一种钻削加工中心自动打刀装置的制作方法

1.本实用新型涉及机床技术领域，具体涉及一种钻削加工中心自动打刀装置。


背景技术：

2.数控机床在加工过程中，为了满足不同工序的加工，需要操作者更换不同的刀具进行加工，而数控机床的刀库则是用于储存的刀具以及实现自动化换刀的一种装置，从而替代了以往采用人工手动换刀的换刀方式。
3.针对某些特殊工艺需要用到特殊刀具来加工，而部分特殊刀具由于其自身结构的关系，这些刀具无法安装到机床原本自带的刀库中，特殊刀具会与刀库产生干涉，而部分特殊刀具的重量超过刀库的承重极限，同样无法安装到机床原本知道的刀库当中，从而无法实现自动化换刀。针对这些特殊刀具一般都放置在特殊的刀架上，采取人工手动辅助换刀，由此，操作者存在容易碰伤风险。
4.另外，目前钻削加工中心都是采用机械换刀方式，主轴需要移动到特定的位置才能够进行换刀，无法实现在主轴运动方向上的任意位置进行换刀，若想主轴运动方向上的任意位置进行换刀，则需要采取人工手动辅助换刀，操作空间狭窄且操作者存在容易碰伤风险。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种安全性高且换刀位置不受限制的钻削加工中心自动打刀装置。
6.本实用新型的目的通过以下技术方案实现：本技术提供一种钻削加工中心自动打刀装置，包括立柱和主轴箱，主轴箱可滑动地安装在立柱上，立柱设有驱动主轴箱上下升降的升降机构；主轴箱设有固定安装在主轴箱上的主轴组件、可相对于主轴箱转动的打刀杆以及复位弹簧，复位弹簧的一端与主轴箱固接，复位弹簧的另一端与打刀杆固接，主轴箱内还设有增压打刀机构，增压打刀机构包括可伸缩运动的伸缩杆；换刀时，增压打刀机构的伸缩杆伸出并驱使打刀杆朝打刀方向转动，打刀杆转动并配合主轴组件的打刀环换刀。
7.其中，打刀杆为l形状结构，打刀杆的拐角处设有转轴，打刀杆通过转轴与主轴箱铰接。
8.其中，增压打刀机构为液压缸或气压缸，增压打刀机构固定安装在主轴箱上，增压打刀机构的伸缩杆朝向打刀杆的底部伸出运动。
9.其中，升降机构包括固定安装在立柱外侧面的滑轨，滑轨设有与滑轨滑动配合的滑块，滑块的外侧面与主轴箱固接，立柱的顶端固定安装有电机座，电机座的顶端面固定安装有升降电机，升降电机的输出轴与丝杆本体固接，丝杆本体套设有丝杆螺母，丝杆螺母与主轴箱固接。
10.其中，电机座朝向打刀杆的侧面固定安装有打刀座，打刀座上可转动地安装有撞击轴承，打刀杆的顶端朝向撞击轴承的侧面固定安装有松刀碰块。
11.其中，还包括蝶式刀库，蝶式刀库设有用于装载多个普通刀具的刀盘，刀盘转动地安装在主轴箱的外侧。
12.其中，还包括水平移动刀库，水平移动刀库包括用于装载至少一个特殊刀具的移动车架，移动车架的底部设有驱动移动车架沿纵向或/和横向方向移动的水平移动装置。
13.本实用新型的有益效果：本技术的钻削加工中心自动打刀装置，与现有技术相比，其结构简单，制作成本低，通过增设增压打刀机构，从而使主轴箱在任意位置均能够进行换刀工作，人工手动换刀更安全，降低人工换刀碰伤风险，提高机床产品加工质量，提高产品竞争力。
附图说明
14.利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
15.图1为本实施例中钻削加工中心隐藏水平移动刀库后的结构示意图。
16.图2为本实施例中钻削加工中心的部分剖视图。
17.图3为本实施例中钻削加工中心隐藏升降机构后的结构示意图。
18.附图标记：立柱1，机械打刀机构2，增压打刀机构3，蝶式刀库4，主轴组件5，主轴箱6，电机座7，升降电机8，打刀座9，撞击轴承10，主轴电机11，打刀杆21，复位弹簧22，松刀碰块23，水平移动刀库24，特殊刀具25，普通刀具26。
具体实施方式
19.结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
20.本实用新型的一种钻削加工中心自动打刀装置，请见图1和图2，钻削加工中心包括立柱1和主轴箱6，主轴箱6可滑动地安装在立柱1上，立柱1设有驱动主轴箱6上下升降的升降机构。具体的，升降机构包括滑轨、滑块、电机座7、升降电机8、丝杆本体和丝杆螺母。滑轨固定安装在立柱1外侧面，滑轨设有与滑轨滑动配合的滑块，滑块的外侧面与主轴箱6固接，立柱1的顶端固定安装有电机座7，电机座7的顶端面固定安装有升降电机8，升降电机8的输出轴与丝杆本体固接，丝杆本体套设有丝杆螺母，丝杆螺母与主轴箱6固接。工作时，升降电机8工作，升降电机8的输出轴带动丝杆本体转动，丝杆本体转动从而使丝杆螺母沿丝杆本体的轴向移动，丝杆螺母移动从而带动主轴箱6在竖直的高度方向上往复升降运动。应当说明的是，本实施例中的升降机构与传统的加工中心升降机构相同，其具体结构和形状对于本领域的技术人员来讲很容易就能够知道其工作原理。
21.在本实施例中，主轴箱6设有固定安装在主轴箱6上的主轴组件5和机械打刀机构2。应当说明的是，本实施例中的机械打刀机构2以及主轴组件5与现有技术中带有蝶式刀库4的加工中心所采用的打刀机构以及主轴组件5相同。具体的，机械打刀机构2包括可相对于主轴箱6转动的打刀杆21以及复位弹簧22，进一步地，打刀杆21为l形状结构，打刀杆21的拐角处设有转轴，打刀杆21通过转轴与主轴箱6铰接，复位弹簧22的一端与主轴箱6固接，复位弹簧22的另一端与打刀杆21的上部固接。主轴组件5包括从上至下依次设置的主轴电机11、打刀环和四瓣爪，打刀环套设在主轴电机11的输出轴外周侧，打刀环与四瓣爪联动连接，工
作时，打刀环下移，打刀环会驱动四瓣爪朝外张开，从而使刀具可以进入到四瓣爪之间，打刀环上移回位，四瓣爪朝里合拢，从而固定刀具，实现刀具的抓取。
22.在本实施例中，机械打刀机构2还包括打刀座9、撞击轴承10和松刀碰块23。电机座7朝向打刀杆21的侧面固定安装有打刀座9，打刀座9上可转动地安装有撞击轴承10，打刀杆21的顶端朝向撞击轴承10的侧面固定安装有松刀碰块23。
23.机械打刀机构2工作时，主轴箱6沿竖直方向上升移动，打刀杆21上的松刀碰块23与打刀座9上的撞击轴承10产生干涉撞击，从而驱使打刀杆21顺时针朝打刀方向运动，打刀杆21碰撞打刀环从而驱使打刀环运动，此时复位弹簧22处于拉伸状态，打刀环运动松开主轴组件5的四瓣爪，主轴箱6再沿竖直方向下移，四瓣爪抓取普通刀具26，在主轴箱6下移的过程中，松刀碰块23与撞击轴承10不在干涉，拉伸状态下的复位弹簧22利用其自身的弹力驱使打刀杆21逆时针转动并回位，从而完成机械打刀机构2换取普通刀具26的动作。
24.作为改进的是，主轴箱6内还设有增压打刀机构3，增压打刀机构3包括可伸缩运动的伸缩杆，换刀时，增压打刀机构3的伸缩杆伸出并驱使打刀杆21朝打刀方向(顺时针)转动，打刀杆21转动并配合主轴组件5的打刀环换刀。具体的，增压打刀机构3可以为液压缸或气压缸，作为优选的方案，可以采用气压缸，气压缸控制精度高、动作迅速，进一步提高换刀的流畅度和速率。增压打刀机构3固定安装在主轴箱6上，具体可以将增压打刀机构3安装在主轴电机11的侧方，这样增压打刀机构3相对于主轴组件5的位置是完全固定的，并且增压打刀机构3可以随主轴组件5的升降运动一起进行升降运动，两者之间的位置不会产生变化，从而无需多次调节增压打刀机构3的位置，简化换刀动作。为了更方便地使增压打刀机构3能够驱使打刀杆21顺时针转动，增压打刀机构3的伸缩杆朝向打刀杆21的底部伸出运动。
25.增压打刀机构3的工作过程为：特殊刀具25换刀模式，主轴箱6由升降机构驱动升降运动，主轴箱6可以在竖直方向上的任意位置进行换刀，增压打刀机构3动作，增压打刀机构3的伸缩杆驱动打刀杆21顺时针转动，打刀杆21顺时针转动并驱动主轴组件5上的打刀环运动，此时复位弹簧22处于拉伸状态，打刀环运动松开主轴组件5的四瓣爪，将刀具装入四瓣爪内，增压打刀机构3的伸缩杆缩回，拉伸状态下的复位弹簧22利用其自身的弹力驱使打刀杆21逆时针转动并回位，从而完成增压打刀机构3抓取刀具的动作。应当说明的是，由于增压打刀机构3可以在任意位置进行换刀，因此，主轴箱6能够配合外置的刀具架进行换刀，也可以配合人工手动换刀，从而提高换刀效率以及安全性。
26.结合图3，钻削加工中心还包括蝶式刀库4，蝶式刀库4设有用于装载多个普通刀具26的刀盘，刀盘转动地安装在主轴箱6的外侧。应当说明的是，蝶式刀库4为现有技术中的钻削加工中心所采用的蝶式刀库4，对于本领域的技术人员来讲，很容易就能够得知其具体结构以及工作原理，蝶式刀库4可相对于主轴箱6进行低头或抬头的动作，并且刀盘可旋转，从而自动选取恰当的普通刀具26。
27.结合图3，钻削加工中心还包括水平移动刀库24，水平移动刀库24包括用于装载至少一个特殊刀具25的移动车架，移动车架的底部设有驱动移动车架沿纵向或/和横向方向移动的水平移动装置。应当说明的是，水平移动装置可以为机床所采用的常规丝杆传动机构或同步到传动机构，只要能够移动车架进行纵向移动以及横向移动即可，水平移动刀库24的功能仅用于装载无法安装到蝶式刀库4上的刀具以及将刀具移送至主轴组件5下方。对
于本领域的技术人员来讲，很容易就能够得知其具体结构以及工作原理。
28.本实施例的钻削加工中心自动打刀装置，与现有技术相比，其结构简单，制作成本低，通过增设增压打刀机构3，从而使主轴箱6在任意位置均能够进行换刀工作，人工手动换刀更安全，降低人工换刀碰伤风险，提高机床产品加工质量，提高产品竞争力。
29.本实施例的一种钻削加工中心的换刀方法，钻销加工中心设有蝶式刀库4和水平移动刀库24，换刀方法设有至少两种模式：模式一，普通刀具26换刀模式，升降机构驱动主轴箱6上升至换刀工位，在主轴箱6上升至换刀工位的同时蝶式刀库4转动，使蝶式刀库4其中一个普通刀具26位于主轴组件5的方向，然后主轴箱6上的机械打刀机构2运作，打刀杆21驱动主轴组件5上的打刀环运动，打刀环运动松开主轴组件5的四瓣爪，主轴箱6再沿竖直方向下移，四瓣爪抓取普通刀具26，机械打刀机构2动作停止并回位，蝶式刀库4回转，完成普通刀具26换刀；模式二，特殊刀具25换刀模式，水平移动装置驱动水平移动刀库24移动至主轴箱6下方，使其中一个特殊刀具25对准主轴组件5，主轴箱6由升降机构驱动下移至特殊刀具25上方，增压打刀机构3动作，增压打刀机构3的伸缩杆驱动打刀杆21转动，打刀杆21驱动主轴组件5上的打刀环运动，打刀环运动松开主轴组件5的四瓣爪，主轴箱6再沿竖直方向下移，四瓣爪抓取特殊刀具25，增压打刀机构3动作停止并回位，水平移动刀库24回位，完成特殊刀具25换刀。
30.在本实施例中，在模式一中，机械打刀机构2动作为：打刀杆21跟随主轴箱6上升运动，打刀杆21的松刀碰块23与打刀座9上的撞击轴承10干涉碰撞，撞击轴承10驱使打刀杆21朝换刀方向转动，从而使打刀杆21驱动主轴组件5上的打刀环运动。
31.作为优选的方案，钻削加工中心的换刀方法还包括模式三，手动换刀，主轴箱6由升降机构驱动在竖直方向上的任意位置，升降机构停止，人工手动将特殊刀具25移动至主轴组件5下方，控制增压打刀机构3动作，压打刀机构的伸缩杆驱动打刀杆21转动，打刀杆21驱动主轴组件5上的打刀环运动，打刀环运动松开主轴组件5的四瓣爪，人工手动将特殊刀具25装入四瓣爪内，增压打刀机构3停止并回位，完成特殊刀具25换刀。
32.本实施例的钻削加工中心的换刀方法，与现有技术相比，换刀快捷并且操作简单，可以在任意位置进行换刀工作，节省人工换刀时长，降低碰伤风险，缩短换刀时间，大幅度缩短加工工时，降低生产成本，提高机床产品加工效率。
33.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。