一种具有防护功能的数控机床夹持装置的制作方法

1.本发明属于机床夹持技术领域，具体涉及一种具有防护功能的数控机床夹持装置。


背景技术：

2.数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置，随着机床夹持技术的不断推进，越来越多的数控机床采用的夹持装置无法对刀具实施充分固定，导致加工过程中刀具不断抖动或者晃动，影响加工质量。
3.现有的夹持装置在夹持刀具时，无法根据刀具的震动幅度使夹持过程智能化，导致夹持的刀具依旧处于晃动状态，而且无法对刀具和夹套贴合部位进行润滑，润滑一方面可以防止刀具生锈，一方面也可以使刀具受到的损伤降低，对刀具实施充分保护，进一步提高加工质量。该现象成为本领域人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有的集材装置一种具有防护功能的数控机床夹持装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种具有防护功能的数控机床夹持装置，包括数控机床和智能夹持系统，其特征在于：所述数据机床包括机身，所述机身内壁固定安装有滑动气缸，所述滑动气缸后侧固定安装有支架，所述支架中间固定安装有液压泵和抽压泵，所述抽压泵与外部润滑剂管道连接，所述支架下方固定安装有安置套，所述安置套中间轴承连接有压力泵，所述压力泵右侧固定连接有防护机构，所述压力泵下方管道连接有夹套，所述夹套内壁滑动连接有刀具，所述夹套内壁固定安装有若干夹持机构，夹套内部设置有震幅感应模块，所述夹持机构分别与液压泵、抽压泵管道连接，所述震幅感应模块用于感应加工过程中刀具在夹套内部震动的幅度高低。
6.本发明进一步说明，所述夹持机构包括固定块，所述固定块内壁左右两侧均滑动连接有弧形块，所述弧形块内侧均固定连接有滑动杆，所述滑动杆右端固定有滑片，所述滑片上下两端滑动连接有液压腔，所述液压腔均与液压泵管道连接且管道内设置有控制阀，两个所述固定块之间滑动连接有嵌入块，所述嵌入块外端固定安装有球体且内端为弧形，所述刀具外表面对应嵌入块的内端弧形处开设有弧形槽，所述固定块内侧固定安装有压力腔，所述压力腔内壁左右均滑动连接有滑塞，相邻所述滑塞之间弹簧连接，所述滑塞与滑动杆外端钢绳连接，所述压力腔左右两端开设有出气孔，所述压力腔下方管道连接有压力阀，所述压力阀与抽压泵管道连接，所述压力阀下方滑动连接有排放腔且排放腔表面开设有若干小孔。
7.本发明进一步说明，所述智能夹持系统包括数据采集模块、智能换算模块、智能控制模块，所述数据采集模块与震幅感应模块电连接，所述智能换算模块分别与数据采集模
块、智能控制模块电连接，所述智能控制模块分别与液压泵、抽压泵、控制阀电连接；
8.所述数据采集模块用于采集震幅感应模块中的刀具震动幅度高低大小数据，所述智能换算模块用于根据刀具震动幅度高低进行换算并将结果输入到智能控制模块中，所述智能控制模块用于控制液压泵、抽压泵、控制阀运行。
9.本发明进一步说明，所述智能夹持系统的运行过程包括：
10.s1、智能夹持系统运行，加工开始；
11.s2、通过电驱动控制震幅感应模块运行，震幅感应模块检测加工过程中刀具震动幅度高低；
12.s3、数据采集模块采集数控机床加工过程中刀具震动幅度高低数据并输入到智能换算模块中，智能换算模块换算出结果输入到智能控制模块中；
13.s4、智能控制模块驱动液压泵运行，同时驱动控制阀的状态发生改变，之后再驱动液压泵的排量发生改变，对刀具进行加固，在刀具震动幅度高的情况下进入s5，反之进入s6；
14.s5、压力阀到达压力承受极限打开，之后电驱动控制抽压泵运行，抽压泵排放润滑剂，对刀具进一步保护，之后进入s6；
15.s6、加工完成后，关闭智能夹持系统，如需继续加工则重复s1至s5。
16.本发明进一步说明，所述s4中，智能控制模块控制液压泵运行，液压泵通过控制阀对液压腔内注入液体，液体进入液压腔后推动滑动杆向外侧移动，滑动杆推动弧形块向外侧移动，弧形块外端与嵌入块外端的球体接触后，挤压嵌入块向下移动直至下端与刀具外表面弧形槽相互契合，根据刀具震动幅度改变液压泵对液压腔内液体排量，从而控制加固强度。
17.本发明进一步说明，所述s4中，智能控制模块驱动控制阀运行状态改变，相邻的液压腔使用同一根管道，夹套内壁位置相对的四个液压腔连接的同一个控制阀，从而使每次对象位置的嵌入块伸出，根据刀具震动幅度使控制阀打开的数量发生变化，伸出的嵌入块数量发生改变，进一步控制加固刀具的强度。
18.本发明进一步说明，所述s5中，在刀具震动幅度高的情况下，伸出的弧形块数量多，控制压力阀打开。
19.本发明进一步说明，所述s5中，智能控制模块通过电驱动控制抽压泵运行，抽压泵对压力腔内注入润滑剂，压力阀打开后，润滑剂通过管道进入排放腔中，最后从排放腔的小孔排放出去，对刀具和夹套之间注入润滑剂，根据刀具震动幅度使润滑剂的排量发生改变。
20.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，采用智能夹持系统和震动感应模块，根据刀具震动幅度控制液压泵和抽取泵的运行模式，从而对刀具实时智能化防护工作。
附图说明
21.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
22.图1是本发明的整体结构示意图；
23.图2是本发明的机身内部机构示意图；
24.图3是本发明的夹持部位结构示意图；
25.图4是本发明的夹套结构示意图；
26.图5是本发明的液压腔管道连接方式示意图；
27.图6是本发明的固定块内部结构平面示意图；
28.图7是本发明的智能夹持系统流程示意图；
29.图中：1、机身；2、滑动气缸；3、支架；4、液压泵；5、抽压泵；6、安置套；7、压力泵；8、夹套；9、刀具；10、固定块；11、弧形块；12、滑动杆；13、液压腔；14、压力腔；15、滑塞；16、压力阀；17、排放腔；18、嵌入块。
具体实施方式
30.以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
31.请参阅图1-7，本发明提供技术方案：一种具有防护功能的数控机床夹持装置，包括数控机床和智能夹持系统，数据机床包括机身1，机身内壁固定安装有滑动气缸2，滑动气缸2后侧固定安装有支架3，支架3中间固定安装有液压泵4和抽压泵5，抽压泵5与外部润滑剂管道连接，支架3下方固定安装有安置套6，安置套6中间轴承连接有压力泵7，压力泵7右侧固定连接有防护机构，压力泵7下方管道连接有夹套8，夹套8内壁滑动连接有刀具9，夹套8内壁固定安装有若干夹持机构，夹套8内部设置有震幅感应模块，夹持机构分别与液压泵4、抽压泵5管道连接，震幅感应模块用于感应加工过程中刀具9在夹套8内部震动的幅度高低，智能夹持系统分别与数控机床、滑动气缸2、液压泵4、抽压泵5、压力泵7、震幅感应模块电连接，数控机床开启，智能夹持系统运行，操作人员将工件放置好后，再将刀具9插入夹套8内，智能夹持系统通过电驱动控制压力泵7运行，压力泵7对夹套8内抽取气体，使刀具9被夹套8吸住，从而对刀具9进行固定，之后智能夹持系统驱动滑动气缸2运行，滑动气缸2带动支架3移动，从而带动安置套6移动，安置套6带动压力泵7移动，使夹套8带动刀具9进行进给工作，同时防护机构对刀具9进行防护，加工过程中，刀具9与工件接触，产生震动，智能夹持系统通过电驱动控制震幅感应模块对刀具9的震动幅度进行感应，同时通过电驱动控制液压泵4和抽压泵5运行，对夹持机构内注入液体和润滑剂，根据刀具9震动幅度控制液压泵4和抽取泵5的运行模式，从而对刀具9实时智能化防护工作；
32.夹持机构包括固定块10，固定块10内壁左右两侧均滑动连接有弧形块11，弧形块11内侧均固定连接有滑动杆12，滑动杆12右端固定有滑片，滑片上下两端滑动连接有液压腔13，液压腔13均与液压泵4管道连接且管道内设置有控制阀，两个固定块10之间滑动连接有嵌入块18，嵌入块18外端固定安装有球体且内端为弧形，刀具9外表面对应嵌入块18的内端弧形处开设有弧形槽，固定块10内侧固定安装有压力腔14，压力腔14内壁左右均滑动连接有滑塞15，相邻滑塞15之间弹簧连接，滑塞15与滑动杆12外端钢绳连接，压力腔14左右两端开设有出气孔，压力腔14下方管道连接有压力阀16，压力阀16与抽压泵5管道连接，压力阀16下方滑动连接有排放腔17且排放腔17表面开设有若干小孔，智能夹持系统与控制阀电连接，通过上述步骤，液压泵4运行，液压泵4通过控制阀对液压腔13内注入液体，液体进入
液压腔13后推动滑动杆12向外侧移动，滑动杆12推动弧形块11向外侧移动，弧形块11外端与嵌入块18外端的球体接触后，挤压嵌入块18向下移动直至下端与刀具9外表面弧形槽相互契合，对刀具9进一步加固，相邻的液压腔13使用同一根管道，夹套8内壁位置相对的四个液压腔13连接的同一个控制阀，从而使每次相对位置的嵌入块18伸出，根据刀具9震动幅度使控制阀打开的数量发生变化，伸出的嵌入块18数量发生改变，控制加固刀具9的强度，同时通过电驱动控制抽压泵5运行，润滑剂经过管道流向压力阀16，此时压力阀16关闭，润滑剂无法经过，在刀具9震动幅度高的情况下，伸出的弧形块11数量多，这时相邻的滑动杆12均向外移动，通过钢绳带动滑塞15向外侧移动，拉动弹簧形变，这时滑塞15移动后压力腔14中间的压力减小，直至到达压力阀16承受极限压力阀16打开，压力阀16受到压力打开后，这时润滑剂通过管道进入压力阀16中，最后排入排放腔17，再从排放腔17的小孔排放出去，对刀具9和夹套8之间注入润滑剂，对刀具9进行保护；
33.智能夹持系统包括数据采集模块、智能换算模块、智能控制模块，数据采集模块与震幅感应模块电连接，智能换算模块分别与数据采集模块、智能控制模块电连接，智能控制模块分别与液压泵4、抽压泵5、控制阀电连接；
34.数据采集模块用于采集震幅感应模块中的刀具9震动幅度高低大小数据，智能换算模块用于根据刀具9震动幅度高低进行换算并将结果输入到智能控制模块中，智能控制模块用于控制液压泵4、抽压泵5、控制阀运行；
35.智能夹持系统的运行过程包括：
36.s1、智能夹持系统运行，加工开始；
37.s2、通过电驱动控制震幅感应模块运行，震幅感应模块检测加工过程中刀具9震动幅度高低；
38.s3、数据采集模块采集数控机床加工过程中刀具9震动幅度高低数据并输入到智能换算模块中，智能换算模块换算出结果输入到智能控制模块中；
39.s4、智能控制模块驱动液压泵4运行，同时驱动控制阀的状态发生改变，之后再驱动液压泵4的排量发生改变，对刀具9进行加固，在刀具9震动幅度高的情况下进入s5，反之进入s6；
40.s5、压力阀16到达压力承受极限打开，之后电驱动控制抽压泵5运行，抽压泵5排放润滑剂，对刀具9进一步保护，之后进入s6；
41.s6、加工完成后，关闭智能夹持系统，如需继续加工则重复s1至s5；
42.s4中，智能控制模块控制液压泵4运行，液压泵4通过控制阀对液压腔13内注入液体，液体进入液压腔13后推动滑动杆12向外侧移动，滑动杆12推动弧形块11向外侧移动，弧形块11外端与嵌入块18外端的球体接触后，挤压嵌入块18向下移动直至下端与刀具9外表面弧形槽相互契合，根据刀具9震动幅度改变液压泵4对液压腔13内液体排量，从而控制加固强度，z为刀具9震动幅度大小：
[0043][0044]
其中，q为液压泵4对液压腔13内的液体排量，z
max
为刀具9最大的震动幅度，q
max
为液压泵4对液压腔13内的最大液体排量，针对刀具9震动幅度越大，液压泵4对液压腔13内的液体排量越多，使嵌入块18下端与刀具9外表面弧形槽契合的强度越大，使嵌入块18与刀具
9更贴紧，避免刀具9固定不充分导致刀具9晃动影响加工时的精度，并且能够对刀具9进行加固，避免刀具9晃动后导致刀头过度磨损，从而提高加工精度，保证加工质量，针对刀具9震动幅度越小，液压泵4对液压腔13内的液体排量越少，使嵌入块18下端与刀具9外表面弧形槽契合的强度越小，这时的刀具9震动小，从而无需较强的加固强度，减少嵌入块18外端与刀具9表面的摩擦损耗；
[0045]
s4中，智能控制模块驱动控制阀运行状态改变，相邻的液压腔13使用同一根管道，夹套8内壁位置相对的四个液压腔13连接的同一个控制阀，从而使每次相对位置的嵌入块18伸出，根据刀具9震动幅度使控制阀打开的数量发生变化，伸出的嵌入块18数量发生改变，进一步控制加固刀具9的强度：
[0046]
当z
mid
《z《z
max
时，z
mid
为刀具9正常的震动幅度：r为控制阀开启数量，r
max
为控制阀总数量，是为了计算结果取整，针对刀具9震动幅度越大，控制阀开启数量越多，对刀具9的加固强度越高，对刀具9的加固强度进一步提升，避免刀具9加固不稳定的现象发生，对刀具9进行保护，进一步提升加工精度，保证加工质量，针对刀具9震动幅度越小，控制阀开启数量越少，对刀具9的加固强度越低，一方面防止刀具9被加固过度导致表面出现磨损，防止刀具9与夹套8之间缝隙增大影响压力泵7吸住刀具9的强度；
[0047]
当z≤z
mid
时：r＝1，这时开启一个控制阀，从而使相对的两个嵌入块18伸出，既能够保证加固到刀具9，此时刀具9震动幅度又低，减少嵌入块18被磨损量，对嵌入块18进行保护，尽可能的降低损耗；
[0048]
s5中，在刀具9震动幅度高的情况下，伸出的弧形块11数量多，控制压力阀16打开，这时相邻的滑动杆12均向外移动，通过钢绳带动滑塞15向外侧移动，滑塞15移动过程中，压力腔14外端的气体排出，滑塞15相互拉动使弹簧形变，这时滑塞15移动后压力腔14中间的压力减小，直至到达压力阀16压力承受极限后，压力阀16打开，当刀具9震频低的时候，只有单个的滑动杆12向外侧移动，这时压力腔14内部中间的压力不足以打开压力阀16，从而使之能够对后续的润滑剂排放状态进行控制，刀具9震频越高，压力阀16越容易打开，从而便于后续排放润滑剂对刀具9做防护工作，并且刀具9震频越低，压力阀16越难打开，这时能够对润滑剂进行阻挡，降低后续润滑剂的浪费，使润滑剂排放工作更为智能化；
[0049]
s5中，智能控制模块通过电驱动控制抽压泵5运行，抽压泵5对压力腔14内注入润滑剂，压力阀16打开后，润滑剂通过管道进入排放腔17中，最后从排放腔17的小孔排放出去，对刀具9和夹套8之间注入润滑剂，根据刀具9震动幅度使润滑剂的排量发生改变：
[0050]
当z
mid
《z《z
max
时：f为润滑剂的排量，f
max
为润滑剂的最大排量，针对刀具9震动幅度越大，润滑剂的排量越多，这时为减少刀具9与夹套8内壁的磨损，从而加大对两者间隙之间的润滑剂排放，提高润滑效果，对刀具9进一步保护，提高刀具9使用寿命，针对刀具9震动幅度越小，润滑剂的排量越少，此时的刀具9加工过程平稳，减少润滑剂的浪费，同时又能够提供一定的保护效果，提高刀具9质量；
[0051]
当z≤z
mid
时：此时刀具9震动的强度不高，无需对刀具9进行润滑工作，使抽压泵5不运行，一方面减少润滑剂的浪费，另一方面防止润滑剂长时间处于压力腔14中凝固，避免
润滑剂凝固后堵塞压力腔14导致后续刀具9震动幅度变大后无法顺利将润滑剂排放出去，保证该装置顺利运行。
[0052]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、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发明，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发明的限制。
[0053]
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。