一种用于三维槽型数控刀片的快速换刀装置

1.本实用新型涉及数控机床技术领域，具体涉及一种用于三维槽型数控刀片的快速转换装置。


背景技术：

2.刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具，除切削用的刀片外，还包括刀杆、刀架和刀柄等附件。
3.铣刀，是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。铣刀主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。
4.现有铣刀刀片与刀体是整体结构，无法根据加工对象快速选择适用于各种材料的刀片，同时刀片拆卸不方便、无法快速完成拆卸，当刀片槽有一侧损坏或刀刃磨损时，需要停止铣削、进行整个刀具的更换或采用专用设备返修，极大的浪费了人力物力，并且安装更换时间长，刀体不可重复、循环使用，造成铣削时间拉长、铣削效率低。


技术实现要素：

5.针对以上现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于三维槽型数控刀片的快速换刀装置，以解决现有技术的铣刀装置无法根据加工对象快速完成刀片更换以及更换刀片费时费力、切削效率低的问题。
6.本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
7.一种用于三维槽型数控刀片的快速换刀装置，其特征在于：包括刀架、连接杆、环形转动块、支撑板以及升降板，所述刀架上端通过连接杆与所述环形转动块下端固定连接，所述环形转动块固定套接在所述支撑板外壁且环形转动块与支撑板之间能进行相对转动，所述支撑板上端通过伸缩杆连接一升降板；所述刀架上且绕其中轴线均匀开设若干刀具孔，所述刀具孔内设置刀具组件，所述刀具组件包括刀套、滑块、复位弹簧以及铣刀，所述刀套外壁与所述刀具孔内壁滑动连接，所述刀套外壁且绕其中轴线固定设置若干滑块，所述刀架对应所述滑块设置若干弹簧槽且所述滑块在所述弹簧槽内滑动，所述弹簧槽底部固定设置一复位弹簧，所述复位弹簧远离所述弹簧槽底部的一端与对应的所述滑块固定连接，所述刀套中部设置一阶梯孔，所述阶梯孔内设置铣刀且所述铣刀刀头贯穿所述刀套下端、位于所述刀具孔内，所述铣刀外壁与所述刀套内壁转动连接，所述铣刀上端中部开设一花键沉孔；所述升降板一侧且对应一所述刀具孔设置一滑动杆，所述滑动杆一端与所述升降板转动连接、另一端贯穿所述支撑板且端部固定设置一花键轴，所述花键轴与所述花键沉孔对应。
8.作进一步优化，所述连接杆的数量为4～8根。
9.作进一步优化，所述刀具孔的数量为3～8个，根据不同的需求设置不同精度的铣刀组件。
10.作进一步优化，所述滑块的数量为3～5个，对应所述复位弹簧与所述弹簧槽的数量也为3～5个。
11.作进一步优化，所述铣刀上端对应所述阶梯孔上部设置环形凸棱，所述阶梯孔阶梯面均匀设置滚珠，所述环形凸棱底面与所述滚珠顶部接触，从而实现对铣刀的支撑限位以及铣刀与刀套之间的相对转动。
12.作进一步优化，所述铣刀外壁与所述刀套内壁通过滚珠轴承转动连接，所述滚珠轴承设置在所述刀套内壁内且所述铣刀外壁与所述滚珠轴承套接；同一所述铣刀外壁套接至少两个滚珠轴承。
13.作进一步优化，所述铣刀刀头采用三维槽型铣刀片，三维槽型铣刀片采用常见的三维槽型。
14.作进一步优化，所述滑动杆与所述升降板通过转动轴承转动连接。
15.作进一步优化，所述伸缩杆外接液压驱动装置或气压驱动装置中的任意一种，且所述伸缩杆的数量不少于两根。
16.作进一步优化，所述升降板底部固定设置一驱动电机，所述驱动电机输出端固定套接一驱动齿轮，所述滑动杆外壁固定套接一从动齿轮且所述驱动齿轮与所述从动齿轮啮合。
17.作进一步优化，所述快速换刀装置通过所述刀架与环形转动块外壁固定在数控铣床上且所述环形转动块外壁与数控机床转动连接。
18.本实用新型具有如下技术效果：
19.本技术通过环形转动块、连接杆、刀架以及支撑板之间的配合，实现刀架与支撑板之间的相对转动，同时，配合刀具孔、滑动杆、伸缩杆以及升降板，实现铣刀刀片的更换，无需停止工作后拆除铣刀刀片即能完成不同铣刀刀头的更换，更换时间短、效率高，同时节省人力物力。并且，本技术通过花键沉孔、花键轴以及滑动杆的配合，实现滑动杆与刀具组件的快速分离以及配合，从而实现保证换刀过程的快速、有效性以及工作过程的正常运行；通过刀套、滑块、复位弹簧以及铣刀的配合，实现使用时刀头露出刀架底面、作用于工件，未使用时刀头位于刀架内，避免未使用时刀头暴露在外界或作用于工件、导致刀头磨损。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例中快速换刀装置的整体结构示意图。
21.图2为图1的a向局部放大图。
22.图3为图2的b
‑
b向剖视图。
23.其中，1、刀架；11、刀具孔；12、刀具组件；121、刀套；1211、阶梯孔；1212、滚珠；1213、滚珠轴承；122、滑块；123、复位弹簧；124、铣刀；1240、花键沉孔；13、弹簧槽；2、连接杆；3、环形转动块；4、支撑板；40、伸缩杆；5、升降板；51、驱动电机；52、驱动齿轮；53、滑动杆；531、从动齿轮；532、花键轴；533、转动轴承。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1～3所示，一种用于三维槽型数控刀片的快速换刀装置，其特征在于：包括刀架1、连接杆2、环形转动块3、支撑板4以及升降板5，刀架1上端通过连接杆2与环形转动块3下端固定连接；连接杆2的数量为4～8根、优选5根；环形转动块3固定套接在支撑板4外壁且环形转动块3与支撑板4之间能进行相对转动（如图1所示），支撑板4上端通过伸缩杆40连接一升降板5；刀架1上且绕其中轴线均匀开设若干刀具孔11，刀具孔11的数量为3～8个，根据不同的需求设置不同精度的铣刀组件；刀具孔11内设置刀具组件12，刀具组件12包括刀套121、滑块122、复位弹簧123以及铣刀124，刀套121外壁与刀具孔11内壁滑动连接，刀套121外壁且绕其中轴线固定设置若干滑块122，刀架1对应滑块122设置若干弹簧槽13且滑块122在弹簧槽13内滑动（如图3所示），弹簧槽13底部固定设置一复位弹簧123，复位弹簧123远离弹簧槽13底部的一端与对应的滑块122固定连接，滑块122的数量为3～5个（单一一个刀具孔11内），对应复位弹簧123与弹簧槽13的数量也为3～5个；刀套121中部设置一阶梯孔1211，阶梯孔1211内设置铣刀124且铣刀124刀头贯穿刀套121下端、位于刀具孔11内（如图1所示，铣刀124刀头初始位置的高度比刀架1底面的高度高），铣刀124外壁与刀套121内壁转动连接，铣刀124上端中部开设一花键沉孔1240；升降板5一侧且对应一刀具孔11设置一滑动杆53，滑动杆53一端与升降板5通过转动轴承533转动连接、另一端贯穿支撑板4且端部固定设置一花键轴532，花键轴532与花键沉孔1240对应。
26.铣刀124上端对应阶梯孔1211上部设置环形凸棱（如图2所示），阶梯孔阶1211梯面均匀设置滚珠1212，环形凸棱底面与滚珠1212顶部接触，从而实现对铣刀124的支撑限位以及铣刀124与刀套121之间的相对转动。
27.铣刀124外壁与刀套121内壁通过滚珠轴承1213转动连接，滚珠轴承1213设置在刀套121内壁内且铣刀124外壁与滚珠轴承1213套接（如图2所示）；同一铣刀124外壁套接至少两个滚珠轴承；铣刀124刀头采用三维槽型铣刀片，三维槽型铣刀片采用常见的三维槽型。
28.伸缩杆40外接液压驱动装置或气压驱动装置中的任意一种，且伸缩杆40的数量不少于两根。
29.升降板5底部固定设置一驱动电机51，驱动电机51输出端固定套接一驱动齿轮52，滑动杆53外壁固定套接一从动齿轮531且驱动齿轮531与从动齿轮52啮合。
30.快速换刀装置通过刀架1与环形转动块3外壁固定在数控铣床上且环形转动块3外壁与数控机床转动连接。
31.工作原理：
32.装置初始位置如图1所示。当要进行铣削工作时，通过液压驱动装置或气压驱动装置控制伸缩杆40收缩，升降板5跟随伸缩杆40如图1所示方向向下移动，从而带动驱动电机51、驱动齿轮52、滑动杆53、从动齿轮531以及花键轴532同时向下运动，花键轴532逐渐与铣刀124接触且插入花键沉孔1240内、与花键沉孔1240形成配合；伸缩杆40继续收缩，花键轴532在滑动杆53的带动下继续向下移动，由于花键轴532被花键沉孔1240顶住且铣刀124的环形凸棱被阶梯孔1211的阶梯面顶住，因此刀套121与铣刀124同时向下运动，复位弹簧123压缩，此时，铣刀124刀头部分露出刀架1底面，根据铣削深度控制铣刀124刀头露出部分，然后停止伸缩杆40的收缩，启动驱动电机51，驱动电机51通过驱动齿轮52以及从动齿轮531带
动滑动杆53转动，进而通过花键轴532与花键沉孔1240的配合带动铣刀124转动，实现铣削。当铣削过程中要进行铣刀124刀头更换时，停止驱动电机51运转，控制伸缩杆40伸长到初始位置，然后手动或电动控制转动块3在支撑板4与数控机床之间转动，转动块3通过连接杆3带动刀架1转动，进而实现刀架1与支撑板4之间的相对转动，将需要更换的道具组件12转动至花键轴532下方，实现刀具更换，然后启动伸缩杆40收缩进行铣削工序。该结构能在铣削过程中实现刀头的快速更换，从而避免刀头磨损严重，适用同一铣削工艺要求不同铣削刀头（即铣削精度不同或铣削材料不同）的更换，更换效率高，省时省力。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶侧”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。