自动换刀夹装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种自动换刀夹装置，通过机床数控系统程序，并根据相应电气开关信号反馈，自动控制本机构中各气缸动作，从而实现机构中所有自动换刀夹动作的自动完成。装置是开关A、导向支架、基座均安装在尾座上，直线导轨副、气缸、固定挡铁安装在基座上，刀夹库通过连接板和导向轴与导向支架连接，刀夹库与支撑板把合，支撑板通过连接座与直线导轨副连接把合,支撑板与气缸的缸杆连接。开关B、开关C分别安装在刀夹库的两侧。所述的刀夹库包含多个刀夹单元，每个刀夹单元包括：挂钩、开关D、薄型气缸、开关E、T形键、导向块、弹簧顶杆、复位弹簧、L形连接板、刀夹，实现自动更换刀夹，提高数控重型卧车的自动化程度，降低加工成本。
【专利说明】自动换刀夹装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自动换刀夹装置，属于机械加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着机械工业的不断进步,市场上对机床自动化要求也越来越高，当机床加工过程中需要多次更换刀夹时，人工操作更换将占用大量人力及工时，无形中提高了加工成本。在国际科技合作“2011DFB71630”项目中，为解决数控重型卧式车床自动更换刀夹问题，重点研究发明了此机构，目前国产同类机床并无此类结构。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种自动换刀夹装置，将多种刀夹置于刀夹库内，通过微电脑程序控制，实现刀夹库与刀架分别移动到指定位置进行对接，通过刀夹库的挂钩开与合，先放回已有刀夹，再取出新刀夹，分别返回原位置，提高数控重型卧式车床自动化程度，实现自动更换刀夹，从而减少加工工时降低加工成本。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:自动换刀夹装置通过机床数控系统程序，并根据相应电气开关信号反馈，自动控制本机构中各气缸动作，从而实现机构中所有自动换刀夹动作的自动完成。自动换刀夹装置是由直线导轨副、气缸、固定挡铁、开关A、开关B、开关C、导向支架、基座、刀夹库、支撑板、导向轴组成。开关A、导向支架、基座均安装在尾座上，直线导轨副、气缸、固定挡铁安装在基座上，刀夹库通过连接板和导向轴与导向支架连接，刀夹库与支撑板把合，支撑板通过连接座与直线导轨副连接把合，支撑板与气缸的缸杆连接。开关B、开关C分别安装在刀夹库的两侧。所述的刀夹库包含多个刀夹单元，每个刀夹单元包括:挂钩、开关D、薄型气缸、开关E、T形键、导向块、弹簧顶杆、复位弹簧、L形连接板(多个刀夹单元共用)、刀夹，刀夹上通过螺钉连接有T形键，T形键通过T形槽与导向块连接，在导向块上固定有开关E，在导向块前面通过销轴连接有挂钩，在挂钩的前面连接有复位弹簧，复位弹簧的另一端连接在与支撑板用螺栓连接的L形连接板上，在挂钩后端与固定在L形连接板上的薄型气缸连接，在L形连接板前端还固定有开关D，在导向块后面连接有弹簧顶杆，弹簧顶杆的上端与L形连接板连接。所述的挂钩的前端设有钩头。
[0005]工作原理是:每个刀夹后端面均加工有螺纹孔，而刀架的刀排上设有自动拉刀机构，通过拉刀机构的螺纹接头与刀夹螺纹孔的螺纹配合，可实现刀夹在刀架上的自动安装和拆卸。刀夹库处于初始位置，当执行换刀夹命令时，通过气缸拖动支撑板使刀夹库到达换刀位置，其初始位置与换刀位置分别由两个固定挡铁决定，而刀夹库在两个位置是否到位，则分别由开关B、开关C反馈信号，直线导轨副、导向支架起支撑与导向作用。刀夹库到达换刀位置后，初次调试更换刀夹需手动控制。首先通过开关A确定刀架换刀参考点，然后分别控制刀架移动到各个换刀位置，通过机床Z轴光栅尺，显示参考点与各换刀位置的相对位置数据，将这些数据编入自动换刀程序，并分别对各换刀位置标记名称，这样便可实现所需刀夹的自动选取。刀夹存储在刀夹库的各个刀夹单元中，每个刀夹上均安装有T形键，T形键可在导向块的T形槽中滑动，实现刀夹的装卸与存挂。而刀夹的固定还需挂钩和弹簧顶杆的帮助。挂钩通过中间的销钉可在一定范围内转动，当从刀夹单元中取出刀夹时，程序控制薄型气缸将挂钩顶起，与T形键脱开；当向刀库单元中存放刀夹时，T形键撞击挂钩前端斜面使其抬起；挂钩的复位由其前端的复位弹簧弹力实现。弹簧顶杆的一个作用是可使刀夹在刀库单元中位置固定；另一个作用是，当刀排的拉刀机构从刀库单元中取出刀夹时，弹簧顶杆始终给刀夹推力，使拉刀机构的螺纹接头与刀夹螺孔充分接触，保证顺利取出刀夹。
[0006]本发明的有益效果是:具有结构简单、紧凑，程序输入后自动控制，易加工，易装配，运行稳定，实现自动更换刀夹，适用于自动化程度高的数控重型卧式机床，提高数控重型卧车的自动化程度，从而减少加工工时降低加工成本。本发明隶属于国家重大专项“2011DFB71630”项目。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0008]图1是本发明自动换刀夹装置的结构示意图。
[0009]图2是图1的A向结构示意图。
[0010]图3是图2的局部剖视结构示意图。
[0011]附图标记
1、直线导轨副 2、气缸 3、固定挡铁 4、开关A 5、开关B
6、开关C 7、导向支架8、基座9、刀夹库10、支撑板11、挂钩 12、开关D 13、薄型气缸 14、开关E 15、T形键 16、导向块 17，弹簧顶杆18、复位弹簧19、导向轴20、L形连接板 21、刀夹
22、刀架 23、尾座 24、刀架导轨 25、钩头。
【具体实施方式】
[0012]请参阅图1至图3，自动换刀夹装置，是由直线导轨副1、气缸2、固定挡铁3、开关A
4、开关B 5、开关C 6、导向支架7、基座8、刀夹库9、支撑板10、导向轴19组成。开关A 4、导向支架7、基座8均安装在尾座上，直线导轨副1、气缸2、固定挡铁3安装在基座8上，刀夹库9通过连接板和导向轴19与导向支架7连接，刀夹库9与支撑板10把合，支撑板10通过连接座与直线导轨副I连接把合，支撑板10与气缸2的缸杆连接。开关B 5、开关C6分别安装在刀夹库9的两侧。所述的刀夹库9包含多个刀夹单元，每个刀夹单元包括:挂钩11、开关D 12、薄型气缸13、开关E 14、T形键15、导向块16、弹簧顶杆17、复位弹簧18、L形连接板20 (多个刀夹单元共用)、刀夹21，刀夹21上通过螺钉连接有T形键15，T形键15通过T形槽与导向块16连接，在导向块16上固定有开关E 14，在导向块16前面通过销轴连接有挂钩11，在挂钩11的前面连接有复位弹簧18，复位弹簧18的另一端连接在与支撑板10用螺栓连接的L形连接板20上，在挂钩11后端与固定在L形连接板20上的薄型气缸13连接，在L形连接板20前端还固定有开关D12，在导向块16后面连接有弹簧顶杆17，弹簧顶杆17的上端与L形连接板20连接。所述的挂钩11的前端设有钩头25。
[0013]工作过程:当换刀夹21程序开始后，(一)、刀架22沿刀架导轨24的X轴方向移动至指定位置，如图2。(二 )、刀架22 Z轴方向移动至换刀参考点时触发开关A 4，由开关A 4反馈信号，控制刀架22 Z轴方向移动至空位刀库单元对应位置，刀库单元是否空位由开关E 14反馈信号；同时刀夹库9移动至换刀位置，是由开关C 6反馈到位信。(三)开关C 6反馈到位信号后，刀架22 X轴方向移动将刀夹21送入刀夹单元，最终由拉刀机构旋转螺纹接头推出刀夹21，刀夹21到位后由开关E 14反馈到位信号，拆卸刀夹动作完成。(四)开关E14反馈到位信号后重复第一项动作。(五)刀架22 Z轴方向移动至所需刀夹21对应位置。(六)刀架22 X轴方向移动，至拉刀机构螺纹接头与刀夹螺纹孔紧密接合处。(七)挂钩11抬起，抬起到位由开关D 12反馈信号。(八)开关D 12反馈信号后，拉刀机构旋转螺纹接头拉出刀夹21，安装刀夹21动作完成。(九)重复第一项动作。(十)挂钩11放下，并将刀夹库9移动至初始位置，到位后由开关B 5反馈信号，换刀夹21程序结束。
【权利要求】
1.一种自动换刀夹装置，通过机床数控系统程序，并根据相应电气开关信号反馈，自动控制本机构中各气缸动作，从而实现机构中所有自动换刀夹动作的自动完成，其特征在于:装置是由直线导轨副(I)、气缸(2)、固定挡铁(3)、开关A (4)、开关B (5)、开关C (6)、导向支架(7)、基座(8)、刀夹库(9)、支撑板(10)、导向轴(19)组成，开关A (4)、导向支架(7)、基座(8)均安装在尾座上，直线导轨副(I)、气缸(2)、固定挡铁(3)安装在基座(8)上，刀夹库(9)通过连接板和导向轴(19)与导向支架(7)连接，刀夹库(9)与支撑板(10)把合，支撑板(10)通过连接座与直线导轨副(I)连接把合，支撑板(10)与气缸2的缸杆连接，开关B (5)、开关C (6)分别安装在刀夹库(9)的两侧。
2.根据权利要求1所述的自动换刀夹装置，其特征在于:所述的刀夹库(9)包含多个刀夹单元，每个刀夹单元包括:挂钩(11)、开关D (12)、薄型气缸(13)、开关E (14)、T形键(15)、导向块(16)、弹簧顶杆(17)、复位弹簧(18)、L形连接板(20)(多个刀夹单元共用)、刀夹(21 )，刀夹(21)上通过螺钉连接有T形键(15)，T形键(15)通过T形槽与导向块(16)连接，在导向块(16)上固定有开关E (14)，在导向块(16)前面通过销轴连接有挂钩(11)，在挂钩(11)的前面连接有复位弹簧(18)，复位弹簧(18)的另一端连接在与支撑板(10)用螺栓连接的L形连接板(20)上，在挂钩(11)后端与固定在L形连接板(20)上的薄型气缸(13)连接，在L形连接板(20)前端还固定有开关D (12)，在导向块(16)后面连接有弹簧顶杆(17 )，弹簧顶杆(17 )的上端与L形连接板(20 )连接。
3.根据权利要求2所述的自动换刀夹装置，其特征在于:所述的挂钩(11)的前端设有钩头(25)。
【文档编号】B23B25/00GK103480869SQ201310469351
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】白金, 李国斌, 王伟顺, 陈栋梁, 杨轶凯, 马伟明, 运同树, 徐亚芬, 曹磊, 马树军 申请人:齐重数控装备股份有限公司