刀具自動進給加工裝置的製作方法
2023-04-24 09:17:21 4
專利名稱：刀具自動進給加工裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及精密刀具加工設備領域，特別涉及一種刀具自動進給加工裝置。
背景技術：
刀具(Cutting Tool)作為數控工具機中加工精密零件的專業工具，其自身精度對於零件的加工精度可產生直接影響。精密零件是刀具通過切削作用切除掉工件餘料而製得的，在這個過程中，刀具與零件表面存在直接接觸和摩擦，並不斷磨損直至報廢。提高零件的加工精度，可通過保持刀具切削刃口銳利程度，以及提高刀具轉速的方法實現，然而後者主要與高精密旋轉主軸的關鍵 技術有關，而這些技術目前仍較難獲取。與之相比，降低刀具的加工成本、提高生產效率和產品數量，也是具有較強實用性和可行性的方法。在相關技術中，採用由X軸、Y軸、Z軸(坐標軸)和B軸、C軸(精密旋轉軸)組成的五軸聯動精密磨床，其中X軸、Y軸構成水平面垂直二維運動平臺，Z軸垂直於該水平面，B軸固定在Z軸上，帶有砂輪組的主軸固定在B軸下方的輸出端，棒料放置在C軸上。然而相關技術所使用的設備並不適宜於裝夾、加工細長形狀的刀具棒料，因為受布局方式所限，長棒料在加工過程中存在旋轉振動偏差過大、容易彎曲變形的問題，而這會導致刀具加工精度不足和棒料報廢率升高。因此，只能預先將長刀具棒料截取成實際刀具長度的胚料，再逐根上料加工，這種加工方式的工藝繁瑣，需要人工頻繁上料，進而造成加工效率的下降和生產成本的上升，不利於大批量、高精度刀具的生產需求。
實用新型內容針對現有刀具加工裝置無法將長棒料直接加工成多根刀具所導致的工藝繁瑣、頻繁上料、效率低、成本高的上述缺陷和問題，本實用新型的目的是提供一種能夠在長棒料上連續性地自動加工刀具的刀具自動進給加工裝置。為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案:一種刀具自動進給加工裝置，其特徵在於，包括:Y軸、自動進給系統、立柱、Z軸、第一精密旋轉軸、主軸、砂輪組；所述Y軸固定在工具機水平面上，所述自動進給系統包括X軸，其通過X軸沿水平面垂直安裝在Y軸上，整體沿Y軸方向運動，所述立柱固定在Y軸、自動進給系統後側的工具機水平面上，其上安裝有垂直於水平面的Z軸，所述第一精密旋轉軸安裝在Z軸上，其沿Z軸方向運動，所述主軸固定在第一精密旋轉軸下方，其為前端安裝有砂輪組的高速旋轉軸。所述自動進給系統還包括:自動夾持精密旋轉軸、支撐模塊、支撐架，所述自動夾持精密旋轉軸安裝在X軸上，其沿X軸方向運動，包括:外觀防護模塊、驅動模塊、棒料夾持模塊，所述驅動模塊包括轉子轉接件，其以螺栓固定在電機轉子上，所述棒料夾持模塊包括活塞腔、導氣孔、導氣環槽、活塞柱、圓端蓋、夾頭柄、夾頭，所述活塞腔位於轉子轉接件中，其腔內含有帶導氣孔的導氣環槽，所述導氣環槽與安裝座上的氣管接頭連接，所述活塞腔內還含有活塞柱，其側壁通過活塞柱外O形圈與活塞腔內壁貼合，所述活塞柱前端通過精密彈簧和穿過圓端蓋的夾頭柄固定螺釘與夾頭柄連接，所述圓端蓋內側通過夾頭安裝環固定有夾頭；所述支撐模塊安裝在X軸上，其位於自動夾持精密旋轉軸與砂輪組之間，包括相互垂直安裝的Y向滑臺、Z向滑臺，其分別通過Y向調節旋鈕、Z向調節旋鈕控制滑臺沿Y軸、Z軸方向運動，所述支撐模塊還包括氣缸、軸套，所述氣缸的輸出端為平行二指夾鉗；所述夾頭、軸套位於同一軸線，所述夾頭、平行二指夾鉗通過氣動開關協調動作，其夾緊、放鬆狀態相反；所述支撐架位於自動夾持精密旋轉軸前端沿X軸方向的向外延伸處,其還包括二維調整座、V型槽。作為上述技術方案的優選，所述砂輪組上安裝有用於加工包括前刀角、後刀角在內的七個刀具特徵的砂輪。作為上述技術方案的優選，所述主軸可隨第一精密旋轉軸做一定角度的旋轉。作為上述技術方案的優選，還包括固定在主軸後端的噴嘴，其用於在砂輪磨削加工時提供切削液。作為上述技術方案的優選，在所述活塞柱內部，以及轉子轉接件內、外部均安裝有O形密封圈。作為上述技術方案的優選，所述軸套、夾頭可根據刀具棒料的外徑尺寸進行拆卸、替換。作為上述技術方案的優選，所述支撐模塊還包括用於固定滑臺位置的滑臺鎖定螺釘。本實用新型提供的刀具自動進給加工裝置，採用具有自動夾持功能的精密旋轉軸，並配合以支撐模塊和支撐架，組成一個獨立功能模塊以取代傳統的X軸-精密旋轉軸二維運動平臺模式，並利用精密氣動技術，實現了刀具的自動進給加工。該裝置只需預先進料並做簡單調整，即可連續地自動進給加工多根刀具，在保證精度的同時減少上料次數、提高自動化程度，因此提高了精密刀具的加工效率，降低了成本。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例的刀具自動進給加工裝置的結構示意圖。圖2為本實用新型實施例的刀具自動進給加工裝置的自動進給系統的結構示意圖。圖3為本實用新型實施例的刀具自動進給加工裝置的自動夾持精密旋轉軸的結構示意圖。圖4為本實用新型實施例的刀具自動進給加工裝置的支撐模塊的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型的附圖，對本實用新型的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。 如圖1所示，本實用新型實施例提供的一種刀具自動進給加工裝置，包括:Y軸1、自動進給系統2、立柱3、Z軸4、第一精密旋轉軸5、主軸6、砂輪組7 ;所述Y軸I固定在工具機水平面上，所述自動進給系統2包括X軸8，其通過X軸8沿水平面垂直安裝在Y軸I上，整體沿Y軸方向運動，所述立柱3固定在Y軸1、自動進給系統2後側的工具機水平面上，其上安裝有垂直於水平面的Z軸4，所述第一精密旋轉軸5安裝在Z軸4上，其沿Z軸方向運動，所述主軸6固定在第一精密旋轉軸5下方，其為前端安裝有砂輪組7的高速旋轉軸。如圖2所示,所述自動進給系統2還包括:自動夾持精密旋轉軸9、支撐模塊10、支撐架11 ;所述自動夾持精密旋轉軸9安裝在X軸8上，其沿X軸方向運動，所述支撐模塊10安裝在X軸8上，其位於自動夾持精密旋轉軸9與砂輪組7之間，所述支撐架11位於自動夾持精密旋轉軸9前端沿X軸方向的向外延伸處，其還包括二維調整座301、V型槽302。如圖3所示,所述自動夾持精密旋轉軸9包括:外觀防護模塊、驅動模塊、棒料夾持模塊，所述驅動模塊包括轉子轉接件101，其以螺栓固定在電機轉子上，所述棒料夾持模塊包括活塞腔102、導氣孔103、導氣環槽104、活塞柱105、圓端蓋106、夾頭柄107、夾頭108，所述活塞腔102位於轉子轉接件101中，其腔內含有帶導氣孔103的導氣環槽104，所述導氣環槽104與安裝座上的氣管接頭連接，所述活塞腔102內還含有活塞柱105，其側壁通過活塞柱外O形圈109與活塞腔102內壁貼合，所述活塞柱105前端通過精密彈簧110和穿過圓端蓋106的夾頭柄固定螺釘111與夾頭柄107連接，所述圓端蓋106內側通過夾頭安裝環112固定有夾頭108。如圖4所示，所述支撐模塊10包括相互垂直安裝的Y向滑臺201、Z向滑臺202，其分別通過Y向調節旋鈕203、ζ向調節旋鈕204控制滑臺沿Y軸、Z軸方向運動，所述支撐模塊10還包括氣缸205、軸套206，所述氣缸205的輸出端為平行二指夾鉗207。所述夾頭108、軸套206位於同一軸線，所述夾頭108、平行二指夾鉗207通過氣動開關協調動作，其夾緊、放鬆狀態相反；在所述砂輪組7上安裝有用於加工包括前刀角、後刀角在內的七個刀具特徵的砂輪。所述主軸6可隨第一精密旋轉軸5做一定角度的旋轉。所述軸套206、夾頭108可根據刀具棒料的外徑尺寸進行拆卸、替換。如圖1所示，還包括固定在主軸6後端的噴嘴12，其用於在砂輪磨削加工時提供切削液。如圖3所示，在所述活塞柱105內部安裝有活塞柱內O形圈113，在所述轉子轉接件101內、外部分別安裝有轉子轉接件內O形圈114、轉子轉接件外O形圈115。如圖4所示，所述支撐模塊10還包括用於固定滑臺位置的滑臺鎖定螺釘208。X軸、Y軸、Z軸、第一精密旋轉軸、自動夾持精密旋轉軸均經過防水密封處理，能夠在刀具加工的溼切環境中正常工作。轉子轉接件通過螺釘直接固定在電機的轉子上，中間不經過其它傳動機構，避免產生迴轉間隙而影響傳動精度。本實用新型提供的刀具連續自動加工裝置，在精密旋轉軸中集成了自動夾持進給功能，並配合以支撐模塊和支撐架，構成一個同時具備直線運動、旋轉運動、自動夾持、穩定支撐、連續進給功能的獨立模塊。將該模塊與Y軸、Z軸、砂輪組等原有部件相結合，並利用精密氣動技術，通過開閉氣動開關控制夾頭與平行二指夾鉗的協調動作，實現了刀具棒料的自動進給加工，從而可以在一根長棒料上進行多根刀具的連續加工，減少上料次數、提高效率；同時，在形狀細長的棒料兩端分別以支撐模塊軸套和支撐架V型槽進行支撐，還解決了棒料由於受力彎曲、旋轉振動所導致的加工精度不足甚至報廢的問題，因此提高了刀具批量生產中的加工穩定性和成品率。使用該裝置時，只需預先將足夠長的刀具棒料進料並做簡單調整，即可實現無需人工幹預的自動連續加工。這很好地解決了傳統刀具磨床不支持長棒料連續加工所導致的進料頻繁、效率低、成本高的缺陷，在保證加工精度的前提下，提高了刀具機加的自動化程度，從而為精密刀具的大批量生產提供了更強的可行性。以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式
，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。·
權利要求1.一種刀具自動進給加工裝置，其特徵在於，包括:γ軸、自動進給系統、立柱、Z軸、第一精密旋轉軸、主軸、砂輪組； 所述Y軸固定在工具機水平面上，所述自動進給系統包括X軸，其通過X軸沿水平面垂直安裝在Y軸上，整體沿Y軸方向運動，所述立柱固定在Y軸、自動進給系統後側的工具機水平面上，其上安裝有垂直於水平面的Z軸，所述第一精密旋轉軸安裝在Z軸上，其沿Z軸方向運動，所述主軸固定在第一精密旋轉軸下方，其為前端安裝有砂輪組的高速旋轉軸； 所述自動進給系統還包括:自動夾持精密旋轉軸、支撐模塊、支撐架，所述自動夾持精密旋轉軸安裝在X軸上，其沿X軸方向運動，包括:外觀防護模塊、驅動模塊、棒料夾持模塊，所述驅動模塊包括轉子轉接件，其以螺栓固定在電機轉子上，所述棒料夾持模塊包括活塞腔、導氣孔、導氣環槽、活塞柱、圓端蓋、夾頭柄、夾頭，所述活塞腔位於轉子轉接件中，其腔內含有帶導氣孔的導氣環槽，所述導氣環槽與安裝座上的氣管接頭連接，所述活塞腔內還含有活塞柱，其側壁通過活塞柱外O形圈與活塞腔內壁貼合，所述活塞柱前端通過精密彈簧和穿過圓端蓋的夾頭柄固定螺釘與夾頭柄連接，所述圓端蓋內側通過夾頭安裝環固定有夾頭； 所述支撐模塊安裝在X軸上，其位於自動夾持精密旋轉軸與砂輪組之間，包括相互垂直安裝的Y向滑臺、Z向滑臺，其分別通過Y向調節旋鈕、Z向調節旋鈕控制滑臺沿Y軸、Z軸方向運動，所述支撐模塊還包括氣缸、軸套，所述氣缸的輸出端為平行二指夾鉗；所述夾頭、軸套位於同一軸線，所述夾頭、平行二指夾鉗通過氣動開關協調動作，其夾緊、放鬆狀態相反； 所述支撐架位於自動夾持精密旋轉軸前端沿X軸方向的向外延伸處，其還包括二維調整座、V型槽。
2.根據權利要求1所述的一種刀具自動進給加工裝置，其特徵在於，所述砂輪組上安裝有用於加工包括前刀角、後刀角在內的七個刀具特徵的砂輪。
3.根據權利要求1所述的一種刀具自動進給加工裝置，其特徵在於，所述主軸可隨第一精密旋轉軸做一定角度的旋轉。
4.根據權利要求1所述的一種刀具自動進給加工裝置，其特徵在於，還包括固定在主軸後端的噴嘴， 其用於在砂輪磨削加工時提供切削液。
5.根據權利要求1所述的一種刀具自動進給加工裝置，其特徵在於，在所述活塞柱內部，以及轉子轉接件內、外部均安裝有O形密封圈。
6.根據權利要求1所述的一種刀具自動進給加工裝置，其特徵在於，所述軸套、夾頭可根據刀具棒料的外徑尺寸進行拆卸、替換。
7.根據權利要求1所述的一種刀具自動進給加工裝置，其特徵在於，所述支撐模塊還包括用於固定滑臺位置的滑臺鎖定螺釘。
專利摘要本實用新型提供一種刀具自動進給加工裝置，包括位於Y軸上的自動進給系統，其包括設在X軸上的自動夾持精密旋轉軸、支撐模塊、支撐架，所述自動夾持精密旋轉軸包括棒料夾持模塊，其包括轉子轉接件中的活塞腔，其內含導氣孔、活塞柱，所述活塞柱通過精密彈簧連接夾頭柄，夾頭固定在圓端蓋內側；所述支撐模塊包括Y向、Z向滑臺及氣缸、軸套，所述氣缸以平行二指夾鉗為輸出端；所述夾頭與軸套位於同一軸線，並與平行二指夾鉗協調動作。該裝置以自動夾持精密旋轉軸、支撐模塊、支撐架構成獨立模塊，利用氣動技術，只需預進料並簡單調整即可實現刀具自動進給加工，在保證精度的同時減少上料次數、提高自動化程度，因此可提高刀具加工效率，降低成本。
文檔編號B24B47/20GK203141241SQ201320096090
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月4日 優先權日2013年3月4日
發明者崔華 申請人:崑山允可精密工業技術有限公司