專利名稱：氣缸、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位移換刀機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
氣缸、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位移換刀機(jī)構(gòu) 技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種同步動作的換刀機(jī)構(gòu)，尤其是一種結(jié)構(gòu)簡單，動作十 分平穩(wěn)，且能夠有效保證換刀過程安全的換刀機(jī)構(gòu)。
技術(shù)背景
現(xiàn)有的數(shù)控加工中心用換刀機(jī)構(gòu)，需要在換刀時進(jìn)行原點的校正、扣刀角 度的檢驗和定位，上述步驟雖然可以保證動作的精準(zhǔn)性和安全性，但是整個換 刀及檢驗的過程較為復(fù)雜，耗時較長，完成整個換刀動作大概需要9秒鐘。除 此之外，在刀把與刀具的接觸處一般不設(shè)鎖刀裝置，這樣當(dāng)?shù)毒弑旧碇亓枯^大 或換刀速度較快時，有可能會因刀把承受不了較大的沖量而使刀具飛脫，造成 設(shè)備的損壞或技術(shù)人員的傷亡。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單， 動作平穩(wěn)，換刀過程誤差微小，并能保證整個動作過程安全的換刀機(jī)構(gòu)。
本實用新型的技術(shù)解決方案是 一種氣缸、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作 同步位移換刀機(jī)構(gòu)，包括盤式刀庫2，其特征在于在機(jī)床床身1上設(shè)置有氣
缸3，氣缸3的另一端與盤式刀庫2連接，盤式刀庫2上設(shè)置有搖擺支撐桿31， 搖擺支撐桿31的端部設(shè)置有軸32，軸32軸承支撐在與機(jī)床床身1固定連接的 支架42的端部，軸32上設(shè)置有預(yù)壓扭簧33。
氣缸3和開設(shè)有滑道4的固定板40分別與機(jī)床床身1固定連接，氣缸3 的推桿15套接有浮動接頭17，浮動接頭17和刀庫等距軸承調(diào)整座13通過接 頭連接軸18活動連接，刀庫等距軸承調(diào)整座13上還設(shè)置有軸承固定心軸42， 軸承固定心軸42上設(shè)置的等距軸承14配合安裝在滑道4中，刀庫等距軸承調(diào) 整座13設(shè)置在盤式刀庫2上。
在氣缸3的推桿15上套接有浮動接頭17，浮動接頭17和固定連接在支架 42上的氣缸連接板50通過接頭連接軸18活動連接，氣缸3的另一端與氣缸固 定支架51軸連接，氣缸固定支架51與盤式刀庫2固定連接。
設(shè)置在盤式刀庫2圓周邊緣上的刀爪5由基塊IO和其兩側(cè)的爪手11組成，基塊10的內(nèi)部縱向設(shè)置有縱向彈簧6，縱向彈簧6的上端支撐有側(cè)面開設(shè)凹槽 8的頂塊7，頂塊7的上端設(shè)置有觸塊9，與觸塊9位置相對應(yīng)的撞塊16與設(shè) 置在盤式刀庫2上的刀庫等距軸承調(diào)整座13固定連接，設(shè)置在抓手11上且與 凹槽8縱向位置相對應(yīng)的銷柱12形狀與凹槽8相配，刀爪5上遠(yuǎn)離抓刀端處設(shè) 置有兩端均與抓手11相連的橫向彈簧15。
所述的凹槽8下部為斜面。
所述的觸塊9為鋼珠。
所述的氣缸3、推桿15、浮動接頭17，氣缸連接板50、接頭連接軸18和 氣缸固定支架51均為兩個，且對稱地設(shè)置在機(jī)床床身1和盤式刀庫2上。 本實用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點
1、 整個換刀過程中，即刀盤作擺動的全過程中，等距軸承在滑道的作 用下，只能沿著滑道的軌跡運動，因而可以保證動作過程中機(jī)構(gòu)的 穩(wěn)定，從而解決了定位問題，無須在動作完成后進(jìn)行定位、校驗等 步驟，大大的節(jié)省了換刀時間。
2、 在刀把上設(shè)置了鎖刀機(jī)構(gòu)，這樣可以在刀具重量較大或者換刀速度 較快時保證刀具不會飛脫出刀把，極大地降低了換刀動作時的安全 隱患，保障安全生產(chǎn)。


圖1為本實用新型實施例一的主視圖。
圖2為本實用新型實施例一的俯視圖。
圖3為本實用新型實施例一的右視圖。
圖4為本實用新型實施例二的主視圖。
圖5為本實用新型實施例二的俯視圖。
圖6為本實用新型實施例A部松刀狀態(tài)的放大圖。
圖7為本實用新型實施例A部松刀狀態(tài)的俯視剖視圖。
圖8為本實用新型實施例A部鎖刀狀態(tài)的放大圖。
圖9為本實用新型實施例A部鎖刀狀態(tài)的俯視剖視圖。
具體實施方式
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下面將結(jié)合附圖說明本實用新型的具體實施方式
。 實施例一
如圖1、 2、 3、 7、 8、 9、 IO所示 一種氣缸、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位移換刀機(jī)構(gòu)，包括盤式刀庫2，其特征在于氣缸3和開設(shè)有滑道4 的固定板40分別與機(jī)床床身1固定連接，氣缸3的推桿15上套接有一個浮動 接頭17，浮動接頭17的另外一端和刀庫等距軸承調(diào)整座13通過接頭連接軸18 連接，且浮動接頭17和刀庫等距軸承調(diào)整作13可以繞著接頭連接軸18作轉(zhuǎn)動； 刀庫等距軸承調(diào)整座13上還設(shè)置有軸承固定心軸42，軸承固定心軸42上軸承 支撐有等距軸承14，等距軸承14與滑道4向配合，且安裝在滑道4中；刀庫 等距軸承調(diào)整座13設(shè)置在盤式刀庫2上，盤式刀庫2上還設(shè)置有搖擺支撐桿 31,搖擺支撐桿31的端部設(shè)置有軸32，軸32軸承支撐在與機(jī)床床身1固定連 接的支架42的端部，軸32上設(shè)置有預(yù)壓扭簧33。
在盤式刀庫30的圓周邊緣上，均部有刀爪5 (其數(shù)量根據(jù)刀庫內(nèi)刀具的數(shù) 量而定)，刀爪5由位于中間位置的基塊IO和位于其兩側(cè)的爪手11組成，基塊 10的內(nèi)部縱向設(shè)置有縱向彈簧6，縱向彈簧6的上端支撐有頂塊7，頂塊7的 側(cè)面開設(shè)有凹槽8，凹槽8的下部設(shè)置為斜面，頂塊7的上端設(shè)置有觸塊9，觸 塊9為鋼珠；與觸塊9位置相對應(yīng)的撞塊16固定連接在刀庫等距軸承調(diào)整座 13上；兩個抓手11上與凹槽縱向相對的位置上分別設(shè)置有銷柱12,銷柱12 的形狀與凹槽8相配，刀爪5上遠(yuǎn)離抓刀端處設(shè)置有兩端均與抓手11相連的橫 向彈簧15。
本實用新型實施例一的工作過程如下當(dāng)主軸需要更換刀具時，上升到換 刀高度后停止，氣缸3的推桿15處于收縮狀態(tài)，盤式刀庫2旋轉(zhuǎn)選刀，當(dāng)所需 刀具選擇好之后，主軸抓刀，抓刀動作完成后，氣缸3收到信號開始工作，推 桿15推動與之連接的刀庫等距軸承調(diào)整座13，使整個盤式刀庫2以軸32為軸 作擺動，刀爪5離開主軸下方的豎直位置，以便主軸連同其上的刀具下降并開 始加工。
需要再次更換刀具時，上述動作反向進(jìn)行。
在整個運動過程中，由于等距軸承14始終在滑道4內(nèi)進(jìn)行運動，因此不會 產(chǎn)生振動和較大的誤差，并且由于接頭連接軸18的存在，使浮動接頭17和刀 庫等距軸承調(diào)整座13在運動過程中可以相對轉(zhuǎn)動，保證了推桿15在運動中不 會受到擠壓；整個運動過程流暢、平穩(wěn)，可以有效的提高本機(jī)構(gòu)的使用壽命。
盤式刀庫2旋轉(zhuǎn)到機(jī)床Z軸的軸向位置時，設(shè)置在刀庫等距軸承調(diào)整座13 上的撞塊16與觸塊9相接觸，將觸塊9向下壓，從而帶動頂塊7向下運動，當(dāng) 頂塊7運動到其上開設(shè)的凹槽8恰好與銷柱12相配的位置時，在刀爪5上遠(yuǎn)離抓刀端設(shè)置的橫向彈簧的作用下，銷柱12進(jìn)入凹槽8之中，從而使刀爪5的兩 個爪手ll向內(nèi)運動，將刀具鎖死。
需要更換刀具時，盤式刀庫2旋轉(zhuǎn)，觸塊9脫離撞塊16，縱向彈簧6將頂 塊7項上頂起，位于凹槽8內(nèi)的銷柱12沿著凹槽8下部的斜面運動，從而使爪 手ll向外運動，松開刀具。
由于頂塊7的存在，使銷柱12在頂塊7頂起狀態(tài)下沒有向內(nèi)運動的空間， 因此可以在盤式刀庫2旋轉(zhuǎn)的全過程中，其觸塊9不與撞塊16接觸的刀爪5 不會產(chǎn)生松刀的現(xiàn)象，保證了換刀過程中的生產(chǎn)安全。
實施例二
如圖4、 5、 6、 7、 8、 9所示 一種氣缸、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作 同步位移換刀機(jī)構(gòu)，包括盤式刀庫2，其特征在于在氣缸3的推桿15上套接 有浮動接頭17，浮動接頭17和固定連接在支架42上的氣缸連接板50通過接 頭連接軸18活動連接，氣缸3的另一端與氣缸固定支架51軸連接，氣缸固定 支架51與盤式刀庫2固定連接。
當(dāng)主軸需要更換刀具時，上升到換刀高度后停止，氣缸3的推桿15處于收 縮狀態(tài)，盤式刀庫2旋轉(zhuǎn)選刀，當(dāng)所需刀具選擇好之后，主軸抓刀，抓刀動作 完成后，氣缸3收到信號開始工作，推桿15推動與之連接的刀庫等距軸承調(diào)整 座13，使整個盤式刀庫2以軸32為軸作擺動，刀爪5離開主軸下方的豎直位 置，以便主軸連同其上的刀具下降并開始加工。
需要再次更換刀具時，上述動作反向進(jìn)行。
在整個運動過程中，由于上述的氣缸3等動力機(jī)構(gòu)均為兩個，且對稱的設(shè) 置在盤式刀庫2和機(jī)床床身1上，因此可以有效地保證運動的穩(wěn)定性，避免了 誤差的產(chǎn)生。
盤式刀庫2旋轉(zhuǎn)到機(jī)床Z軸的軸向位置時，設(shè)置在刀庫等距軸承調(diào)整座13 上的撞塊16與觸塊9相接觸，將觸塊9向下壓，從而帶動頂塊7向下運動，當(dāng) 頂塊7運動到其上開設(shè)的凹槽8恰好與銷柱12相配的位置時，在刀爪5上遠(yuǎn)離 抓刀端設(shè)置的橫向彈簧的作用下，銷柱12進(jìn)入凹槽8之中，從而使刀爪5的兩 個爪手ll向內(nèi)運動，將刀具鎖死。
需要更換刀具時，盤式刀庫2旋轉(zhuǎn)，觸塊9脫離撞塊16，縱向彈簧6將頂 塊7項上頂起，位于凹槽8內(nèi)的銷柱12沿著凹槽8下部的斜面運動，從而使爪 手ll向外運動，松開刀具。由于頂塊7的存在，使銷柱12在頂塊7頂起狀態(tài)下沒有向內(nèi)運動的空間, 因此可以在盤式刀庫2旋轉(zhuǎn)的全過程中，其觸塊9不與撞塊16接觸的刀爪5 不會產(chǎn)生松刀的現(xiàn)象，保證了換刀過程中的生產(chǎn)安全。
權(quán)利要求1.一種氣缸、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位移換刀機(jī)構(gòu)，包括盤式刀庫(2)，其特征在于在機(jī)床床身(1)上設(shè)置有氣缸(3)，氣缸(3)的另一端與盤式刀庫(2)連接，盤式刀庫(2)上設(shè)置有搖擺支撐桿(31)，搖擺支撐桿(31)的端部設(shè)置有軸(32)，軸(32)軸承支撐在與機(jī)床床身(1)固定連接的支架(42)的端部，軸(32)上設(shè)置有預(yù)壓扭簧(33)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位移 換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于氣缸(3)和開設(shè)有滑道(4)的固定板(40)分別與 機(jī)床床身(1)固定連接，氣缸(3)的推桿(15)套接有浮動接頭(17)，浮動 接頭(17)和刀庫等距軸承調(diào)整座(13)通過接頭連接軸(18)活動連接，刀 庫等距軸承調(diào)整座(13)上還設(shè)置有軸承固定心軸(42)，軸承固定心軸(42) 上設(shè)置的等距軸承(14)配合安裝在滑道(4)中，刀庫等距軸承調(diào)整座(13) 設(shè)置在盤式刀庫(2)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位移 換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于在氣缸(3)的推桿(15)上套接有浮動接頭(17)， 浮動接頭(17)和固定連接在支架(42)上的氣缸連接板(50)通過接頭連接 軸(18)活動連接，氣缸(3)的另一端與氣缸固定支架(51)軸連接，氣缸固 定支架(51)與盤式刀庫(2)固定連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的氣缸、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步 位移換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于設(shè)置在盤式刀庫(2)圓周邊緣上的刀爪(5)由 基塊(10)和其兩側(cè)的爪手(11)組成，基塊(10)的內(nèi)部縱向設(shè)置有縱向彈 簧(6)，縱向彈簧(6)的上端支撐有側(cè)面開設(shè)凹槽(8)的頂塊(7)，頂塊(7) 的上端設(shè)置有觸塊(9)，與觸塊(9)位置相對應(yīng)的撞塊(16)與設(shè)置在盤式刀 庫(2)上的刀庫等距軸承調(diào)整座(13)固定連接，設(shè)置在抓手(11)上且與凹 槽(8)縱向位置相對應(yīng)的銷柱(12)形狀與凹槽(8)相配，刀爪(5)上遠(yuǎn)離 抓刀端處設(shè)置有兩端均與抓手(11)相連的橫向彈簧(15)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣缸、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位移 換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的凹槽(8)下部為斜面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣缸、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位移 換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的觸塊(9)為鋼珠。
7、根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣缸、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位移 換刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的氣缸(3)、推桿(15)、浮動接頭(17)，氣缸 連接板(50)、接頭連接軸(18)和氣缸固定支架(51)均為兩個，且對稱地設(shè) 置在機(jī)床床身(1)和盤式刀庫(2)上。
專利摘要一種氣缸、扭簧、曲線軸承、刀爪鎖定作同步位移換刀機(jī)構(gòu)，包括盤式刀庫(2)，其特征在于在機(jī)床床身(1)上設(shè)置有氣缸(3)，氣缸(3)的另一端與盤式刀庫(2)連接，盤式刀庫(2)上設(shè)置有搖擺支撐桿(31)，搖擺支撐桿(31)的端部設(shè)置有軸(32)，軸(32)軸承支撐在與機(jī)床床身(1)固定連接的支架(42)的端部，軸(32)上設(shè)置有預(yù)壓扭簧(33)。具有結(jié)構(gòu)簡單，動作平穩(wěn)，換刀過程誤差微小，并能保證整個動作過程安全等優(yōu)點。
文檔編號B23Q3/157GK201300326SQ20082001545
公開日2009年9月2日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者劉怡君 申請人:大連首輪機(jī)械工業(yè)有限公司