CN220637079U - 一种快速的换刀装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种快速的换刀装置，包括刀库、换刀机构，所述刀库包括多个第一刀夹及驱动第一刀夹移动的第一驱动机构，所述第一刀夹与刀具的刀杆配合弹性夹持刀具；所述换刀机构包括刀臂、移动机构、第二驱动机构，所述刀臂上设有相对设置的两个第二刀夹，所述移动机构驱动刀臂在取刀工位与换刀工位之间移动，所述第二驱动机构驱动两个第二刀夹在取刀工位与换刀工位之间切换；所述第二刀夹与刀具的刀杆配合能固定夹持刀具，且在取刀工位所述第二刀夹与第一刀夹能同时夹持在刀具上。本实用新型第一刀夹与第二刀夹夹持稳定可靠，且刀臂可直接到刀库取刀，不需要转接取刀，节省了取刀动作，加快了换刀速度，且简化了设备结构。

Description

一种快速的换刀装置

技术领域

本实用新型涉及数控机床技术领域，尤其涉及一种快速的换刀装置。

背景技术

数控机床加工中心已广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车以及一些民用领域中工件的加工。数控机床加工中心一般采用平置式刀库，包括平置圆盘刀库及平置链式刀库。

现有平置式刀库的换刀装置较为复杂，需在刀库设置刀套移栽机构。换刀时，刀套先在刀库抓刀，刀臂扣刀后再通过刀套移栽机构下移拔刀，刀臂再移至主轴处换刀，动作较为复杂、繁琐，换刀时间较长，影响加工效率；此外，刀套移栽机构一般需要两组移动机构配合动作，还需要大量连接件，机构复杂，且增加了设备成本。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种快速的换刀装置，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种快速的换刀装置，包括刀库、换刀机构，所述刀库包括多个第一刀夹及驱动第一刀夹移动至取刀工位的第一驱动机构，所述第一刀夹与刀具的刀杆配合弹性夹持刀具；所述换刀机构包括刀臂、及驱动刀臂移动的移动机构、驱动刀臂旋转的第二驱动机构，所述刀臂上设有相对设置的两个第二刀夹，所述移动机构驱动刀臂在取刀工位与换刀工位之间移动，所述第二驱动机构驱动两个第二刀夹在取刀工位与换刀工位之间切换；所述第二刀夹与刀具的刀杆配合能固定夹持刀具，且在取刀工位所述第二刀夹与第一刀夹能同时夹持在刀具上。

进一步的，上述的快速的换刀装置，所述第一刀夹包括下座、第一刀爪、弹簧一、回转销，所述下座与第一驱动机构连接，所述下座上设有两个相对设置的第一刀爪，所述弹簧一连接两个第一刀爪的尾部，所述第一刀爪的中部通过回转销与下座旋转连接；所述下座中间位置设有定位块，所述定位块与刀杆上的定位槽一配合定位刀具位置，且所述定位块位于两个第一刀爪之间靠近回转销的位置。

进一步的，上述的快速的换刀装置，所述第一刀爪前端为夹持部一，所述夹持部一内侧设有弧形凸台一，所述弧形凸台一的截面为与刀杆上的V型槽截面适配的梯形，所述弧形凸台一能插入V型槽中；两个第一刀爪的所述夹持部一组成的弧形为优弧，所述下座上设有与第一刀爪相对应的弧形开口，所述夹持部一通过弧形凸台一与V型槽相配合夹持刀具。

进一步的，上述的快速的换刀装置，所述第二刀夹包括第二刀爪、顶出板、顶出油缸，所述顶出油缸固定在刀臂底部的油缸安装槽内，所述顶出油缸的输出端与顶出板连接，另一端连接有油路板，所述刀臂底部设有驱动腔及与驱动腔连通的滑槽，所述顶出板镶设于滑槽中并与滑槽滑动连接，所述第二刀爪设有两个，包括驱动部、夹持部二，两个所述第二刀爪的驱动部对称设于驱动腔内，所述夹持部二位于驱动腔外部，所述驱动部靠近顶出板的一端设有弧形的驱动凸台，所述顶出板一端设有与驱动凸台相配合的弧形槽，所述弧形槽末端设有导向的直线延伸部，所述驱动部中部通过转轴、干式轴承与刀臂旋转连接。

进一步的，上述的快速的换刀装置，所述夹持部二包括从上往下设置的上夹持臂、中夹持臂、下夹持臂，所述上夹持臂、中夹持臂、下夹持臂内侧为同心的弧形，两个第二刀爪的所述上夹持臂组成的弧形为优弧，所述下夹持臂的长度小于上夹持臂的长度且不超出优弧的中心，所述上夹持臂、下夹持臂与刀杆外周侧相配合；所述中夹持臂内侧设有弧形凸台二，所述弧形凸台二的截面也为与刀杆上的V型槽截面适配的梯形，所述弧形凸台二能插入V型槽中，所述弧形凸台二组合的圆弧为劣弧，且当第一刀夹与第二刀夹同时夹持刀杆时所述中夹持臂与夹持部一对接且对接处有间隙；所述夹持部二通过上夹持臂、中夹持臂、下夹持臂与刀具刀杆相配合夹持刀具。

进一步的，上述的快速的换刀装置，所述驱动腔前端中部设有位于两个第二刀爪之间的限位台，所述驱动腔内侧两侧设有与驱动部外侧壁相配合的限位部。

进一步的，上述的快速的换刀装置，所述驱动部靠近顶出板的一端还设有缓冲组件，所述缓冲组件包括弹簧销、弹簧二、限位螺丝，所述弹簧销设于驱动凸台外侧，所述驱动腔内侧设有与弹簧销相对应的弹簧孔，所述弹簧设于弹簧孔中，一端与弹簧销连接，另一端与限位螺丝抵接，所述限位螺丝与弹簧孔螺纹连接。

进一步的，上述的快速的换刀装置，所述第二刀夹还包括定位板、盖板，所述定位板固定在刀臂顶部，位于两个第二刀爪之间的限位台上方，所述定位板与刀杆上的定位槽二相配合定位刀具位置；所述盖板设于刀臂底面并覆盖驱动腔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：第一刀夹与第二刀夹通过V性槽定位加持，可防止刀具轴线方向的位移，避免刀具掉落，且能避免刀具在移动及旋转过程中稳定不晃动；且通过第一刀夹与第二刀夹的对接直接实现了刀具的取刀，刀臂直接到刀库取刀，不需要通过刀套及刀套移栽机构转接取刀，节省了取刀动作，加快了换刀速度，提高机床的加工效率，且简化了设备结构，降低了设备成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型快速的换刀装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型快速的换刀装置的俯视结构示意图；

图3为本实用新型快速的换刀装置的第一刀夹的结构示意图；

图4为本实用新型快速的换刀装置的刀臂与第二刀夹连接示意图；

图5为本实用新型快速的换刀装置的第二刀夹爆炸示意图；

图6为本实用新型快速的换刀装置的第一刀夹与第二刀夹对接示意图；

图7为本实用新型快速的换刀装置的取刀流程示意图；

图8为实施例中的刀具的结构示意图；

图中：10、刀库；1、第一刀夹；11、下座；12、第一刀爪；121、夹持部一；1211、弧形凸台一；13、弹簧一；14、回转销；15、定位块；2、第一驱动机构；20、换刀机构；3、刀臂；31、驱动腔；32、滑槽；33、限位台；34、限位部；35、弹簧孔；4、移动机构；5、第二驱动机构；6、第二刀夹；61、第二刀爪；611、驱动部；6111、驱动凸台；612、夹持部二；613、上夹持臂；614、中夹持臂；6141、弧形凸台二；615、下夹持臂；62、顶出板；621、弧形槽；622、直线延伸部；63、顶出油缸；64、油路板；65、转轴；66、干式轴承；67、缓冲组件；671、弹簧销；672、弹簧二；673、限位螺丝；68、定位板；69、盖板；7、刀具；71、刀杆；72、V型槽；73、定位槽一；74、定位槽二。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1-7所示，一种快速的换刀装置，包括刀库10、换刀机构20，所述刀库10包括多个第一刀夹1及驱动第一刀夹1移动至取刀工位A的第一驱动机构2，所述第一刀夹1与刀具7的刀杆71配合弹性夹持刀具；所述换刀机构20包括刀臂3、及驱动刀臂3移动的移动机构4、驱动刀臂3旋转的第二驱动机构5，所述刀臂3上设有相对设置的两个第二刀夹6，所述移动机构4驱动刀臂3在取刀工位A与换刀工位B之间移动，所述第二驱动机构5驱动两个第二刀夹6在取刀工位A与换刀工位B之间切换；所述第二刀夹6与刀杆71配合能固定夹持刀具7，且在取刀工位A所述第二刀夹6与第一刀夹1能同时夹持在刀具7上。

上述结构中，移动机构4设于底座上，位于刀库10下方，底座固定在数控机床上，包括移动座、滑轨、伸缩缸，所述滑轨固定在移动座下方，所述底座上设有与滑轨滑动连接的滑块，所述伸缩缸固定在底座上，其伸缩端与移动座连接；所述第二驱动机构5固定在移动座上，所述刀臂3中部与第二驱动机构5连接。

本实施例中，如图8所示，刀杆71上设有V型槽72、定位槽一73、定位槽二74；第一刀夹1与定位槽一73相配合，第二刀夹6与定位二74相配合，由于取刀时，所述第一刀夹1与第二刀夹6相对设置，所述定位槽一73与定位槽二74对称设于刀杆71外侧。

取刀时，装载刀具7的第一刀夹1在第一驱动机构2的作用下移动至取刀工位A，刀臂3上的一个第二刀夹6也移动至取刀工位A，并夹持在第一刀夹1的刀具7上，然后，移动机构4带动第二刀夹6朝换刀工位B移动，如图7所示，由于刀具7与第一刀夹1为弹性夹持、与第二刀夹6为固定夹持，刀具7在第二刀夹6的拉力下从第一刀夹1脱离，完成取刀；然后，移动机构4带动第二刀夹6朝换刀工位B继续移动，与主轴端换刀；需说明的是，在取刀工位A到换刀工位B的移动过程中，两个第二刀夹6可通过第二驱动机构5旋转切换位置，节省时间。通过第一刀夹1与第二刀夹6的对接直接实现了刀具的取刀，刀臂3直接到刀库10取刀，不需要通过刀套及刀套移栽机构转接取刀，节省了取刀动作，加快了换刀速度，提高机床的加工效率，且简化了设备结构，降低了设备成本。

实施例2

基于实施例1结构的基础上，如图1、3所示，所述第一刀夹1包括下座11、第一刀爪12、弹簧一13、回转销14，所述下座11与第一驱动机构2连接，所述下座11上设有两个相对设置的第一刀爪12，所述弹簧一13连接两个第一刀爪12的尾部，所述第一刀爪12的中部通过回转销14与下座11旋转连接，在弹簧一13的弹力作用下，第一刀爪12的前端朝中间闭合，从而夹持刀具；所述下座11中间位置设有定位块15，所述定位块15与刀杆71上的定位槽一73配合定位刀具7位置，还能避免夹持过程中刀具旋转，且所述定位块15位于两个第一刀爪12之间靠近回转销14的位置，能限制空载时两个第一刀爪12的夹持口闭合角度，可便于第二刀夹6上的刀具插入空载的第一刀夹1中。

上述结构中，所述第一刀爪12前端为夹持部一121，所述夹持部一121内侧设有弧形凸台一1211，所述弧形凸台一1211的截面为与刀杆上的V型槽截72面适配的梯形，夹持时所述弧形凸台一1211插入V型槽72中，固定刀杆71，可防止刀具轴线方向的位移，避免刀具掉落，夹持稳定；两个第一刀爪12的所述夹持部一121组成的弧形为优弧，所述下座11上设有与第一刀爪12相对应的弧形开口，所述夹持部一121通过弧形凸台一1211与V型槽72相配合夹持刀具7。

此外，如图1、4-5所示，所述第二刀夹6包括第二刀爪61、顶出板62、顶出油缸63，所述顶出油缸63固定在刀臂3底部的油缸安装槽内，所述顶出油缸63的输出端与顶出板62连接，另一端连接有油路板64，所述刀臂3底部设有驱动腔31及与驱动腔31连通的滑槽32，所述顶出板62镶设于滑槽32中并与滑槽32滑动连接，所述第二刀爪61设有两个，包括驱动部611、夹持部二612，两个所述第二刀爪61的驱动部611对称设于驱动腔31内，所述夹持部二612位于驱动腔31外部，所述驱动部611靠近顶出板62的一端设有弧形的驱动凸台6111，所述顶出板62一端设有与驱动凸台6111相配合的弧形槽621，所述弧形槽621末端设有导向的直线延伸部622，所述驱动部611中部通过转轴65、干式轴承66与刀臂3旋转连接。此外，所述驱动腔31前端中部设有位于两个第二刀爪61之间的限位台33，所述驱动腔31内侧两侧设有与驱动部611外侧壁相配合的限位部34；通过限位台33限制第二刀爪61闭合角度，通过限位部34限制第二刀爪61张开角度。空载时，直线延伸部622置于驱动凸台6111之间，两个第二刀夹6处于松开状态；取刀时，第二刀爪61插入刀杆71外部，顶出油缸63驱动顶出板62伸出，驱动凸台611沿直线延伸部622滑入弧形槽621处，驱动凸台6111朝外侧张开，从而使夹持部二612绕转轴65朝内侧夹紧，固定夹持刀杆71，夹持力由顶出油缸63提供，夹持稳定可靠。

其中，所述夹持部二612包括从上往下设置的上夹持臂613、中夹持臂614、下夹持臂615，所述上夹持臂613、中夹持臂614、下夹持臂615内侧为同心的弧形，两个第二刀爪61的所述上夹持臂613组成的弧形为优弧，所述下夹持臂615的长度小于上夹持臂613的长度且不超出优弧的中心，下夹持臂615与下座11不干涉，即两个第二刀爪61的下夹持臂615组成的弧形不大于半圆，所述上夹持臂613、下夹持臂614与刀杆71外周侧相配合；所述中夹持臂614内侧设有弧形凸台二6141，所述弧形凸台二6141的截面也为与刀杆上的V型槽72截面适配的梯形，夹持时所述弧形凸台二6141插入V型槽中，同理，可防止刀具轴线方向的位移，避免刀具掉落；此外，如图6所示，所述弧形凸台二6141组合的圆弧为劣弧，且当第一刀夹1与第二刀夹6同时夹持刀杆时所述中夹持臂614与夹持部一121对接且对接处有间隙，避免冲突，即弧形凸台二6141与弧形凸台一1211组合的圆弧之和小于一个整圆；所述夹持部二612通过上夹持臂613、中夹持臂614、下夹持臂615与刀杆71相配合夹持刀具7。由于中夹持臂614较短，夹持范围小，通过上夹持臂613、下夹持臂615包住刀杆71外缘，加大夹持力度，使第二刀爪61夹持更加稳定可靠，使得刀臂旋转时夹持保持稳定，避免刀具晃动或者掉落。

此外，所述驱动部611靠近顶出板62的一端还设有缓冲组件67，所述缓冲组件67包括弹簧销671、弹簧二672、限位螺丝673，所述弹簧销671设于驱动凸台6111外侧，所述驱动腔31内侧设有与弹簧销671相对应的弹簧孔35，所述弹簧672设于弹簧孔35中，一端与弹簧销671连接，另一端与限位螺丝673抵接，所述限位螺丝673与弹簧孔35螺纹连接，调节限位螺丝673的位置，可调节缓冲力。通过缓冲组件67的设置，能降低顶出油缸63夹持时对刀具的冲击，降低对刀具的损伤。

另外，所述第二刀夹6还包括定位板68、盖板69，所述定位板68固定在刀臂3顶部，位于两个第二刀爪61之间的限位台33上方，所述定位板68与定位槽二74相配合定位刀具位置，避免夹持过程中刀具旋转、晃动；所述盖板68设于刀臂3底面并覆盖驱动腔31，并遮盖部分滑槽32，能避免第二刀爪61及顶出板62松动脱落。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种快速的换刀装置，其特征在于：包括刀库、换刀机构，所述刀库包括多个第一刀夹及驱动第一刀夹移动至取刀工位的第一驱动机构，所述第一刀夹与刀具的刀杆配合弹性夹持刀具；所述换刀机构包括刀臂、及驱动刀臂移动的移动机构、驱动刀臂旋转的第二驱动机构，所述刀臂上设有相对设置的两个第二刀夹，所述移动机构驱动刀臂在取刀工位与换刀工位之间移动，所述第二驱动机构驱动两个第二刀夹在取刀工位与换刀工位之间切换；所述第二刀夹与刀具的刀杆配合能固定夹持刀具，且在取刀工位所述第二刀夹与第一刀夹能同时夹持在刀具上。

2.根据权利要求1所述的快速的换刀装置，其特征在于：所述第一刀夹包括下座、第一刀爪、弹簧一、回转销，所述下座与第一驱动机构连接，所述下座上设有两个相对设置的第一刀爪，所述弹簧一连接两个第一刀爪的尾部，所述第一刀爪的中部通过回转销与下座旋转连接；所述下座中间位置设有定位块，所述定位块与刀杆上的定位槽一配合定位刀具位置，且所述定位块位于两个第一刀爪之间靠近回转销的位置。

3.根据权利要求2所述的快速的换刀装置，其特征在于：所述第一刀爪前端为夹持部一，所述夹持部一内侧设有弧形凸台一，所述弧形凸台一的截面为与刀杆上的V型槽截面适配的梯形，所述弧形凸台一能插入V型槽中；两个第一刀爪的所述夹持部一组成的弧形为优弧，所述下座上设有与第一刀爪相对应的弧形开口，所述夹持部一通过弧形凸台一与V型槽相配合夹持刀具。

4.根据权利要求1所述的快速的换刀装置，其特征在于：所述第二刀夹包括第二刀爪、顶出板、顶出油缸，所述顶出油缸固定在刀臂底部的油缸安装槽内，所述顶出油缸的输出端与顶出板连接，另一端连接有油路板，所述刀臂底部设有驱动腔及与驱动腔连通的滑槽，所述顶出板镶设于滑槽中并与滑槽滑动连接，所述第二刀爪设有两个，包括驱动部、夹持部二，两个所述第二刀爪的驱动部对称设于驱动腔内，所述夹持部二位于驱动腔外部，所述驱动部靠近顶出板的一端设有弧形的驱动凸台，所述顶出板一端设有与驱动凸台相配合的弧形槽，所述弧形槽末端设有导向的直线延伸部，所述驱动部中部通过转轴、干式轴承与刀臂旋转连接。

5.根据权利要求4所述的快速的换刀装置，其特征在于：所述夹持部二包括从上往下设置的上夹持臂、中夹持臂、下夹持臂，所述上夹持臂、中夹持臂、下夹持臂内侧为同心的弧形，两个第二刀爪的所述上夹持臂组成的弧形为优弧，所述下夹持臂的长度小于上夹持臂的长度且不超出优弧的中心，所述上夹持臂、下夹持臂与刀杆外周侧相配合；所述中夹持臂内侧设有弧形凸台二，所述弧形凸台二的截面也为与刀杆上的V型槽截面适配的梯形，且所述弧形凸台二能插入V型槽中，所述弧形凸台二组合的圆弧为劣弧，且当第一刀夹与第二刀夹同时夹持刀杆时所述中夹持臂与夹持部一对接且对接处有间隙；所述夹持部二通过上夹持臂、中夹持臂、下夹持臂与刀具的刀杆相配合夹持刀具。

6.根据权利要求4所述的快速的换刀装置，其特征在于：所述驱动腔前端中部设有位于两个第二刀爪之间的限位台，所述驱动腔内侧两侧设有与驱动部外侧壁相配合的限位部。

7.根据权利要求4所述的快速的换刀装置，其特征在于：所述驱动部靠近顶出板的一端还设有缓冲组件，所述缓冲组件包括弹簧销、弹簧二、限位螺丝，所述弹簧销设于驱动凸台外侧，所述驱动腔内侧设有与弹簧销相对应的弹簧孔，所述弹簧设于弹簧孔中，一端与弹簧销连接，另一端与限位螺丝抵接，所述限位螺丝与弹簧孔螺纹连接。

8.根据权利要求4所述的快速的换刀装置，其特征在于：所述第二刀夹还包括定位板、盖板，所述定位板固定在刀臂顶部，位于两个第二刀爪之间的限位台上方，所述定位板与刀杆上的定位槽二相配合定位刀具位置；所述盖板设于刀臂底面并覆盖驱动腔。