刀库及带有该刀库的加工机床的制作方法

本发明涉及加工设备，更具体地说，本发明涉及一种刀库及带有该刀库的加工机床。

背景技术：

刀库是提供自动化加工过程中所需要的储刀、换刀需求的一种装置，主要是提供储刀位置，并能依程式的控制，正确选择刀具加以定位，以进行刀具交换；换刀机构则是执行刀具交换的动作。

公告号为cn204339401u的实用新型专利公开了一种机床刀库和具有该刀库的数控机床，其刀库的具体结构为包括设置在工作台上的刀具支架，所述刀具支架上具有若干个用于放置刀具的刀具孔，所述刀具支架上铰接有防护罩，所述防护罩的一侧设有弯折形的转动杆，所述转动杆一端固定在防护罩上，所述转动杆中部与防护罩的铰接处周向转动连接，所述转动杆的另一端铰接有活动杆，所述活动杆上铰接有竖直设置的连接轴，所述连接轴上套设有一固定构件，所述固定构件固定连接在工作台或者刀具支架上，所述x轴底座上固定有与连接轴位置正对的导向座，所述导向座上具有用于使连接轴上下运动的导向面，所述连接轴和固定构件之间设置有能使连接轴的底部与导向面保持接触的弹簧。

这种刀库中的防护罩是通过转动杆、活动杆、连接轴、固定构件共同联动来控制防护罩的启闭，实际上，在进行换刀具时，伺服电机带动整个工作台滑动，当刀具支架运动到主轴的正下方，连接轴的底面相对于导向面滑动，从而控制防护罩打开或关闭，整个结构过于复杂，且使得防护罩只能处于完全开启或完全关闭的状态。

另外，加工机床加工时，是由主轴所夹持的刀具对待加工物件进行加工的，根据加工形状的不同，待加工物件不可避免地需要相对x轴、y轴或z轴方向进行相对运动，上述刀具支架、工作台和主轴的设置方式，当待加工物件需要沿x轴方向进行运动时，将会严重限制待加工物件的x轴方向行程。

技术实现要素：

本发明的目的一在于提供一种结构简单的刀库，刀库中的启闭罩能够灵活、稳定地开启和关闭。

一种刀库，包括防护罩和刀具底座，所述防护罩包括铰接连接并共同形成收纳空间的固定罩和启闭罩，当刀具底座完全置于收纳空间内时，启闭罩呈闭合状态；当刀具底座部分或全部露置于收纳空间外时，启闭罩呈开启状态，所述防护罩和固定罩之间还设有启闭助力组件，所述启闭助力组件包括轴向固定、周向旋转地固定在启闭罩上的滚动件，以及在防护罩启闭过程中与滚动件始终抵触连接并供滚动件滚动的滑移轨道。

通过采用上述技术方案，本发明只需要在启闭罩内侧固定一个滚动件以及设置供其滑移的滑移轨道，就能够助力启闭罩更平稳地开启或闭合，结构更加简单、紧凑。

作为优选的，所述刀具底座的两侧均设有固定构件，固定构件置于刀具底座和防护罩之间，且固定构件与固定罩相对固定，滑移轨道一体形成在固定构件上且位于固定构件朝向启闭罩的一侧。

作为优选的，所述固定构件的底壁设有限位凹槽，当启闭罩呈闭合状态时，滚动件置于限位凹槽内。

作为优选的，所述刀具底座两侧的固定构件均设有导向轨道，刀具底座滑动设置于两个导向轨道之间。

通过采用上述技术方案，固定构件上设置滑移轨道、限位凹槽和导向轨道，分别用于供滚动件滑移、供滚动件限位安置、供刀具底座在指定的区域内运动，一个部件起到多种作用，结构简单、紧凑，降低生产成本，能够同时保证启闭罩的开启与关闭不受干扰且更加灵活。

作为优选的，所述固定罩和启闭罩于二者的顶部形成铰接连接，固定罩顶部设有容纳凹槽和防尘垫，当启闭罩完全开启时，启闭罩顶部嵌设于容纳凹槽内，且防尘垫完全包裹启闭罩置于容纳凹槽内的部分；当启闭罩完全闭合时，防尘垫闭合于容纳凹槽的开口处。

通过采用上述技术方案，由于在加工的过程中，不可避免的会产生加工废屑物，如果废屑物或灰尘进入收纳空间，就容易卡在刀具和刀具底座之间，从而影响换刀机构的换刀效率，而防尘垫的设置，就有效避免了废屑物和灰尘进入收纳空间。

作为优选的，所述启闭助力组件包括复位弹簧，启闭罩朝向收纳空间的一侧设有弹簧座，复位弹簧的一端固定在启闭罩的顶部，另一端固定在弹簧座上。

通过采用上述技术方案，复位弹簧能够助力启闭罩进行快速开启或闭合。

作为优选的，所述刀具底座还连接有驱动其缩入或伸出收纳空间的驱动组件，驱动组件的顶部和底部分别设置有上固定座和下固定座，所述下固定座固定设置有固定导轨，固定导轨滑动连接有滑动块，上固定座设有带导油管的油路导向槽，导油管一端与滑动块导通连接，另一端与油泵相连接。

通过采用上述技术方案，导油管的设置为了对滑动块进行润滑，使刀具底座的缩入和伸出更加灵活。

作为优选的，所述刀具底座沿着自身运动方向上至少分布两行刀具孔，朝向防护罩一侧的第一行刀具孔带有弹性夹紧口，弹性夹紧口通过弹性力夹紧刀具，其余的刀具孔与刀具插拔连接。

通过采用上述技术方案，刀具底座上可以更多地设置刀具，提供多种刀具固定方式，在更换刀具时更加方便。

本发明的目的二在于提供一种带有刀库的加工机床，其所使用的刀具结构简单、体积小，刀库中的启闭罩能够灵活、稳定地开启和关闭，使得刀库缩入或伸出收纳空间时，高效快速，从而提高加工效率。

一种带有刀库的加工机床，所述刀库为上述技术方案中的任意一种。

作为优选的，加工机床包括床身组件、龙门式横梁架、x轴拖板、y轴悬臂座、z轴拖板、机头组件、a轴转台、c轴转台、刀库组件和防护挡板，所述龙门式横梁架架设于床身组件上，x轴拖板安装在龙门式横梁架上做x轴往复运动，y轴悬臂座置于x轴拖板上做y轴往复运动，z轴拖板设置在y轴悬臂座端面做z轴上下往复运动，机头组件安装在z轴拖板上，a轴转台、c轴转台设于机头组件下方，a轴转台可实现+125°和-125°摆旋运动，c轴转台可做360°旋转运动，防护挡板设置于紧贴龙门式横梁架的前架口处。

通过采用上述技术方案，本发明的加工机床，结构紧凑、占地面积小、加工精度稳定性好，其所使用的刀具结构简单、体积小，刀库中的启闭罩能够灵活、稳定地开启和关闭，使得刀库缩入或伸出收纳空间时，高效快速，从而提高加工效率。

附图说明

图1为加工机床的结构示意图；

图2为刀库的立体结构示意图一，此时，刀具和刀具底座缩入收纳空间内；

图3为刀库的正面视图；

图4为图3的a-a向剖视图；

图5为刀库的立体结构示意图二，此时，启闭罩和防尘垫未示出；

图6为刀库的立体结构示意图三，此时，启闭罩、固定罩和防尘垫未示出；

图7为启闭罩的立体结构示意图。

1、床身组件；2、龙门式横梁架；3、x轴拖板；4、y轴悬臂座；5、z轴拖板；6、机头组件；7、a轴转台；8、c轴转台；9、刀库；91、防护罩；912、固定罩；9121、容纳凹槽；9122、栏杆；911、启闭罩；9111、弹簧座；9112、铰接轴；92、刀具底座；93、刀具；941、滚动件；942、固定构件；9421、滑移轨道；9422、限位凹槽；943、复位弹簧；95、驱动组件；951、驱动电机；961、上固定座；962、下固定座；963、固定导轨；有964、滑动块；99、防尘垫；10、防护挡板。

具体实施例

如图2-4所示，一种刀库，包括刀具93、刀具底座92、驱动组件95和防护罩91。

如图5所示，采用二十二个刀具93作为示意，刀具底座92上设置的刀具孔数量与刀具93数量、位置均一一对应。刀具93分为对称设置的左右两组，分别为左侧一组十一个刀具93和右侧一组十一个刀具93，每一组分两行设置，第一行六个刀具93，第二行五个刀具93，第二行的每一个刀具93位于第一行的两个刀具93间隙之间的一侧。其中，第二行的刀具93与刀具底座92上的刀具孔插拔连接，第一行的刀具93与刀具底座92上的刀具孔通过弹性夹持力进行连接。

如图6所示，所述驱动组件95包括驱动电机951、丝杆和带螺纹孔的固定块，丝杆的一端与驱动电机的电机轴联动连接，另一端与固定块的螺纹孔螺纹连接，固定块固定连接在刀具底座92上。当驱动电机发动时会带动丝杆进行轴向固定、周向旋转的运动，由于固定块与丝杆螺纹连接，固定块就会带动整个刀具底座92沿着丝杆的轴向方向做直线运动（图中未示出丝杆和带螺纹孔的固定块）。

所述丝杆的上下两侧（此处需说明的，此处设定刀库工作时，丝杆的轴向方向与水平面相平行，朝向地面的一面为下侧，背离地面的一侧为上侧）分别设置有上固定座961和下固定座962，所述下固定座962固定设置有固定导轨963，固定导轨963滑动连接有滑动块964，上固定座961设有油路导向槽，滑动块964上设有导油管，导油管穿过油路导向槽形成导通油路（图中未示出油路导向槽和导油管，油路导向槽贯通整个上固定座961，导油管嵌设于油路导向槽中）。

如图4、5所示，所述防护罩91包括铰接连接并共同形成收纳空间的固定罩912和启闭罩911，当驱动组件驱动刀具底座92使之完全置于收纳空间内时，启闭罩911呈闭合状态；当驱动组件驱动刀具底座92使之部分或全部露置于收纳空间外时，启闭罩911呈部分开启或全部开启的状态。

所述固定罩912和启闭罩911的铰接形式为在二者的顶部形成铰接连接，具体结构为，固定罩912顶部设有前后左右四根栏杆9122，左右两根栏杆9122均设有铰接孔，启闭罩911的顶部设有铰接轴9112，铰接轴的两端分别铰接在左右两根栏杆的铰接孔中。

其中，四周栏杆围设而成有容纳凹槽9121，容纳凹槽9121的顶部设置有防尘垫99，防尘垫的其中一侧与朝向启闭罩911一侧的栏杆固定连接并形成固定侧，防尘垫相对固定端的另一侧形成自由侧，当启闭罩911完全开启时，启闭罩911顶部嵌设于容纳凹槽9121内，且防尘垫完全包裹启闭罩911置于容纳凹槽9121内的部分；当启闭罩911完全闭合时，防尘垫的自由端和固定端分别抵触与两个相对的栏杆9122上，且对容纳凹槽9121的开口处形成封闭。

由于在加工的过程中，不可避免的会产生加工废屑物，如果废屑物或灰尘进入收纳空间，就容易卡在刀具93和刀具底座92之间，从而影响换刀机构的换刀效率，而防尘垫的设置，就有效避免了废屑物和灰尘进入收纳空间。

如图6所示，所述刀具底座92的两侧均设有带导向轨道的固定构件，固定构件置于刀具底座92和固定罩912之间，且固定构件与固定罩912相对固定，刀具底座92滑动设置于两个导向轨道之间，并在受驱动组件驱动时，沿着导向轨道运动。

导向轨道的设置，能够引导刀具底座92在指定的区域内运动，避免刀具底座92滑移过程中偏离轨道。

最为重要的是，所述启闭罩911和固定罩912之间还设有启闭助力组件，所述启闭助力组件包括轴向固定、周向旋转地固定在启闭罩911底部的滚动件941，以及在防护罩91启闭过程中与滚动件941始终抵触连接并供滚动件941滚动的滑移轨道9421，滑移轨道9421一体形成在固定构件942上且位于固定构件942朝向启闭罩911的一侧（此处需说明的是，所述滑移轨道9421可以是额外设置的零部件，与固定罩912、固定构件942同时固定连接，为了节省零部件、降低加工成本、确保滚动件941的运动更加稳定可靠，优选滑移轨道9421一体形成在固定构件942上）。固定构件942的底壁设有限位凹槽9422，当启闭罩911呈闭合状态时，滚动件941置于限位凹槽9422内（此处需说明的是，可以不设置额外的限位凹槽9422，即滚动件941直接与滑移轨道9421相互抵触接触，为了在启闭罩911初始有开启趋势的一瞬间，就能够产生一个相反的力，使滚动件941能够快速沿着滑移轨道9421移动，故在固定构件942的底部设置了限位的结构，使滚动件941能够在限位凹槽9422内）。

所述滑移轨道9421包括第一弯曲段和第二弯曲段，所述第一弯曲段靠近限位凹槽9422且其曲率半径小于第二弯曲段的曲率半径。

如图4、图7所示，所述启闭助力组件包括复位弹簧943，启闭罩911朝向收纳空间的一侧设有弹簧座9111，复位弹簧943的一端固定在启闭罩911的顶部，另一端固定在弹簧座9111上。

刀库的具体工作过程为：

当刀具底座92受力朝着启闭罩911方向运动时，刀具底座92首先抵触启闭罩911，启闭罩911顶部与固定罩912铰接处受力形成将启闭罩911打开的趋势，滚动件941因为是固定在限位凹槽9422且只能进行轴向固定、周向旋转的动作，此时，滚动件941便沿着从第一弯曲段至第二弯曲段方向滚动，使得启闭罩911的开启更加灵活，此时复位弹簧943处于压缩状态；当换刀机构换刀完毕后，刀具底座92受力呈缩回收纳空间的趋势运动，滚动件941便沿着从第二弯曲段至第一弯曲段方向滚动，此时复位弹簧943呈自然展开状态，助力启闭罩911完成闭合。

整个刀库结构简单、紧凑，降低了加工制造的成本，同时，滑移轨道9421的结构设置非常巧妙，滚动件941的运动轨迹仅限于滑移轨道9421和限位凹槽9422内，不会产生偏离该运动轨迹的可能，从而不会造成启闭罩911卡死、影响刀具底座92伸出或缩入收纳空间的情况。

实施例2

如图1所示，一种带有刀库的加工机床，床身组件1、龙门式横梁架2、x轴拖板3、y轴悬臂座4、z轴拖板5、机头组件6、a轴转台7、c轴转台8、刀库组件9和防护挡板10，所述刀库组件9为上述实施例中的任意一种。

所述龙门式横梁架2架设于床身组件1上，x轴拖板3安装在龙门式横梁架2上做x轴往复运动，y轴悬臂座4置于x轴拖板3上做y轴往复运动，z轴拖板5设置在y轴悬臂座4端面做z轴上下往复运动，机头组件6安装在z轴拖板5上，机头组件6下方设有a轴转台7、c轴转台8，a轴转台7可实现+125°和-125°摆旋运动，c轴转台8可做360°旋转运动，紧贴龙门式横梁架2的前架口处设置有防护挡板10，将床身组件1分成加工区域和非加工区域两部分，所述龙门式横梁架2、x轴拖板3位于非加工区域内，机头组件6可旋转主轴上安装有对工件进行加工的刀具，a轴转台7和c轴转台8安装于床身组件1上，a轴转台7、c轴转台8和机头组件6位于加工区域内，机头组件6穿过防护挡板10安装于x轴拖板3上，可沿垂直于龙门式横梁架2的方向做纵向水平进给运动。x轴拖板3、y轴悬臂座4、机头组件6、a轴转台7、c轴转台8可实现五轴联动。

本发明的加工机床，结构紧凑、占地面积小、加工精度稳定性好，五轴联动，可以应用在对加工精度具有较高要求的工艺中，如应用在珠宝、手表等复杂曲面贵金属加工工艺中。