具有刀庫裝置的數控工具機的製作方法

2023-09-13 15:27:05

本發明涉及數控工具機的技術領域，尤其涉及一種具有刀庫裝置的數控工具機。

背景技術：

如今數控工具機行業發展到現在，在主體結構和性能上已經日益成熟。主軸轉速30000轉以上的數控工具機已經越來越多。刀庫的發展也有了相對固定的模式，出現了適用不同需求的多種類型的刀庫。以往刀庫的體積也變得更大，達不到高速工具機刀庫精簡、小巧的要求，也使得安裝難度大大增加。在數控工具機長期高速工作下，刀套與刀盤之間的定位精度容易發生變化，換刀裝置的鉤爪部位容易發熱變形，導致刀臂式刀庫的整體精度下降，使零件產品的加工精度達不到要求，從而影響加工的質量與可靠性。

為此，本發明的設計者有鑑於上述缺陷，通過潛心研究和設計，綜合長期多年從事相關產業的經驗和成果，研究設計出一種具有刀庫裝置的數控工具機，以克服上述缺陷。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種具有刀庫裝置的數控工具機，其結構緊湊，裝卸便利，夾刀可靠，使用壽命長，刀庫剛性好，承載力大。

為解決上述問題，本發明公開了一種具有刀庫裝置的數控工具機，包含機臺，所述機臺設有第一移動平臺和第二移動平臺，所述第一移動平臺上設有可進行相對移動的工件夾持座，所述第二移動平臺上設有加工座，其特徵在於：

所述加工座的側面設有刀庫裝置，所述刀庫裝置包含刀盤組件和刀庫交換裝置，所述刀盤組件包括刀盤，所述刀盤包含刀盤罩、轉動盤、刀盤架和刀盤蓋，刀盤中部設有轉軸，轉動盤為圓盤狀結構，其安裝在轉軸並可以繞轉軸轉動，所述刀盤架圍繞轉動盤設置，其周緣間隔設有多個刀套，在轉動盤的一側安裝有刀盤蓋，在刀盤架的外側設有圍繞刀套進行保護的刀盤罩，所述刀盤罩的下側設有供待更換的刀套伸出的缺口部；

所述刀庫交換裝置包括驅動箱和中心軸，所述中心軸設有夾刀杆組件，所述驅動箱內設有驅動中心軸進行轉動的驅動組件，所述驅動組件包含伺服電機、主動齒輪、第一被動齒輪和傳動齒輪組件，主動齒輪連接於伺服電機的輸出軸，所述第一被動齒輪設置於一中間軸並嚙合於主動齒輪，所述傳動齒輪組件包含分別設於中間軸和中心軸上的齒輪對。

其中：所述刀盤組件還包含驅動機構，所述驅動機構包括刀盤電機、聯軸器和傳動蝸杆，刀盤電機輸出軸的一端安裝至聯軸器，聯軸器的另一端安裝傳動蝸杆，所述傳動蝸杆連接於固定至刀盤架3的被動齒輪，以通過蝸杆傳動實現精確的分度運動。

其中：所述夾刀杆組件包含第一夾刀杆和第二夾刀杆，該第一夾刀杆和第二夾刀杆均包含換刀臂，所述換刀臂的前端設有扣刀口以及與容置空間連通的開槽，所述開槽內設一可相對於換刀臂直線位移的推抵件，所述推抵件的前端形成可封閉和打開所述扣刀口的突出部。

其中：所述開槽和容置空間之間設有凸緣，所述抵推件的後端設有從凸緣形成的開孔中向容置空間內進行伸縮的直徑縮小部，所述抵推件後端的直徑縮小部上套接有第一彈簧。

其中：換刀臂的後端通過一突出部設置一容置空間，以供組設一可上下移動的頂掣件，所述抵推件的後端面形成為楔形，所述頂掣件的上端一側同樣形成一與抵推件的楔形相互配合的楔形，所述頂掣件的下端設有一凹槽，並在凹槽內設有第二彈簧，第二彈簧的外端抵靠於突出部的內壁。

通過上述結構可知，本發明的具有刀庫裝置的數控工具機具有如下效果：

1、傳動裝置構造簡單，整體體積小巧，方便安裝，提高加工的質量和可靠性，具有安全穩定性。

2、實現了刀杆的快速進出和刀具的穩定定位，且傳動更加精確，運行更加平穩。

本發明的詳細內容可通過後述的說明及所附圖而得到。

附圖說明

圖1顯示了本發明的具有刀庫裝置的數控工具機的結構示意圖。

圖2顯示了本發明中刀盤的分解示意圖。

圖3顯示了本發明中刀庫交換裝置的結構示意圖。

圖4顯示了本發明夾刀杆的內部剖視圖。

附圖標記：

101、機臺；102、圍欄；103、第一移動平臺；104、第二移動平臺；105、工件夾持座；107、第三移動平臺；108、主軸座；109、刀盤組件；110刀庫交換裝置；1091、刀盤罩；1092、轉動盤；1093、刀盤架；1094、刀盤蓋；11、驅動箱；12、第一夾刀杆；13、第二夾刀杆；14、伺服電機；15、主動齒輪；16、第一被動齒輪；17、傳動齒輪組件；18、中心軸。

具體實施方式

參見圖1至圖4，顯示了本發明的具有刀庫裝置的數控工具機的結構示意圖。

所述數控工具機包含機臺101和機臺10周緣向上延伸的圍欄102，所述機臺101設有呈90度相對設置的第一移動平臺103和第二移動平臺104，所述第一移動平臺103上設有可進行相對移動的工件夾持座105，所述工件夾持座105通過滾珠絲槓運動機構進行相對移動，所述工件夾持座105上還可設有工件夾持裝置和夾持驅動裝置，以實現對待加工工件的夾緊。

所述第二移動平臺104上設有加工座，所述加工座前端設有可相對豎向移動的第三移動平臺107，所述第三移動平臺107上設有主軸座108，該主軸座108設有刀具夾持座和加工驅動裝置，所述加工驅動裝置可通過變速箱連接至刀具夾持座，以實現刀具的旋轉驅動，進一步對工件進行切削操作。

上述刀具的移動和工件的夾持的具體結構和詳細操作屬於現有技術，在此不再進行累述。

其中，所述加工座的側面設有刀庫裝置，所述刀庫裝置包含刀盤組件109和刀庫交換裝置110，所述刀盤組件109包括刀盤和驅動機構，參見圖2，所述刀盤包含刀盤罩1091、轉動盤1092、刀盤架1093和刀盤蓋1094，刀盤中部設有轉軸，轉動盤1092為圓盤狀結構，其安裝在轉軸並可以繞轉軸轉動，所述刀盤架1093圍繞轉動盤1092設置，其周緣間隔設有多個刀套，刀套可套有刀柄，通過與轉動盤配合上，多個刀套的定位更精確，易於調整，維修方便。在轉動盤1092的一側安裝有刀盤蓋1094，在刀盤架1093的外側設有圍繞刀套進行保護的刀盤罩1091，用於保護整個刀盤機構，所述刀盤罩1091的下側設有供待更換的刀套伸出的缺口部。

其中，刀盤組件109的驅動機構可包括刀盤電機、聯軸器和傳動蝸杆，刀盤電機輸出軸的一端安裝至聯軸器，聯軸器的另一端安裝傳動蝸杆，所述傳動蝸杆連接於固定至刀盤架1093的被動齒輪，以通過蝸杆傳動實現精確的分度運動，由於傳動蝸杆和被動齒輪的配合是在刀盤內部，這樣的設計相對緊湊，更加的節省了安裝空間與配合空間，也降低了整體的安裝難度。

參見圖3，本發明的刀庫交換裝置110包括驅動箱11和中心軸18，所述中心軸18從驅動箱11內向外延伸，其自由端設有夾刀杆組件，所述驅動箱11內設有驅動中心軸18進行轉動的驅動組件，其中，所述夾刀杆組件包含呈180度對稱設計的第一夾刀杆12和第二夾刀杆13，所述驅動組件包含伺服電機14、主動齒輪15、第一被動齒輪16和傳動齒輪組件17，為提高空間利用率，所述伺服電機14平行設置於中心軸18的一側，主動齒輪15連接於伺服電機14的輸出軸，所述第一被動齒輪16設置於一中間軸並嚙合於主動齒輪15，所述傳動齒輪組件17包含分別設於中間軸和中心軸18上的齒輪對，從而利用伺服電機14將動力傳遞給中心軸18，進而實現第一夾刀杆12和第二夾刀杆13的相對轉動，通過相對設置的第一夾刀杆12和第二夾刀杆13，實現刀庫和主軸臺上刀具的替換。

參見圖4，顯示了本發明中第一夾刀杆12和第二夾刀杆13的一個優選實施例，該第一夾刀杆12和第二夾刀杆13的結構相同，均包含換刀臂19，換刀臂19的後端通過一突出部23設置一容置空間，以供組設一可上下移動的頂掣件24，所述換刀臂19的前端設有扣刀口21以及與容置空間連通的開槽，所述開槽內設一可相對於換刀臂19直線位移的推抵件20，所述推抵件20的前端形成可封閉和打開所述扣刀口21的突出部，所述開槽和容置空間之間設有凸緣，所述抵推件20的後端直徑縮小以從凸緣形成的開孔中可向容置空間內進行伸縮，且凸緣形成對抵推件20向後移動的限位。

其中，所述抵推件20後端的直徑縮小部上套接有第一彈簧22，所述抵推件20的後端面形成為楔形，所述頂掣件24的上端一側同樣形成一與抵推件20的楔形相互配合的楔形，所述頂掣件24的下端設有一凹槽，並在凹槽內設有第二彈簧25，第二彈簧25的外端抵靠於突出部23的內壁，由此，通過兩個彈簧以及楔形的配合，推抵件則能在扣刀時增加向後移動的活動範圍，使換刀臂旋轉扣持刀具的刀杆，在刀杆進入扣刀口後，推抵件能迅速返回並保持刀杆。

其中，所述抵推件的中部還開有長條通槽，所述換刀臂可設有貫穿該長條通槽以進行導向和限位的貫通銷26。

由此可見，該刀庫裝置的結構比較簡單，安裝和拆卸都十分便捷，無論是安裝與新機器還是對已有數控工具機進行改造都非常方便，且刀庫的剛性較好，傳動穩定。

綜上，本發明具有如下優點：

1、傳動裝置構造簡單，整體體積小巧，方便安裝，提高加工的質量和可靠性，具有安全穩定性。

2、實現了刀杆的快速進出和刀具的穩定定位，且傳動更加精確，運行更加平穩。

顯而易見的是，以上的描述和記載僅僅是舉例而不是為了限制本發明的公開內容、應用或使用。雖然已經在實施例中描述過並且在附圖中描述了實施例，但本發明不限制由附圖示例和在實施例中描述的作為目前認為的最佳模式以實施本發明的教導的特定例子，本發明的範圍將包括落入前面的說明書和所附的權利要求的任何實施例。