CN114871841A - 一种减少冷却液使用的四轴加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明涉及四轴加工设备领域，尤其涉及一种减少冷却液使用的四轴加工中心。为了解决四轴加工中心工作中需要耗费大量的冷却液，并且对铣刀喷淋过多的冷却液，将导致冷却液的有效吸热效率降低，造成大量资源浪费的技术问题。本发明提供了这样一种减少冷却液使用的四轴加工中心，包括有调控单元和喷头组件等；调控单元连接喷头组件。本四轴加工中心的喷头组件能够分开执行冲洗功能和冷却功能，使从喷头组件中喷出的冷却液均能够有效的贴合铣刀外表面进行吸热冷却工作，在保证对铣刀进行高效冷却处理的同时，实现减少冷却液的使用量，使冷却液在冷却过程中具有高效的利用率，避免造成大量资源浪费。

Description

一种减少冷却液使用的四轴加工中心

技术领域

本发明涉及四轴加工设备领域，尤其涉及一种减少冷却液使用的四轴加工中心。

背景技术

加工中心通常指带刀库的数控铣床，四轴加工中心的四轴就是在三轴的基础上增加了A旋转轴，即在X、Y、Z、A四个位移自由度上，对物件进行加工，四轴加工中心的铣刀在更换工作前后，和对目标件进行冲铣工作期间，都需要使用大量的冷却液对铣刀进行冷却工作和冲洗工作，避免铣刀出现钝化而影响其使用寿命。

现有的四轴加工中心，通常在铣刀的一侧安装冷却液喷淋头，在进行冲铣工作时，由喷淋头按自定角度，定时对铣刀和目标件进行冷却液冲淋工作，在完成一道冲洗工序后，进行铣刀更换工作期间，还需要再对铣刀表面的碎屑进行冲洗工作，并使铣刀冷却，因此在四轴加工中心的工作中，需要耗费大量的冷却液，并且对铣刀喷淋过多的冷却液进行冷却工作，将导致冷却液的有效吸热效率降低，造成大量资源浪费。

发明内容

为了克服四轴加工中心工作中需要耗费大量的冷却液，并且对铣刀喷淋过多的冷却液，将导致冷却液的有效吸热效率降低，造成大量资源浪费的缺点，本发明提供一种减少冷却液使用的四轴加工中心。

技术方案为：一种减少冷却液使用的四轴加工中心，包括有调控单元、喷头组件、引流单元、四轴加工机床、升降机构、伸缩机构、旋转机构、安装块、驱动机构、储液舱、冷却液供给机构、固定架和铣刀件；四轴加工机床的中部安装有升降机构；升降机构的滑块部件前侧安装有伸缩机构；伸缩机构的伸缩杆部件前端安装有旋转机构；旋转机构的转轴部件前侧固接有安装块；安装块的内部安装有驱动机构；安装块的下侧固接有储液舱；储液舱的左侧接通有侧管道；四轴加工机床的左侧安装有冷却液供给机构；冷却液供给机构的输液管道接通侧管道；驱动机构的下侧连接有固定架；固定架的内部转动连接有转动轴；驱动机构连接转动轴；转动轴的下端固接有铣刀件；环绕储液舱的底部设置有若干个分开执行冲洗功能和冷却功能的喷头组件；储液舱的内部连接有同时调控喷头组件的调控单元；调控单元的上侧连接安装块；固定架的下侧连接有引流单元，引流单元配合调控单元以节流模式进行冷却工作。

进一步，驱动机构包括有驱动电机、轴套和主轴；安装块的上侧固接有驱动电机；安装块的中部固接有轴套；轴套的下侧固接固定架；轴套的内部转动连接有主轴；驱动电机的输出轴固接主轴；主轴固接转动轴。

进一步，调控单元包括有电动推杆、压环、导向环、伸缩杆、滚轮和第一拉绳；安装块的左侧和右侧各固接有一个电动推杆；两个电动推杆的伸缩端之间固接有压环，压环位于储液舱的内部；储液舱的内底部固接有导向环；压环与导向环之间固接有若干个伸缩杆；导向环的上侧连接有若干个滚轮；伸缩杆的上侧各固接有一个第一拉绳；第一拉绳的下端分别绕过一个滚轮的外表面，并连接一个喷头组件。

进一步，导向环设置从下到上逐渐收缩的环形圆台结构。

进一步，喷头组件包括有密封套、万向球轴、喷液头和弹簧件；储液舱的下侧固接有密封套；密封套的内部滑动连接有万向球轴；万向球轴的内部滑动连接有喷液头；喷液头的上端各固接一个第一拉绳；喷液头的下端喷嘴部连接引流单元；万向球轴与密封套之间固接有弹簧件。

进一步，喷液头的管道部设置为L形的弯曲结构。

进一步，引流单元包括有引流舱、引流板、卡板、第一扭力弹簧、叶板、第二扭力弹簧和第二拉绳；固定架的下侧固接有引流舱；引流舱的内部开设有环形结构的引流槽；喷液头的喷嘴部均对齐引流舱的引流槽上部；引流舱的内侧壁固接有若干个引流板；环绕固定架的外侧通过转轴分别转动连接有若干个卡板；卡板与引流舱之间各固接有两个第一扭力弹簧，第一扭力弹簧套设在相邻卡板的转轴外表面；环绕引流舱的下端通过转轴分别转动连接有叶板；叶板与引流舱之间各固接有两个第二扭力弹簧，第二扭力弹簧套设在相邻叶板的转轴外表面；卡板与其下方的一个叶板之间，各固接有两个第二拉绳；卡板各紧贴相邻的一个喷液头。

进一步，引流舱设置为从上到下逐渐收缩的锥形环状结构。

进一步，引流板均设置为螺旋向下的半螺旋结构。

进一步，叶板设置为从上到下逐渐向铣刀件方向靠拢的弧形结构。

本发明的有益效果为：本发明的四轴加工中心的喷头组件，能够分开执行冲洗功能和冷却功能，当需要对铣刀进行冲洗工作时，调控单元带动喷头组件拔离引流单元，使喷头组件对准铣刀进行冲洗工作，将铣刀外表面粘附的碎屑冲洗干净，接着在进行对铣刀的冷却工作时，仅需调控单元带动喷头组件插回至引流单元中，并减小喷头组件喷出冷却液的输出量，使冷却液沿引流单元以螺旋向下的路线，沿铣刀外表面向下流落，使从喷头组件中喷出的冷却液均能够有效的贴合铣刀外表面进行吸热冷却工作，在保证对铣刀进行高效冷却处理的同时，实现减少冷却液的使用量；通过上述处理步骤，本四轴加工中心在工作中耗费的冷却液量大幅度减少，并且以淋落的方式对铣刀喷淋冷却液，提高冷却液贴覆铣刀外表面时的有效吸热效率，使冷却液在冷却过程中具有高效的利用率，避免造成大量资源浪费。

附图说明

图1为本申请的立体结构示意图；

图2为本申请的安装块剖面图；

图3为本申请的驱动机构立体结构示意图；

图4为本申请的储液舱剖面图；

图5为本申请的驱动机构爆炸图；

图6为本申请的调控单元和喷头组件局部立体结构示意图；

图7为本申请的引流单元立体结构示意图；

图8为本申请的卡板立体结构示意图；

图9为本申请的叶板立体结构示意图。

图中零部件名称及序号：1-四轴加工机床，2-升降机构，3-伸缩机构，4-旋转机构，5-安装块，61-驱动电机，62-轴套，63-主轴，7-储液舱，71-侧管道，8-冷却液供给机构，81-输液管道，9-固定架，91-转动轴，10-铣刀件，101-电动推杆，102-压环，103-导向环，104-伸缩杆，105-滚轮，106-第一拉绳，201-密封套，202-万向球轴，203-喷液头，204-弹簧件，301-引流舱，302-引流板，303-卡板，304-第一扭力弹簧，305-叶板，306-第二扭力弹簧，307-第二拉绳。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例

一种减少冷却液使用的四轴加工中心，以下简称四轴加工中心，如图1-图9所示，包括有调控单元、喷头组件、引流单元、四轴加工机床1、升降机构2、伸缩机构3、旋转机构4、安装块5、驱动机构、储液舱7、冷却液供给机构8、固定架9和铣刀件10；四轴加工机床1内设有收纳各种类型铣刀件10的刀库；刀库中设有更换铣刀件10的机械手；四轴加工机床1的中部安装有升降机构2；升降机构2的滑块部件前侧安装有伸缩机构3；伸缩机构3的伸缩杆104部件前端安装有旋转机构4；旋转机构4的转轴部件前侧螺栓连接有安装块5；安装块5的内部安装有驱动机构；安装块5的下侧螺栓连接有储液舱7；储液舱7的左侧接通有侧管道71；四轴加工机床1的左侧安装有冷却液供给机构8；冷却液供给机构8的输液管道81接通侧管道71；驱动机构的下侧连接有固定架9；固定架9的内部转动连接有转动轴91；驱动机构连接转动轴91；转动轴91的下端固接有铣刀件10；环绕储液舱7的底部设置有若干个喷头组件；储液舱7的内部连接有调控单元；喷头组件均连接调控单元；调控单元的上侧连接安装块5；固定架9的下侧连接有引流单元；引流单元连接调控单元。

如图3和图5所示，驱动机构包括有驱动电机61、轴套62和主轴63；安装块5的上侧螺栓连接有驱动电机61；安装块5的中部固接有轴套62；轴套62的下侧螺栓连接固定架9；轴套62的内部转动连接有主轴63；驱动电机61的输出轴固接主轴63；主轴63固接转动轴91。

如图4和图6所示，调控单元包括有电动推杆101、压环102、导向环103、伸缩杆104、滚轮105和第一拉绳106；安装块5的左侧和右侧各螺栓连接有一个电动推杆101；两个电动推杆101的伸缩端之间螺栓连接有压环102，压环102位于储液舱7的内部；储液舱7的内底部螺栓连接有导向环103；导向环103设置从下到上逐渐收缩的环形圆台结构；压环102与导向环103之间固接有若干个伸缩杆104；导向环103的上侧连接有若干个滚轮105；伸缩杆104的上侧各固接有一个第一拉绳106；第一拉绳106的下端分别绕过一个滚轮105的外表面，并连接一个喷头组件。

如图4和图6所示，喷头组件包括有密封套201、万向球轴202、喷液头203和弹簧件204；储液舱7的下侧固接有密封套201；密封套201的内部滑动连接有万向球轴202；万向球轴202的内部滑动连接有喷液头203；喷液头203的管道部设置为L形的弯曲结构；喷液头203的上端各固接一个第一拉绳106；喷液头203的下端喷嘴部连接引流单元；万向球轴202与密封套201之间固接有弹簧件204。

如图7-图9所示，引流单元包括有引流舱301、引流板302、卡板303、第一扭力弹簧304、叶板305、第二扭力弹簧306和第二拉绳307；固定架9的下侧螺栓连接有引流舱301；引流舱301设置为从上到下逐渐收缩的锥形环状结构；引流舱301的内部开设有环形结构的引流槽；喷液头203的喷嘴部均对齐引流舱301的引流槽上部；引流舱301的内侧壁焊接有若干个引流板302；引流板302均设置为螺旋向下的半螺旋结构；环绕固定架9的外侧通过转轴分别转动连接有若干个卡板303；卡板303与引流舱301之间各固接有两个第一扭力弹簧304，第一扭力弹簧304套设在相邻卡板303的转轴外表面；环绕引流舱301的下端通过转轴分别转动连接有叶板305；叶板305设置为从上到下逐渐向铣刀件10方向靠拢的弧形结构；叶板305与引流舱301之间各固接有两个第二扭力弹簧306，第二扭力弹簧306套设在相邻叶板305的转轴外表面；卡板303与其下方的一个叶板305之间，各固接有两个第二拉绳307；卡板303各紧贴相邻的一个喷液头203。

本四轴加工中心的升降机构2、伸缩机构3和旋转机构4，分别对安装块5中的铣刀件10进行Z轴调节工作、X轴位移工作和A轴旋转工作，实现以任意高度和角度对目标件进行冲铣处理，本四轴加工中心的喷头组件能够分别对铣刀件10执行冲洗功能和冷却功能。

当需要对铣刀件10进行冲洗工作时，冷却液供给机构8通过输液管道81，从侧管道71向储液舱7内持续灌入冷却液，同时电动推杆101的伸缩端拉动压环102向上移动，压环102带动伸缩杆104向上拉伸，使伸缩杆104通过第一拉绳106拉动喷液头203沿万向球轴202向上升起，弹簧件204被喷液头203向上拉伸，此时喷液头203的上端受导向环103的阻挡，使喷液头203的沿导向环103的内侧壁倾斜向上移动，喷液头203带动万向球轴202旋转，实现通过改变喷液头203的高度，将喷液头203从引流舱301的引流槽中拔出同时，对喷液头203的喷嘴部进行角度调节，实现喷液头203的喷嘴部以指定角度对准铣刀件10的外表面，并将储液舱7内的冷却液喷淋在铣刀件10的外表面，完成对铣刀件10的碎屑冲洗工作。

在结束铣刀件10的碎屑冲洗工作后，需要对铣刀件10进行冷却工作时，电动推杆101的伸缩端拉动压环102向下移动复位，压环102带动伸缩杆104向下收缩，同时被拉伸的弹簧件204带动喷液头203沿万向球轴202向下复位，同时万向球轴202受喷液头203下端的重力而旋转复位，使喷液头203的喷嘴部插回至引流舱301的引流槽中，并减小冷却液供给机构8对储液舱7内输送冷却液的输液功率，减少喷液头203喷出冷却液的输出量，喷液头203喷出的冷却液进入引流舱301的引流槽中后，冷却液沿引流槽内相邻两个引流板302之间的间隙以螺旋向下的路线，流经叶板305粘覆在铣刀件10外表面，并沿铣刀件10外表面向下流落，使从喷液头203中喷出的冷却液均能够有效的贴合铣刀件10外表面进行吸热冷却工作，在保证对铣刀件10进行高效冷却处理的同时，实现减少冷却液的使用量。

在结束对铣刀件10的吸热冷却工作后，电动推杆101的伸缩端再次拉动压环102向上移动，压环102带动伸缩杆104向上拉伸，使喷液头203从引流舱301的引流槽中拔出，由于卡板303的状态被喷液头203卡在引流舱301上，并且第一扭力弹簧304初始为被扭转的状态，当喷液头203离开卡板303时，初始呈被扭转状态的第一扭力弹簧304带动卡板303向上翻起，同时卡板303通过两个第二拉绳307，拉动叶板305向外旋开，同时叶板305带动第二扭力弹簧306向外扭转产生扭矩力，使叶板305远离铣刀件10，方便四轴加工机床1内刀库中设有的机械手对铣刀件10进行更换工作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种减少冷却液使用的四轴加工中心，包括有四轴加工机床(1)、升降机构(2)、伸缩机构(3)、旋转机构(4)和安装块(5)；四轴加工机床(1)的中部安装有升降机构(2)；升降机构(2)的滑块部件前侧安装有伸缩机构(3)；伸缩机构(3)的伸缩杆(104)部件前端安装有旋转机构(4)；旋转机构(4)的转轴部件前侧固接有安装块(5)；其特征是，还包括有调控单元、喷头组件、引流单元、驱动机构、储液舱(7)、冷却液供给机构(8)、固定架(9)和铣刀件(10)；安装块(5)的内部安装有驱动机构；安装块(5)的下侧固接有储液舱(7)；储液舱(7)的左侧接通有侧管道(71)；四轴加工机床(1)的左侧安装有冷却液供给机构(8)；冷却液供给机构(8)的输液管道(81)接通侧管道(71)；驱动机构的下侧连接有固定架(9)；固定架(9)的内部转动连接有转动轴(91)；驱动机构连接转动轴(91)；转动轴(91)的下端固接有铣刀件(10)；环绕储液舱(7)的底部设置有若干个分开执行冲洗功能和冷却功能的喷头组件；储液舱(7)的内部连接有同时调控喷头组件的调控单元；调控单元的上侧连接安装块(5)；固定架(9)的下侧连接有引流单元，引流单元配合调控单元以节流模式进行冷却工作。

2.根据权利要求1所述的一种减少冷却液使用的四轴加工中心，其特征是，驱动机构包括有驱动电机(61)、轴套(62)和主轴(63)；安装块(5)的上侧固接有驱动电机(61)；安装块(5)的中部固接有轴套(62)；轴套(62)的下侧固接固定架(9)；轴套(62)的内部转动连接有主轴(63)；驱动电机(61)的输出轴固接主轴(63)；主轴(63)固接转动轴(91)。

3.根据权利要求1所述的一种减少冷却液使用的四轴加工中心，其特征是，调控单元包括有电动推杆(101)、压环(102)、导向环(103)、伸缩杆(104)、滚轮(105)和第一拉绳(106)；安装块(5)的左侧和右侧各固接有一个电动推杆(101)；两个电动推杆(101)的伸缩端之间固接有压环(102)，压环(102)位于储液舱(7)的内部；储液舱(7)的内底部固接有导向环(103)；压环(102)与导向环(103)之间固接有若干个伸缩杆(104)；导向环(103)的上侧连接有若干个滚轮(105)；伸缩杆(104)的上侧各固接有一个第一拉绳(106)；第一拉绳(106)的下端分别绕过一个滚轮(105)的外表面，并连接一个喷头组件。

4.根据权利要求3所述的一种减少冷却液使用的四轴加工中心，其特征是，导向环(103)设置从下到上逐渐收缩的环形圆台结构。

5.根据权利要求3所述的一种减少冷却液使用的四轴加工中心，其特征是，喷头组件包括有密封套(201)、万向球轴(202)、喷液头(203)和弹簧件(204)；储液舱(7)的下侧固接有密封套(201)；密封套(201)的内部滑动连接有万向球轴(202)；万向球轴(202)的内部滑动连接有喷液头(203)；喷液头(203)的上端各固接一个第一拉绳(106)；喷液头(203)的下端喷嘴部连接引流单元；万向球轴(202)与密封套(201)之间固接有弹簧件(204)。

6.根据权利要求5所述的一种减少冷却液使用的四轴加工中心，其特征是，喷液头(203)的管道部设置为L形的弯曲结构。

7.根据权利要求5所述的一种减少冷却液使用的四轴加工中心，其特征是，引流单元包括有引流舱(301)、引流板(302)、卡板(303)、第一扭力弹簧(304)、叶板(305)、第二扭力弹簧(306)和第二拉绳(307)；固定架(9)的下侧固接有引流舱(301)；引流舱(301)的内部开设有环形结构的引流槽；喷液头(203)的喷嘴部均对齐引流舱(301)的引流槽上部；引流舱(301)的内侧壁固接有若干个引流板(302)；环绕固定架(9)的外侧通过转轴分别转动连接有若干个卡板(303)；卡板(303)与引流舱(301)之间各固接有两个第一扭力弹簧(304)，第一扭力弹簧(304)套设在相邻卡板(303)的转轴外表面；环绕引流舱(301)的下端通过转轴分别转动连接有叶板(305)；叶板(305)与引流舱(301)之间各固接有两个第二扭力弹簧(306)，第二扭力弹簧(306)套设在相邻叶板(305)的转轴外表面；卡板(303)与其下方的一个叶板(305)之间，各固接有两个第二拉绳(307)；卡板(303)各紧贴相邻的一个喷液头(203)。

8.根据权利要求7所述的一种减少冷却液使用的四轴加工中心，其特征是，引流舱(301)设置为从上到下逐渐收缩的锥形环状结构。

9.根据权利要求7所述的一种减少冷却液使用的四轴加工中心，其特征是，引流板(302)均设置为螺旋向下的半螺旋结构。

10.根据权利要求7所述的一种减少冷却液使用的四轴加工中心，其特征是，叶板(305)设置为从上到下逐渐向铣刀件(10)方向靠拢的弧形结构。

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