CN116262319A - 一种磨铣复合加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磨铣复合加工中心，旨在解决加工中心自动换刀结构复杂，冷却喷嘴不能随切换一起切换匹配，影响冷却效果和对切屑的冲刷效果的不足。该发明包括机体、刀具库、喷嘴库、安装在机体上的工作台和立柱，工作台在机体上X轴移动，立柱在机体上Y轴移动，立柱上安装Z轴移动的安装座，安装座上安装加工刀头、修整刀头、冷却喷嘴，修整刀头能在安装座上移动从而与加工刀头靠近和远离；刀具库上安装换刀机构、多种规格的加工刀头和修整刀头，换刀机构能将刀具库上的加工刀头、修整刀头更换下安装座上的加工刀头、修整刀头；喷嘴库上安装换嘴机构、多种规格的冷却喷嘴，换嘴机构能将喷嘴库上的冷却喷嘴更换下安装座上的冷却喷嘴。

Description

一种磨铣复合加工中心

技术领域

本发明涉及一种机械加工技术领域，更具体地说，它涉及一种磨铣复合加工中心。

背景技术

磨铣复合中心是航空发动机叶片磨削加工的重要设备。加工过程中需要更换不同的刀具，以适应不同的加工要求；而且刀具长时间使用会出现磨损，磨损到一定程度后也需要进行更换。目前很多的加工中心上都安装了自动换刀机构，能够实现刀具的自动切换，但是自动换刀机构结构复杂，成本高。加工中心上的冷却喷嘴结构和安装位置是固定的，更换不同的刀具后匹配性不佳，导致冷却喷嘴喷射出的冷却液不能到达最佳位置，影响冷却效果和对切屑的冲刷效果。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供了一种磨铣复合加工中心，它能实现刀具的自动更换，刀具自动更换结构简单，成本低；冷却喷嘴能够自动更换且能移动位置来匹配不同的刀具，使冷却液能够喷射到最佳的位置，保证冷却效果和对切屑的冲刷效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种磨铣复合加工中心，包括机体、刀具库、喷嘴库、安装在机体上的工作台和立柱，工作台在机体上X轴移动，立柱在机体上Y轴移动，立柱上安装Z轴移动的安装座，安装座上安装加工刀头、修整刀头、冷却喷嘴，修整刀头能在安装座上移动从而与加工刀头靠近和远离；刀具库上安装换刀机构、多种规格的加工刀头和修整刀头，换刀机构能将刀具库上的加工刀头、修整刀头更换下安装座上的加工刀头、修整刀头；喷嘴库上安装换嘴机构、多种规格的冷却喷嘴，换嘴机构能将喷嘴库上的冷却喷嘴更换下安装座上的冷却喷嘴。

磨铣复合加工中心工作时，工作台在机体上X轴移动，立柱在机体上Y轴移动，安装座沿Z轴移动，在工作台上安装AC摇篮转台，就能实现五轴联动加工，可实现磨、铣、钻、测量等一系列动作。修整刀头对加工刀头进行修整，保证加工效果和加工精准度。加工刀头和修整刀头均安装在安装座上，一体式布局，刚性最大化，可以同时进行更换。换刀机构将刀具库上的加工刀头、修整刀头更换下安装座上的加工刀头、修整刀头；同时，换嘴机构能喷嘴库上的冷却喷嘴更换下安装座上的冷却喷嘴，确保冷却喷嘴与安装座上的加工刀头、修整刀头相匹配。

本专利的磨铣复合加工中心能实现刀具的自动更换，刀具自动更换结构简单，成本低；冷却喷嘴能够自动更换且能移动位置来匹配不同的刀具，使冷却液能够喷射到最佳的位置，保证冷却效果和对切屑的冲刷效果。

作为优选，安装座上安装由升降电机带动升降的升降座，修整刀头安装在升降座上，升降座置于加工刀头上方。

升降座升降移动实现修整刀头的移动，结构简单，平稳可靠。

作为优选，换刀机构包括移动座、换刀座、取刀杆，移动座上安装移动设置的底座，换刀座转动安装在底座上，换刀座两端均设有两定位夹头，取刀杆能沿X轴、Y轴、Z轴移动，取刀杆上安装刀头抓取座。

取刀杆X轴、Y轴、Z轴移动使刀头抓取座移动到位，刀头抓取座抓取到加工刀头或修整刀头后，取刀杆移动将抓取到的加工刀头或修整刀头转移到定位夹头上，定位夹头对加工刀头或修整刀头进行装夹，换刀座上的两定位夹头上分别装夹加工刀头和修整刀头。换刀时，底座向安装座方向移动，使换刀座一端的两定位夹头分别夹到安装座上的加工刀头和修整刀头上，夹持到位后，安装座松开对加工刀头的修整刀头的装夹，安装座Y轴移动与加工刀头、修整刀头脱离。之后换刀座转过180度，使换刀座另一端的加工刀头和修整刀头对准安装座上的安装位置，安装座回位，加工刀头和修整刀头插装到安装座上并夹紧。取刀杆将换下来的加工刀头和修整刀头转移到刀具库中。整个换刀过程自动完成，结构简单，换刀操作方便，而且可实现加工刀头和修整刀头的同步更换。

作为优选，定位夹头包括两相对设置的夹持臂，夹持臂铰接在换刀座上，夹持臂一端设有弧形夹槽，夹持臂另一端设有倾斜设置的推动壁，两夹持臂之间安装定位弹簧和推动块，推动壁与推动块贴合，推动块连接活塞缸伸缩杆。

定位弹簧安装在两夹持臂之间，使夹持臂设置弧形夹槽的端部向外张开，便于加工刀头或修整刀头的装入。装夹到位后，活塞缸伸缩杆移动，待定推动块移动使两弧形夹槽向相互靠近的方向移动，从而夹紧加工刀头或修整刀头。定位夹头对加工刀头或修整刀头的夹持方便可靠。

作为优选，换刀座上两夹持臂之间安装定位销，加工刀头和修整刀头上均设置连接轴，连接轴外壁上设有定位槽，定位销与定位槽适配插装实现定位夹头对加工刀头或修整刀头的定位。

加工刀头和修整刀头上的连接轴装夹到定位夹头后，连接轴上的定位槽与换刀座上的定位销插装定位，保证了加工刀头和修整刀头的装夹位置精准可靠。

作为优选，移动座安装在刀具库上且移动座能沿Y轴移动，底座安装在移动座上能沿X轴移动；底座上安装换刀电机，换刀电机带动换刀座转动。

通过这种结构设置实现了换刀座在X轴、Y轴方向的移动，底座上的换刀电机转动实现换刀座的转动，便于换刀操作。

作为优选，刀头抓取座上设有定位插孔，刀头抓取座上安装定位活塞缸，定位活塞缸伸缩杆上设置定位插头，加工刀头和修整刀头上均设置连接轴，连接轴外壁上设有定位插槽，连接轴插入定位插孔，定位插头向定位插孔方向伸出并插入定位插槽中实现对连接轴的定位。

取刀杆抓取刀具的过程中，先将刀头抓取座上的定位插孔对准连接轴并插装到连接轴上，然后定位活塞缸伸缩杆向外伸出使定位插头插装到连接轴上的定位插槽中实现对连接轴的定位，防止刀具转移的过程中连接轴脱离定位插孔。

作为优选，刀具库内设置若干放刀立板，放刀立板上安装若干上下间隔布设的刀架板，刀架板上设有用于装载加工刀头和修整刀头的U形槽。

放刀立板的设置使刀具库内的加工刀头和修整刀头能够整齐排列，便于抓取。刀架板上的U形槽方便了加工刀头和修整刀头的装载。

作为优选，换嘴机构包括移动安装在喷嘴库上的连接座，连接座上安装传送带，传送带上间隔安装若干用于装载冷却喷嘴的吊座，吊座上设有吊挂槽；冷却喷嘴上端设有支座，支座一侧设有吊挂杆，冷却喷嘴通过吊挂杆吊挂在吊挂槽上；支座上端设有卡槽，安装座上和冷却喷嘴对应安装有卡头，卡头下端卡在卡槽中。

冷却喷嘴更换操作时，连接座向安装座方向移动，使传动带上的一吊座靠近安装座上的冷却喷嘴，该吊座上的吊挂槽与该冷却喷嘴上的吊挂杆对准后，将安装座上的冷却喷嘴向下移动，使却喷嘴上的吊挂杆插入吊座上的吊挂槽中。之后，传送带运行，将安装座上的冷却喷嘴带离安装座，冷却喷嘴上的卡槽与安装座上的卡头分离。传送带继续运行，待需要更换的冷却喷嘴到达卡头位置后，在传送带的传动力作用下，该冷却喷嘴上的卡槽卡到卡头上，实现更换。更换完成后，安装座上的冷却喷嘴上移，吊挂杆与吊挂槽分离，之后连接座回位。喷嘴的更换自动完成，操作方便。

作为优选，安装座上和冷却喷嘴对应安装有沿X轴移动的安装块，安装块上安装沿Z轴移动的连接块，连接块上安装上下移动设置的锁止杆，锁止杆呈中空管状结构，支座上设置进液孔，锁止杆上端连接进液管；连接块上铰接有锁止活塞缸、L形的铰接板，锁止活塞缸伸缩杆与铰接板的一端铰接，铰接板另一端铰接在连接块上，锁止杆和铰接板之间铰接连杆；卡槽两侧壁上设有定位凹槽，卡头两端分别置于两定位凹槽中，锁止杆下端密封盖合在进液孔开口位置。

这种结构设置使安装座上的冷却喷嘴能够X轴、Y轴移动，便于调整位置，使冷却喷嘴的喷射角度最佳。冷却喷嘴更换到位后，锁止活塞缸工作，带动铰接板、连杆运行，从而将锁止杆向下推动，使锁止杆下端密封盖合在进液孔开口位置，卡头两端分别卡在两定位凹槽中，实现对冷却喷嘴的锁紧。冷却喷嘴拆卸时，锁止活塞缸伸缩杆反向移动，使锁止杆下端脱离支座，便于将支座推离卡头。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本专利的磨铣复合加工中心能实现刀具的自动更换，刀具自动更换结构简单，成本低；冷却喷嘴能够自动更换且能移动位置来匹配不同的刀具，使冷却液能够喷射到最佳的位置，保证冷却效果和对切屑的冲刷效果；（2）加工刀头和修整刀头均安装在安装座上，一体式布局，刚性最大化，可以同时进行更换。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的局部结构示意图；

图3是本发明的侧向立体图；

图4是本发明的刀具库的结构示意图；

图5是本发明的换刀机构的结构示意图；

图6是本发明的换刀座的连接结构示意图；

图7是本发明的安装座上冷却喷嘴的连接结构示意图；

图8是本发明的喷嘴库的结构示意图；

图9是本发明的加工刀头的结构示意图；

图中：1、机体，2、刀具库，3、喷嘴库，4、工作台，5、立柱，6、AC摇篮转台，7、加工刀头，8、修整刀头，9、冷却喷嘴，10、升降座，11、换刀机构，110、移动座，111、换刀座，112、取刀杆，113、底座，114、定位夹头，115、刀头抓取座，116、Y轴导轨，117、取刀Y座，118、X轴导轨，119、取刀X座，120、夹持臂，121、弧形夹槽，122、推动壁，123、定位弹簧，124、推动块，125、定位销，126、连接轴，127、定位槽，128、回位弹簧，129、定位插孔，130、定位插头，131、放刀立板，132、刀架板，133、U形槽，134、凹槽，12、安装座，13、升降电机，14、换嘴机构，140、连接座，141、传送带，142、吊座，143、吊挂槽，144、支座，145、吊挂杆，146、卡槽，147、安装块，148、连接块，149、导杆，150、导柱，151、导向块，152、锁止杆，153、进液孔，154、锁止活塞缸，155、铰接板，156、连杆，157、定位凹槽，158、导板，159、卡头。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例：一种磨铣复合加工中心（参见附图1至附图9），包括机体1、刀具库2、喷嘴库3、安装在机体上的工作台4和立柱5，工作台上安装AC摇篮转台6。工作台在机体上X轴移动，立柱在机体上Y轴移动，立柱上安装Z轴移动的安装座12。

工作台和机体之间安装丝杆机构和直线导轨副，将丝杆的转动转换成工作台的X轴移动。立柱和机体之间安装丝杆机构和直线导轨副，将丝杆的转动转换成立柱的Y轴移动。安装座和立柱之间安装丝杆机构和直线导轨副，将丝杆的转动转换成安装座的Z轴移动。

安装座上安装加工刀头7、修整刀头8、冷却喷嘴9，修整刀头能在安装座上移动从而与加工刀头靠近和远离；安装座上安装由升降电机13带动升降的升降座10，修整刀头安装在升降座上，升降座置于加工刀头上方。安装座上和升降座对应设有导轨，升降座上和导轨对应安装滑块，滑块上设有滑槽，滑块通过滑槽滑动安装在导轨上。升降座上安装升降螺套，安装座上安装升降螺杆，升降螺套适配连接在升降螺杆上，升降电机传动连接升降螺杆。

刀具库上安装换刀机构11、多种规格的加工刀头和修整刀头，换刀机构能将刀具库上的加工刀头、修整刀头更换下安装座上的加工刀头、修整刀头。换刀机构包括移动座110、换刀座111、取刀杆112，移动座上安装移动设置的底座113，换刀座转动安装在底座上，换刀座两端均设有两定位夹头114，取刀杆能沿X轴、Y轴、Z轴移动，取刀杆上安装刀头抓取座115。

刀具库上安装两Y轴导轨116，两Y轴导轨之间安装滑动设置的取刀Y座117，取刀Y座上安装由电机带动运转的Y轴齿轮，刀具库上安装Y轴齿条，Y轴齿轮与Y轴齿条啮合传动。取刀Y座上安装两X轴导轨118，两X轴导轨之间安装滑动设置的取刀X座119，取刀Y座上安装X轴齿条，取刀X座上安装由电机带动运转的X轴齿轮， X轴齿轮与X轴齿条啮合传动。取刀杆沿Z轴移动安装在取刀X座上，取刀杆上安装Z轴齿条，取刀X座上安装有电机带动运转的Z轴齿轮，Z轴齿轮与Z轴齿条啮合传动。

换刀座上的定位夹头包括两相对设置的夹持臂120，夹持臂铰接在换刀座上，夹持臂一端设有弧形夹槽121，夹持臂另一端设有倾斜设置的推动壁122，两夹持臂之间安装定位弹簧123和推动块124，推动壁与推动块贴合，推动块连接活塞缸伸缩杆。夹持臂与换刀座的铰接位置置于定位弹簧和推动块之间。换刀座上两夹持臂之间安装定位销125，加工刀头和修整刀头上均设置连接轴126，连接轴外壁上设有定位槽127，定位销与定位槽适配插装实现定位夹头对加工刀头或修整刀头的定位。推动块和换刀座之间安装回位弹簧128。

移动座安装在刀具库上且移动座能沿Y轴移动，底座安装在移动座上能沿X轴移动；底座上安装换刀电机，换刀电机带动换刀座转动。刀具库上安装Y轴活塞缸，Y轴活塞缸伸缩杆与移动座连接，移动座上安装X轴活塞缸，X轴活塞缸伸缩杆与底座连接。

刀头抓取座上设有定位插孔129，刀头抓取座上安装定位活塞缸，定位活塞缸伸缩杆上设置定位插头130，连接轴外壁上设有定位插槽，连接轴插入定位插孔，定位插头向定位插孔方向伸出并插入定位插槽中实现对连接轴的定位。刀具库内设置若干放刀立板131，放刀立板上安装若干上下间隔布设的刀架板132，刀架板上设有用于装载加工刀头和修整刀头的U形槽133。加工刀头和修整刀头的连接轴外壁上均设有凹槽134。凹槽卡在U型槽边缘。

喷嘴库上安装换嘴机构14、多种规格的冷却喷嘴，换嘴机构能将喷嘴库上的冷却喷嘴更换下安装座上的冷却喷嘴。换嘴机构包括移动安装在喷嘴库上的连接座140，连接座上安装传送带141，传送带上间隔安装若干用于装载冷却喷嘴的吊座142，吊座上设有吊挂槽143；冷却喷嘴上端设有支座144，支座一侧设有吊挂杆145，冷却喷嘴通过吊挂杆吊挂在吊挂槽上；支座上端设有卡槽146，安装座上和冷却喷嘴对应安装有卡头159，卡头下端卡在卡槽中。

安装座上和冷却喷嘴对应安装有沿X轴移动的安装块147，安装块上安装沿Z轴移动的连接块148。安装座上安装两导杆149，安装块滑动安装在两导杆上，两导杆端部之间连接固定座，固定座上安装由电机带动运转的螺杆，螺杆与安装块螺纹连接，螺杆转动带动安装块沿X轴移动。连接块上设有两导柱150，两导柱之间连接导向块151，导柱活动插装在安装块上，安装块上安装有电机带动运转的螺杆，螺杆与导向块螺纹连接，螺杆转动带动导向块移动，从而实现连接块沿Z轴移动。连接块上安装上下移动设置的锁止杆152，锁止杆呈中空管状结构，支座上设置进液孔153，锁止杆上端连接进液管；连接块上铰接有锁止活塞缸154、L形的铰接板155，锁止活塞缸伸缩杆与铰接板的一端铰接，铰接板另一端铰接在连接块上，锁止杆和铰接板之间铰接连杆156；卡槽两侧壁上设有定位凹槽157，卡头连接在连接块上，卡头两端分别置于两定位凹槽中，锁止杆下端密封盖合在进液孔开口位置。连接块上设有沿Z轴移动的导板158，铰接板通过转动安装在导板上实现与连接块的铰接。

磨铣复合加工中心工作时，工作台在机体上X轴移动，立柱在机体上Y轴移动，安装座沿Z轴移动，在工作台上安装AC摇篮转台，就能实现五轴联动加工，可实现磨、铣、钻、测量等一系列动作。修整刀头对加工刀头进行修整，保证加工效果和加工精准度。加工刀头和修整刀头均安装在安装座上，一体式布局，刚性最大化，可以同时进行更换。换刀机构将刀具库上的加工刀头、修整刀头更换下安装座上的加工刀头、修整刀头；同时，换嘴机构能喷嘴库上的冷却喷嘴更换下安装座上的冷却喷嘴，确保冷却喷嘴与安装座上的加工刀头、修整刀头相匹配。

以上所述的实施例只是本发明较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种磨铣复合加工中心，其特征是，包括机体、刀具库、喷嘴库、安装在机体上的工作台和立柱，工作台在机体上X轴移动，立柱在机体上Y轴移动，立柱上安装Z轴移动的安装座，安装座上安装加工刀头、修整刀头、冷却喷嘴，修整刀头能在安装座上移动从而与加工刀头靠近和远离；刀具库上安装换刀机构、多种规格的加工刀头和修整刀头，换刀机构能将刀具库上的加工刀头、修整刀头更换下安装座上的加工刀头、修整刀头；喷嘴库上安装换嘴机构、多种规格的冷却喷嘴，换嘴机构能将喷嘴库上的冷却喷嘴更换下安装座上的冷却喷嘴。

2.根据权利要求1所述的一种磨铣复合加工中心，其特征是，安装座上安装由升降电机带动升降的升降座，修整刀头安装在升降座上，升降座置于加工刀头上方。

3.根据权利要求1所述的一种磨铣复合加工中心，其特征是，换刀机构包括移动座、换刀座、取刀杆，移动座上安装移动设置的底座，换刀座转动安装在底座上，换刀座两端均设有两定位夹头，取刀杆能沿X轴、Y轴、Z轴移动，取刀杆上安装刀头抓取座。

4.根据权利要求3所述的一种磨铣复合加工中心，其特征是，定位夹头包括两相对设置的夹持臂，夹持臂铰接在换刀座上，夹持臂一端设有弧形夹槽，夹持臂另一端设有倾斜设置的推动壁，两夹持臂之间安装定位弹簧和推动块，推动壁与推动块贴合，推动块连接活塞缸伸缩杆。

5.根据权利要求4所述的一种磨铣复合加工中心，其特征是，换刀座上两夹持臂之间安装定位销，加工刀头和修整刀头上均设置连接轴，连接轴外壁上设有定位槽，定位销与定位槽适配插装实现定位夹头对加工刀头或修整刀头的定位。

6.根据权利要求3所述的一种磨铣复合加工中心，其特征是，移动座安装在刀具库上且移动座能沿Y轴移动，底座安装在移动座上能沿X轴移动；底座上安装换刀电机，换刀电机带动换刀座转动。

7.根据权利要求3所述的一种磨铣复合加工中心，其特征是，刀头抓取座上设有定位插孔，刀头抓取座上安装定位活塞缸，定位活塞缸伸缩杆上设置定位插头，加工刀头和修整刀头上均设置连接轴，连接轴外壁上设有定位插槽，连接轴插入定位插孔，定位插头向定位插孔方向伸出并插入定位插槽中实现对连接轴的定位。

8.根据权利要求1所述的一种磨铣复合加工中心，其特征是，刀具库内设置若干放刀立板，放刀立板上安装若干上下间隔布设的刀架板，刀架板上设有用于装载加工刀头和修整刀头的U形槽。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的一种磨铣复合加工中心，其特征是，换嘴机构包括移动安装在喷嘴库上的连接座，连接座上安装传送带，传送带上间隔安装若干用于装载冷却喷嘴的吊座，吊座上设有吊挂槽；冷却喷嘴上端设有支座，支座一侧设有吊挂杆，冷却喷嘴通过吊挂杆吊挂在吊挂槽上；支座上端设有卡槽，安装座上和冷却喷嘴对应安装有卡头，卡头下端卡在卡槽中。

10.根据权利要求9所述的一种磨铣复合加工中心，其特征是，安装座上和冷却喷嘴对应安装有沿X轴移动的安装块，安装块上安装沿Z轴移动的连接块，连接块上安装上下移动设置的锁止杆，锁止杆呈中空管状结构，支座上设置进液孔，锁止杆上端连接进液管；连接块上铰接有锁止活塞缸、L形的铰接板，锁止活塞缸伸缩杆与铰接板的一端铰接，铰接板另一端铰接在连接块上，锁止杆和铰接板之间铰接连杆；卡槽两侧壁上设有定位凹槽，卡头两端分别置于两定位凹槽中，锁止杆下端密封盖合在进液孔开口位置。

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