一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机
技术领域
本实用新型涉及加工机床领域,特别涉及一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机。
背景技术
数控雕铣机是机械加工中广泛使用的切削机床之一,雕铣机机床上安装的刀库装置主要是提供储刀位置,并能依程式的控制,正确选择刀具加以定位,以进行刀具交换,其工作原理是利用主轴和刀库的相对配合作用,达到主轴从刀库处取下刀具进行切削加工的目的。
现有的数控雕铣机,其刀库主要有斗笠式刀库、圆盘式刀库、链式刀库。从换刀结构和换刀时间方面看,斗笠式刀库体积小、刀具数量少,适用于经济型数控机床。但斗笠式刀库及换刀机械手结构复杂,往往由于定位不够精确,造成换刀时间长,且在工作中频繁运动造成故障率较高,影响换刀质量;对于圆盘式和链式刀库,虽然刀具数量较多,但体积都比较大,操作复杂,一般只适合用在体积较大的加工中心,并不适合于空间比较紧凑、价格偏低的中小型雕铣机。
另外,现有的数控雕铣机,一般采用分离式的结构设计,如横梁部分,其横梁体、横梁脚、轴承座、马达座等是分离式的,横梁部分是由横梁体、横梁脚、轴承座、马达座等组装而成,目的是可降低加工难度和成本。但从技术上分析,这种分离式的结构带来的不良影响有:1)由于组装精度和长期高强度工作的影响,机床精度不稳定,影响加工产品的精度;2)分离式的结构,使机床刚性不够,机床使用寿命短;3)占地面积大。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足而提供一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机,这种数控雕铣机结构简单、操作方便、定位精确、换刀速度快、可有效保证换刀质量,而且可提高机床精度和稳定性,提高加工产品的精度提高机床刚性,延长机床使用寿命,减少占地面积。
为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是。
一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机,它包括床身铸件、横梁铸件、拖板铸件、工作台和装设有主轴的机头,横梁铸件设置于床身铸件,它还包括刀库板、设置于刀库板下方的刀库支架和气缸;所述横梁铸件包括一体成型的横梁体、横梁脚、X轴轴承座和X轴马达座;所述床身铸件包括一体成型的床身、Y轴轴承座和Y轴马达座;所述拖板铸件包括一体成型的拖板、Z轴轴承座和Z轴马达座;所述拖板可沿左右方向移动地轨接于所述横梁体,所述工作台可沿前后方向移动地轨接于所述床身,所述机头可沿上下方向移动地轨接于所述拖板;所述刀库支架设置于横梁脚,所述气缸与刀库支架固定连接,气缸的气缸轴穿过刀库支架与刀库板连接,刀库板下方设置有导轨,刀库板通过导轨与刀库支架轨接;所述刀库板设置有弹簧夹紧装置,刀库板下方还设置有限位装置。
所述的弹簧夹紧装置包括弹簧和压圈,所述压圈将所述弹簧固定连接于刀库板。
所述的限位装置包括有限位支架以及设置于所述限位支架的限位器和防撞器,限位支架通过限位螺丝与刀库板连接;所述的刀库板设置有气缸连接块,气缸轴穿过刀库支架与所述气缸连接块连接。
所述横梁体设置有横梁直线导轨,所述拖板轨接于该横梁直线导轨;所述床身设置有床身直线导轨,所述工作台轨接于该床身直线导轨;所述拖板设置有拖板直线导轨,所述机头轨接于该拖板直线导轨。
它还包括Y轴电机、Y轴丝杆转动机构、X轴电机、X轴丝杆转动机构、Z轴电机和Z轴丝杆转动机构;所述Y轴电机装设于Y轴马达座,所述Y轴丝杆转动机构装设于Y轴轴承座,Y轴丝杆转动机构连接所述工作台,Y轴电机驱动连接Y轴丝杆转动机构;所述X轴电机装设于X轴马达座,所述X轴丝杆转动机构装设于X轴轴承座,X轴丝杆转动机构连接所述拖板,X轴电机驱动连接X轴丝杆转动机构;所述Z轴电机装设于Z轴马达座,所述Z轴丝杆转动机构装设于Z轴轴承座,Z轴丝杆转动机构连接所述机头,Z轴电机驱动连接Z轴丝杆转动机构。
它还包括弹性联轴器,所述X轴电机通过弹性联轴器驱动连接X轴丝杆转动机构,所述Y轴电机通过弹性联轴器驱动连接Y轴丝杆转动机构,所述Z轴电机通过弹性联轴器驱动连接Z轴丝杆转动机构。
所述拖板呈“十”字型。
它还包括电控箱、空调罩、调温器和油冷机;所述电控箱以一体式结构设置于床身,所述调温器设置于电控箱内,所述空调罩罩设于调温器,所述油冷机连接调温器。
所述油冷机的出油口和调温器的进油口之间连接有出油管,所述油冷机的进油口和调温器的出油口之间连接有回油管。
它还包括顶罩、第一风扇、第二风扇和过滤网,所述顶罩装设于所述床身顶部,所述第一风扇设置于顶罩底部的左端部,第二风扇设置于顶罩顶部的右端部,所述过滤网设置于所述顶罩内部,所述顶罩底部设置有回油孔。
本实用新型的有益效果是:本实用新型所述的一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机,它包括床身铸件、横梁铸件、拖板铸件、工作台和装设有主轴的机头,横梁铸件设置于床身铸件,它还包括刀库板、设置于刀库板下方的刀库支架和气缸;所述横梁铸件包括一体成型的横梁体、横梁脚、X轴轴承座和X轴马达座;所述床身铸件包括一体成型的床身、Y轴轴承座和Y轴马达座;所述拖板铸件包括一体成型的拖板、Z轴轴承座和Z轴马达座;所述拖板可沿左右方向移动地轨接于所述横梁体,所述工作台可沿前后方向移动地轨接于所述床身,所述机头可沿上下方向移动地轨接于所述拖板;所述刀库支架设置于横梁脚,所述气缸与刀库支架固定连接,气缸的气缸轴穿过刀库支架与刀库板连接,刀库板下方设置有导轨,刀库板通过导轨与刀库支架轨接;所述刀库板设置有弹簧夹紧装置,刀库板下方还设置有限位装置。采用上述结构的数控雕铣机,其弹簧夹紧装置不但使刀库板可以同时更换多把刀具,提高工作效率,其弹性有利于保护刀具和提高装夹精确度;限位装置用于限制刀库板的移动距离,且可提高移动距离的精确度;工作时,气缸带动刀库板沿导轨向前移动,限位器随刀库板向前移动逐渐靠近刀库支架,然后当限位器撞击到刀库支架的指定位置时,数控系统接收到信息,即发出指令,刀库板停止移动,此时,弹簧夹紧装置夹紧便可对数控雕铣机的主轴进行换刀工作;如此,便可实现刀库在换刀过程的精确定位,换刀时间快,有效保证了换刀质量,极大地提高了工作效率,降低了制造成本,具有结构简单、操作方便,充分利用有效空间的优点,特别适合于价格较低的中小型雕铣机。 另外,由于横梁铸件、床身铸件、拖板铸件均为一体成型的一体式结构,一体式结构的特点就是高钢度、高稳定性和高精度,因此,既可提高机床精度和稳定性,提高加工产品的精度,又可提高机床刚性,延长机床使用寿命,且减少占地面积。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型去掉顶罩后的结构示意图。
图3为本实用新型去掉顶罩后的另一视角结构示意图。
图4是本实用新型的刀库板位置的底部结构示意图。
图5是本实用新型的刀库板位置的底部另一视角结构示意图。
图6是本实用新型的刀库板位置的顶部视角结构示意图。
图7是图5的A部放大图。
图8是图6的B部放大图。
图9为本实用新型的电控箱的结构示意图。
图10为本实用的电控箱的分解示意图。
图11为本实用新型的调温器和油冷机的连接示意图。
图12为本实用新型的调温器的结构示意图。
图13为本实用新型的油雾过滤工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图对实用新型的技术方案进行说明。
实施例一,如图1至图13所示,一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机,它包括床身铸件、横梁铸件、拖板40铸件、工作台20和装设有主轴60的机头50,横梁铸件设置于床身铸件,它还包括刀库板2、设置于刀库板2下方的刀库支架1和气缸7;所述横梁铸件包括一体成型的横梁体31、横梁脚30、X轴轴承座43和X轴马达座;所述床身铸件包括一体成型的床身10、Y轴轴承座和Y轴马达座;所述拖板40铸件包括一体成型的拖板40和Z轴轴承座和Z轴马达座53;所述拖板40可沿左右方向移动地轨接于所述横梁体31,所述工作台20可沿前后方向移动地轨接于所述床身10,所述机头50可沿上下方向移动地轨接于所述拖板40。作为优选的实施方式,所述拖板40呈“十”字型,具有强度高的优点。
作为优选的实施方式,所述刀库支架1设置于横梁脚30,所述气缸7与刀库支架1固定连接,气缸7的气缸轴71穿过刀库支架1与所述气缸连接块5连接。进一步的,所述刀库板2下方设置有导轨3,刀库支架1设置有导轨滑块4,所述的导轨滑块4在所述导轨3上滑动,从而实现刀库板2与刀库支架1轨接。应用了上述结构的刀库装置,结构简单,操作方便。工作时,刀库支架1固定在雕铣机的机床横梁上,气缸7作为推动力,推动刀库板2通过导轨滑块4沿着导轨3向前或向后移动到指定位置,从而实现刀库板2换刀过程的位置移动。
进一步的,本实用新型所述一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机,还包括设置于刀库板2下方的限位装置9,所述的限位装置9包括有限位支架93以及设置于所述限位支架93上的限位器91和防撞器92,限位支架93通过限位螺丝931与刀库板2连接;所述的限位器91为机械式限位器,该限位器91具有可伸缩性结构,所述限位器91一端设置有第一撞块911。工作时,气缸7带动刀库板2沿导轨3向前移动,限位器91随刀库板2向前移动逐渐靠近刀库支架1,然后当限位器91的第一撞块911撞击到刀库支架1的指定位置,电控箱6接收到信息,即发出指令,刀库板2停止移动,开始换刀工作;换刀结束后,气缸7带动刀库板2向后滑动回到原位。如此,便可实现刀库在换刀过程的精确定位,换刀时间快,有效保证了换刀质量。所述限位器91具有可伸缩性,在撞击刀库支架1时起到缓冲保护作用。进一步的,本实施例中,所述的防撞器92一端设置有第二撞块921,所述的防撞器92的长度比所述限位器91的长度短。当限位器91碰撞到刀库支架1的指定位置,而电控箱6无法接收到信号时,气缸7带动刀库板2继续前移,直到防撞器92前端的第二撞块921撞击到刀库支架1相应位置后,即阻止刀库板2继续前移,从而起到保护作用,防止限位器91定位失效而导致刀库板2继续前移造成设备的碰撞损坏。
进一步的,本实用新型所述一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机,还包括设置于刀库板2的弹簧夹紧装置8,用于刀库在换刀过程夹紧刀具。所述弹簧夹紧装置8包括弹簧81和压圈82,所述压圈82将所述弹簧81固定连接于刀库板2,所述的弹簧81个数至少是两个,采用此结构,不但使刀库可以同时更换多把刀具,提高工作效率,其弹性还有利于保护刀具和提高装夹精确度。
本实用新型所述一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机,其换刀原理是:工作时,刀具在主轴60带动下移动到预先指定的位置,等待刀库板2移动到刀具所在位置;然后,气缸7带动刀库板2沿导轨3向前滑动,并由限位器91进行定位,当限位器91移动到指定位置即刀具指定的位置时,停止移动;接着,弹簧夹紧装置8开始进行拔刀—插刀动作,更换刀具;最后,当换刀过程结束后,气缸7带动刀库板2向后滑动恢复到原位。
作为优选的实施方式,所述一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机,它还包括Y轴电机22和Y轴丝杆转动机构21;所述Y轴电机22装设于Y轴马达座,所述Y轴丝杆转动机构21装设于Y轴轴承座,Y轴丝杆转动机构21连接所述工作台20,Y轴电机22驱动连接Y轴丝杆转动机构21。进一步的,所述Y轴电机22通过弹性联轴器70驱动连接Y轴丝杆转动机构21。Y轴丝杆转动机构21由丝杆和丝杆螺母组成,工作时,Y轴电机22通过弹性联轴器70驱动Y轴丝杆转动机构21的丝杆旋转,使得Y轴丝杆转动机构21的丝杆螺母带动工作台20沿前后方向移动,实现工作台20在Y方向的位移。
进一步的,所述一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机还包括X轴电机42和X轴丝杆转动机构41;所述X轴电机42装设于X轴马达座,所述X轴丝杆转动机构41装设于X轴轴承座43,X轴丝杆转动机构41连接所述拖板40,X轴电机42驱动连接X轴丝杆转动机构41,其中,所述X轴电机42通过弹性联轴器70驱动连接X轴丝杆转动机构41。X轴丝杆转动机构41由丝杆和丝杆螺母组成,工作时,X轴电机42通过弹性联轴器70驱动丝杆旋转,旋转的丝杆使得丝杆螺母带动拖板40沿左右方向,实现拖板40在X方向的位移。
进一步的,所述一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机还包括Z轴电机52和Z轴丝杆转动机构;所述Z轴电机52装设于Z轴马达座53,所述Z轴丝杆转动机构装设于Z轴轴承座,Z轴丝杆转动机构连接所述机头50,Z轴电机52驱动连接Z轴丝杆转动机构。进一步的,所述Z轴电机52通过弹性联轴器70驱动连接Z轴丝杆转动机构。Z轴丝杆转动机构由丝杆和丝杆螺母组成,工作时,Z轴电机52通过弹性联轴器70驱动丝杆旋转,旋转的丝杆使得丝杆螺母带动机头50沿上下方向,实现机头50在Z方向的位移。
进一步的,所述横梁体31设置有横梁直线导轨32,所述拖板40轨接于该横梁直线导轨32;所述床身10设置有床身直线导轨11,所述工作台20轨接于该床身直线导轨11;所述拖板40设置有拖板直线导轨,所述机头50轨接于该拖板直线导轨;采用上述的线轨式结构,各运动部件通过线轨可以实现高精度的高速移动,从而使机床得到高速和高精度两种特性。
上述一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机,其X、Y、Z三轴的运转原理是:工作时,工件通过夹紧装置夹紧在工作台20上,电控箱6控制X轴电机42、Y轴电机22、Z轴电机52动作,通过三轴式运动系统各由一个电机来独立驱动使X、Y、Z三轴在运转过程中独立运作的模式,使得主轴60在X、Y、Z三轴方向相对工件实现三维空间的移动,装在主轴60上的刀具在主轴60高速旋转带动下实现对工件进行切除材料的加工。由于横梁铸件、床身铸件、拖板铸件均为一体成型的一体式结构,一体式结构的特点就是高钢度、高稳定性和高精度,因此,既可提高机床精度和稳定性,提高加工产品的精度,又可提高机床刚性,延长机床使用寿命,减少占地面积。
作为优选的实施方式,所述一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机,它还包括电控箱6、空调罩64、调温器65和油冷机67;所述电控箱6以一体式结构设置于床身10,所述调温器65设置于电控箱6内,所述空调罩64罩设于调温器65,所述油冷机67连接调温器65。进一步的,所述油冷机67的出油口和调温器65的进油口之间连接有出油管69,所述油冷机67的进油口和调温器65的出油口之间连接有回油管68。上述一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机,其调温的工作原理是:工作时,油冷机67将冷却油通过出油管69输入调温器65,调温器65利用冷却油对电控箱6内的空气进行冷却,然后调温器65将冷却油通过回油管68输回油冷机67,形成循环冷却系统,有效地控制电控箱6的温度,另外,空调罩64可有效地起到防尘的作用。因此,可有效控制电控箱6的温度及有效防尘,基本做到无尘、恒温的效果,保证电器元件的使用寿命和工作稳定性,而且电控箱6以一体式结构设置于床身10,可有效减少数控雕铣机的占地面积。作为优选的实施方式,所述电控箱6包括主箱体61和侧盖62,侧盖62装设于主箱体61侧面形成密封箱体结构,这种密封的结构,可有效起到有效的防尘作用,同时其拆装也比较容易。所述调温器65设置有吹风装置651,吹风装置651可以为扇叶等,吹风装置651可带动电控箱6内部的空气流动,起到风冷却的作用,配合冷却油的冷却作用,能更好地调控电控箱6的温度
作为优选的实施方式,本实用新型所述一种可快速换刀的高钢性高精度数控雕铣机还包括顶罩80、第一风扇82、第二风扇83和过滤网81,所述顶罩80装设于所述床身10顶部,所述第一风扇82设置于顶罩80底部的左端部,第二风扇83设置于顶罩80顶部的右端部,所述过滤网81设置于所述顶罩80内部,所述顶罩80底部设置有回油孔84。在床身10顶部装设顶罩80,给数控雕铣机的加工提供了密封式的加工平台,工作时数控雕铣机在高速的加工过程中所产生的油雾,先经过第一风扇82,再经过过滤网81进行过滤,经过滤后的油雾最后从第二风扇83流向外部工作环境中,被过滤出来的油便可顺着回油孔84流回机床内,起到循环利用的作用。油雾经过过滤后,可有效减少对工作环境的污染,保障操作人员的身体健康。
实施例二,本实施例二与实施例一的不同之处在于,所述限位器91为光电式限位器。所述限位器91一端设置有收发光电信号的感应器,可向电控箱6发出所在位置的信息和接收指定命令的信息。工作时,限位器91经电控箱6预先设定好指定位置,气缸7带动刀库板2沿导轨3向前移动,当限位器91向前移动到指定位置,即接收到停止移动的信号,气缸7不再推动刀库板2移动,开始换刀工作。换刀结束后,气缸7带动刀库板2向后滑动回到原位,同样可实现刀库在换刀过程的精确定位,换刀时间快,有效保证了换刀质量。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。