机床换刀装置及加工机床的制作方法

1.本技术涉及机床加工领域，尤其是涉及可快速换刀的机床换刀装置。


背景技术：

2.车铣复合车床是数控车床复合加工类车床中发展最快、运用最广泛的数控设备。现有车铣复合机床大多配备有车刀座和铣刀架进而满足车铣复合的工作需求，传统的刀座车刀损坏或者需用到不同型号的车刀时，需要人工拧松固定螺栓进行更换，比较耗时耗力，影响工作效率。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本技术提供一种机床换刀装置，实现快速更换刀具，解决了当需要更换刀具时，人工拧松固定螺栓影响效率的问题及避免因需人工更换可能造成的安全问题。
4.本技术提出的一个技术方案是：提供了一种机床换刀装置用于更换刀座上的刀具，刀座包括用于安装所述刀具的安装孔，其中，所述机床换刀装置包括至少一锁紧单元及驱动单元；所述刀座上还设置有安装槽，且所述安装槽延伸至与所述安装孔连通。所述锁紧单元包括锁紧件及复位弹性件，所述锁紧件滑动设置在所述安装槽内；所述复位弹性件设置在所述锁紧件上，且所述复位弹性件弹性抵顶于所述锁紧件及所述安装槽；所述驱动单元连接所述锁紧件；所述驱动单元驱动所述锁紧件沿着所述安装槽滑动，并压缩所述复位弹性件，且所述锁紧件滑动至伸入所述安装孔内锁紧所述刀具。
5.具体地，机床换刀装置还包括限位单元，其中，所述限位单元包括限位杆及限位卡榫；所述驱动单元运动至可与所述限位杆连接，所述限位杆上设有限位孔；所述限位卡榫滑动安装在所述刀座或所述驱动单元上，且可滑动至卡扣于或者脱离卡扣于所述限位孔。
6.具体地，所述驱动单元包括枢转设置在所述刀座上的活动板，所述活动板上设有通孔；所述限位杆设置在所述刀座上，其中，所述活动板可转动至顶推或释放所述锁紧件，并同时使所述通孔与所述限位杆上卡扣或脱离卡扣；所述限位卡榫滑动安装在所述活动板上，所述限位卡榫可滑动至卡扣于或者脱离卡扣于所述限位孔。
7.具体地，所述限位卡榫呈楔形，其包括与所述限位孔抵顶的斜面。
8.具体地，所述限位单元还包括活动座，所述活动座滑动安装在所述活动板上；所述限位卡榫固定在所述活动座面向所述通孔的侧壁上；所述活动座沿着所述活动板滑动，带动所述限位卡榫沿着所述活动板滑动至卡扣于或者脱离卡扣于所述限位孔。
9.具体地，所述限位单元还包括操作杆，所述操作杆的一端枢转连接在所述活动板上；所述活动座上设有滑动安装槽，所述操作杆设有一环形滑槽，所述环形滑槽内设有支撑轴，且所述支撑轴连接在所述环形滑槽内；所述操作杆枢转时，所述支撑轴顶抵环形滑槽而推动活动座滑动，且支撑轴并沿着环形滑槽相对滑动。
10.具体地，所述活动板面向所述刀座的底面设置顶推块，所述顶推块在所述活动板
朝向所述刀座枢转时，顶抵所述锁紧件。
11.具体地，所述安装槽的内壁还包括一段凹陷区，所述凹陷区的两端形成有台阶面；所述锁紧件上还凸设有限位环，所述复位弹性件和所述限位环容置在所述安装槽内，所述复位弹性件弹性顶抵所述限位环和所述台阶面。
12.提出一种加工机床，其包括机床机体和刀座，所述刀座固定在所述机床机体上，其中，所述加工机床还包括如上述任一项所述的机床换刀装置。
13.具体地，所述刀座包括刀座本体及与所述刀座本体固定连接的梯形安装块和定位块；所述梯形安装块和所述定位块分别设置在所述刀座本体的相对两侧面；所述驱动单元及所述锁紧单元均设置在所述梯形安装块上，所述安装孔设置在所述刀座本体上；所述刀座本体和所述定位块固定在所述机床机体上。
14.本技术的有益效果是：相较于现有的机床换刀装置，本技术提出的机床换刀装置及包括上述任意机床换刀装置的加工机床，用于更换刀座上的刀具。刀座包括用于安装刀具的安装孔，还包括至少一锁紧单元及驱动单元。因此，当需要换刀时，驱动单元带动锁紧单元，完成刀具的更换。从而避免了在需要更换刀具时，需要人为拧动螺栓进而实现刀具的更换，避免了人力物力的浪费。因为不再需要人为拧动螺栓，不会出现螺栓紧固效果不佳的情况，也更具备一定的安全性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
16.图1是本技术提供的一种的机床换刀装置的一实施例的结构示意图；
17.图2是图1实施例的刀具固定时的结构示意图；
18.图3是图1实施例中刀具固定时锁紧单元的结构示意图；
19.图4是图1实施例中刀具固定时另一个视角方向的结构示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。根据本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
21.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
22.在本技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或
仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
23.参照图1和图2，图1是本技术提供的一种的机床换刀装置的一实施例的结构示意图，图2是图1实施例的刀具固定时的结构示意图。本技术的一个方面，提供了一种机床换刀装置，用于更换刀座1上的刀具。在本实施里中，刀座1包括用于安装刀具的安装孔4，机床换刀装置包括至少一锁紧单元及驱动单元。
24.具体地，刀座1上还设置有安装槽12，且安装槽12延伸至与安装孔4连通；锁紧单元包括锁紧件5及复位弹性件52，锁紧件5滑动设置在安装槽12内。复位弹性件52设置在锁紧件5上，且复位弹性件52弹性抵顶于锁紧件5及安装槽12。驱动单元连接锁紧件5，驱动单元驱动锁紧件5沿着安装槽12滑动，并压缩复位弹性件52，且锁紧件5滑动至伸入安装孔4内锁紧刀具。
25.因此，本技术提供的机床换刀装置，采用锁紧单元和弹性件进行固定而不再采用螺栓固定。因此，当需要换刀时，弹性件由于反作用力的作用下，锁紧单元解除对刀具的限制。避免了在需要更换刀具时，需要人为拧动螺栓实现刀具的更换，避免了人力物力的浪费。因为不再需要人为拧动螺栓，不会出现螺栓紧固效果不佳的情况，也更具备一定的安全性。
26.可以理解的，在一个具体的实施例中，驱动单元可以是电机结构，此时由于电机结构具有自动定位和控制作用，机床换刀装置在结构上不需要相应的限位结构，电机结构可直接控制对应的驱动单元进行运动并相应的固定在所需要的位置。
27.可以理解的，在另一个具体的实施例中，驱动单元不是电机结构时，此时驱动单元需要相应的限位结构，与锁紧单元一一对应，完成对刀具的紧锁并使刀具保持在固定的位置上。
28.更进一步地，在一个具体的实施例中，安装槽12内可设置有一卡扣结构(图未示)，驱动单元驱动锁紧件5沿着安装槽12滑动至顶压刀具，并与对应的卡扣结构(图未示)卡合，从而对安装孔4内的刀具进行进一步的锁紧。
29.请继续参照图1和图2，具体地，机床换刀装置包括限位单元，其中，限位单元包括限位杆8及限位卡榫91。限位杆8上设有限位孔81，限位卡榫91滑动安装在刀座1或驱动单元上。驱动单元可运动至与限位杆8连接，且限位卡榫91可操作至滑动到卡扣于或者脱离卡扣于限位孔81。当限位卡榫91卡扣在限位孔81上时，限位卡榫91和限位杆8一起限制了驱动单元运动，以避免驱动单元运动而带动锁紧件5运动至脱离锁扣刀具，由此导致固定刀具不牢固而造成加工问题。而当需要换刀时，限位卡榫91脱离卡扣于限位孔81，从而不再限定驱动单元的运动，此时，复位弹性件52带动锁紧件5运动至脱离锁扣刀具，从而释放刀具，以便于更换刀具。
30.在一个具体的实施例中，驱动单元包括枢转设置在刀座1上的活动板7，活动板7上设有通孔72。限位杆8设置在刀座1上，其中，活动板7可转动至顶推或释放锁紧件5，并同时使通孔72与限位杆8上卡扣或脱离卡扣。限位卡榫91滑动安装在活动板7上，限位卡榫91可滑动至卡扣于或者脱离卡扣于限位孔81。
31.具体的，当需要对安装孔4内的刀具进行固定时，活动板7转动至于刀座1平行的方
向上，此时限位杆8穿过通孔72，安装在活动板7上的限位卡榫91经过滑动进入限位孔81中，并卡扣于限位孔81。
32.可以理解的，机床换刀装置还包括支撑座6，活动板7枢转安装在支撑座6上，从而使得活动板7通过支撑座6枢转安装在刀座1上。当需要对刀具进行更换时，支撑座6上的转轴带动活动板7进行转动，实现限位结构的打开与锁紧。
33.可以理解的，通孔72的横截面积应大于限位杆8的横截面积。较大面积的通孔72可以保证活动板7在下压至平行刀座1位置后，限位杆8从通孔72内穿过的同时且不影响活动板7的正常转动。
34.具体地，限位卡榫91呈楔形，其包括与限位孔81抵顶的斜面。也就是说，限位卡榫91面向限位孔81的顶面为倾斜面。
35.可以理解的，由于限位卡榫91呈楔形，在进入限位孔81时，限位卡榫91由结构较低的一侧进入至结构整体卡扣于限位孔81，有利于减少限位卡榫91在进入限位孔81时的阻力及摩擦力，实现快速固定刀具。
36.可选地，在其它实施例中，限位卡榫91也可为直角梯形台体结构，此时限位卡榫91的底面完全与活动板7接触。并在移动时与活动板7发生摩擦，并进一步向活动板7施加向下的压力，进而保证锁紧件5对刀具限制的紧固性。
37.可选地，在另外的实施例中，限位卡榫91也可为等腰梯形台体结构，此时限位卡榫91的底面不与活动板7接触，因此，对活动板7的结构可良好适应，活动板7的设置更加灵活方便。
38.在一个具体的实施例中，限位单元还包括活动座9，活动座9滑动安装在活动板7上。限位卡榫91固定在活动座9面向通孔72的侧壁上。活动座9沿着活动板7滑动，带动限位卡榫91沿着活动板7滑动至卡扣于或者脱离卡扣于限位孔81。
39.为了便于操作，具体地，限位单元还包括操作杆10，操作杆10连接在活动座9上，从而通过操作杆10操作活动座9沿着活动板7滑动。更为具体地，操作杆10的第一端通过一个驱动转轴73枢转连接在活动板7上；操作杆10还包括与第一端相对的第二端，其中，该第二端为自由端，供使用者操作。活动座9上设有滑动安装槽92，滑动安装槽92的相对内壁设有支撑轴93。操作杆10邻近该第一端的部位设有一环形滑槽101。操作杆10的第一端穿过该滑动安装槽92后枢转的连接在活动板7上，且支撑轴93连接在环形滑槽101内。当操作操作杆10的第二端，使操作杆10绕着驱动转轴73枢转时，支撑轴93顶抵环形滑槽101进而推动活动座9滑动，且支撑轴93并沿着环形滑槽101相对滑动。
40.可以理解的，拨动操作杆10时，以驱动转轴73为圆心做圆周转动，滑动安装槽92内支撑轴93用于支撑操作杆10，进而带动活动座9做直线运动。活动座9移动后带动端部固定连接的限位卡榫91插入到限位孔81内，限位卡榫91在插入到限位孔81内后，限位卡榫91顶部的斜坡在活动座9移动过程中带动活动板7进一步下压，保证锁紧件5对刀具限制的紧固性。
41.具体地，活动板7面向刀座1的底面设置顶推块71，顶推块71在活动板7朝向刀座1枢转时，顶抵锁紧件5。顶推块71与锁紧件5一一对应，且顶推块71的设置可以保证将锁紧件5完全嵌入安装槽12中，避免了锁紧件5在不能完全嵌入安装槽12中，安装孔4中的刀片在加工工件时发生晃动，造成加工误差。
42.请参照图3，图3是图1实施例中刀具固定时锁紧单元的结构示意图。具体地，安装槽12的内壁还包括一段凹陷区，凹陷区的两端形成有台阶面，锁紧件5上还凸设有限位环51。复位弹性件52和限位环51容置在安装槽12内，复位弹性件52弹性顶抵限位环51和台阶面。也就是说，安装槽12由中部大直径圆柱腔和两端小直径圆柱腔组成，台阶面分别形成在小直径圆柱腔和大直径圆柱腔的交接处。其中，复位弹性件52设置在中部大直径圆柱腔内，并弹性抵顶于限位环51和其中任意一个台阶面；两端小直径圆柱腔的直径要大于锁紧件5的直径，以便于锁紧件5在安装槽12内自由滑动。使用时，复位弹性件52在弹力作用下可以带动锁紧件5进行垂直方向的移动，便于对安装孔4内的刀具进行更换。
43.可选地，在其它实施例中，安装槽12的内壁还可设置一块可伸缩的卡扣装置。可以理解的，该卡扣装置固定在安装槽12的两侧壁上，卡扣装置的上端为具有一定倾斜度的斜面。当锁紧件5向下移动并压缩复位弹性件52的同时，限位环51对卡扣装置斜面施加压力，将卡扣装置推进安装槽12两侧壁之中，当限位环51完全通过卡扣装置后，卡扣装置由于作用力消失，从安装槽12的两侧壁弹出，对限位环51进行限位。
44.本技术的另一个方面，还提供了一种加工机床，包括机床机体和刀座1，刀座1固定在机床机体上，加工机床还包括上述任一项机床换刀装置。
45.具体地，请继续参照图1和图2，刀座1上设有装配孔3，刀座1可通过装配孔3固定安装在机床机体上。
46.请参照图4，图4是图1实施例中刀具固定时另一个视角方向的结构示意图。在一个具体的实施例中，刀座1包括刀座本体及与刀座本体固定连接的梯形安装块11和定位块2；梯形安装块11和定位块2分别设置在刀座本体的相对两侧面；驱动单元及锁紧单元均设置在梯形安装块11上，安装孔4设置在刀座本体上；刀座本体和定位块2固定在机床机体上。
47.可以理解的，定位块2为l型结构。刀座本体通过装配孔3固定安装在机床上，定位块2嵌入在机床机体上，以使刀座本体安装的更加稳固可靠。
48.本技术的的机床换刀装置在换刀时，拨动操作杆10拨动至右侧，带动活动座9移至靠近支撑座6位置，在安装孔4内插入刀具，刀具插入至合适位置后，按压活动板7至平行刀座本体的位置，活动板7底部两侧设置有固定连接的顶推块71，抵靠锁紧件5的一端，进而带动锁紧件5插入到安装孔4内，锁紧件5的端部配合安装孔4对刀具进行夹紧固定，防止刀具由于未被夹紧，在加工工件时出现机械误差。然后拨动操作杆10，操作杆10以驱动转轴73为圆心做圆周转动，操作杆10上开设的环形滑槽101配合固定连接在活动座9上的支撑轴93，带动活动座9移动，活动座9移动后带动端部固定连接的限位卡榫91插入到限位孔81内，限位卡榫91在插入到限位孔81内后，限位卡榫91的顶部斜坡在活动座9移动过程中带动活动板7进一步下压，保证锁紧件5对刀具限制的紧固性，刀具夹紧后，即完成对刀具的更换。这种换刀方式不需要人工拧松固定螺栓进行刀具更换，不会出现螺栓紧固效果不佳的情况，更具备一定的安全性。
49.在本技术的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、机构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、机构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人
员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
50.以上仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。