刀庫及帶有該刀庫的加工工具機的製作方法

2023-04-26 07:23:56 1

本發明涉及加工設備，更具體地說，本發明涉及一種刀庫及帶有該刀庫的加工工具機。

背景技術：

刀庫是提供自動化加工過程中所需要的儲刀、換刀需求的一種裝置，主要是提供儲刀位置，並能依程式的控制，正確選擇刀具加以定位，以進行刀具交換；換刀機構則是執行刀具交換的動作。

公告號為cn204339401u的實用新型專利公開了一種工具機刀庫和具有該刀庫的數控工具機，其刀庫的具體結構為包括設置在工作檯上的刀具支架，所述刀具支架上具有若干個用於放置刀具的刀具孔，所述刀具支架上鉸接有防護罩，所述防護罩的一側設有彎折形的轉動杆，所述轉動杆一端固定在防護罩上，所述轉動杆中部與防護罩的鉸接處周向轉動連接，所述轉動杆的另一端鉸接有活動杆，所述活動杆上鉸接有豎直設置的連接軸，所述連接軸上套設有一固定構件，所述固定構件固定連接在工作檯或者刀具支架上，所述x軸底座上固定有與連接軸位置正對的導向座，所述導向座上具有用於使連接軸上下運動的導向面，所述連接軸和固定構件之間設置有能使連接軸的底部與導向面保持接觸的彈簧。

這種刀庫中的防護罩是通過轉動杆、活動杆、連接軸、固定構件共同聯動來控制防護罩的啟閉，實際上，在進行換刀具時，伺服電機帶動整個工作檯滑動，當刀具支架運動到主軸的正下方，連接軸的底面相對於導向面滑動，從而控制防護罩打開或關閉，整個結構過於複雜，且使得防護罩只能處於完全開啟或完全關閉的狀態。

另外，加工工具機加工時，是由主軸所夾持的刀具對待加工物件進行加工的，根據加工形狀的不同，待加工物件不可避免地需要相對x軸、y軸或z軸方向進行相對運動，上述刀具支架、工作檯和主軸的設置方式，當待加工物件需要沿x軸方向進行運動時，將會嚴重限制待加工物件的x軸方向行程。

技術實現要素：

本發明的目的一在於提供一種結構簡單的刀庫，刀庫中的啟閉罩能夠靈活、穩定地開啟和關閉。

一種刀庫，包括防護罩和刀具底座，所述防護罩包括鉸接連接並共同形成收納空間的固定罩和啟閉罩，當刀具底座完全置於收納空間內時，啟閉罩呈閉合狀態；當刀具底座部分或全部露置於收納空間外時，啟閉罩呈開啟狀態，所述防護罩和固定罩之間還設有啟閉助力組件，所述啟閉助力組件包括軸向固定、周向旋轉地固定在啟閉罩上的滾動件，以及在防護罩啟閉過程中與滾動件始終牴觸連接並供滾動件滾動的滑移軌道。

通過採用上述技術方案，本發明只需要在啟閉罩內側固定一個滾動件以及設置供其滑移的滑移軌道，就能夠助力啟閉罩更平穩地開啟或閉合，結構更加簡單、緊湊。

作為優選的，所述刀具底座的兩側均設有固定構件，固定構件置於刀具底座和防護罩之間，且固定構件與固定罩相對固定，滑移軌道一體形成在固定構件上且位於固定構件朝向啟閉罩的一側。

作為優選的，所述固定構件的底壁設有限位凹槽，當啟閉罩呈閉合狀態時，滾動件置於限位凹槽內。

作為優選的，所述刀具底座兩側的固定構件均設有導向軌道，刀具底座滑動設置於兩個導向軌道之間。

通過採用上述技術方案，固定構件上設置滑移軌道、限位凹槽和導向軌道，分別用於供滾動件滑移、供滾動件限位安置、供刀具底座在指定的區域內運動，一個部件起到多種作用，結構簡單、緊湊，降低生產成本，能夠同時保證啟閉罩的開啟與關閉不受幹擾且更加靈活。

作為優選的，所述固定罩和啟閉罩於二者的頂部形成鉸接連接，固定罩頂部設有容納凹槽和防塵墊，當啟閉罩完全開啟時，啟閉罩頂部嵌設於容納凹槽內，且防塵墊完全包裹啟閉罩置於容納凹槽內的部分；當啟閉罩完全閉合時，防塵墊閉合於容納凹槽的開口處。

通過採用上述技術方案，由於在加工的過程中，不可避免的會產生加工廢屑物，如果廢屑物或灰塵進入收納空間，就容易卡在刀具和刀具底座之間，從而影響換刀機構的換刀效率，而防塵墊的設置，就有效避免了廢屑物和灰塵進入收納空間。

作為優選的，所述啟閉助力組件包括復位彈簧，啟閉罩朝向收納空間的一側設有彈簧座，復位彈簧的一端固定在啟閉罩的頂部，另一端固定在彈簧座上。

通過採用上述技術方案，復位彈簧能夠助力啟閉罩進行快速開啟或閉合。

作為優選的，所述刀具底座還連接有驅動其縮入或伸出收納空間的驅動組件，驅動組件的頂部和底部分別設置有上固定座和下固定座，所述下固定座固定設置有固定導軌，固定導軌滑動連接有滑動塊，上固定座設有帶導油管的油路導向槽，導油管一端與滑動塊導通連接，另一端與油泵相連接。

通過採用上述技術方案，導油管的設置為了對滑動塊進行潤滑，使刀具底座的縮入和伸出更加靈活。

作為優選的，所述刀具底座沿著自身運動方向上至少分布兩行刀具孔，朝向防護罩一側的第一行刀具孔帶有彈性夾緊口，彈性夾緊口通過彈性力夾緊刀具，其餘的刀具孔與刀具插拔連接。

通過採用上述技術方案，刀具底座上可以更多地設置刀具，提供多種刀具固定方式，在更換刀具時更加方便。

本發明的目的二在於提供一種帶有刀庫的加工工具機，其所使用的刀具結構簡單、體積小，刀庫中的啟閉罩能夠靈活、穩定地開啟和關閉，使得刀庫縮入或伸出收納空間時，高效快速，從而提高加工效率。

一種帶有刀庫的加工工具機，所述刀庫為上述技術方案中的任意一種。

作為優選的，加工工具機包括床身組件、龍門式橫梁架、x軸拖板、y軸懸臂座、z軸拖板、機頭組件、a軸轉臺、c軸轉臺、刀庫組件和防護擋板，所述龍門式橫梁架架設於床身組件上，x軸拖板安裝在龍門式橫梁架上做x軸往復運動，y軸懸臂座置於x軸拖板上做y軸往復運動，z軸拖板設置在y軸懸臂座端面做z軸上下往復運動，機頭組件安裝在z軸拖板上，a軸轉臺、c軸轉臺設於機頭組件下方，a軸轉臺可實現+125°和-125°擺旋運動，c軸轉臺可做360°旋轉運動，防護擋板設置於緊貼龍門式橫梁架的前架口處。

通過採用上述技術方案，本發明的加工工具機，結構緊湊、佔地面積小、加工精度穩定性好，其所使用的刀具結構簡單、體積小，刀庫中的啟閉罩能夠靈活、穩定地開啟和關閉，使得刀庫縮入或伸出收納空間時，高效快速，從而提高加工效率。

附圖說明

圖1為加工工具機的結構示意圖；

圖2為刀庫的立體結構示意圖一，此時，刀具和刀具底座縮入收納空間內；

圖3為刀庫的正面視圖；

圖4為圖3的a-a向剖視圖；

圖5為刀庫的立體結構示意圖二，此時，啟閉罩和防塵墊未示出；

圖6為刀庫的立體結構示意圖三，此時，啟閉罩、固定罩和防塵墊未示出；

圖7為啟閉罩的立體結構示意圖。

1、床身組件；2、龍門式橫梁架；3、x軸拖板；4、y軸懸臂座；5、z軸拖板；6、機頭組件；7、a軸轉臺；8、c軸轉臺；9、刀庫；91、防護罩；912、固定罩；9121、容納凹槽；9122、欄杆；911、啟閉罩；9111、彈簧座；9112、鉸接軸；92、刀具底座；93、刀具；941、滾動件；942、固定構件；9421、滑移軌道；9422、限位凹槽；943、復位彈簧；95、驅動組件；951、驅動電機；961、上固定座；962、下固定座；963、固定導軌；有964、滑動塊；99、防塵墊；10、防護擋板。

具體實施例

如圖2-4所示，一種刀庫，包括刀具93、刀具底座92、驅動組件95和防護罩91。

如圖5所示，採用二十二個刀具93作為示意，刀具底座92上設置的刀具孔數量與刀具93數量、位置均一一對應。刀具93分為對稱設置的左右兩組，分別為左側一組十一個刀具93和右側一組十一個刀具93，每一組分兩行設置，第一行六個刀具93，第二行五個刀具93，第二行的每一個刀具93位於第一行的兩個刀具93間隙之間的一側。其中，第二行的刀具93與刀具底座92上的刀具孔插拔連接，第一行的刀具93與刀具底座92上的刀具孔通過彈性夾持力進行連接。

如圖6所示，所述驅動組件95包括驅動電機951、絲杆和帶螺紋孔的固定塊，絲杆的一端與驅動電機的電機軸聯動連接，另一端與固定塊的螺紋孔螺紋連接，固定塊固定連接在刀具底座92上。當驅動電機發動時會帶動絲杆進行軸向固定、周向旋轉的運動，由於固定塊與絲杆螺紋連接，固定塊就會帶動整個刀具底座92沿著絲杆的軸向方向做直線運動（圖中未示出絲杆和帶螺紋孔的固定塊）。

所述絲杆的上下兩側（此處需說明的，此處設定刀庫工作時，絲杆的軸向方向與水平面相平行，朝向地面的一面為下側，背離地面的一側為上側）分別設置有上固定座961和下固定座962，所述下固定座962固定設置有固定導軌963，固定導軌963滑動連接有滑動塊964，上固定座961設有油路導向槽，滑動塊964上設有導油管，導油管穿過油路導向槽形成導通油路（圖中未示出油路導向槽和導油管，油路導向槽貫通整個上固定座961，導油管嵌設於油路導向槽中）。

如圖4、5所示，所述防護罩91包括鉸接連接並共同形成收納空間的固定罩912和啟閉罩911，當驅動組件驅動刀具底座92使之完全置於收納空間內時，啟閉罩911呈閉合狀態；當驅動組件驅動刀具底座92使之部分或全部露置於收納空間外時，啟閉罩911呈部分開啟或全部開啟的狀態。

所述固定罩912和啟閉罩911的鉸接形式為在二者的頂部形成鉸接連接，具體結構為，固定罩912頂部設有前後左右四根欄杆9122，左右兩根欄杆9122均設有鉸接孔，啟閉罩911的頂部設有鉸接軸9112，鉸接軸的兩端分別鉸接在左右兩根欄杆的鉸接孔中。

其中，四周欄杆圍設而成有容納凹槽9121，容納凹槽9121的頂部設置有防塵墊99，防塵墊的其中一側與朝向啟閉罩911一側的欄杆固定連接並形成固定側，防塵墊相對固定端的另一側形成自由側，當啟閉罩911完全開啟時，啟閉罩911頂部嵌設於容納凹槽9121內，且防塵墊完全包裹啟閉罩911置於容納凹槽9121內的部分；當啟閉罩911完全閉合時，防塵墊的自由端和固定端分別牴觸與兩個相對的欄杆9122上，且對容納凹槽9121的開口處形成封閉。

由於在加工的過程中，不可避免的會產生加工廢屑物，如果廢屑物或灰塵進入收納空間，就容易卡在刀具93和刀具底座92之間，從而影響換刀機構的換刀效率，而防塵墊的設置，就有效避免了廢屑物和灰塵進入收納空間。

如圖6所示，所述刀具底座92的兩側均設有帶導向軌道的固定構件，固定構件置於刀具底座92和固定罩912之間，且固定構件與固定罩912相對固定，刀具底座92滑動設置於兩個導向軌道之間，並在受驅動組件驅動時，沿著導向軌道運動。

導向軌道的設置，能夠引導刀具底座92在指定的區域內運動，避免刀具底座92滑移過程中偏離軌道。

最為重要的是，所述啟閉罩911和固定罩912之間還設有啟閉助力組件，所述啟閉助力組件包括軸向固定、周向旋轉地固定在啟閉罩911底部的滾動件941，以及在防護罩91啟閉過程中與滾動件941始終牴觸連接並供滾動件941滾動的滑移軌道9421，滑移軌道9421一體形成在固定構件942上且位於固定構件942朝向啟閉罩911的一側（此處需說明的是，所述滑移軌道9421可以是額外設置的零部件，與固定罩912、固定構件942同時固定連接，為了節省零部件、降低加工成本、確保滾動件941的運動更加穩定可靠，優選滑移軌道9421一體形成在固定構件942上）。固定構件942的底壁設有限位凹槽9422，當啟閉罩911呈閉合狀態時，滾動件941置於限位凹槽9422內（此處需說明的是，可以不設置額外的限位凹槽9422，即滾動件941直接與滑移軌道9421相互牴觸接觸，為了在啟閉罩911初始有開啟趨勢的一瞬間，就能夠產生一個相反的力，使滾動件941能夠快速沿著滑移軌道9421移動，故在固定構件942的底部設置了限位的結構，使滾動件941能夠在限位凹槽9422內）。

所述滑移軌道9421包括第一彎曲段和第二彎曲段，所述第一彎曲段靠近限位凹槽9422且其曲率半徑小於第二彎曲段的曲率半徑。

如圖4、圖7所示，所述啟閉助力組件包括復位彈簧943，啟閉罩911朝向收納空間的一側設有彈簧座9111，復位彈簧943的一端固定在啟閉罩911的頂部，另一端固定在彈簧座9111上。

刀庫的具體工作過程為：

當刀具底座92受力朝著啟閉罩911方向運動時，刀具底座92首先牴觸啟閉罩911，啟閉罩911頂部與固定罩912鉸接處受力形成將啟閉罩911打開的趨勢，滾動件941因為是固定在限位凹槽9422且只能進行軸向固定、周向旋轉的動作，此時，滾動件941便沿著從第一彎曲段至第二彎曲段方向滾動，使得啟閉罩911的開啟更加靈活，此時復位彈簧943處於壓縮狀態；當換刀機構換刀完畢後，刀具底座92受力呈縮回收納空間的趨勢運動，滾動件941便沿著從第二彎曲段至第一彎曲段方向滾動，此時復位彈簧943呈自然展開狀態，助力啟閉罩911完成閉合。

整個刀庫結構簡單、緊湊，降低了加工製造的成本，同時，滑移軌道9421的結構設置非常巧妙，滾動件941的運動軌跡僅限於滑移軌道9421和限位凹槽9422內，不會產生偏離該運動軌跡的可能，從而不會造成啟閉罩911卡死、影響刀具底座92伸出或縮入收納空間的情況。

實施例2

如圖1所示，一種帶有刀庫的加工工具機，床身組件1、龍門式橫梁架2、x軸拖板3、y軸懸臂座4、z軸拖板5、機頭組件6、a軸轉臺7、c軸轉臺8、刀庫組件9和防護擋板10，所述刀庫組件9為上述實施例中的任意一種。

所述龍門式橫梁架2架設於床身組件1上，x軸拖板3安裝在龍門式橫梁架2上做x軸往復運動，y軸懸臂座4置於x軸拖板3上做y軸往復運動，z軸拖板5設置在y軸懸臂座4端面做z軸上下往復運動，機頭組件6安裝在z軸拖板5上，機頭組件6下方設有a軸轉臺7、c軸轉臺8，a軸轉臺7可實現+125°和-125°擺旋運動，c軸轉臺8可做360°旋轉運動，緊貼龍門式橫梁架2的前架口處設置有防護擋板10，將床身組件1分成加工區域和非加工區域兩部分，所述龍門式橫梁架2、x軸拖板3位於非加工區域內，機頭組件6可旋轉主軸上安裝有對工件進行加工的刀具，a軸轉臺7和c軸轉臺8安裝於床身組件1上，a軸轉臺7、c軸轉臺8和機頭組件6位於加工區域內，機頭組件6穿過防護擋板10安裝於x軸拖板3上，可沿垂直於龍門式橫梁架2的方向做縱向水平進給運動。x軸拖板3、y軸懸臂座4、機頭組件6、a軸轉臺7、c軸轉臺8可實現五軸聯動。

本發明的加工工具機，結構緊湊、佔地面積小、加工精度穩定性好，五軸聯動，可以應用在對加工精度具有較高要求的工藝中，如應用在珠寶、手錶等複雜曲面貴金屬加工工藝中。