CN203426758U

CN203426758U - 一种刀柄锁紧装置

Info

Publication number: CN203426758U
Application number: CN201320575379.XU
Authority: CN
Inventors: 聂志亭; 周德润; 裘圣; 杨炯
Original assignee: ZHEJIANG RIFA PRECISION MACHINERY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG RIFA PRECISION MACHINERY Co Ltd
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2023-09-16

Abstract

一种刀柄锁紧装置，属于机床部件装置领域。现有加工中心短锥型刀柄锁紧装置结构复杂、稳定性不高、容易掉刀。本实用新型包括支座、法兰、锁紧机构和感应机构，支座设置中心通孔，法兰固定安装于支座一端，法兰一端设置伸入支座中心通孔内的颈部，支座的中心通孔内壁与法兰的颈部外圆面之间留有空隙，使刀柄后端可插入该空隙中，法兰中心设有轴向通孔，法兰颈部设有径向通孔，锁紧机构包括钢球驱动件、锁紧钢球和锁紧驱动器，钢球驱动件嵌装于法兰的轴向通孔内并可以轴向移动，锁紧钢球嵌置于法兰颈部的径向通孔内，锁紧钢球与钢球驱动件一端的外周面接触，钢球驱动件另一端与锁紧驱动器连接，感应机构安装于支座。本实用新型结构简单，锁紧稳定。

Description

一种刀柄锁紧装置

技术领域

本实用新型属于机床部件装置领域，尤其与一种刀柄锁紧装置有关。

背景技术

在现有加工中心中，刀库系统是提供自动化过程中储存刀具的装置，刀具从储存刀具的位置到更换刀具位置，需要一种输送刀具的机构，现有输送刀具的机构需要一装置将刀具的刀柄锁紧，防止在输送过程出现掉刀现象。目前对机械加工的精度要求越来越高，加工时稳定性好、精度高的高速短锥型刀柄在高速加工中心上的应用越来越普遍，空心短锥型刀柄后端中心设置圆柱形空腔，空腔内壁顶部设置内凸式环形凸棱，凸棱顶部与空腔内壁之间为斜面，空心短锥型刀柄后端端部设置凹槽，在装刀时通过向凹槽伸入定位键对刀柄进行周向限位。现有的一些短锥型刀柄锁紧装置结构较为复杂，输送过程中的稳定性也不高，在输送过程中容易出现掉刀现象，影响机床加工效率。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在克服现有加工中心短锥型刀柄锁紧装置结构复杂、稳定性不高、容易掉刀的缺陷，提供一种结构简单紧凑、锁紧稳定性好的刀柄锁紧装置。

为此，本实用新型采用以下技术方案：一种刀柄锁紧装置，其特征是，所述的刀柄锁紧装置包括支座、法兰、锁紧机构和感应机构，支座设置中心通孔，所述法兰固定安装于支座一端，法兰一端设置伸入支座中心通孔内的颈部，支座的中心通孔内壁与法兰的颈部外圆面之间留有空隙，使刀柄后端可以插入该空隙中，法兰中心设置有轴向通孔，法兰颈部设置有径向通孔，所述的锁紧机构包括钢球驱动件、锁紧钢球和锁紧驱动器，钢球驱动件嵌装于所述法兰的轴向通孔内并可以轴向移动，锁紧钢球嵌置于所述法兰颈部的径向通孔内，锁紧钢球与钢球驱动件一端的外周面接触，所述的钢球驱动件另一端与锁紧驱动器连接，通过锁紧驱动器带动钢球驱动件在法兰的轴向通孔内进行轴向运动，进而推动锁紧钢球在径向通孔内径向运动，所述的感应机构安装于支座，感应刀柄并反馈信息控制锁紧驱动器动作。

作为对上述技术方案的补充和完善，本实用新型还包括以下技术特征。

所述的法兰颈部上的径向通孔的外孔口处设置有内斜面，使外孔口直径小于锁紧钢球直径，锁紧钢球能有一部分露出法兰颈部外圆面，用于支撑刀柄后端凸棱的斜面，但又不会从径向通孔掉落到法兰颈部与支座中心通孔内壁之间的空隙中。

所述的法兰颈部上的径向通孔数量为三个，沿法兰颈部圆周方向均匀设置，使锁紧钢球受到钢球驱动件的推力均匀，且刀柄锁紧牢固。

所述的钢球驱动件为柱状，前端设置有与所述锁紧钢球位置对应的内凹斜面，斜面与锁紧钢球接触推动锁紧钢球在径向通孔中向法兰颈部与支座中心通孔内壁之间的空隙运动。

所述支座的中心通孔靠近刀柄一端端部安装有尼龙套，尼龙套的一端面延伸超出支座中心通孔的端面，防止刀柄锁紧过程中与支座的端面相撞，而使刀具掉落。

所述的支座后端上安装有伸入中心通孔内的定位键，当刀柄安装于支座上时，使刀柄的定位凹槽与定位键配合，防止刀柄转动。

所述的锁紧驱动器包括气缸、安装座、推杆、顶撑钢球、导向推杆、第一弹簧和第二弹簧，导向推杆固定于所述的钢球驱动件，安装座座体内设置有推杆容置孔以及与推杆容置孔连通的钢球容置通孔，安装座固定安装于所述的法兰，所述钢球容置通孔孔口朝向所述的法兰轴向通孔并与所述导向推杆位置对应，所述顶撑钢球活动安装于所述钢球容置通孔内，第一弹簧套装于导向推杆，端部分别抵靠于钢球驱动件和安装座，第一弹簧的弹力顶撑钢球驱动件始终抵靠锁紧钢球，所述的推杆中部设置有凹槽用于容纳顶撑钢球，凹槽侧壁为斜面，推杆容设于安装座的推杆容置孔内，一端与所述气缸的活塞杆连接由气缸驱动推杆在推杆容置孔内滑移，常规位置时推杆上的凹槽口与所述的通孔不对准，顶撑钢球由推杆侧壁顶撑位于顶撑位。

进一步，推杆另一端与推杆容置孔内壁之间设置所述的第二弹簧提供推杆回复滑移弹力。

所述的感应机构包括感应开关、支架、感应顶针和第三弹簧，所述的支座和法兰右上部设置有同轴心线的感应通孔，支座上的感应通孔内设置有限位靠肩，感应顶针上设置挡圈，感应顶针穿装于所述感应通孔内且挡圈抵靠于所述限位靠肩上，第三弹簧套装于感应顶针上，第三弹簧一端抵靠于挡圈，另一端抵靠于法兰上，使感应顶针具有回弹性，感应开关通过支架安装于法兰上并与延伸出法兰的感应通孔的感应顶针对应。

进一步，所述的感应通孔靠近刀柄处一端内孔上安装有含油轴承，使感应顶针与感应通孔之间具有润滑效果，提高感应顶针的灵敏度。

本实用新型在不插入刀柄时，推杆在推杆容置孔中位于常规位置，安装座钢球通孔中的顶撑钢球由推杆侧壁顶撑位于顶撑位，顶撑钢球通过导向推杆刚性顶撑钢球驱动件位于锁紧位，当刀柄后端插入法兰颈部与支座通孔之间的空隙时，刀柄外圆面上的感应端面与感应顶针碰触，并推动感应顶针往后移动，使感应顶针与感应开关接触，感应开关通过反馈信息给控制系统，控制系统控制气缸活塞杆作伸出运动，推动推杆向前运动，使推杆上的凹槽对准钢球容置通孔，第二弹簧被压缩产生弹力，顶撑钢球一部分落入推杆上的凹槽中，对导向推杆不起顶撑作用，则钢球驱动件只由第一弹簧软性顶撑位于锁紧位置，刀柄后端插入过程中刀柄后端上的环形凸棱挤压锁紧钢球，使钢球向法兰颈部中心通孔内腔方向移动，锁紧钢球挤压钢球驱动件使钢球驱动件朝安装座方向滑移，压迫第一弹簧产生压缩弹力，当环形凸棱越过锁紧钢球后，钢球驱动件在第一弹簧弹力作用下向锁紧位滑移，钢球驱动件挤压锁紧钢球外移到锁紧位置顶撑环形凸棱侧面，将刀柄锁定在支座与法兰颈部之间的空隙中，同时，气缸活塞缩回，带动推杆向常规位置滑移，凹槽斜面侧壁把顶撑钢球推出凹槽回复到顶撑位，顶撑钢球再由推杆侧壁顶撑，第二弹簧弹力使推杆稳定于常规位置。当需要使用刀具时，刀具随锁紧装置输送到换刀位置，完毕后，控制中系统控制气缸活塞杆作伸出运动，推动推杆滑移，使推杆凹槽又对准钢球容置通孔，顶撑钢球一部分掉落于推杆的凹槽内，机床机械手臂抓住刀柄将刀柄拔出，环形凸棱上的斜面挤压锁紧钢球，使钢球向法兰颈部中心通孔内腔方向移动，锁紧钢球挤压钢球驱动件使钢球驱动件朝安装座方向滑移，压迫第一弹簧产生压缩弹力，当环形凸棱越过锁紧钢球后，钢球驱动件在第一弹簧弹力作用下向锁紧位滑移，钢球驱动件挤压锁紧钢球外移回复到锁紧位置，同时，气缸活塞缩回，带动推杆向常规位置滑移，凹槽斜面侧壁把顶撑钢球推出凹槽回复到顶撑位，顶撑钢球再由推杆侧壁顶撑，第二弹簧弹力使推杆稳定于常规位置。

使用本实用新型可以达到以下有益效果：通过主要由气缸、推杆、钢球、钢球驱动件组成锁紧驱动器驱动钢球锁紧刀柄，结构简单，锁紧稳定，避免了在输送刀具过程中出现掉刀现象。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是图1的C-C剖视图。

图5是图2的D-D剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。

如图1~图5所示，本实用新型包括支座2、法兰1、锁紧机构和感应机构，支座2设置中心通孔，法兰1固定安装于支座2一端，法兰1一端设置伸入支座2中心通孔内的颈部，支座2的中心通孔内壁与法兰1的颈部外圆面之间留有空隙，使刀柄7后端可以插入该空隙中，支座2的中心通孔靠近刀柄7一端端部安装有尼龙套8，尼龙套8的一端面延伸超出支座2中心通孔的端面，防止刀柄7锁紧过程中与支座2的端面相撞，而使刀具掉落，支座2后端上安装有伸入中心通孔内的定位键9，当刀柄7安装于支座2上时，使刀柄7的定位凹槽与定位键9配合，防止刀柄7转动；法兰1中心设置有贯通法兰颈部的轴向通孔，法兰1颈部设置有三个径向通孔15，径向通孔15沿法兰1颈部圆周方向均匀设置，径向通孔15的外孔口处设置有内斜面，使外孔口直径小于锁紧钢球14直径，所述的锁紧机构包括钢球驱动件13、锁紧钢球14和锁紧驱动器，钢球驱动件13为柱状，并嵌装于法兰1的轴向通孔内并可以轴向移动，前端设置有与锁紧钢球14位置对应的内凹斜面，锁紧钢球14活动嵌置于法兰颈部的径向通孔15内同时锁紧钢球14直径大于所述径向通孔15的外孔口直径，且能有一部分露出法兰1的颈部外圆面，当刀柄7右端插入法兰颈部与支座2中心通孔内壁之间的空隙中时锁紧钢球14用于支撑刀柄7后端凸棱的斜面，但又不会从径向通孔15掉落到该空隙中，锁紧钢球14与斜面接触推动锁紧钢球14在径向通孔15中向法兰1的颈部与支座2中心通孔内壁之间的空隙运动；锁紧驱动器包括气缸3、安装座4、推杆16、顶撑钢球10、导向推杆11、第一弹簧12和第二弹簧17，导向推杆11固定于钢球驱动件13，安装座4座体内设置有推杆容置孔以及与推杆容置孔连通的钢球容置通孔，安装座4固定安装于法兰1，钢球容置通孔孔口朝向法兰1轴向通孔并与导向推杆11位置对应，顶撑钢球10活动安装于所述钢球容置通孔内，第一弹簧12套装于导向推杆11，端部分别抵靠于钢球驱动件13和安装座4，第一弹簧12的弹力顶撑钢球10驱动件始终抵靠锁紧钢球14，推杆16中部设置有凹槽用于容纳顶撑钢球10，凹槽侧壁为斜面，推杆16容设于安装座4的推杆容置孔内，一端与气缸3的活塞杆连接由气缸3驱动推杆16在推杆容置孔内滑移，推杆16另一端与推杆容置孔内壁之间设置第二弹簧17，由第二弹簧17提供推杆16回复滑移弹力，常规位置时推杆16上的凹槽口与所述的钢球容置通孔不对准，顶撑钢球10由推杆16侧壁顶撑位于顶撑位；所述的感应机构包括感应开关5、支架6、感应顶针20和第三弹簧19，支座2和法兰1右上部设置有同轴心线的感应通孔，支座2上的感应通孔内设置有限位靠肩，感应顶针20上设置挡圈，感应顶针20穿装于所述感应通孔内且挡圈抵靠于所述限位靠肩上，第三弹簧19套装于感应顶针20上，第三弹簧19一端抵靠于挡圈，另一端抵靠于法兰1上，使感应顶针20具有回弹性，感应开关5通过支架6安装于法兰1上并与延伸出法兰1感应通孔的感应顶针20对应，所述的感应通孔靠近刀柄7处一端内孔上安装有含油轴承18，使感应顶针20与感应通孔之间具有润滑效果，提高感应顶针20的灵敏度。

本实用新型在不插入刀柄7时，推杆16在推杆容置孔中位于常规位置，安装座4钢球通孔中的顶撑钢球10由推杆16侧壁顶撑位于顶撑位，顶撑钢球10通过导向推杆11刚性顶撑钢球10驱动件位于锁紧位，当刀柄7后端插入法兰颈部与支座2通孔之间的空隙时，刀柄7外圆面上的感应端面与感应顶针20碰触，并推动感应顶针20往后移动，使感应顶针20与感应开关5接触，感应开关5通过反馈信息给控制系统，控制系统控制气缸3活塞杆作伸出运动，推动推杆16向前运动，使推杆16上的凹槽对准钢球容置通孔，第二弹簧17被压缩产生弹力，顶撑钢球10一部分落入推杆16上的凹槽中，对导向推杆11不起顶撑作用，则钢球驱动件13只由第一弹簧12软性顶撑位于锁紧位置，刀柄7后端插入过程中刀柄7后端上的环形凸棱挤压锁紧钢球14，使钢球向法兰1颈部中心通孔内腔方向移动，锁紧钢球14挤压钢球驱动件13使钢球驱动件13朝安装座4方向滑移，压迫第一弹簧12产生压缩弹力，当环形凸棱越过锁紧钢球14后，钢球驱动件13在第一弹簧12弹力作用下向锁紧位滑移，钢球驱动件13挤压锁紧钢球14外移到锁紧位置顶撑环形凸棱侧面，将刀柄7锁定在支座2与法兰颈部之间的空隙中，同时，气缸3活塞缩回，带动推杆16向常规位置滑移，凹槽斜面侧壁把顶撑钢球10推出凹槽回复到顶撑位，顶撑钢球10再由推杆16侧壁顶撑，第二弹簧17弹力使推杆16稳定于常规位置。当需要使用刀具时，刀具随锁紧装置输送到换刀位置，完毕后，控制中系统控制气缸3活塞杆作伸出运动，推动推杆16滑移，使推杆16凹槽又对准钢球容置通孔，顶撑钢球10一部分掉落于推杆16的凹槽内，机床机械手臂抓住刀柄7将刀柄7拔出，环形凸棱上的斜面挤压锁紧钢球14，使钢球向法兰颈部中心通孔内腔方向移动，锁紧钢球14挤压钢球驱动件13使钢球驱动件13朝安装座4方向滑移，压迫第一弹簧12产生压缩弹力，当环形凸棱越过锁紧钢球14后，钢球驱动件13在第一弹簧12弹力作用下向锁紧位滑移，钢球驱动件13挤压锁紧钢球14外移回复到锁紧位置，同时，气缸3活塞缩回，带动推杆16向常规位置滑移，凹槽斜面侧壁把顶撑钢球10推出凹槽回复到顶撑位，顶撑钢球10再由推杆16侧壁顶撑，第二弹簧17弹力使推杆16稳定于常规位置。

Claims

1.一种刀柄锁紧装置，其特征在于：所述的刀柄（7）锁紧装置包括支座（2）、法兰（1）、锁紧机构和感应机构，支座（2）设置中心通孔，法兰（1）固定安装于支座（2）一端，法兰（1）一端设置伸入支座（2）中心通孔内的颈部，支座（2）的中心通孔内壁与法兰（1）的颈部外圆面之间留有空隙，法兰（1）中心设置有轴向通孔，法兰（1）的颈部设置有径向通孔（15），所述的锁紧机构包括钢球驱动件（13）、锁紧钢球（14）和锁紧驱动器，钢球驱动件（13）嵌装于法兰（1）的轴向通孔内，锁紧钢球（14）嵌置于所述法兰颈部的径向通孔（15）内，锁紧钢球（14）与钢球驱动件（13）一端的外周面接触，所述的钢球驱动件（13）另一端与锁紧驱动器连接，所述的感应机构安装于支座（2）。

2.根据权利要求1所述的一种刀柄锁紧装置，其特征在于：所述的法兰颈部上的径向通孔（15）的外孔口处设置有内斜面，使外孔口直径小于锁紧钢球（14）直径，锁紧钢球（14）能有一部分露出法兰颈部外圆面。

3.根据权利要求2所述的一种刀柄锁紧装置，其特征在于：所述的法兰颈部上的径向通孔（15）数量为三个，沿法兰（1）的颈部圆周方向均匀设置。

4.根据权利要求2或3所述的一种刀柄锁紧装置，其特征在于：所述的钢球驱动件（13）为柱状，前端设置有与锁紧钢球（14）位置对应的内凹斜面。

5.根据权利要求4所述的一种刀柄锁紧装置，其特征在于：所述支座（2）的中心通孔靠近刀柄（7）一端端部安装有尼龙套（8），尼龙套（8）的一端面延伸超出支座（2）中心通孔的端面。

6.根据权利要求5所述的一种刀柄锁紧装置，其特征在于：所述的支座（2）后端上安装有伸入中心通孔内的定位键（9），当刀柄（7）安装于支座（2）上时，使刀柄（7）的定位凹槽与定位键（9）配合。

7.根据权利要求6所述的一种刀柄锁紧装置，其特征在于：所述的锁紧驱动器包括气缸（3）、安装座（4）、推杆（16）、顶撑钢球（10）、导向推杆（11）、第一弹簧（12）和第二弹簧（17），导向推杆（11）固定于钢球驱动件（13），安装座（4）座体内设置有推杆容置孔以及与推杆容置孔连通的钢球容置通孔，安装座（4）固定安装于所述的法兰（1），所述钢球容置通孔孔口朝向所述的法兰（1）的轴向通孔并与所述导向推杆（11）位置对应，所述顶撑钢球（10）活动安装于所述钢球容置通孔内，第一弹簧（12）套装于导向推杆（11），端部分别抵靠于钢球驱动件（13）和安装座（4），第一弹簧（12）的弹力顶撑钢球（10）驱动件始终抵靠锁紧钢球（14），所述的推杆（16）中部设置有凹槽用于容纳顶撑钢球（10），凹槽侧壁为斜面，推杆（16）容设于安装座（4）的推杆容置孔内，一端与所述气缸（3）的活塞杆连接。

8.根据权利要求7所述的一种刀柄锁紧装置，其特征在于：进一步，推杆（16）另一端与推杆容置孔内壁之间设置所述的第二弹簧（17）。

9.根据权利要求1或8所述的一种刀柄锁紧装置，其特征在于：所述的感应机构包括感应开关（5）、支架（6）、感应顶针（20）和第三弹簧（19），所述的支座（2）和法兰（1）右上部设置有同轴心线的感应通孔，支座（2）上的感应通孔内设置有限位靠肩，感应顶针（20）上设置挡圈，感应顶针（20）穿装于所述感应通孔内且挡圈抵靠于所述限位靠肩上，第三弹簧（19）套装于感应顶针（20）上，第三弹簧（19）一端抵靠于挡圈，另一端抵靠于法兰（1）上，感应开关（5）通过支架（6）安装于法兰（1）上并与延伸出法兰（1）的感应通孔的感应顶针（20）对应。

10. 根据权利要求9所述的一种刀柄锁紧装置，其特征在于：所述的感应通孔靠近刀柄（7）处一端内孔上安装有含油轴承（18）。