CN201300326Y - 气缸、扭簧、曲线轴承、刀爪锁定作同步位移换刀机构 - Google Patents

Abstract

一种气缸、扭簧、曲线轴承、刀爪锁定作同步位移换刀机构，包括盘式刀库(2)，其特征在于：在机床床身(1)上设置有气缸(3)，气缸(3)的另一端与盘式刀库(2)连接，盘式刀库(2)上设置有摇摆支撑杆(31)，摇摆支撑杆(31)的端部设置有轴(32)，轴(32)轴承支撑在与机床床身(1)固定连接的支架(42)的端部，轴(32)上设置有预压扭簧(33)。具有结构简单，动作平稳，换刀过程误差微小，并能保证整个动作过程安全等优点。

Description

气缸、扭簧、曲线轴承、刀爪锁定作同步位移换刀机构

技术领域：

本实用新型涉及一种同步动作的换刀机构，尤其是一种结构简单，动作十分平稳，且能够有效保证换刀过程安全的换刀机构。

背景技术：

现有的数控加工中心用换刀机构，需要在换刀时进行原点的校正、扣刀角度的检验和定位，上述步骤虽然可以保证动作的精准性和安全性，但是整个换刀及检验的过程较为复杂，耗时较长，完成整个换刀动作大概需要9秒钟。除此之外，在刀把与刀具的接触处一般不设锁刀装置，这样当刀具本身重量较大或换刀速度较快时，有可能会因刀把承受不了较大的冲量而使刀具飞脱，造成设备的损坏或技术人员的伤亡。

发明内容：

本实用新型是为了解决现有技术所存在的上述问题，提供一种结构简单，动作平稳，换刀过程误差微小，并能保证整个动作过程安全的换刀机构。

本实用新型的技术解决方案是：一种气缸、扭簧、曲线轴承、刀爪锁定作同步位移换刀机构，包括盘式刀库2，其特征在于：在机床床身1上设置有气缸3，气缸3的另一端与盘式刀库2连接，盘式刀库2上设置有摇摆支撑杆31，摇摆支撑杆31的端部设置有轴32，轴32轴承支撑在与机床床身1固定连接的支架42的端部，轴32上设置有预压扭簧33。

气缸3和开设有滑道4的固定板40分别与机床床身1固定连接，气缸3的推杆15套接有浮动接头17，浮动接头17和刀库等距轴承调整座13通过接头连接轴18活动连接，刀库等距轴承调整座13上还设置有轴承固定心轴42，轴承固定心轴42上设置的等距轴承14配合安装在滑道4中，刀库等距轴承调整座13设置在盘式刀库2上。

在气缸3的推杆15上套接有浮动接头17，浮动接头17和固定连接在支架42上的气缸连接板50通过接头连接轴18活动连接，气缸3的另一端与气缸固定支架51轴连接，气缸固定支架51与盘式刀库2固定连接。

设置在盘式刀库2圆周边缘上的刀爪5由基块10和其两侧的爪手11组成，基块10的内部纵向设置有纵向弹簧6，纵向弹簧6的上端支撑有侧面开设凹槽8的顶块7，顶块7的上端设置有触块9，与触块9位置相对应的撞块16与设置在盘式刀库2上的刀库等距轴承调整座13固定连接，设置在抓手11上且与凹槽8纵向位置相对应的销柱12形状与凹槽8相配，刀爪5上远离抓刀端处设置有两端均与抓手11相连的横向弹簧15。

所述的凹槽8下部为斜面。

所述的触块9为钢珠。

所述的气缸3、推杆15、浮动接头17，气缸连接板50、接头连接轴18和气缸固定支架51均为两个，且对称地设置在机床床身1和盘式刀库2上。

本实用新型同现有技术相比，具有如下优点：

1、整个换刀过程中，即刀盘作摆动的全过程中，等距轴承在滑道的作用下，只能沿着滑道的轨迹运动，因而可以保证动作过程中机构的稳定，从而解决了定位问题，无须在动作完成后进行定位、校验等步骤，大大的节省了换刀时间。

2、在刀把上设置了锁刀机构，这样可以在刀具重量较大或者换刀速度较快时保证刀具不会飞脱出刀把，极大地降低了换刀动作时的安全隐患，保障安全生产。

附图说明：

图1为本实用新型实施例一的主视图。

图2为本实用新型实施例一的俯视图。

图3为本实用新型实施例一的右视图。

图4为本实用新型实施例二的主视图。

图5为本实用新型实施例二的俯视图。

图6为本实用新型实施例A部松刀状态的放大图。

图7为本实用新型实施例A部松刀状态的俯视剖视图。

图8为本实用新型实施例A部锁刀状态的放大图。

图9为本实用新型实施例A部锁刀状态的俯视剖视图。

具体实施方式：

下面将结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

实施例一：

如图1、2、3、7、8、9、10所示：一种气缸、扭簧、曲线轴承、刀爪锁定作同步位移换刀机构，包括盘式刀库2，其特征在于：气缸3和开设有滑道4的固定板40分别与机床床身1固定连接，气缸3的推杆15上套接有一个浮动接头17，浮动接头17的另外一端和刀库等距轴承调整座13通过接头连接轴18连接，且浮动接头17和刀库等距轴承调整作13可以绕着接头连接轴18作转动；刀库等距轴承调整座13上还设置有轴承固定心轴42，轴承固定心轴42上轴承支撑有等距轴承14，等距轴承14与滑道4向配合，且安装在滑道4中；刀库等距轴承调整座13设置在盘式刀库2上，盘式刀库2上还设置有摇摆支撑杆31，摇摆支撑杆31的端部设置有轴32，轴32轴承支撑在与机床床身1固定连接的支架42的端部，轴32上设置有预压扭簧33。

在盘式刀库30的圆周边缘上，均部有刀爪5(其数量根据刀库内刀具的数量而定)，刀爪5由位于中间位置的基块10和位于其两侧的爪手11组成，基块10的内部纵向设置有纵向弹簧6，纵向弹簧6的上端支撑有顶块7，顶块7的侧面开设有凹槽8，凹槽8的下部设置为斜面，顶块7的上端设置有触块9，触块9为钢珠；与触块9位置相对应的撞块16固定连接在刀库等距轴承调整座13上；两个抓手11上与凹槽纵向相对的位置上分别设置有销柱12，销柱12的形状与凹槽8相配，刀爪5上远离抓刀端处设置有两端均与抓手11相连的横向弹簧15。

本实用新型实施例一的工作过程如下：当主轴需要更换刀具时，上升到换刀高度后停止，气缸3的推杆15处于收缩状态，盘式刀库2旋转选刀，当所需刀具选择好之后，主轴抓刀，抓刀动作完成后，气缸3收到信号开始工作，推杆15推动与之连接的刀库等距轴承调整座13，使整个盘式刀库2以轴32为轴作摆动，刀爪5离开主轴下方的竖直位置，以便主轴连同其上的刀具下降并开始加工。

需要再次更换刀具时，上述动作反向进行。

在整个运动过程中，由于等距轴承14始终在滑道4内进行运动，因此不会产生振动和较大的误差，并且由于接头连接轴18的存在，使浮动接头17和刀库等距轴承调整座13在运动过程中可以相对转动，保证了推杆15在运动中不会受到挤压；整个运动过程流畅、平稳，可以有效的提高本机构的使用寿命。

盘式刀库2旋转到机床Z轴的轴向位置时，设置在刀库等距轴承调整座13上的撞块16与触块9相接触，将触块9向下压，从而带动顶块7向下运动，当顶块7运动到其上开设的凹槽8恰好与销柱12相配的位置时，在刀爪5上远离抓刀端设置的横向弹簧的作用下，销柱12进入凹槽8之中，从而使刀爪5的两个爪手11向内运动，将刀具锁死。

需要更换刀具时，盘式刀库2旋转，触块9脱离撞块16，纵向弹簧6将顶块7项上顶起，位于凹槽8内的销柱12沿着凹槽8下部的斜面运动，从而使爪手11向外运动，松开刀具。

由于顶块7的存在，使销柱12在顶块7顶起状态下没有向内运动的空间，因此可以在盘式刀库2旋转的全过程中，其触块9不与撞块16接触的刀爪5不会产生松刀的现象，保证了换刀过程中的生产安全。

实施例二：

如图4、5、6、7、8、9所示：一种气缸、扭簧、曲线轴承、刀爪锁定作同步位移换刀机构，包括盘式刀库2，其特征在于：在气缸3的推杆15上套接有浮动接头17，浮动接头17和固定连接在支架42上的气缸连接板50通过接头连接轴18活动连接，气缸3的另一端与气缸固定支架51轴连接，气缸固定支架51与盘式刀库2固定连接。

当主轴需要更换刀具时，上升到换刀高度后停止，气缸3的推杆15处于收缩状态，盘式刀库2旋转选刀，当所需刀具选择好之后，主轴抓刀，抓刀动作完成后，气缸3收到信号开始工作，推杆15推动与之连接的刀库等距轴承调整座13，使整个盘式刀库2以轴32为轴作摆动，刀爪5离开主轴下方的竖直位置，以便主轴连同其上的刀具下降并开始加工。

需要再次更换刀具时，上述动作反向进行。

在整个运动过程中，由于上述的气缸3等动力机构均为两个，且对称的设置在盘式刀库2和机床床身1上，因此可以有效地保证运动的稳定性，避免了误差的产生。

盘式刀库2旋转到机床Z轴的轴向位置时，设置在刀库等距轴承调整座13上的撞块16与触块9相接触，将触块9向下压，从而带动顶块7向下运动，当顶块7运动到其上开设的凹槽8恰好与销柱12相配的位置时，在刀爪5上远离抓刀端设置的横向弹簧的作用下，销柱12进入凹槽8之中，从而使刀爪5的两个爪手11向内运动，将刀具锁死。

需要更换刀具时，盘式刀库2旋转，触块9脱离撞块16，纵向弹簧6将顶块7项上顶起，位于凹槽8内的销柱12沿着凹槽8下部的斜面运动，从而使爪手11向外运动，松开刀具。

由于顶块7的存在，使销柱12在顶块7顶起状态下没有向内运动的空间，因此可以在盘式刀库2旋转的全过程中，其触块9不与撞块16接触的刀爪5不会产生松刀的现象，保证了换刀过程中的生产安全。

Claims (7)

1.一种气缸、扭簧、曲线轴承、刀爪锁定作同步位移换刀机构，包括盘式刀库(2)，其特征在于：在机床床身(1)上设置有气缸(3)，气缸(3)的另一端与盘式刀库(2)连接，盘式刀库(2)上设置有摇摆支撑杆(31)，摇摆支撑杆(31)的端部设置有轴(32)，轴(32)轴承支撑在与机床床身(1)固定连接的支架(42)的端部，轴(32)上设置有预压扭簧(33)。

2、根据权利要求1所述的气缸、扭簧、曲线轴承、刀爪锁定作同步位移换刀机构，其特征在于：气缸(3)和开设有滑道(4)的固定板(40)分别与机床床身(1)固定连接，气缸(3)的推杆(15)套接有浮动接头(17)，浮动接头(17)和刀库等距轴承调整座(13)通过接头连接轴(18)活动连接，刀库等距轴承调整座(13)上还设置有轴承固定心轴(42)，轴承固定心轴(42)上设置的等距轴承(14)配合安装在滑道(4)中，刀库等距轴承调整座(13)设置在盘式刀库(2)上。

3、根据权利要求1所述的气缸、扭簧、曲线轴承、刀爪锁定作同步位移换刀机构，其特征在于：在气缸(3)的推杆(15)上套接有浮动接头(17)，浮动接头(17)和固定连接在支架(42)上的气缸连接板(50)通过接头连接轴(18)活动连接，气缸(3)的另一端与气缸固定支架(51)轴连接，气缸固定支架(51)与盘式刀库(2)固定连接。

4.根据权利要求2或3所述的气缸、扭簧、曲线轴承、刀爪锁定作同步位移换刀机构，其特征在于：设置在盘式刀库(2)圆周边缘上的刀爪(5)由基块(10)和其两侧的爪手(11)组成，基块(10)的内部纵向设置有纵向弹簧(6)，纵向弹簧(6)的上端支撑有侧面开设凹槽(8)的顶块(7)，顶块(7)的上端设置有触块(9)，与触块(9)位置相对应的撞块(16)与设置在盘式刀库(2)上的刀库等距轴承调整座(13)固定连接，设置在抓手(11)上且与凹槽(8)纵向位置相对应的销柱(12)形状与凹槽(8)相配，刀爪(5)上远离抓刀端处设置有两端均与抓手(11)相连的横向弹簧(15)。

5、根据权利要求4所述的气缸、扭簧、曲线轴承、刀爪锁定作同步位移换刀机构，其特征在于：所述的凹槽(8)下部为斜面。

6、根据权利要求5所述的气缸、扭簧、曲线轴承、刀爪锁定作同步位移换刀机构，其特征在于：所述的触块(9)为钢珠。

7、根据权利要求3所述的气缸、扭簧、曲线轴承、刀爪锁定作同步位移换刀机构，其特征在于：所述的气缸(3)、推杆(15)、浮动接头(17)，气缸连接板(50)、接头连接轴(18)和气缸固定支架(51)均为两个，且对称地设置在机床床身(1)和盘式刀库(2)上。

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