專利名稱：配有自動(dòng)換刀器的車床的制作方法
背景技術(shù)：
螺紋梳刀式刀架和轉(zhuǎn)塔式刀架具有很高的抓刀剛性，從而可以進(jìn)行大切削量加工。在日本專利公開號(hào)為HEI 6-91469(Kokai)和HEI-7-185985(Kokai)的專利申請(qǐng)中公開了具有螺紋梳刀式或轉(zhuǎn)塔式刀架的配有自動(dòng)換刀器的車床范例。
具有組合式刀架的配有自動(dòng)換刀器的車床利用一個(gè)卡盤，就可能進(jìn)行多種操作，例如車削、鉆孔、倒角或磨削。與螺紋梳刀式或轉(zhuǎn)塔式刀架不同，組合式刀架可更換的刀具數(shù)量不受刀架可夾持刀具數(shù)量的限制。在日本專利公開號(hào)為HEI 6-126571(Kokai)和HEI 11-138374(Kokai)的專利申請(qǐng)中公開了具有組合式刀架的配有自動(dòng)換刀器的車床范例。
然而，對(duì)于具有螺紋梳刀式或轉(zhuǎn)塔式刀架的配有自動(dòng)換刀器的車床，可更換的刀具數(shù)量決定于刀架可夾持刀具的數(shù)量。而且，由于刀架的夾持部位決定于往刀架上裝的刀具，因此配有自動(dòng)換刀器的車床的自動(dòng)操作受限。為了增加可被螺紋梳刀式或轉(zhuǎn)塔式刀架夾持的刀具的數(shù)量，自動(dòng)換刀器要具有適應(yīng)所需刀具數(shù)量的尺寸和重量。因此，隨著配有自動(dòng)換刀器的車床變得越來越大，沿X軸方向和沿Z軸方向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力消耗也有所增加，從而導(dǎo)致快速定位的運(yùn)動(dòng)速度受限的可能性。
具有組合式刀架的配有自動(dòng)換刀器的車床結(jié)構(gòu)方式是刀具心軸可以在刀架上旋轉(zhuǎn)。因此，這類車床表現(xiàn)出低切削剛性并且對(duì)工件切削量產(chǎn)生限制。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種這樣的配有自動(dòng)換刀器的車床，它包括相對(duì)工件臺(tái)可沿X軸方向和Z軸方向移動(dòng)的滑塊；設(shè)置在該滑塊上、用以夾持刀具的刀架；以及用以存放大量刀具并將每把刀具定位至換刀位的換刀器，其中所述刀架可以在X-Z平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述刀架含有刀具心軸作為刀具的插入部，所述刀具心軸固定在刀架上。
對(duì)于具有上述結(jié)構(gòu)的配有自動(dòng)換刀器的車床，刀具心軸是固定在刀架上的，因此該刀具心軸決不會(huì)在刀架上旋轉(zhuǎn)。因此，與組合式刀架相比，提高抓刀剛性成為可能。與螺紋梳刀式或轉(zhuǎn)塔式刀架不同，可更換刀具的數(shù)量不再受限于刀架可夾持刀具的數(shù)量，從而能夠在更長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)操作。而且，由于刀架可以在X-Z平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，防止刀具和工件間的任何干涉成為可能。
換刀器具有如下結(jié)構(gòu)方式，即至少當(dāng)?shù)都苻D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)換刀器可與刀架分開。這種結(jié)構(gòu)使得當(dāng)?shù)都苻D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)和換刀器產(chǎn)生干涉。
特別地，換刀器可以相對(duì)于刀架，在工件臺(tái)的另一面與刀架分開安置。另外，換刀器也能以可動(dòng)方式安裝，通過移動(dòng)換刀器使其與刀架分開。
刀具心軸可以有錐度。
此外，本發(fā)明所述配有自動(dòng)換刀器的車床還可以包含一套聯(lián)接器用以對(duì)刀架的轉(zhuǎn)動(dòng)分度。
這套聯(lián)接器包括位于滑塊上的第一聯(lián)接器和位于刀架上的第二聯(lián)接器，通過第一、第二聯(lián)接器的嚙合可以對(duì)刀架的轉(zhuǎn)動(dòng)分度。
另外，還可具備這樣的結(jié)構(gòu)，即第一聯(lián)接器或者第二聯(lián)接器是固定的，而另一個(gè)聯(lián)接器是可動(dòng)的。當(dāng)可動(dòng)聯(lián)接器移動(dòng)并脫開這兩個(gè)聯(lián)接器的嚙合時(shí)，刀架轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)?shù)都苻D(zhuǎn)到指定位置后，可動(dòng)聯(lián)接器移動(dòng)并與固定聯(lián)接器嚙合，從而對(duì)刀架的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行分度鎖定。
本發(fā)明所述配有自動(dòng)換刀器的車床可包含多個(gè)工作臺(tái)。這種情況下，可以將至少一個(gè)工作臺(tái)設(shè)置為其可相對(duì)于刀架移動(dòng)。
本發(fā)明所述配有自動(dòng)換刀器的車床還可以包含兩個(gè)工件臺(tái)，一個(gè)工件臺(tái)固定，另一個(gè)工件臺(tái)設(shè)置為可沿Z軸方向移動(dòng)。
這兩個(gè)工件臺(tái)中的一個(gè)可以起到尾架的作用。
圖4是圖3所示刀架的示意圖，表示了刀架已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)后的位置示例；以及圖5是目前配有自動(dòng)換刀器的車床刀架部位的局部放大立體圖。


圖1是本發(fā)明所述配有自動(dòng)換刀器的車床的立體圖。圖2是圖1所示配有自動(dòng)換刀器的車床刀架部位的局部斷面圖。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的配有自動(dòng)換刀器的車床1的結(jié)構(gòu)包括位于床身11上的工件臺(tái)12；位于床身11上的可動(dòng)的尾架13；可沿床身移動(dòng)的滑塊15；位于滑塊15上的刀架18；以及用以存放大量刀具并將每把刀具分度定位至換刀位的換刀器20。
尾架13與設(shè)在床身11上的滑軌14嚙合，可沿Z軸方向(該方向在圖1中以箭頭Z表示)移動(dòng)。
滑塊15和位于滑軌14背面的另一滑軌(圖1中未顯示)相配合，其結(jié)構(gòu)包括可沿Z軸方向移動(dòng)的第一滑塊15Z以及第二滑塊15X，它通過與設(shè)置在第一滑塊15Z的傾斜表面上的兩條滑軌17嚙合而可沿X軸方向(在圖1中以箭頭X表示)移動(dòng)。
刀架18以其可在平面X-Z內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝在第二滑塊15X上。具體地，所述刀架18通過樞軸21安裝在第二滑塊15X上，這樣刀架18就可以轉(zhuǎn)動(dòng)。
在樞軸21上同軸設(shè)置有第一聯(lián)接器22，該聯(lián)接器22可在圖2中箭頭A所示方向移動(dòng)。在第一聯(lián)接器22的頂面設(shè)置有徑向齒29。第三聯(lián)接器23用螺栓24同軸地固定在樞軸21上。第二聯(lián)接器25環(huán)繞在第三聯(lián)接器23周邊。該第二聯(lián)接器25用螺栓26固定在刀架18的殼體16上。在第二聯(lián)接器25和第三聯(lián)接器23的底面，分別設(shè)置有徑向齒27和28。也就是說，在此實(shí)施例中，由三個(gè)聯(lián)接器(第一聯(lián)接器22、第二聯(lián)接器25、以及第三聯(lián)接器23)組成的三組件聯(lián)接器用來實(shí)現(xiàn)刀架18的分度轉(zhuǎn)動(dòng)。
刀架18的轉(zhuǎn)動(dòng)在徑向使位于第二聯(lián)接器25底面的徑向齒27和位于第三聯(lián)接器23底面的徑向齒28相配合。當(dāng)與樞軸21同軸設(shè)置的第一聯(lián)接器22向上移動(dòng)時(shí)，位于第一聯(lián)接器22頂面的徑向齒29和徑向齒27、28嚙合，從而將樞軸21鎖死在第二滑塊15X上。
刀架18含有一個(gè)刀具心軸19作為刀具的插入部。所述刀具心軸19整個(gè)固定在刀架18上，有錐度，并通過夾持刀具完成車床的車削加工。由于刀具心軸19決不會(huì)在刀架18上旋轉(zhuǎn)，因此有可能提高抓刀剛性。
換刀器20裝在刀架18的后面，也就是在工件臺(tái)12的對(duì)面，并與刀架18分開。所述換刀器20的結(jié)構(gòu)包括安裝在第一滑塊15Z側(cè)面后部的基板31；裝在基板31上的支撐柱32；位于支撐柱32上的刀具庫34；以及位于支撐柱32上的換刀臂36。
刀具庫34包含一組圓周分布的夾刀筒35。夾刀筒35由錐形元件構(gòu)成，并有一個(gè)諸如球形閘門的夾持機(jī)構(gòu)以便夾刀筒35可以將刀具夾持在其錐形元件內(nèi)。圍繞刀具庫34周邊分布的夾刀筒35可以沿圓周方向整體旋轉(zhuǎn)。也可以將每個(gè)夾刀筒35分度定位于指定的換刀位B。夾刀筒35可以沿所示箭頭C-D的方向擺動(dòng)，從而換刀位B處的夾刀筒35的軸線與下文所述的換刀臂36的支撐軸38的軸線平行。
換刀臂36在其兩端有用以夾持刀具的夾刀部件37。位于支撐柱32靠近床身11的側(cè)面上的支撐軸38可使換刀臂36沿其軸向前后移動(dòng)，并且換刀臂36可繞支撐軸38的軸心旋轉(zhuǎn)。
以下描述本實(shí)施例所述配有自動(dòng)換刀器的車床的詳細(xì)動(dòng)作。
在利用配有自動(dòng)換刀器的車床1進(jìn)行工件加工的過程中，為了將在位的刀具更換為下面工序要用的另一把刀具，刀架18首先要在X-Z平面內(nèi)沿預(yù)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使當(dāng)前刀具的軸線平行于換刀器20上支撐軸38的軸線，并使刀具刃部面向床身11端面，同時(shí)操作第二滑塊15X將刀具心軸19移至換刀位。對(duì)于換刀器20，在使用當(dāng)前刀具進(jìn)行加工時(shí)，夾持下一把刀具的夾刀筒35定位于換刀位B，然后沿箭頭D所示的方向擺動(dòng)。
刀架18的轉(zhuǎn)動(dòng)使得第一聯(lián)接器22向下移動(dòng)，并且脫離第二聯(lián)接器25和第三聯(lián)接器23，從而使樞軸21旋轉(zhuǎn)。然后，刀架18由馬達(dá)帶動(dòng)按預(yù)定的方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)都?8到達(dá)某個(gè)指定的位置后，第一聯(lián)接器22向上移動(dòng)。這樣，分別位于第二聯(lián)接器25和第三聯(lián)接器23底面的徑向齒27和28相互徑向匹配。當(dāng)?shù)谝宦?lián)接器22向上移動(dòng)時(shí)，位于其頂面的徑向齒29與徑向齒27和28相互嚙合，從而將樞軸21鎖死在第二滑塊15X上并使刀架18停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣刀架18的轉(zhuǎn)動(dòng)被分度。
隨后，換刀臂36繞支撐軸38的軸線旋轉(zhuǎn)一定的角度，使得夾刀部件37夾持住裝在刀具心軸19上的當(dāng)前刀具和夾刀筒35里的下一把刀具。然后換刀臂36沿支撐軸38軸向前移，分別拔出裝在刀具心軸19上的當(dāng)前刀具和夾刀筒35里的下一把刀具。換刀臂36轉(zhuǎn)過一定角度后，換刀臂36接著移回來，將下一把刀具裝在刀具心軸19上并將當(dāng)前刀具放入夾刀筒35里。然后，換刀臂36反方向旋轉(zhuǎn)返回到其初始位置。
如上所述，裝在刀具心軸19上的刀具可以更換為另一把新刀具，此后即可利用裝在刀具心軸19上的該新刀具進(jìn)行工件加工的下一個(gè)工序。而且，通過配有自動(dòng)換刀器的車床1的類似的動(dòng)作可以將裝在刀具心軸19上的刀具更換為備用刀具。
如上所述，本實(shí)施例配有自動(dòng)換刀器的車床1中，其刀具心軸19含有一個(gè)刀具插入部，并且該刀具心軸19固定在刀架18上，因此實(shí)現(xiàn)了很好的抓刀剛性。此外，由于刀架18既非螺紋梳刀式刀架也非轉(zhuǎn)塔式刀架，因此不需要加大車床尺寸和重量?？筛鼡Q刀具的數(shù)量可以增加到刀具庫34可容納刀具的數(shù)量，并且在更長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)可以進(jìn)行自動(dòng)化操作。
另外，由于刀架18可以在X-Z平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，如圖3和圖4中所示，可以防止與工件100的任何干涉。也就是說，如果刀架18不能在X-Z平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，工件100就會(huì)如圖5所示的那樣與刀架18’發(fā)生干涉。
此外，換刀器20裝在刀架18的后面，并與刀架18分開。所以，當(dāng)?shù)都?8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它決不會(huì)和換刀器20發(fā)生干涉。因此可以快速換刀。
對(duì)于該實(shí)施例，上述描述是基于換刀器20裝在刀架18的后面，并與刀架18分開的情況。但并不限定于此結(jié)構(gòu)，例如，基板31可以裝有滑軌或類似物，使得當(dāng)?shù)都?8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支撐柱32可以沿Z軸方向移動(dòng)，從而避免刀架18和換刀器20之間發(fā)生干涉。
此外，本實(shí)施例具有這樣的結(jié)構(gòu)，即裝在刀架18上的第二聯(lián)接器25是固定的，裝在第二滑塊15X(在樞軸21處)上的第一聯(lián)接器22是可動(dòng)的。但并不限定于此結(jié)構(gòu)，裝在刀架18上的聯(lián)接器可以作成是可動(dòng)的，而裝在第二滑塊15X(在樞軸21處)上的聯(lián)接器可以是固定的。
另外，本實(shí)施例中的尾架13可以是第二工件臺(tái)。還有，工件臺(tái)12可沿Z軸方向移動(dòng)。
如上所述，本發(fā)明所述配有自動(dòng)換刀器的車床中，刀架可以在X-Z平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)并且該刀架含有一個(gè)刀具心軸作為刀具的插入部，以及該刀具心軸固定在刀架上，不會(huì)在刀架上旋轉(zhuǎn)。因此，與組合式刀架相比，提高抓刀剛性成為可能。另外，與螺紋梳刀式或轉(zhuǎn)塔式刀架不同，可更換刀具的數(shù)量不再受限于刀架可夾持刀具的數(shù)量，從而能夠在更長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)操作。而且，由于刀架可以在X-Z平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此可以避免刀具和工件間的任何干涉，從而達(dá)到提高加工速度以及減少勞動(dòng)量的目的。
權(quán)利要求
1.一種配有自動(dòng)換刀器的車床，含有自動(dòng)更換刀具的自動(dòng)換刀器，所述車床包括工件臺(tái)；可以相對(duì)于工件臺(tái)沿X和Z軸方向移動(dòng)的滑塊；位于滑塊上、用以夾持刀具的刀架；以及用以存放大量刀具并將每把刀具分度定位至換刀位的換刀器；其中，所述刀架可以在X-Z平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述刀架含有一個(gè)刀具心軸作為刀具的插入部；以及所述刀具心軸固定在刀架上。
2.如權(quán)利要求1所述的配有自動(dòng)換刀器的車床，其特征在于，至少當(dāng)?shù)都苻D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)換刀器可與刀架分離。
3.如權(quán)利要求2所述的配有自動(dòng)換刀器的車床，其特征在于，換刀器與刀架分開，并相對(duì)刀架位于工件臺(tái)對(duì)面一側(cè)。
4.如權(quán)利要求2所述的配有自動(dòng)換刀器的車床，其特征在于，換刀器以可動(dòng)方式安裝，并且通過移動(dòng)換刀器可使換刀器與刀架分開。
5.如權(quán)利要求1所述的配有自動(dòng)換刀器的車床，其特征在于，刀具心軸有錐度。
6.如權(quán)利要求1所述的配有自動(dòng)換刀器的車床，其特征在于，所述車床還包含一套用以將刀架轉(zhuǎn)動(dòng)分度的聯(lián)接器。
7.如權(quán)利要求6所述的配有自動(dòng)換刀器的車床，其特征在于，所述聯(lián)接器包括位于滑塊上的第一聯(lián)接器和位于刀架上的第二聯(lián)接器，并通過第一、第二聯(lián)接器的嚙合分度刀架的轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7所述的配有自動(dòng)換刀器的車床，其特征在于，所述聯(lián)接器還具備這樣的結(jié)構(gòu)，即第一聯(lián)接器和第二聯(lián)接器中的一個(gè)是固定的，而另一個(gè)是可動(dòng)的；當(dāng)可動(dòng)聯(lián)接器移動(dòng)并脫開這兩個(gè)聯(lián)接器的嚙合時(shí)，刀架轉(zhuǎn)動(dòng)；以及當(dāng)?shù)都苻D(zhuǎn)到指定位置后，可動(dòng)聯(lián)接器移動(dòng)并與固定聯(lián)接器嚙合，從而鎖死刀架的轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1所述的配有自動(dòng)換刀器的車床，其特征在于，該車床含有多個(gè)工件臺(tái)。
10.如權(quán)利要求9所述的配有自動(dòng)換刀器的車床，其特征在于，在所述的多個(gè)工件臺(tái)中至少有一個(gè)可以相對(duì)于刀架移動(dòng)。
11.如權(quán)利要求9所述的配有自動(dòng)換刀器的車床，其特征在于，它包含兩個(gè)工件臺(tái)，一個(gè)工件臺(tái)固定，另一個(gè)工件臺(tái)設(shè)置為可沿Z軸方向移動(dòng)。
12.如權(quán)利要求11所述的配有自動(dòng)換刀器的車床，其特征在于，所述兩個(gè)工件臺(tái)中的一個(gè)起尾架的作用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具備很好的抓刀剛性、不會(huì)產(chǎn)生刀具和工件干涉、并且可更換刀具數(shù)量不受限制的配有自動(dòng)換刀器的車床。所述車床包含:相對(duì)工件臺(tái)12可沿X軸方向和Z軸方向移動(dòng)的滑塊15;設(shè)置在滑塊15上、用以夾持刀具的刀架18;以及用以存放大量刀具并將每把刀具分度定位至換刀位的換刀器20。所述刀架18可以在X－Z平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),并且含有一個(gè)刀具心軸19作為刀具的插入部。所述刀具心軸19固定在刀架18上。
文檔編號(hào)B23B21/00GK1375371SQ01131008
公開日2002年10月23日 申請(qǐng)日期2001年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月21日
發(fā)明者小峰毅 申請(qǐng)人:比谷阿爾法股份有限公司