一种航空发动机叶片铣削的换刀装置的制作方法

1.本技术涉及铣床换刀技术，尤其是涉及一种航空发动机叶片铣削的换刀装置。


背景技术：

2.在航空发动机叶片生产的过程中经常会涉及到曲面加工，相关技术中，航空发动机叶片曲面加工主要是通过铣床对叶片铣削来实现。铣床主要指用铣刀对工件多种表面进行铣削加工的机床。通常铣刀以旋转运动为主运动，工件和铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。
3.参照图1和图2，为相关技术中铣床1包括底座11和工作台12，底座11上表面安装有第一移动机构111，第一移动机构111上安装有第二移动机构112，第二移动机构112上安装有用于固定工件的工件座113，工件座113为两个卡盘，第一移动机构111和第二移动机构112的配合可以实现工件座113在底座11上沿底座11宽度和长度方向的位移。
4.工作台12固定安装至底座11的一侧，且工作台12的侧壁安装有刀臂13，刀臂13与工作台12之间安装有升降机构121，刀臂13远离工作台12的一端安装有刀座14，刀臂13内安装有用于驱动刀座14旋转的驱动机构。刀座14上安装有铣刀4。
5.在进行工件加工的过程中，将工件固定至工件座113，之后启动铣床1，刀臂13在升降机构121的驱动下下降至指定高度，刀臂13内的驱动机构驱动铣刀4旋转，第一移动机构111和纵向移动的配合使工件产生移动，在工件移动的过程中铣刀4完成对工件的加工。
6.针对上述中的相关技术，发明人发现相关技术中的铣刀4一般是通过螺栓固定至刀座14的，在铣刀4更换的过程中，一般是需要人工进行更换，费时费力，进而导致航空发动机叶片生产效率低下的问题。


技术实现要素：

7.为了改善相关技术中的铣刀更换时费时费力的问题，本技术提供一种换刀装置。
8.本技术提供的一种航空发动机叶片铣削的换刀装置，采用如下的技术方案：一种航空发动机叶片铣削的换刀装置，其用于与铣床配合使用，所述铣床上设有刀臂，刀臂上安装有刀座；所述换刀装置包括基座和刀库座；所述刀库座转动安装至所述基座；所述基座上设有用于驱动所述刀库座转动的驱动机构；所述基座用于驱动所述刀库座实现横向和纵向运动；所述刀库座上设置有多个存刀区，多个所述存刀区围绕所述刀库座的轴线依次设置；所述存刀区内设有铣刀，所述铣刀上同轴固接有安装座；所述存刀区内还设有换刀轨道，所述安装座滑移连接至所述换刀轨道；所述刀库座上设有换刀区；所述换刀区内所述换刀轨道的长度方向与所述刀库座横向运行方向相同；所述刀座上设有与所述安装座配合使用的磁铁；
所述基座驱动所述换刀区处的所述铣刀运动并吸附固定于所述磁铁，所述基座驱动所述刀库座沿横向运动至所述换刀轨道脱离所述安装座；所述基座驱动所述刀库座运动，使所述刀座上的所述安装座滑移连接至所述换刀区的所述换刀轨道，所述基座驱动所述刀库座纵向运动，所述铣刀脱离所述刀座。
9.通过采用上述技术方案，工件加工的过程中，在刀座上的铣刀需要更换的时，通过驱动部件和升降件的配合，是刀库座运动至刀座处，并使刀库座沿水平方向运动，使刀座处铣刀的安装座上的凸沿逐渐进入存刀区内的换刀轨道内，而后刀库座向下运动，使铣刀脱离刀座。
10.选择刀库座上合适的铣刀，并通过驱动机构驱动刀库座旋转，使该铣刀被调节至换刀区。通过驱动部件和升降件的配合使刀库座运动至刀座位置处，并使换刀区内铣刀上的安装座进入到连接槽内并被磁铁吸附固定。后使刀库座沿水平方向运动至安装座上的凸沿脱离换刀轨道，并使刀库座复位，即可实现刀座上铣刀的自动换装，节省了人力资源，提高了航空发动机叶片的生产的生产效率。
11.通过换刀装置能够实现刀座上铣刀的自动更换。
12.可选的，所述刀库座为圆形板状结构。
13.通过采用上述技术方案，圆形板状结构的刀库座边沿距离刀库座与基座之间转轴的距离相等，这样各个存刀区距离刀库座与基座之间的转轴的距离相等，这样每次换刀时刀库座的运动行程可以设置为一致。
14.可选的，所述刀库座的所述存刀区设有存刀腔，所述换刀轨道布置于所述存刀腔内。
15.通过采用上述技术方案，减少了换刀轨道的占用空间，同时换刀轨道设置于存刀腔内，刀库座还可以对换刀轨道有一定的保护效果。
16.可选的，所述换刀轨道为布置于所述存刀腔侧壁的滑槽。
17.通过采用上述技术方案，减少了换刀轨道对于存刀腔内空间的占用。
18.可选的，所述安装座横截面为圆形，所述安装座外围一体设置有圆环状的凸沿，所述凸沿滑移连接至所述换刀轨道。
19.通过采用上述技术方案，使得安装座在保持竖直状态下，安装座上的凸沿无论从哪个角度进入到换刀轨道都可以，这样使得刀库座在拆卸铣刀的时候更为便捷，同时由于凸沿的设置可以增加安装座的厚度，使安装座更为稳定，并且换刀轨道不必随安装座的改变而改变。
20.可选的，所述安装座包括一体设置的基础部和连接部；所述刀座上设有与所述连接部适配的连接槽，所述连接部插设于所述连接槽内。
21.通过采用上述技术方案，刀座上的铣刀在工作状态下在承受了横向的力后更为稳定。
22.可选的，所述刀座上设有横截面为多边形的限位槽；所述安装座上固接有与限位槽适配的限位杆；所述限位杆滑移连接至所述限位槽内。
23.通过采用上述技术方案，尽可能的避免刀座上的铣刀在工作状态下，安装座与刀座之间产生相对转动，使得刀座上的铣刀在工作状态下能够更为稳定的工作。
24.可选的，所述限位杆与所述安装座同轴，所述限位槽与所述刀座同轴。
25.通过采用上述技术方案，在铣刀处于工作状态下，限位杆上所受的扭矩力更小，从而使得限位杆更加的稳定。
26.可选的，所述安装座开设有缓冲槽，所述限位杆滑移连接至所述缓冲槽内；所述限位杆和所述安装座之间设有弹性件一；在所述安装座被所述磁铁固定至所述刀座后；当所述限位杆与所述限位槽未对齐时，所述限位杆位于所述缓冲槽内；当所述限位杆与所述限位槽对齐时，所述限位杆的一端伸入至所述限位槽内。
27.通过采用上述技术方案，刀库座在将铣刀的安装座安装至刀座的过程中，如果限位杆与限位槽没有对齐，由于缓冲槽的设置使得安装座在安装至刀座过程中，安装座依然可以安装至刀座，只是在安装座安装至刀座后，限位杆被压入到缓冲槽内，这样在铣刀安装至刀座后，在铣刀工作的初始，当铣刀与工件表面抵接后，刀座先缓慢的转动，这个过程中铣刀与刀座之间会产生相对转动，且在铣刀和刀座产生相对转动的过程中，当限位杆与限位槽对齐后，在弹性件一的作用下限位杆伸入到限位槽内即可。
28.可选的，所述安装座上安装有附加机构；当所述安装座安装至所述连接槽后，在所述限位杆未与所述限位槽对齐时，所述附加机构会驱动所述安装座在所述连接槽内转动使限位杆与限位槽对齐后，限位杆在弹性件一的作用下伸出到限位槽内。
29.通过采用上述技术方案，在安装座安装至连接槽后，且限位杆未与限位槽对齐时，附加机构能够驱动安装座在限位槽内转动至限位杆与限位槽对齐，这样能够更为便捷的使限位杆伸出到限位槽内。
30.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过在铣床上设置基座和换刀座，在刀座上设置磁铁，使得刀座上铣刀可以实现自动更换，大大的节省了人力，进而提高了航空发动机叶片的生产的生产效率；2.通过在刀座上设置连接槽，连接槽内的刀座上设置限位槽，在铣刀的安装座上设置限位杆，使得安装在刀座上的铣刀在工作过程中更为便捷；3.通过在安装座上设置缓冲槽，使得刀座上的铣刀在更换的时候更为的便捷。
附图说明
31.图1是相关技术中铣床的外形结构示意图。
32.图2是图1中a部分的局部放大示意图。
33.图3是本技术实施例中换刀装置安装于铣床时的示意图。
34.图4是本技术实施例中换刀装置的外形结构示意图。
35.图5是本技术实施例中凸显刀库座在座体三上布设结构的示意图。
36.图6是本技术实施例中凸显铣刀安装至刀座时的安装结构示意图。
37.图7是图6中b部分的局部放大示意图。
38.图8是本技术实施例中转轮的外形结构示意图。
39.附图标记说明：1、铣床；11、底座；111、第一移动机构；112、第二移动机构；113、工件座；12、工作台；121、升降机构；13、刀臂；14、刀座；141、磁铁；142、连接槽；1421、限位槽；
2、基座；21、座体一；211、滑动轨道；212、驱动部件；2121、电机；2122、丝杠；22、座体二；221、凹槽；222、连接杆；223、升降件；23、座体三；231、滑道；232、驱动件；3、刀库座；31、存刀区；32、换刀区；33、存刀腔；331、换刀轨道；4、铣刀；41、安装座；411、基础部；412、连接部；4121、缓冲槽；413、凸沿；414、限位杆；415、弹性件一；416、附加腔；417、附加孔；5、附加机构；51、主动电机；52、蓄电池；53、控制按钮；54、转轮；541、布置槽；55、凸块；551、导向斜面；552、弧形面；56、弹性件二。
具体实施方式
40.以下结合附图3
‑
7对本技术作进一步详细说明。
41.本技术实施例公开一种航空发动机叶片铣削的换刀装置。参照图3，换刀装置与铣床1配合使用，铣床1包括底座11和工作台12，底座11上表面安装有第一移动机构111，第一移动机构111上安装有第二移动机构112，第一移动机构111与第二移动机构112的移动方向相互垂直，第二移动机构112上安装有用于固定工件的工件座113，工件座113为两个卡盘组成。
42.工作台12固定安装至底座11的一侧，且工作台12的侧壁安装有刀臂13，刀臂13与工作台12之间安装有升降机构121，升降机构121用于驱动刀臂13升降。
43.参照图3，刀臂13远离工作台12的一端转动安装有刀座14，刀臂13内安装有用于驱动刀座14旋转的驱动机构，驱动机构可以是电机2121等。
44.参照图4，换刀装置包括基座2和刀库座3。
45.基座2包括座体一21、座体二22和座体三23，座体一21固定安装至底座11的一侧，座体一21上表面固定安装有水平设置的滑动轨道211，滑动轨道211为两条并列设置的“t”形钢，对应的座体二22下表面开设有两个与“t”形钢适配的凹槽221，两个凹槽221分别与两个“t”形钢一一对应，“t”形钢滑移连接至凹槽221内。
46.座体一21上安装有用于驱动座体二22沿滑动轨道211做往复运动的驱动部件212。驱动部件212可以是液压缸，在本实施例中驱动部件212为电机2121和丝杠2122，丝杠2122沿滑动轨道211的长度方向穿过座体二22，且丝杠2122与座体二22之间为螺纹连接，且丝杠2122的端部转动连接至座体一21，电机2121固定安装至座体一21，电机2121的输出轴与丝杠2122固定连接，电机2121用于驱动丝杠2122转动。
47.座体三23安装至座体二22，座体三23上沿竖直方向设置有滑道231，为了节省滑道231的占用空间，滑道231为开设于座体三23上的直孔。座体二22上固接有与滑道231适配的连接杆222，连接杆222滑移连接至滑道231内。座体二22上固接有用于驱动座体三23升降的升降件223，在本实施例中升降件223为液压缸。
48.参照图5，刀库座3为水平设置的圆形板状结构，且刀库座3转动连接至座体三23。座体三23上安装有用于驱动刀库座3转动的驱动件232，在本实施例中驱动件232为固接于座体三23的伺服电机，伺服电机的输出轴与刀库座3固定连接。
49.刀库座3上设置有多个存刀区31，多个存刀区31围绕刀库座3的轴线均匀设置。为了便于后续的描述，指定刀库座3的某一存刀区31为换刀区32。
50.存刀区31处的刀库座3上设有存刀腔33，存刀腔33内设置有换刀轨道331，且换刀区32处的换刀轨道331沿滑动轨道211的长度方向布置。为了减少换刀轨道331对于空间的
占用，换刀轨道331设置为开设于存刀腔33内壁的两个滑槽，两个滑槽分别开设于存刀腔33内处于相对位置的两个侧壁。
51.存刀腔33内设置有铣刀4，铣刀4上同轴固接有安装座41，安装座41外围设置有环状的凸沿413，凸沿413与安装座41同轴。安装座41上的凸沿413滑移连接至换刀轨道331。刀库座3上的多个铣刀4种类不同。
52.参照图6，刀座14上设置有用于吸附安装座41的磁铁141。
53.在进行工件加工之前，选择刀库座3上合适的铣刀4，并通过驱动机构232驱动刀库座3旋转，使该铣刀4被调节至换刀区32。通过驱动部件212和升降件223的配合使刀库座3运动至刀库座3位置处，并使换刀区32内铣刀4上的安装座41吸附于磁铁141。后使刀库座3沿水平方向运动至安装座41上的凸沿413脱离换刀轨道331，并使刀库座3复位。
54.在刀座14上的铣刀4需要更换的时，通过驱动部件212和升降件223的配合，使刀库座3运动至刀座14处，并使刀库座3沿水平方向运动，使安装于刀座14上安装座41的凸沿413逐渐进入存刀区31内的换刀轨道331内，而后刀库座3向下运动，使铣刀4脱离刀座14。
55.后根据需要在刀库座3上选择合适的铣刀4，并使该铣刀4旋转至换刀区32，按照上述的铣刀4安装方式将铣刀4安装至刀座14，再使刀库座3复位即可实现刀座14上铣刀的自动换装，节省了人力资源，提高了航空发动机叶片的生产的生产效率。
56.参照图6，进一步的，刀座14上开设有与连接座适配的连接槽142，安装座41插入到安装槽内，磁铁141固接至连接槽142内的底壁。
57.连接槽142和安装座41的配合可以是铣刀4在承受横向的力时更够更为稳定。
58.参照图6，为了使铣刀4在安装至刀座14的过程中，刀库座3上的铣刀4的安装座41能够更为便捷的进入到连接槽142内。
59.安装座41的横截面为圆形，安装座41包括一体设置的基础部411和连接部412，铣刀4固接至安装座41的基础部411，连接部412设置于基础部411远离铣刀4的一侧，连接部412为圆台状，且连接部412的直径自铣刀4向基础部411的方向逐渐减小。连接槽142设置为与连接部412适配的形状。
60.安装座41的横截面为圆形，使得安装座41在伸入到连接槽142内时更容易与连接槽142对齐，另外安装座41的连接部412为圆台状，使得安装座41的连接部412在伸入到连接槽142内时，连接槽142的开口大于连接部412远离基础部411的一端，从而使得连接部412更容易伸入到连接槽142内，综上所述使得安装座41更便于安装至刀座14。
61.更进一步的，连接槽142内的底壁上开设有横截面为多边形的限位槽1421，限位槽1421与连接槽142同轴。对应的磁铁141设置为圆环状结构，且磁铁141与连接槽142同轴。
62.参照图5，安装座41的连接部412背离基础部411的一面一体设置有与限位槽1421适配的限位杆414，当连接部412嵌设于所述连接槽142内后，限位杆414伸入到限位槽1421内。
63.由于限位杆414和限位槽1421的配合，可以尽可能的避免铣刀4在工作状态下与刀座14发生相对转动，从而使得铣刀4在工作状态下更加的稳定。
64.参照图6，再进一步的，安装座41的连接部412背离基础部411的一面沿安装座41的轴线方向开设有与限位杆414适配的缓冲槽4121，缓冲槽4121与安装座41同轴。限位杆414滑移连接至缓冲槽4121内，且限位杆414与缓冲槽4121的底壁之间固接有弹性件一415，在
本实施例中弹性件一415选用弹簧。当安装座41安装至刀座14后，限位杆414在弹性件一415的作用下伸入到刀座14的限位槽1421内。
65.刀库座3在将铣刀4的安装座41安装至刀座14的过程中，如果限位杆414与限位槽1421没有对齐，由于缓冲槽4121的设置使得安装座41在安装至刀座14过程中，安装座41依然可以安装至刀座14，只是在安装座41安装至刀座14后，限位杆414被压入到缓冲槽4121内，这样在铣刀4安装至刀座14后，在铣刀4工作的初始，当铣刀4与工件表面抵接后，刀座14先缓慢的转动，这个过程中铣刀4与刀座14之间会产生相对转动，且在铣刀4和刀座14产生相对转动的过程中，当限位杆414与限位槽1421对齐后，在弹性件一415的作用下限位杆414伸入到限位槽1421内即可。
66.缓冲槽4121和弹性件一415的设置，使得铣刀4在安装至刀座14的过程中更为方便。
67.参照图6，安装座41上设置有附加机构5，在换刀装置将安装座41安装至刀座14的连接槽142后，当限位杆414未与限位槽1421对齐时，附加机构5用于驱动安装座41在连接槽142内转动至限位杆414与限位槽1421对齐。
68.参照图7，安装座41的基础部411内设置有附加腔416，安装座41基础部411的外周面上开设有与附加腔416连通的附加孔417。附加机构5包括设置于附加腔416内的主动电机51，以及设置在附加腔416内用于向主动电机51供电的蓄电池52。主动电机51与蓄电池52电连接，蓄电池52用于向主动电机51供电。
69.参照图6，安装座41的连接部412上设置有控制按钮53，控制按钮53与主动电机51电连接。当安装座41被安装至连接槽142内后，控制按钮53与连接槽142的内壁接触，控制按钮53控制主动电机51的转轴旋转若干圈后停止。
70.参照图7，主动电机51的输出轴上同轴固接有转轮54，转轮54的外周面与基础部411的外周面平齐。
71.当安装座41安装至连接槽142内后，连接槽142内壁挤压控制按钮53，控制按钮53控制主动电机51的输出轴转动若干圈，主动电机51带动转轮54在附加腔416内转动，在这个过程中，转轮54与连接槽142的内壁产生摩擦，进而带动安装座41在连接槽142内转动。
72.当限位杆414与限位槽1421对齐时，限位杆414伸入到限位槽1421内。如果限位杆414伸入到限位槽1421后，主动电机51的输出轴还在转动，此时由于限位杆414的限制安装座41不再转动，转轮54自身空转。
73.为了使转轮54带动安装座41在连接槽142内转动的过程中，转轮54与连接槽142内壁之间的摩擦力更大。
74.参照图8，转轮54的外周面上开设有多个布置槽541，多个布置槽541围绕转轮54的轴线均匀设置，布置槽541内安装于凸块55。
75.参照图7，凸块55与布置槽541内的底壁之间固接有弹性件二56，弹性件二56为弹簧，在弹性件二56的作用下，凸块55伸出布置槽541。凸块55伸出布置槽541一侧的上边沿设置有导向斜面551。
76.当安装座41安装至连接槽142内后，凸块55在弹性件二56的作用下与连接槽142的内壁紧紧抵接，此时可以大大的增加转轮54与连接槽142内壁之间的摩擦力。同时由于凸块55色出布置槽541的一侧设置有导向斜面551，这样在安装座41安装至连接槽142内的过程
中，导向斜面551的存在使得安装座41更容易进入到连接槽142内。
77.进一步的，附加腔416大于转轮54。
78.参照图8，凸块55伸出布置槽541的一面设置为弧形面552。
79.当安装座41安装至连接槽142内后，转轮54在转动的过程中，由于附加腔416大于转轮54，故转轮54在转动的过程中，转轮54上的凸块55不与附加腔416的内壁接触，这样在转轮54转动的过程中可以使转轮54所受的摩擦力更小。
80.同时由于凸块55伸出布置槽541的一面为弧形面552，使得转轮54在转动的过程中，凸块55由附加腔416内转动至与连接槽142内壁抵接的过程中过渡的更加顺利。
81.本技术实施例一种航空发动机叶片铣削的换刀装置的实施原理为：工件加工的过程中，在刀座14上的铣刀4需要更换的时，通过驱动部件212和升降件223的配合，使刀库座3运动至刀座14处，并使刀库座3沿水平方向运动，使刀座14处铣刀4的安装座41上的凸沿413逐渐进入存刀区31内的换刀轨道313内，而后刀库座3向下运动，使铣刀4脱离刀座14。
82.选择刀库座3上合适的铣刀4，并通过驱动机构232驱动刀库座3旋转，使该铣刀4被调节至换刀区32。通过驱动部件212和升降件223的配合使刀库座3运动至刀座14位置处，并使换刀区32内铣刀4上的安装座41进入到连接槽142内并被磁铁141吸附固定。后使刀库座3沿水平方向运动至安装座41上的凸沿413脱离换刀轨道331，并使刀库座3复位。
83.连接槽142内壁挤压控制按钮53，控制按钮53控制主动电机51的输出轴带动转轮54在附加腔416内转动，当限位杆414与限位槽1421对齐时，限位杆414伸入到限位槽1421内。
84.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。