

5.根据权利要求4所述的基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构，其特征在于，所述转向导轨（14）呈弧形结构并且内置有弧形槽口。

6.根据权利要求4所述的基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构，其特征在于，所述基座（1）上设置有角度交替架（5），所述角度交替架（5）的边沿通过滑槽呈活动式安装有滑块（51），所述滑块（51）外接安装有调节杆（52），所述调节杆（52）的前杆端通过固定架（53）分别与刀具架（2）的两侧板固定安装。

7.根据权利要求6所述的基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构，其特征在于，所述角度交替架（5）内置有调节螺杆（54），所述调节螺杆（54）上安装有调节螺套（55），所述调节螺套（55）与滑块（51）相连接。

8.根据权利要求7所述的基于可靠性设计的高自由度多角度调节型快速换刀机构，其特征在于，所述角度交替架（5）上安装有调节电机（56），所述调节螺杆（54）连接至调节电机（56）的驱动端。

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