CN114453947B - 一种用于金属首饰加工的五轴cnc机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机床设备的技术领域，特别是涉及一种用于金属首饰加工的五轴CNC机床，包括机床本体，所述机床本体内设置有换刀机构；所述换刀机构包括换刀环，所述换刀环上安装有多个多边形固外框，所述多边形固外框穿过换刀环，所述多边形固外框内设置有多边形固定盘，所述多边形固定盘朝向外侧的端面壁上安装有刀套；该设备可实现刀具的自动化切换工作，有效简化换刀方式，降低换刀难度，节省人力和时间，提高工作效率，同时设备换刀前后的位置保持固定，从而有效提高加工精度，避免换刀前后的位置发生偏差并影响工件加工质量。

Description

一种用于金属首饰加工的五轴CNC机床

技术领域

本发明涉及机床设备的技术领域，特别是涉及一种用于金属首饰加工的五轴CNC机床。

背景技术

众所周知，随着我国工业水平的不断提高，工业设备中的自动化程度、加工精度和加工复杂程度也在不断提高，其中五轴CNC机床的问世也为工业制造提供极大便利性，并且其能够完成较为复杂的金属首饰的自动化加工工作，五轴CNC机床的主要特点是可对加工刀具方向进行多角度和多方向的调整，从而提高加工的便捷性和加工精度。

传统的五轴CNC机床在使用时，其上通常只安装一个刀具，当需要进行换刀工作时，机床需要将刀具和其上刀座移动至远离工件的闲置位置，然后将刀具拆下并将新的刀具安装在机床上，之后再将刀具重新移动至加工位置并进行加工处理，然而此种换刀方式较为繁琐，不易进行操作，换刀所需时间较长，影响工件加工效率，同时经过换刀的刀具重新移动至加工位置后，其与初始位置容易产生偏差，影响工件加工精度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于金属首饰加工的五轴CNC机床。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

用于金属首饰加工的五轴CNC机床，包括机床本体，所述机床本体内设置有换刀机构；

所述换刀机构包括换刀环，所述换刀环上安装有多个多边形固外框，所述多边形固外框穿过换刀环，所述多边形固外框内设置有多边形固定盘，所述多边形固定盘朝向外侧的端面壁上安装有刀套，所述刀套上安装有刀具，所述换刀环内侧竖向设置有多边形移动轴，所述多边形移动轴底部设置有对接结构；

其中，所述多边形固外框内设置有弹性挤压结构，所述弹性挤压结构用于对多边形固定盘进行挤压固定。

进一步地，所述多边形固定盘朝向所述换刀环内侧的端面壁上安装有对接圆柱，所述对接圆柱的圆周外壁上开设有环形卡槽，所述对接圆柱的端部开设有多个插孔，并且多个插孔呈环形分布，所述插孔的开口位置设置为锥形；

所述对接结构包括安装在多边形移动轴底部的扣槽板，所述扣槽板开口朝下，所述扣槽板内安装有多个插杆，并且多个插杆呈环形分布，所述插杆的外端为锥形，所述扣槽板的外壁上滑动套设有推动套，所述推动套底部端面设置为锥形，所述扣槽板圆周外壁上设置有多个卡位板，所述卡位板穿过所述扣槽板并滑动连接，所述卡位板的外端为锥形，并且所述卡位板的锥面与所述推动套的锥面滑动连接。

进一步地，所述多边形移动轴内部中空，所述多边形移动轴的外壁上开设有多个豁口，所述多边形移动轴内滑动设置有活塞槽板，所述活塞槽板底部设置为锥形，所述活塞槽板的外壁上安装有多个直角架，所述直角架的外端穿过所述豁口并安装在推动套上；

所述多边形移动轴顶部连通安装有气管。

进一步地，所述弹性挤压结构包括开设在所述多边形固外框每个边内部的卡位腔，所述卡位腔朝向多边形固定盘的内侧壁上开设有弧形通口，所述多边形固定盘的外壁上开设有弧形卡槽；

所述卡位腔内设置有挤压圆柱，所述挤压圆柱外壁穿过弧形通口并与弧形卡槽内壁接触，所述挤压圆柱上安装有板簧，所述板簧安装在卡位腔内壁上。

进一步地，还包括弓形固定板，所述弓形固定板上安装有两个固定套管，并且两个固定套管位于所述换刀环的左右两侧，所述固定套管内转动套装有主轴，所述主轴的两端均伸出至固定套管的外侧，所述弓形固定板顶部和所述主轴顶部均安装在机床本体上；

所述主轴的底部安装有第一齿轮，两个第一齿轮之间啮合设置有第二齿轮，所述第二齿轮位于换刀环内侧，所述多边形移动轴穿过所述第二齿轮并滑动连接，所述第二齿轮上安装有环形导轨，所述环形导轨上滑动安装有两个滑块，所述滑块上安装有安装板，所述安装板的外端安装在固定套管上。

进一步地，所述固定套管的外壁上滑动套设有滑套，两个滑套之间安装有移动板，所述固定套管的外壁上安装有第一电机，所述第一电机的输出端安装有螺纹杆，所述螺纹杆穿过所述移动板并螺装连接；

所述多边形移动轴的顶部转动安装在移动板上。

进一步地，还包括两个弓形导向板，两个弓形导向板分别位于所述换刀环的左右两侧，所述弓形导向板的外端滑动安装在换刀环上，所述弓形导向板上安装有连接板，所述连接板固定在固定套管上。

进一步地，所述换刀环一侧的所述固定套管上安装有第二电机，所述第二电机的输出端安装有传动轮，所述传动轮与所述换刀环的外壁传动接触。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

1、通过采用自动换刀的结构，可实现设备刀具的自动换刀工作，简化人工换刀的工作繁琐性，降低换刀难度，方便使工件加工工作连续进行，提高工作效率；

2、本案中换刀工作时，设备可保持静止状态，设备换刀前后的位置保持固定，从而有效提高加工精度，避免换刀前后的位置发生偏差并影响工件加工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中换刀机构放大结构示意图；

图3是图2中多边形移动轴剖视右视结构示意图；

图4是图2中换刀机构剖视结构示意图；

图5是图3中A处局部放大结构示意图；

图6是图4中B处局部放大结构示意图；

图7是图5中C处局部放大结构示意图；

图8是图5中多边形固定盘放大结构示意图；

图9是图6中扣槽板仰视局部放大结构示意图；

附图中标记：1、机床本体；2、换刀机构；3、换刀环；4、多边形固外框；5、多边形固定盘；6、刀套；7、刀具；8、多边形移动轴；9、对接圆柱；10、环形卡槽；11、插孔；12、扣槽板；13、插杆；14、推动套；15、卡位板；16、豁口；17、活塞槽板；18、直角架；19、气管；20、卡位腔；21、挤压圆柱；22、板簧；23、弓形固定板；24、固定套管；25、主轴；26、第一齿轮；27、第二齿轮；28、环形导轨；29、滑块；30、安装板；31、滑套；32、移动板；33、第一电机；34、螺纹杆；35、弓形导向板；36、连接板；37、第二电机；38、传动轮。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例采用递进的方式撰写。

如图1至图9所示，本发明的一种用于金属首饰加工的五轴CNC机床，包括机床本体1，所述机床本体1内设置有换刀机构2；

所述换刀机构2包括换刀环3，所述换刀环3上安装有多个多边形固外框4，所述多边形固外框4穿过换刀环3，所述多边形固外框4内设置有多边形固定盘5，所述多边形固定盘5朝向外侧的端面壁上安装有刀套6，所述刀套6上安装有刀具7，所述换刀环3内侧竖向设置有多边形移动轴8，所述多边形移动轴8底部设置有对接结构；

其中，所述多边形固外框4内设置有弹性挤压结构，所述弹性挤压结构用于对多边形固定盘5进行挤压固定。

本实施例中，推动多边形移动轴8移动，多边形移动轴8带动其上的对接结构同步移动，对接结构可与多边形固外框4内的多边形固定盘5连接，从而使多边形固定盘5固定在多边形移动轴8上，多边形移动轴8同步推动多边形固定盘5、刀套6和刀具7移动，使多边形固定盘5移出多边形固外框4，转动多边形移动轴8，多边形移动轴8带动刀具7同步转动，机床本体1可控制转动状态的刀具7移动并对刀具7的角度进行调整，从而通过刀具7对工件进行加工处理，当需要进行换刀工作时，机床本体1停止运行，此时拉动多边形移动轴8反向移动，多边形移动轴8带动多边形固定盘5重新移动至多边形固外框4内，多边形固外框4内的弹性挤压结构重新对多边形固定盘5进行固定，对接结构与该多边形固定盘5分离，转动换刀环3，换刀环3将下一组多边形固外框4、多边形固定盘5、刀套6和刀具7转动至多边形移动轴8对接位置，重新推动多边形移动轴8移动，多边形移动轴8带动下一组刀具7移动并转动，从而完成换刀工作，该换刀过程中换刀机构2的位置保持固定，从而避免换刀时，刀具7移动并导致其换刀前后的位置发生偏差，影响工件加工精度，该设备可实现刀具的自动化切换工作，有效简化换刀方式，降低换刀难度，节省人力和时间，提高工作效率，同时设备换刀前后的位置保持固定，从而有效提高加工精度，避免换刀前后的位置发生偏差并影响工件加工质量。

在本实施例中，通过采用多边形固外框4和多边形固定盘5配合使用，可方便对刀具7的位置和角度进行定位和限位，提高刀具7对工件加工精度，同时方便多边形移动轴8与多边形固定盘5顺利对接。

作为上述实施例的优选，所述多边形固定盘5朝向所述换刀环3内侧的端面壁上安装有对接圆柱9，所述对接圆柱9的圆周外壁上开设有环形卡槽10，所述对接圆柱9的端部开设有多个插孔11，并且多个插孔11呈环形分布，所述插孔11的开口位置设置为锥形；

所述对接结构包括安装在多边形移动轴8底部的扣槽板12，所述扣槽板12开口朝下，所述扣槽板12内安装有多个插杆13，并且多个插杆13呈环形分布，所述插杆13的外端为锥形，所述扣槽板12的外壁上滑动套设有推动套14，所述推动套14底部端面设置为锥形，所述扣槽板12圆周外壁上设置有多个卡位板15，所述卡位板15穿过所述扣槽板12并滑动连接，所述卡位板15的外端为锥形，并且所述卡位板15的锥面与所述推动套14的锥面滑动连接。

本实施例中，多边形移动轴8带动扣槽板12、插杆13、推动套14和卡位板15同步向下移动，扣槽板12扣设在对接圆柱9的外侧，多个插杆13分别插入多个插孔11内，通过将插杆13底部设置为锥形，并且插孔11开口设置为锥形，可方便插杆13顺利进入插孔11内，避免对接工作发生碰撞，同时方便对扣槽板12和对接圆柱9的对接工作进行导向，当卡位板15移动至环形卡槽10位置时，推动推动套14向下滑动，推动套14通过其上锥形面和卡位板15上的锥形面推动卡位板15向扣槽板12内侧滑动，卡位板15插入环形卡槽10内，从而使卡位板15通过环形卡槽10对对接圆柱9进行卡装固定工作，对接工作完成，通过采用插孔11和插杆13，可在对对接圆柱9和多边形固定盘5进行对接导向处理时，方便对对接圆柱9传递转动扭矩，从而方便使多边形固定盘5和对接圆柱9顺利转动，通过采用环形卡槽10和卡位板15，可方便对对接圆柱9位置进行卡装固定处理。

在本实施例中，通过将对接圆柱9的卡装工作和扭矩传递工作进行单独处理，可有效提高各部件的工作强度，提高对接工作的牢固性，提高扭矩传递的同步性和准确性。

作为上述实施例的优选，所述多边形移动轴8内部中空，所述多边形移动轴8的外壁上开设有多个豁口16，所述多边形移动轴8内滑动设置有活塞槽板17，所述活塞槽板17底部设置为锥形，所述活塞槽板17的外壁上安装有多个直角架18，所述直角架18的外端穿过所述豁口16并安装在推动套14上；

所述多边形移动轴8顶部连通安装有气管19。

本实施例中，外界空气通过气管19泵入多边形移动轴8内，多边形移动轴8内的空气推动活塞槽板17向下移动，活塞槽板17下侧的多边形移动轴8内部空气通过豁口16排出，活塞槽板17通过直角架18推动推动套14向下移动，从而推动卡位板15移动，当多边形移动轴8内的空气通过气管19抽离时，活塞槽板17在多边形移动轴8内向上移动，推动套14同步向上移动，从而带动推动套14上下移动。

在本实施例中，通过将活塞槽板17底部设置为锥形，可方便活塞槽板17在多边形移动轴8内向上移动时，外界空气顺利进入活塞槽板17底部，豁口16可同步对直角架18的移动位置进行限位，从而方便对推动套14和卡位板15的移动位置进行限位，避免推动套14与卡位板15发生挤压脱离。

作为上述实施例的优选，所述弹性挤压结构包括开设在所述多边形固外框4每个边内部的卡位腔20，所述卡位腔20朝向多边形固定盘5的内侧壁上开设有弧形通口，所述多边形固定盘5的外壁上开设有弧形卡槽；

所述卡位腔20内设置有挤压圆柱21，所述挤压圆柱21外壁穿过弧形通口并与弧形卡槽内壁接触，所述挤压圆柱21上安装有板簧22，所述板簧22安装在卡位腔20内壁上。

本实施例中，板簧22挤压挤压圆柱21，使挤压圆柱21与多边形固定盘5挤压接触，通过挤压圆柱21对多边形固定盘5进行卡位处理，从而避免多边形固定盘5随意移动，通过设置弧形通口，可方便对挤压圆柱21位置进行卡位处理，避免挤压圆柱21穿过弧形通口并移动至多边形固外框4的外侧。

作为上述实施例的优选，还包括弓形固定板23，所述弓形固定板23上安装有两个固定套管24，并且两个固定套管24位于所述换刀环3的左右两侧，所述固定套管24内转动套装有主轴25，所述主轴25的两端均伸出至固定套管24的外侧，所述弓形固定板23顶部和所述主轴25顶部均安装在机床本体1上；

所述主轴25的底部安装有第一齿轮26，两个第一齿轮26之间啮合设置有第二齿轮27，所述第二齿轮27位于换刀环3内侧，所述多边形移动轴8穿过所述第二齿轮27并滑动连接，所述第二齿轮27上安装有环形导轨28，所述环形导轨28上滑动安装有两个滑块29，所述滑块29上安装有安装板30，所述安装板30的外端安装在固定套管24上。

本实施例中，机床本体1通过弓形固定板23带动换刀机构2移动，从而调整工作状态的刀具7的角度和位置，机床本体1带动两个主轴25转动，两个主轴25通过第一齿轮26同步带动第二齿轮27转动，第二齿轮27带动多边形移动轴8转动，多边形移动轴8带动刀具7转动，同时环形导轨28、滑块29和安装板30可对第二齿轮27进行支撑。

在本实施例中，通过采用两个第一齿轮26带动第二齿轮27的传动方式，可方便避开换刀环3，避免对换刀环3的转动造成影响，通过采用第二齿轮27和多边形移动轴8的连接方式，可方便使第二齿轮27始终对任意位置的多边形移动轴8进行传动，方便实现多边形移动轴8对刀具7扭矩传递工作的同时实现多边形移动轴8对刀具7的位置调整工作。

作为上述实施例的优选，所述固定套管24的外壁上滑动套设有滑套31，两个滑套31之间安装有移动板32，所述固定套管24的外壁上安装有第一电机33，所述第一电机33的输出端安装有螺纹杆34，所述螺纹杆34穿过所述移动板32并螺装连接；

所述多边形移动轴8的顶部转动安装在移动板32上。

本实施例中，第一电机33通过螺纹杆34推动移动板32进行上下移动，移动板32带动多边形移动轴8移动，从而实现多边形移动轴8位置的调整工作，多边形移动轴8可在移动板32上转动，移动板32同步带动滑套31在固定套管24上滑动。

作为上述实施例的优选，还包括两个弓形导向板35，两个弓形导向板35分别位于所述换刀环3的左右两侧，所述弓形导向板35的外端滑动安装在换刀环3上，所述弓形导向板35上安装有连接板36，所述连接板36固定在固定套管24上。

本实施例中，通过设置弓形导向板35和连接板36，可方便对换刀环3进行导向和支撑。

作为上述实施例的优选，所述换刀环3一侧的所述固定套管24上安装有第二电机37，所述第二电机37的输出端安装有传动轮38，所述传动轮38与所述换刀环3的外壁传动接触。

本实施例中，第二电机37通过传动轮38带动换刀环3转动，从而实现换刀环3的换刀工作。

本发明的一种用于金属首饰加工的五轴CNC机床，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于金属首饰加工的五轴CNC机床，其特征在于，包括机床本体（1），所述机床本体（1）内设置有换刀机构（2）；

所述换刀机构（2）包括换刀环（3），所述换刀环（3）上安装有多个多边形固外框（4），所述多边形固外框（4）穿过换刀环（3），所述多边形固外框（4）内设置有多边形固定盘（5），所述多边形固定盘（5）朝向外侧的端面壁上安装有刀套（6），所述刀套（6）上安装有刀具（7），所述换刀环（3）内侧竖向设置有多边形移动轴（8），所述多边形移动轴（8）底部设置有对接结构；

其中，所述多边形固外框（4）内设置有弹性挤压结构，所述弹性挤压结构用于对多边形固定盘（5）进行挤压固定；

所述多边形固定盘（5）朝向所述换刀环（3）内侧的端面壁上安装有对接圆柱（9），所述对接圆柱（9）的圆周外壁上开设有环形卡槽（10），所述对接圆柱（9）的端部开设有多个插孔（11），并且多个插孔（11）呈环形分布，所述插孔（11）的开口位置设置为锥形；

所述对接结构包括安装在多边形移动轴（8）底部的扣槽板（12），所述扣槽板（12）开口朝下，所述扣槽板（12）内安装有多个插杆（13），并且多个插杆（13）呈环形分布，所述插杆（13）的外端为锥形，所述扣槽板（12）的外壁上滑动套设有推动套（14），所述推动套（14）底部端面设置为锥形，所述扣槽板（12）圆周外壁上设置有多个卡位板（15），所述卡位板（15）穿过所述扣槽板（12）并滑动连接，所述卡位板（15）的外端为锥形，并且所述卡位板（15）的锥面与所述推动套（14）的锥面滑动连接；

所述多边形移动轴（8）内部中空，所述多边形移动轴（8）的外壁上开设有多个豁口（16），所述多边形移动轴（8）内滑动设置有活塞槽板（17），所述活塞槽板（17）底部设置为锥形，所述活塞槽板（17）的外壁上安装有多个直角架（18），所述直角架（18）的外端穿过所述豁口（16）并安装在推动套（14）上；

所述多边形移动轴（8）顶部连通安装有气管（19）；

所述弹性挤压结构包括开设在所述多边形固外框（4）每个边内部的卡位腔（20），所述卡位腔（20）朝向多边形固定盘（5）的内侧壁上开设有弧形通口，所述多边形固定盘（5）的外壁上开设有弧形卡槽；

所述卡位腔（20）内设置有挤压圆柱（21），所述挤压圆柱（21）外壁穿过弧形通口并与弧形卡槽内壁接触，所述挤压圆柱（21）上安装有板簧（22），所述板簧（22）安装在卡位腔（20）内壁上。

2.根据权利要求1所述的一种用于金属首饰加工的五轴CNC机床，其特征在于，还包括弓形固定板（23），所述弓形固定板（23）上安装有两个固定套管（24），并且两个固定套管（24）位于所述换刀环（3）的左右两侧，所述固定套管（24）内转动套装有主轴（25），所述主轴（25）的两端均伸出至固定套管（24）的外侧，所述弓形固定板（23）顶部和所述主轴（25）顶部均安装在机床本体（1）上；

所述主轴（25）的底部安装有第一齿轮（26），两个第一齿轮（26）之间啮合设置有第二齿轮（27），所述第二齿轮（27）位于换刀环（3）内侧，所述多边形移动轴（8）穿过所述第二齿轮（27）并滑动连接，所述第二齿轮（27）上安装有环形导轨（28），所述环形导轨（28）上滑动安装有两个滑块（29），所述滑块（29）上安装有安装板（30），所述安装板（30）的外端安装在固定套管（24）上。

3.根据权利要求2所述的一种用于金属首饰加工的五轴CNC机床，其特征在于，所述固定套管（24）的外壁上滑动套设有滑套（31），两个滑套（31）之间安装有移动板（32），所述固定套管（24）的外壁上安装有第一电机（33），所述第一电机（33）的输出端安装有螺纹杆（34），所述螺纹杆（34）穿过所述移动板（32）并螺装连接；

所述多边形移动轴（8）的顶部转动安装在移动板（32）上。

4.根据权利要求3所述的一种用于金属首饰加工的五轴CNC机床，其特征在于，还包括两个弓形导向板（35），两个弓形导向板（35）分别位于所述换刀环（3）的左右两侧，所述弓形导向板（35）的外端滑动安装在换刀环（3）上，所述弓形导向板（35）上安装有连接板（36），所述连接板（36）固定在固定套管（24）上。

5.根据权利要求4所述的一种用于金属首饰加工的五轴CNC机床，其特征在于，所述换刀环（3）一侧的所述固定套管（24）上安装有第二电机（37），所述第二电机（37）的输出端安装有传动轮（38），所述传动轮（38）与所述换刀环（3）的外壁传动接触。

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