CN113263361B

CN113263361B - 一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置

Info

Publication number: CN113263361B
Application number: CN202110816590.5A
Authority: CN
Inventors: 何佳楠
Original assignee: Nantong Suoxing Fluid Equipment Co ltd
Current assignee: Nantong Suoxing Fluid Equipment Co ltd
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2021-09-21
Anticipated expiration: 2041-07-20
Also published as: CN113263361A

Abstract

本发明公开了一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置，包括竖板，靠上垂直固定在竖板背侧的横板，两组刀具，设置在竖板前侧、用于同步调整两组刀具位置的换刀机构，设置在竖板后侧、用于在换刀后打磨的仿形打磨机构，以及设置在换刀机构与仿形打磨机构之间上方、用于固定和带动旋转两组刀具中对应刀具的方位变动机构。本发明在换刀机构、仿形打磨机构、方位变动机构的相互配合下，使两个第一转动盘上的刀库一个为被仿形刀库，另一个为被仿形打磨刀库，利用仿形对已使用的刀具的外表面进行打磨处理，结构简单易于理解。

Description

一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置

技术领域

本发明涉及数控铣床技术领域，尤其涉及一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置。

背景技术

目前的数控铣床为了实现的一次装夹多工序加工，就必须具备换刀系统，以实现刀库与铣床主轴之间刀具的装卸与传递功能。经检索，中国专利公开号为CN112676927A公开的一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置，包括打磨箱，所述打磨箱内设有开口向前的打磨腔，所述打磨腔后壁内转动连接有后置轴，所述后置轴外周面上固定连接有换刀板，所述换刀板左右相互远离一端设有两个开口相背的离心腔，两个所述离心腔以所述打磨腔中心线为对称中心左右对称分布设置。

此现有专利为了对刀具进行固定以及打磨设置了过多结构，且其也仅是对刀具的侧边打磨，无法对刀具进行全方位的打磨作业。

为此，我们提出一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置来解决上述问题。

发明内容

本发明意在提供一种能够对刀具进行仿形全方位打磨的基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置，包括竖板，靠上垂直固定在竖板背侧的横板，两组刀具，设置在竖板前侧、用于同步调整两组刀具位置的换刀机构，设置在竖板后侧、用于在换刀后打磨的仿形打磨机构，以及设置在换刀机构与仿形打磨机构之间上方、用于固定和带动旋转两组刀具中对应刀具的方位变动机构；各组所述刀具包括但不限于十字刀、球头刀、弧形刀；所述刀具由从上至下依次同轴固定的装卸头、齿轮、连接柱、刀具主体构成，装卸头为圆台结构，且直径较小的一端朝上；所述换刀机构包括两个用于对应安置两组刀具的第一转动盘，同轴固定连接在各第一转动盘下端的第一转轴，以及用于驱动其中一个第一转轴的第一电机，两个第一转轴齿轮带传动连接，各第一转动盘以自身轴线为中心周向均匀开设多个装卸口；所述装卸口的内径大于连接柱的截面直径但小于齿轮的直径，各第一转动盘在各装卸口的外围周向均匀滚动安装有多个滚柱；所述仿形打磨机构包括两个转动安装在横板内通过齿轮带传动连接的第二转轴，同轴固定连接在各第二转轴下端的第二转动盘，其中一个第二转动盘和与之连接的第二转轴之间连接有第一复位件，且该第二转动盘的下端偏心处还通过第一连杆连接有顶针，另一个第二转动盘的下端偏心处通过第二连杆连接有安装杆；顶针的另一端贯穿竖板并在第一复位件的弹性力作用下与其中一组刀具中的其中一个刀具的刀具主体相抵接触，安装杆的另一端贯穿竖板后、其上端固定安装有打磨器，打磨器的端沿与另一组中对应刀具的刀具主体接触；所述仿形打磨机构还包括用于带动横板升降的动力机构；所述方位变动机构包括可与齿轮啮合的动板，开设在动板靠近换刀机构一侧的滑槽，对称滑动连接在滑槽内的滑块，固定在滑块与滑槽内壁之间的第一弹簧，固定在滑块前侧的盖板，开设在盖板下端与装卸头结构匹配的契合槽，契合槽与装卸头之间设有定位件，设置在滑槽下端且可与齿轮啮合的齿纹部；还包括用于带动动板先下降以使得齿纹部与齿轮啮合、后水平位移的限位推动机构。

优选地，所述动力机构包括竖直设置的螺纹杆与导杆，且横板内设有与螺纹杆螺纹连接的螺纹槽和与导杆滑动连接的导孔，还包括用于驱动螺纹杆的第二电机。

优选地，所述限位推动机构包括固定在动板上端的从动杆，固定安装在从动杆前后两侧的滑柱，设置在从动杆前后两侧的侧板，对应开设在侧板内且与滑柱滑动连接的滑道，用于连接两个侧板的框板，固定在框板上端的限位条，设置在框板左右两侧的第二复位件与推动件。

优选地，所述第二复位件包括固定设置的固定筒，截面大的一端位于固定筒内、截面小的一端与框板固定的T型杆，与T型杆、固定筒内壁相抵的第二弹簧；所述推动件包括推动气缸和固定在推动气缸伸缩端的推板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在换刀机构、仿形打磨机构、方位变动机构的相互配合下，使两个第一转动盘上的刀库一个为被仿形刀库，另一个为被仿形打磨刀库，利用仿形对已使用的刀具的外表面进行打磨处理，结构简单易于理解。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置的左侧仰视图；

图2为本发明提出的一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置的前侧俯视图；

图3为本发明提出的一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置的后侧俯视图；

图4为本发明提出的一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置后侧侧视的结构示意图；

图5为本发明提出的一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置的俯视图；

图6为本发明提出的一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置的正视图；

图7为本发明提出的一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置的侧视图；

图8为本发明提出的一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置固定筒与T型杆的连接处的剖视图。

图中：1竖板、2横板、3第一转轴、4第一转动盘、5装卸口、6滚柱、7装卸头、8连接柱、9刀具主体、10齿轮、11第一电机、12第二转轴、13第二转动盘、14第一连杆、15顶针、16第二连杆、17安装杆、18打磨器、19第一复位件、20导杆、21螺纹杆、22第二电机、23侧板、24框板、25限位条、26滑道、27滑柱、28从动杆、29动板、30滑槽、31盖板、32契合槽、33第一弹簧、34推动气缸、35推板、36固定筒、37 T型杆、38第二弹簧。

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，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。

参照图1-8，一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置，包括竖板1，靠上垂直固定在竖板1背侧的横板2，两组刀具，两组刀具中的刀具类型一一对应，以便进行仿形打磨，设置在竖板1前侧、用于同步调整两组刀具位置的换刀机构，带动两个第一转动盘4中刀具的转动，设置在竖板1后侧、用于在换刀后打磨的仿形打磨机构，以及设置在换刀机构与仿形打磨机构之间上方、用于固定和带动旋转两组刀具中对应刀具的方位变动机构，主要固定装卸头7上端，避免刀具在转动过程中跳动使齿轮10与齿纹部发生分离。

具体的，各组刀具包括但不限于十字刀、球头刀、弧形刀，还可以是其他需要的刀具类型；刀具由从上至下依次同轴固定的装卸头7、齿轮10、连接柱8、刀具主体9，装卸头7为圆台结构，且直径较小的一端朝上，装卸头7的圆台结构为现有铣床中其中一种刀库中刀具固有结构。

需要说明的是，为了使本发明的结构一目了然，所以并未画出部分结构所需要的支撑结构，但为了本发明技术方案清楚地被理解，下面穿插说明部分结构的支撑方式。

具体的，换刀机构包括两个用于对应安置两组刀具的第一转动盘4，同轴固定连接在各第一转动盘4下端的第一转轴3，本发明还包括与第一转轴3下端转动连接的第一支撑面，以及用于驱动其中一个第一转轴3的第一电机11，第一电机11嵌设在第一支撑面上，两个第一转轴3齿轮带传动连接，齿轮带传动方式较为稳定，各第一转动盘4以自身轴线为中心周向均匀开设多个装卸口5；

装卸口5的内径大于连接柱8的截面直径但小于齿轮10的直径，使齿轮10担在装卸口5上，各第一转动盘4在各装卸口5的外围周向均匀滚动安装有多个滚柱6，第一转动盘4的上表面开设用于安装滚柱6的滚槽，多个滚柱6与齿轮10滚动连接，替代了齿轮10与第一转动盘4之间的滑动摩擦。

具体的，仿形打磨机构包括两个转动安装在横板2内通过齿轮带传动连接的第二转轴12，此处的齿轮带传动位于横板2的上方，同轴固定连接在各第二转轴12下端的第二转动盘13，本发明还包括与第二转轴12转动连接的第二支撑面，其中一个第二转动盘13和与之连接的第二转轴12之间连接有第一复位件19，第一复位件19为盘簧，主要目的是使顶针15始终与刀具外表面接触，且该第二转动盘13的下端偏心处还通过第一连杆14连接有顶针15，另一个第二转动盘13的下端偏心处通过第二连杆16连接有安装杆17；

顶针15的另一端贯穿竖板1并在第一复位件19的弹性力作用下与其中一组刀具中的其中一个刀具的刀具主体9相抵接触，安装杆17的另一端贯穿竖板1后、其上端固定安装有打磨器18，打磨器18的端沿与另一组中对应刀具的刀具主体9接触，顶针15为被动描画刀具外形的结构，打磨器18则为从动描画另一刀具外形的结构。

仿形打磨机构还包括用于带动横板2升降的动力机构，更具体的，动力机构包括竖直设置的螺纹杆21与导杆20，且横板2内设有与螺纹杆21螺纹连接的螺纹槽和与导杆20滑动连接的导孔，还包括用于驱动螺纹杆21的第二电机22，本发明还包括与导杆20上下端固定连接、与螺纹杆21上下端转动连接的第三支撑面。

具体的，方位变动机构包括可与齿轮10啮合的动板29，需要着重说明的是，本发明还包括与动板29右侧面相抵的第四支撑面，使动板29右侧无可移动空间，因此在初始状态下，滑柱27处于滑道26的左上端，开设在动板29靠近换刀机构一侧的滑槽30，对称滑动连接在滑槽30内的滑块（图中未画出），滑槽30与滑块采用具有限位作用的结构，如T型，固定在滑块与滑槽30内壁之间的第一弹簧33，第一弹簧33便于后续盖板31的复位，固定在滑块前侧的盖板31，开设在盖板31下端与装卸头7结构匹配的契合槽32，契合槽32与装卸头7之间设有定位件，定位件为设置在契合槽32与装卸头7上的磁吸件，设置在滑槽30下端且可与齿轮10啮合的齿纹部，未画出齿纹。

具体的，还包括用于带动动板29先下降以使得齿纹部与齿轮10啮合、后水平位移的限位推动机构。更具体的，限位推动机构包括固定在动板29上端的从动杆28，固定安装在从动杆28前后两侧的滑柱27，设置在从动杆28前后两侧的侧板23，对应开设在侧板23内且与滑柱27滑动连接的滑道26，滑道26自左向右倾斜开设，用于连接两个侧板23的框板24，固定在框板24上端的限位条25，本发明还包括用于与限位条25滑动连接的轨道，使框板24等移动更为稳定，设置在框板24左右两侧的第二复位件与推动件。

具体的，第二复位件包括固定设置的固定筒36，截面大的一端位于固定筒36内、截面小的一端与框板24固定的T型杆37，与T型杆37、固定筒36内壁相抵的第二弹簧38，T型杆37被限位在固定筒36内；

推动件包括推动气缸34和固定在推动气缸34伸缩端的推板35，推板35并不与框板24接触，以便其在第二复位件的作用下复位。

在使用本发明时，需要说明的是，分别设置在两个第一转动盘4上的两组刀具，其中有与顶针15接触的刀具在刀库为被仿形刀库，另一组则为被仿形打磨刀库，两个刀库中的刀具沿某旋转方向位置一一对应，刀库中的刀具由于拆装较为方便，可灵活使用备用刀库（被仿形刀库）。

下面对换刀后如何打磨进行说明：

第一电机11可通过带传动方式带动被仿形打磨刀库中空装卸口5转动至卸刀具的位置，后带动所需刀具转动至可被铣床自动装夹的位置，最后再带动已卸刀具转动至盖板31的下方位置。

推动气缸34通过推板35向左推动框板24与侧板23，第二复位件整个长度不变后发生缩短，在第二复位件长度不变得过程中，侧板23通过滑道26与滑柱27产生对从动杆28、动板29向下运动的分力，进而带动盖板31逐渐向下移动，在向下移动的过程中，在定位件的作用下，两个刀具逐渐转动使方位一致，契合槽32契合在装卸头7上，此时的齿纹部与两个齿轮10啮合；

在滑柱27与滑道26下端接触后第二复位件长度发生缩短，通过从动杆28带动动板29和齿纹部向左移动，进而带动两个刀具间歇转动，转动方式为固定步距角转动，在盖板31与装卸头7的挤压下，位于左侧的第一弹簧33被拉伸、位于右侧的第一弹簧33被压缩；

此处需要说明的是，滑道26的纵向宽度等于装卸头7至契合槽32内顶面的最短间距，在第一弹簧33处于原长时，契合槽32与装卸头7位置一一对应。

在两个刀具转动至一步距角后、还未转动另一步距角之前，就需要对刀具所在竖直面进行打磨，具体如下：通过动力机构带动横板2与竖板1进行上升或下降，在其过程中，顶针15在第一复位件19的作用下始终与被仿形刀具的外表面接触，但由于刀具的外表面并不是齐平的，顶针15则会在其轴向上发生位移，顶针15通过第一连杆14将转矩传递给其中一个第二转动盘13，其中一个第二转动盘13通过带传动方式将转矩同步传递给另一个第二转动盘13，第二转动盘13通过第二连杆16带动安装杆17以及打磨器18靠近或远离被仿形打磨刀具的外表面，进而实现仿形打磨；而后两个刀具继续转动一步距角后，同理，通过动力机构带动横板2与竖板1进行下降或上升，直至完成此竖直部分的打磨，重复多次即可实现被仿形打磨刀具外表面的打磨作业。

还需要说明的是，具体如何实现空装卸口5、已使用刀具、需要使用刀具转动至合适位置，可通过位置传感器进行得知，位置传感器在现有铣床中应用较广，本发明改进不在于此，因此不作阐述；

在横板2在竖直方向上位移一个设定距离后，推动气缸34自动伸出一个设定距离，带动齿轮10转动一个步距角，此可通过设置位置传感器来实现。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置，其特征在于：包括竖板（1），靠上垂直固定在竖板（1）背侧的横板（2），两组刀具，设置在竖板（1）前侧、用于同步调整两组刀具位置的换刀机构，设置在竖板（1）后侧、用于在换刀后打磨的仿形打磨机构，以及设置在换刀机构与仿形打磨机构之间上方、用于固定和带动旋转两组刀具中对应刀具的方位变动机构；

各组所述刀具包括但不限于十字刀、球头刀、弧形刀；所述刀具由从上至下依次同轴固定的装卸头（7）、齿轮（10）、连接柱（8）、刀具主体（9）构成，装卸头（7）为圆台结构，且直径较小的一端朝上；

所述换刀机构包括两个用于对应安置两组刀具的第一转动盘（4），同轴固定连接在各第一转动盘（4）下端的第一转轴（3），以及用于驱动其中一个第一转轴（3）的第一电机（11），两个第一转轴（3）齿轮带传动连接，各第一转动盘（4）以自身轴线为中心周向均匀开设多个装卸口（5）；

所述装卸口（5）的内径大于连接柱（8）的截面直径但小于齿轮（10）的直径，各第一转动盘（4）在各装卸口（5）的外围周向均匀滚动安装有多个滚柱（6）；

所述仿形打磨机构包括两个转动安装在横板（2）内通过齿轮带传动连接的第二转轴（12），同轴固定连接在各第二转轴（12）下端的第二转动盘（13），其中一个第二转动盘（13）和与之连接的第二转轴（12）之间连接有第一复位件（19），且该第二转动盘（13）的下端偏心处还通过第一连杆（14）连接有顶针（15），另一个第二转动盘（13）的下端偏心处通过第二连杆（16）连接有安装杆（17）；

顶针（15）的另一端贯穿竖板（1）并在第一复位件（19）的弹性力作用下与其中一组刀具中的其中一个刀具的刀具主体（9）相抵接触，安装杆（17）的另一端贯穿竖板（1）后、其上端固定安装有打磨器（18），打磨器（18）的端沿与另一组中对应刀具的刀具主体（9）接触；

所述仿形打磨机构还包括用于带动横板（2）升降的动力机构；

所述方位变动机构包括可与齿轮（10）啮合的动板（29），开设在动板（29）靠近换刀机构一侧的滑槽（30），对称滑动连接在滑槽（30）内的滑块，固定在滑块与滑槽（30）内壁之间的第一弹簧（33），固定在滑块前侧的盖板（31），开设在盖板（31）下端与装卸头（7）结构匹配的契合槽（32），契合槽（32）与装卸头（7）之间设有定位件，设置在滑槽（30）下端且可与齿轮（10）啮合的齿纹部；

还包括用于带动动板（29）先下降以使得齿纹部与齿轮（10）啮合、后水平位移的限位推动机构。

2.根据权利要求1所述的一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置，其特征在于：所述动力机构包括竖直设置的螺纹杆（21）与导杆（20），且横板（2）内设有与螺纹杆（21）螺纹连接的螺纹槽和与导杆（20）滑动连接的导孔，还包括用于驱动螺纹杆（21）的第二电机（22）。

3.根据权利要求1所述的一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置，其特征在于：所述限位推动机构包括固定在动板（29）上端的从动杆（28），固定安装在从动杆（28）前后两侧的滑柱（27），设置在从动杆（28）前后两侧的侧板（23），对应开设在侧板（23）内且与滑柱（27）滑动连接的滑道（26），用于连接两个侧板（23）的框板（24），固定在框板（24）上端的限位条（25），设置在框板（24）左右两侧的第二复位件与推动件。

4.根据权利要求3所述的一种基于数控铣床连续换刀后刀具打磨装置，其特征在于：所述第二复位件包括固定设置的固定筒（36），截面大的一端位于固定筒（36）内、截面小的一端与框板（24）固定的T型杆（37），与T型杆（37）、固定筒（36）内壁相抵的第二弹簧（38）；

所述推动件包括推动气缸（34）和固定在推动气缸（34）伸缩端的推板（35）。