工具更換設備、工具連接錐套以及工具的製作方法

2023-05-10 22:49:11 3

本發明涉及加工設備，尤其涉及一種工具更換設備、工具連接錐套以及工具。

背景技術：

以發動機生產為例，在發動機生產製造過程中，缸蓋氣門導管及座圈的壓裝是關鍵重要工序，導管座圈的壓裝質量直接關係到整機的性能指標，若出現氣門壓裝傾斜，會導致精加工後導管壁厚不均勻，從而造成氣門杆偏磨；若出現座圈壓裝傾斜、壓裝不到位或壓裂，會導致氣門漏氣，都無法達到預定的設計參數。因此只有選擇合適的壓裝設備和採用正確的壓裝工藝，才能保證導管座圈壓裝的最終狀態符合工藝要求。

目前對缸蓋導管座圈壓裝的形式一般為採用手動壓裝，通過壓裝輔具人工進行敲裝，這種方式不僅效率低下，勞動強度大，並存在一定的安全隱患。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種工具更換設備、工具連接錐套以及工具，能夠實現工具的快速更換，通用性強，應用範圍很廣，適合多產品混線生產及試製等。

本發明公開的工具更換設備，包括：定位套，所述定位套具有中空結構；推拉杆，可滑動地設置在所述定位套中，所述推拉杆尾端具有插接槽，在所述插接槽的壁面上形成有定位器；壓缸，設置在所述中空結構中，所述壓缸的活塞杆朝向所述推拉杆，以推動所述推拉杆在所述定位套中滑動；錐套，頂端形成有定位結構，以插接到所述插接槽，並與所述定位器卡合，所述錐套尾端形成固定腔，以固定工具。

如上所述的工具更換設備，其中，在所述定位套尾端具有直徑增大的敞開口；所述定位器的結構為：在所述壁面上形成有通孔，所述通孔靠近所述插接槽的一端的直徑小於另一端的直徑，在所述通孔中設置有定位球，所述通孔靠近所述插接槽的一端的直徑小於所述定位球的直徑。

如上所述的工具更換設備，其中，所述定位結構為向外凸起的凸臺，所述凸臺底面呈傾斜面。

如上所述的工具更換設備，其中，所述推拉杆頂端形成有第一定位凸起，所述定位套中形成第二定位凸起，在所述第一定位凸起和所述第二定位凸起之間，設置有彈性件。

如上所述的工具更換設備，其中，固定板，在所述固定板上形成有導向套；導向杆，與所述導向套滑動配合；導向板，與所述導向杆連接；缸體，固定設置在所述固定板上，所述缸體的活塞杆穿過所述固定板，與所述導向板連接；其中，所述壓缸安裝在所述導向板背向所述固定板的一側。

如上所述的工具更換設備，其中，存放架，用於存放所述錐套以及由所述錐套固定的工具，其中，所述存放架包括支座，所述支座上部形成存放腔，在所述存放腔的頂面上具有開口，在所述存放腔的底面上，對應所述開口的位置處，形成有防錯設備。

如上所述的工具更換設備，其中，所述防錯設備包括：防錯軸和/或防錯套，所述防錯軸為形成在所述底面凸起機構，所述防錯套為形成在所述底面凸起機構，並且在所述凸起結構上形成有盲孔。

另一方面，本發明還公開了工具連接錐套，所述錐套頂端形成有定位結構，尾端形成固定腔，所述固定腔內的壁面上形成有用於固定工具的凸起件；和/或，所述錐套的外壁形成有限位凸起。

再一發明面，本發明公開了與工具連接錐套配合的工具，所述工具具有固定部，所述固定部插接到所述固定腔中，並且，所述固定部上形成有凹陷處，所述凹陷處與所述凸起件卡接。

本發明的工具更換設備、工具連接錐套以及工具，通過定位器與錐套的卡合連接，實現對工具的快速更換，並且通過壓缸、推拉杆等零件實現自動更換。

在一些實施例中，定位套尾端具有直徑增大的長開口，該長開口與定位球配合，在安裝錐套前，定位球對應在口徑較大的位置，以供錐套的定位結構穿過，之後推拉杆上移，定位球隨之移動，並在定位套內壁的抵壓下向內移動，卡合到錐套的定位結構，以實現錐套和設備的連接。

在一些實施例中，彈性件的使用一方面可以使得推拉杆運動平穩，另一方面可使得壓缸外力撤去後，推拉杆能順利返回原位，同時確保錐套與導向套端面緊密接觸。

附圖說明

圖1為工具更換設備的整體結構圖；

圖2為工具更換設備正視剖視圖；

圖3為圖2中i處放大視圖；

圖4為圖3中ⅱ處放大視圖；

圖5為工具更換設備中存放架的主視圖；

圖6為工具更換設備中存放架的剖視圖；

圖7為工具更換設備的原理示意圖。

附圖標記：

缸體1，導向套2，導向杆3，固定板4，無油襯套5，導向板6，缸體壓頭7，安裝座8，連接板9，壓缸10，壓缸接頭11，限位環12，彈性件13，推拉杆14，定位套15，定位球16，錐套17，導管壓頭18，接近開關19，第一安裝支架20，第二安裝支架21，支座22，進氣導管壓頭23，排氣導管壓頭24，第一防錯軸25，第二防錯軸26，防錯套27，限位凸起171。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。

本發明公開一種工具更換設備、工具連接錐套以及工具。下面依次進行說明。

工具更換設備，包括：定位套15、推拉杆14、壓缸10、錐套17和定位套15，其中定位套15具有中空結構，該中空結構可以用於套設推拉杆14，推拉杆14可滑動地設置在所述定位套15中，具體的是滑動的套設在定位套15的中空結構中，推拉杆14尾端具有插接槽，在插接槽的壁面上形成有定位器；壓缸10設置在中空結構中，一般為中空結構的頂部，壓缸10的活塞杆朝向推拉杆14，以推動所述推拉杆14在所述定位套15中滑動；錐套17頂端形成有定位結構，以插接到所述插接槽，並與定位器卡合，錐套17尾端形成固定腔，以固定工具。

當然，在一些實施方式中，推拉杆14可以和壓缸10的活塞杆連接，壓缸10直接帶動推拉杆14移動。

需要注意，定位器和錐套17的定位結構的卡合形式可以有多種，例如磁鐵吸合，或者電控定位器彈出與錐套配合，當然也可以是其他形式，本說明書下面會詳細說明一種方式，但該方式僅作為優選的實施例，並不用於限制本申請。

現在說明定位器和錐套17是如何配合的，本實施例中採用的是一種接卸結構，為實現該方式，在定位套15尾端具有直徑增大的敞開口；在插接槽的壁面上形成有通孔，通孔靠近插接槽的一端的直徑小於另一端的直徑，在所述通孔中設置有定位球16，通孔靠近所述插接槽的一端的直徑小於定位球16的直徑。即定位球16的一部分能夠通孔直徑較小的一端露出，該露出的部分可以卡合到錐套17的定位結構上，優選的，位結構為向外凸起的凸臺，所述凸臺底面呈傾斜面。

可以理解，定位球16卡到錐套17的定位結構的下方，則表明二者卡合成功，而如何實現定位球下移到定位結構下方，就需要定位套15尾端具有直徑增大的敞開口的輔助，在錐套17插接到插接槽前，推拉杆14由壓缸10帶動推拉杆14下移，是定位球16對應到定位套15尾端直徑較大的位置，其可以向外移動，從而使插接槽具有足夠的空間供錐套插入，待錐套插入後，尤其是定位結構到位後，推拉剛上移，由於定位套15尾端直徑的變化，定位球16向內移動，卡合到定位結構的底部，實現對錐套17的卡合固定。

優選的，推拉杆14頂端形成有第一定位凸起，定位套15中形成第二定位凸起，在第一定位凸起和所述第二定位凸起之間，設置有彈性件13。彈性件13可以為彈簧，例如矩形彈簧。這保證在推拉杆14上移時能夠移動穩定。第一定位凸起可以推拉杆14為一體結構，也可以是分體結構，例如第一定位凸起為限位環12，其為圓形或者環形結構，通過螺釘固定到推拉杆14的頂端。

優選的，本發明工具更換設備，還包括：固定板4、導向杆3、導向板6和缸體1，以整體的帶動上述定位套15、推拉杆14、壓缸10、錐套17等零部件移動，在固定板4上形成有導向套2；導向杆3與導向套2滑動配合；導向板6與導向杆3連接；缸體1固定設置在所述固定板4上，缸體1的活塞杆穿過所述固定板4，與所述導向板6連接；其中，壓缸10安裝在所述導向板6背向所述固定板4的一側。

為了方便工具更換設備進行工具的更換，還包括：存放架，該存放架用於存放所述錐套17以及由所述錐套17固定的工具，其中，存放架包括支座22，支座22上部形成存放腔，在存放腔的頂面上具有開口，在所述存放腔的底面上，對應所述開口的位置處，形成有防錯設備。

防錯設備包括：防錯軸25、26和/或防錯套27，所述防錯軸25、26為形成在所述底面凸起機構，所述防錯套27為形成在所述底面凸起機構，並且在所述凸起結構上形成有盲孔。

另外，本發明還公開一種錐套，該錐套可以用於上述的工具更換設備，同時錐套也是固定工具使用的，錐套頂端形成有定位結構，尾端形成固定腔，以固定工具；所述固定腔內的壁面上形成有用於固定工具的凸起件。

進一步，本發明還公開一種與工具連接錐套配合的工具，所述工具具有固定部，所述固定部插接到所述固定腔中，並且，所述固定部上形成有凹陷處，所述凹陷處與所述凸起件卡接。所述錐套的外壁形成有限位凸起171，可以在其插入插接槽後，通過限位凸起171與定位套15的牴觸實現定位。

本申請的上述的工具，可以是多種類型，例如可以是壓頭機構使用的壓頭設備，也可以是鑽孔設備等，這是可以根據需要進行設置的。

下面以一個完整的實施例說明本申請工具更換設備、工具連接錐套以及工具。

在本實施例中，以壓頭機構中所使用的壓頭最為例子說明，即工具更換設備所更換的工具主要為壓頭，需要注意，這裡僅以壓頭最為例子，並不用於限制本申請。

工具更換設備主要包括：缸體1，導向套2，導向杆3，固定板4，無油襯套5，導向板6，缸體壓頭7，安裝座8，連接板9，壓缸10，壓缸接頭11，限位環12，彈性件13，推拉杆14，定位套15，定位球16，錐套17，導管壓頭18，接近開關19，第一安裝支架20，第二安裝支架21，支座22，進氣導管壓頭23，排氣導管壓頭24，第一防錯軸25，第二防錯軸26，防錯套27，螺栓若干。

參見圖1到圖3，工具更換工裝，驅動缸體1，優選的使用精度更高的伺服電缸，以便於控制壓裝深度(本處以壓頭機構為例，因此具有壓裝工藝，在用於其他設備時，對應其他工藝)，壓裝位置的變換，需要通過加工臺實現，例如加工臺底部設置十字伺服滑臺。待加工的工件設置在加工臺上，根據加工臺的移動改變位置。

缸體1通過螺栓與固定板4連接，其活塞杆前端與缸體壓頭7採用螺紋連接，並用螺母和彈墊進行鎖死，缸體壓頭7前端為圓弧結構，壓裝過程中可輕微浮動，缸體壓頭7自上而下依次裝有安裝座8和連接板9，安裝座8與連接板9以及連接板9與導向板6均採用螺栓連接。固定板4採用螺栓連接對稱裝有兩處導向套2，導向套2內部裝有導向杆3，兩者選用間隙配合，同時上下埠分別裝有一個無油襯套5，以保證運動過程平滑順暢。導向套3前端與導向板6採用軸孔過盈配合，裝配過程中需保證二者的垂直度要求。導向板6中間位置裝有壓缸10，優選的為氣缸，壓缸10的活塞杆通過螺紋連接裝有壓缸接頭11，以對推拉杆14進行推抵。

壓缸10整個外部套裝有定位套15，定位套15內部加工有階梯孔，分別用於不同的零件裝配。具體的來說，此處階梯孔中的一個階梯面形成了第二定位凸起，用於放置彈性件。

定位套15內部通過大間隙配合裝有推拉杆14，推拉杆14外套裝有彈性件13，例如矩形彈簧，推拉杆14頂部端面加工有螺紋孔，便於採用沉頭螺栓連接限位環12，該限位環12作為第一定位凸起，與第二定位凸起一起，限制上述彈性件13。

推拉杆14尾端加工有盲孔，形成插接槽，以便於錐套17順利進出。為了保證錐套17不脫落，在推拉杆14的插接槽內，沿直徑方向加工有至少一個通孔，同時安裝定位球16，可以是鋼球，定位球16的圓弧面與錐套17頂杆的定位結構接觸。

錐套17下端裝有工具，在本實施例中，工具為導管壓頭18，下面還會提到用於更換的工具，進氣導管壓頭23和排氣導管壓頭24，當然，這兩個也是在本實施例中使用的工具。如果在其它實施例，例如工具為鑽頭，用於打孔，那用於更換的工具可以是直徑不空的鑽頭。

工具的上端，也就是固定部，具有凹陷，其可以是沿周向方向加工的凹槽，也可以是傾斜加工的凹槽，便於使用從側面與錐套17的凸起件進行緊固連接。該凸起件可以與錐套17為一體件，也可以為螺釘結構。

進氣導管壓頭23、排氣導管壓頭24結構與導管壓頭18均採用相似的設計思路，或者說他們至少具有相同的固定部，以實現塊的更換。

參見圖5和圖6，本發明工具更換設備主要體現其柔性化特點。支座22是工具的安裝機體，用於存放工具，可以為c型結構。如上述的進氣導管壓頭23、排氣導管壓頭24、導管壓頭18安裝於支座22上部的存放腔內，存放腔底部裝有防錯軸和/或放錯套，放醋周可以有多種，本處以兩個為例，分別為第一防錯軸25和第二防錯軸26，其中第一防錯軸25和第二防錯軸26均為光軸，通過防錯軸的直徑和高度不同來進行防錯，不同的防錯軸只能插入相應的工具，當然在一些實施方式中，工具底部可以對應的形成防錯插口，防錯插口與防錯軸對應則可以進入存放腔，，反之則無法進入。

防錯套27也可以呈軸形，其軸內部加工有盲孔，可與工具的端部匹配。可以理解，無論是防錯軸還是防錯套，其目的都是為了保證工具能夠放置到對應的位置。

支座22的箱體外側裝有第一安裝支架20和第二安裝支架21，安裝支架上在防錯軸、防錯套27對應位置裝有對應數量的接近開關19，以便確認工具是否完全落位及更換時是否在原位，起安全保護作用。

參見圖4，推拉杆14的插接槽沿直徑方向加工有通孔，可以為臺階孔，靠近插接槽內壁部分的孔徑比定位球直徑略小，以防止定位球從盲孔內脫落。其餘孔徑比定位球直徑略大，可保證定位球在孔內自由運動。

參見圖3和圖7，舉例說明，工具更換流程，本例中，更換的內容為原有工具為導管壓頭18，現需更換為進氣導管壓頭23。

(1)過移至導管壓頭18對應的防錯套27位置，並徹底插入，隨後壓缸10向下運動，壓縮矩形彈簧13，同時推動推拉杆14向下運動，當定位球16運動到定位套15尾端直徑較大的部分後，氣缸停止，整個壓頭機構上移，由於錐套17定位球16為斜面和球面接觸，此時錐套17及導管壓頭18的重力會產生垂直於錐面且通過球心的壓力，該壓力將分解向右的推力，使得定位球16向右移動，球面與錐面完全脫離，導管壓頭18落位完成。

參見圖4，示出了斜面和球面接觸處的受力，其中x、y、z分別表示受力方向。

(2)移動至進氣導管壓頭23對應的第二防錯軸26的位置，並向下運動，由於定位球16在定位套15直徑較大處，錐套17可以插入到插接槽中。當錐套17插接到位後，壓缸10縮回至原位，通過矩形彈簧的作用力，使得推拉杆14向上運動，直至定位球16與錐套17的定位結構的下端面，即斜面緊密接觸為止。可以通過錐套17外壁形成有限位凸起171，判斷是否插接到位，在插接到位時，該限位凸起171可以與定位套15的底端牴觸。以上依據圖式所示的實施例詳細說明了本發明的構造、特徵及作用效果，以上所述僅為本發明的較佳實施例，但本發明不以圖面所示限定實施範圍，凡是依照本發明的構想所作的改變，或修改為等同變化的等效實施例，仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時，均應在本發明的保護範圍內。