加工中心的换刀机构的制作方法

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种换刀机构，特别是一种加工中心的换刀机构。

背景技术：

数控加工中心自动换刀装置可以根据实际生产加工的需要从刀库中选取不同的刀具安装在主轴上，自动完成换刀动作，不仅提高了工作效率，还增大了安装精度。但是目前市场上的数控加工中心自动换刀装置多为多自由度机械手，不仅控制复杂、维修不便，而且成本较高。而存在的一些低自由度机械手，不仅定位精度和重复定位精度较低，一些从侧面进行换刀的机械手容易与机床主轴和刀盘之间产生碰撞冲击，而且夹持机构的夹持效果较差。因而，市场上就亟需一种控制简单、定位准确、易于维护的数控加工中心自动换刀装置。

如中国专利文献公开的一种高速加工中心自动换刀装置(申请号：201210006661.6)，箱体、刀臂主轴、换刀臂，动力传动机构、拔插刀机构、刀具换位机构、刀具锁紧机构、传动离合机构，具体改进点由刀具换位机构和传动离合机构两部分组成，刀具换位机构采用齿条机构与空套在刀臂主轴上的传动齿轮啮合，齿条机构通过一个换位摆杆与复合凸轮的运动关联；传动离合机构的结构：空套在刀臂主轴上的轴套的一侧与传动齿轮固定连接，刀具锁紧机构的推杆的中部加工有底面与推杆的轴线呈一定角度的T型槽，T型销安装在T型槽内，并插入刀臂主轴定位孔中，轴套上设有与T型销的轴颈相适应的轴向槽。但自动换刀装置结构较为复杂且换刀效率不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单且换刀效率较高的加工中心的换刀机构。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：加工中心的换刀机构，包括筒状的安装座，所述的安装座同轴设有旋转轴以及带动所述的旋转轴转动的旋转机构，其特征在于，所述的旋转轴的下端伸出于所述的安装座且所述的旋转轴的下端固连有旋转头，所述的旋转头的外端具有能够夹持筒夹的机械爪，所述的安装座的上端设有能够带动所述的旋转轴轴向往复升降的升降机构。

在工作时，通过升降机构带动旋转轴轴向移动到被换刀具的一侧，通过旋转机构带动旋转轴转动使机械爪位于被换刀具上，通过机械爪夹持被换刀具，将被换刀从机床主轴上拆卸下，而后将待换刀具转到主轴一侧，当主轴上的夹紧机构将刀具夹持后，机械爪松开，升降机构带动旋转轴复位，完成换刀，具有结构简单且换刀效率较高的优点。

在上述的加工中心的换刀机构中，所述的安装座上轴向固连有供旋转轴穿过的花键轴套，所述的旋转轴的外侧壁设有花键，所述的花键轴套的内侧壁设有花键槽且所述的旋转轴的花键嵌于所述的花键轴套的花键槽内。通过旋转轴的花键嵌于花键轴套上，使旋转轴与安装座周向相固连，具有结构简单且周向定位效果较好的优点。

在上述的加工中心的换刀机构中，所述的安装座的下端轴向固连有花键轴套二且所述的花键轴套二与所述的花键轴套同轴设置，所述的花键轴套二的内侧壁设有花键槽且所述的旋转轴下端的花键嵌于所述的花键轴套二的花键槽内。旋转轴的下端的花键槽嵌于安装座的下端的花键轴套二内，使旋转轴受力较为稳定的优点。

在上述的加工中心的换刀机构中，所述的花键轴套、花键轴套二与所述的安装座之间均设有轴承。

在上述的加工中心的换刀机构中，所述的旋转机构为壳体固连在所述的安装座上的液压马达，所述的液压马达的输出轴上固连有齿轮一，所述的花键轴套的上端固连有齿轮二且所述的齿轮一与所述的齿轮二相啮合。旋转机构采用液压马达，具有结构简单且传动较为稳定的优点，使换刀较为可靠稳定。

在上述的加工中心的换刀机构中，所述的旋转机构为壳体固连在所述的安装座上的伺服电机，所述的伺服电机的输出轴上固连有齿轮一，所述的花键轴套的上端固连有齿轮二且所述的齿轮一与所述的齿轮二相啮合。旋转机构采用伺服电机，具有便于控制转速，具有结构简单且安装较为方便的优点。

在上述的加工中心的换刀机构中，所述的机械爪包括半圆形的固定爪，所述的固定爪的一侧设有活动爪以及带动活动爪往复伸缩的气缸。机械爪采用固定爪以及气缸带动活动爪移动，实现机械爪的夹紧与松开，具有结构简单且夹紧较为牢固的优点。

在上述的加工中心的换刀机构中，所述的旋转轴的下端与所述的旋转头的中部相固连，所述的旋转头的两端均设有机械爪。采用上述，使换刀效率较高且结构稳定可靠的优点。

在上述的加工中心的换刀机构中，所述的升降机构为缸体固连在所述的安装座上的液压缸，所述的液压缸的活塞杆与所述的旋转轴相固连。升降机构采用液压缸，具有结构简单且安装较为方便的优点。

与现有技术相比，本加工中心的换刀机构具有以下优点：

1、通过升降机构带动旋转轴轴向移动到被换刀具的一侧，通过旋转机构带动旋转轴转动使机械爪位于被换刀具上，通过机械爪夹持被换刀具，将被换刀从机床主轴上拆卸下，而后将待换刀具转到主轴一侧，当主轴上的夹紧机构将刀具夹持后，机械爪松开，升降机构带动旋转轴复位，完成换刀，具有结构简单且换刀效率较高的优点；

2、通过旋转轴的花键嵌于花键轴套上，使旋转轴与安装座周向相固连，具有结构简单且周向定位效果较好的优点；

3、旋转机构采用液压马达，具有结构简单且传动较为稳定的优点，使换刀较为可靠稳定；

4、机械爪采用固定爪以及气缸带动活动爪移动，实现机械爪的夹紧与松开，具有结构简单且夹紧较为牢固的优点。

附图说明

图1是本加工中心的换刀机构的剖视示意图。

图2是本加工中心的换刀机构的机械爪的俯视示意图。

图中，1、安装座；2、旋转轴；3、旋转机构；3a、伺服电机；3b、齿轮一；3c、齿轮二；4、旋转头；5、机械爪；5a、固定爪；5b、活动爪；5c、气缸；6、升降机构；6a、液压缸；7、花键轴套；8、花键轴套二；9、轴承。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和2所示，加工中心的换刀机构，包括筒状的安装座1，安装座1同轴设有旋转轴2以及带动旋转轴2转动的旋转机构3，旋转轴2的下端伸出于安装座1且旋转轴2的下端固连有旋转头4，旋转头4的外端具有能够夹持筒夹的机械爪5，安装座1的上端设有能够带动旋转轴2轴向往复升降的升降机构6。升降机构6为缸体固连在安装座1上的液压缸6a，液压缸6a的活塞杆与旋转轴2相固连。

安装座1上轴向固连有供旋转轴2穿过的花键轴套7，旋转轴2的外侧壁设有花键，花键轴套7的内侧壁设有花键槽且旋转轴2的花键嵌于花键轴套7的花键槽内。安装座1的下端轴向固连有花键轴套二8且花键轴套二8与花键轴套7同轴设置，花键轴套二8的内侧壁设有花键槽，旋转轴2下端的花键嵌于花键轴套二8的花键槽内。花键轴套7、花键轴套二8与安装座1之间均设有轴承9。通过旋转轴2的花键嵌于花键轴套7上，使旋转轴2与安装座1周向相固连，具有结构简单且周向定位效果较好的优点。旋转轴2的下端的花键槽嵌于安装座1的下端的花键轴套二8内，使旋转轴2受力较为稳定的优点。

旋转机构3为壳体固连在所述的安装座1上的伺服电机3a，所述的伺服电机3a的输出轴上固连有齿轮一3b，花键轴套7的上端固连有齿轮二3c且齿轮一3b与齿轮二3c相啮合，具有便于控制转速，具有结构简单且安装较为方便的优点。旋转机构3为壳体固连在安装座1上的液压马达，液压马达的输出轴上固连有齿轮一3b，花键轴套7的上端固连有齿轮二3c且齿轮一3b与齿轮二3c相啮合，具有结构简单且传动较为稳定的优点，使换刀较为可靠稳定。

旋转轴2的下端与旋转头4的中部相固连，旋转头4的两端均设有机械爪5。机械爪5包括半圆形的固定爪5a，固定爪5a的一侧设有活动爪5b以及带动活动爪5b往复伸缩的气缸5c。

在工作时，通过升降机构6带动旋转轴2轴向移动到被换刀具的一侧，通过旋转机构3带动旋转轴2转动使机械爪5位于被换刀具上，通过机械爪5夹持被换刀具，将被换刀从机床主轴上拆卸下，而后将待换刀具转到主轴一侧，当主轴上的夹紧机构将刀具夹持后，机械爪5松开，升降机构6带动旋转轴2复位，完成换刀，具有结构简单且换刀效率较高的优点。机械爪5采用固定爪5a以及气缸5c带动活动爪5b移动，实现机械爪5的夹紧与松开，具有结构简单且夹紧较为牢固的优点。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用安装座1、旋转轴2、旋转机构3、伺服电机3a、齿轮一3b、齿轮二3c、旋转头4、机械爪5、固定爪5a、活动爪5b、气缸5c、升降机构6、液压缸6a、花键轴套7、花键轴套二8、轴承9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。