一种机床刀库和具有该刀库的数控机床的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械技术领域，涉及一种机床，特别是一种机床刀库和具有该刀库的数控机床。
【背景技术】
[0002]机床是指用于生产制造机器零部件的机器，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。根据用途分类，机床一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。随着制造业的发展，安装有程序控制系统的数控机床也被广泛应用。数控机床经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。
[0003]数控机床的自动化程度较高，为了实现连续的加工，数控机床需要配备刀库，通过程序控制数控机床进行自动的换刀动作。现有的数控机床的刀库结构，例如，中国专利【申请号201220226955.5 ;授权公告号CN 202622439 U】公开的一种刀库及使用该刀库的数控机床，该刀库包括:刀架，若干刀具分别设置于刀架上；第一防护罩，与刀架相对固定；第二防护罩，与第一防护罩转动连接；传动机构，用于控制第二防护罩相对第一防护罩转动，以使刀库在打开状态和关闭状态之间切换，其中在打开状态下，第一防护罩和第二防护罩设置成允许从刀架取放刀具，在关闭状态下，第一防护罩和第二防护罩设置成将刀具收容于第一防护罩和第二防护罩所形成的容置空间内。
[0004]上述的刀库机构公开了采用气缸带动齿轮齿条运动或者电机连接齿轮和与齿轮啮合的链条的传动机构，用于驱动控制第二防护罩的开启和关闭。这样的结构存在的问题在于，由于采用了气缸或者电机等外部驱动元件，使刀库机构的结构更复杂，并且需要对驱动元件进行控制，以实现刀库适时开启和关闭，控制方式较为复杂，导致了刀具取放不方便。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种机床刀库和具有该刀库的数控机床，本实用新型解决的技术问题是如何使得刀具的取放更为方便。
[0006]本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:一种机床刀库，所述机床包括机架和设置在机架上的滑台，所述滑台包括X轴底座，所述X轴底座上设置有能沿所述X轴底座滑动的工作台，其特征在于，本刀库包括设置在工作台上的刀具支架，所述刀具支架上具有若干个用于放置刀具的刀具孔，所述刀具支架上铰接有防护罩，所述防护罩的一侧设置有弯折形的转动杆，所述转动杆一端固定在防护罩上，所述转动杆中部与防护罩的铰接处周向转动连接，所述转动杆的另一端铰接有活动杆，所述活动杆上铰接有竖直设置的连接轴，所述连接轴上套设有一固定块，所述固定块固定连接在工作台或者刀具支架上，所述X轴底座上固定有与连接轴位置正对的导向座，所述导向座上具有用于使连接轴上下运动的导向面，所述连接轴和固定块之间设置有能使连接轴的底部与导向面保持接触的弹簧。
[0007]本机床刀库利用了工作台在X轴底座上的滑动，对刀具支架上的防护罩开启和关闭进行控制。更具体的，当工作台在X轴底座上的滑动时，连接轴的底部在导向座上的导向面上滑动，进而连接轴能够在竖直方向上下运动，运动过程中，弹簧使得连接轴的底部与导向面始终保持接触。连接轴通过活动杆与转动杆相铰接，转动杆与防护罩相连，并将运动传递给防护罩，带动防护罩绕铰接处转动，从而实现了防护罩的开启和关闭。本机床刀库通过铰链连接实现了防护罩开闭和工作台滑动的联动，可根据换刀的时机，通过对导向面的形状调整，控制防护罩开启和关闭的时间。本机床刀库既能满足手动换刀的机床的使用要求又能适用于自动换刀的机床，使换刀过程中刀具的取放更为方便和快捷。同时，本机床刀库无需增加驱动元件并对驱动元件进行控制，简化了刀库的结构，节省了生产成本。
[0008]在上述的机床刀库中，所述刀具支架两侧分别固定有铰接块，所述铰接块伸出刀具支架，所述铰接块外端部之间穿设有一转动轴，所述防护罩通过转动轴铰接在刀具支架上，所述转动杆中部与转动轴伸出铰接块的端部相连。通过设置一根转动轴用于连接防护罩，使得防护罩的开启和关闭的位置更精准；转动轴伸出铰接块的端部与转动杆相连，使得防护罩在开启和关闭过程中的转动更为平稳，方便刀具的取放。
[0009]在上述的机床刀库中，所述连接轴上具有连接销一，所述固定块上设置有弹簧固定板，所述弹簧固定板上具有与连接销一位置正对的连接销二，所述弹簧一端连接在连接销一上，另一端连接在连接销二上。弹簧一端通过连接销二定位，另一端通过连接销一直接作用在连接轴上，使得连接轴的底部与导向座的导向面始终紧密接触。
[0010]在上述的机床刀库中，所述导向座呈L型，所述导向座具有固定部和导向部，所述固定部水平设置并与X轴底座固定连接，所述导向部为竖直设置的板状结构，所述导向部的上表面具有导向面，所述导向面包括依次连接并且高度逐渐增大的倾斜面、圆弧面和水平面。连接轴的底部通过倾斜面的过程中，连接轴向上运动，通过铰链连接带动防护罩逐渐打开；连接轴的底部通过圆弧面的过程中，防护罩缓慢打开至最大位置；连接轴的底部与水平面接触时，防护罩处于完全打开状态，便于取放刀具，通过这样的导向面结构，使得防护罩逐渐打开和关闭，减少了防护罩在打开和关闭状态下的振动。
[0011]作为优选，在上述的机床刀库中，所述固定部为板状结构，所述固定部与导向部上的倾斜面对应的位置处具有与倾斜面倾斜角度相同的辅面。当工作台刚开始运动的时候，连接轴具有一定的加速度，连接轴容易发生晃动，通过设置辅面，使得连接轴的底座在导向面上运动的起始位置面积更大，避免连接轴脱离导向面造成防护罩卡死的故障；同时，这样的结构也方便了导向座的整体加工。
[0012]在上述的机床刀库中，所述连接轴的底部铰接有轴承。通过设置轴承，使得连接轴的底部在导向座的导向面上运动更平稳，并且轴承的使用寿命长、更换方便。
[0013]作为另一种方案，在上述的机床刀库中，所述连接轴的底面为球面。连接轴的结构简单，生产成本较低。
[0014]在上述的机床刀库中，所述刀具支架呈方形，所述刀具支架侧面具有贯通的通槽，所述刀具孔沿直线方向排列在刀具支架的上表面，所述刀具孔与通槽相连通，所述刀具孔的内壁上还具有凸出的抵靠面；所述刀具支架的上表面还具有与所述刀具孔一一对应的导向槽，每个所述导向槽均沿着对应刀具孔的径向延伸至刀具支架的两侧，所述导向槽位于对应的刀具孔两侧的位置处分别嵌设有压块，所述压块内端部沿径向伸入刀具孔内。刀具放置在刀具孔内时，刀具抵靠在抵靠面上，对刀具起到轴向限位作用；压块设置在导向槽内，对刀具周向定位，使刀具在放入刀具孔或者从刀具孔内取出时都能保持正确的位置，便于刀具的取放。
[0015]一种具有刀库的数控机床，包括机架和垂直设置在机架上的立柱，所述立柱上设置有能沿立柱上下滑动的Z轴滑板，所述Z轴滑板上固定有主轴箱，所述主轴箱内设置有主轴，所述机架上还固定有Y轴底座，所述Y轴底座上设置有能沿Y轴底座滑动的Y轴滑板，所述Y轴滑板上固定有X轴底座，所述X轴底座上设置有能沿X轴底座滑动的工作台，其特征在于，所述工作台上设置有刀具支架，所述刀具支架上具有若干个用于放置刀具的刀具孔，所述刀具支架上铰接有防护罩，所述防护罩的一侧设置有弯折形的转动杆，所述转动杆一端固定在防护罩上，所述转动杆中部与防护罩的铰接处周向转动连接，所述转动杆的另一端铰接有活动杆，所述活动杆上铰接有竖直设置的连接轴，所述连接轴上套设有一固定块，所述固定块固定在工作台或者刀具支架上，所述X轴底座上固定有与连接轴位置正对的导向座，所述导向座上具有用于使连接轴上下运动的导向面，所述连接轴和固定块之间设置有能使连接轴的底部与导向面保持接触的弹簧，且当刀具支架运动到主轴下方时防护罩处于打开状态，所述工作台、Y轴滑板和Z轴滑板均由机床的控制电路控制伺服电机来实现驱动。
[0016]本具有刀库的数控机床的工作原理是:数控机床安装刀具时，在控制电路控制下，伺服电机带动工作台滑动，使刀具支架运动到主轴的正下方，连接轴的底面相对于导向面运动，并且连接轴向上带动防护罩打开。伺服电机带动Y轴滑板滑动，使刀具支架上需要使用的刀具对准主轴。伺服电机带动Z轴滑板滑动，使刀具定位到主轴上，伺服电机带动Z轴滑板滑动使刀具脱离刀具支架。伺服电机带动工作台滑动到初始位置，连接轴的底面相对于导向面运动，并且连接轴向下带动防护罩关闭。数控机床开始使用刀具对工件进行加工，防护罩能够防止冷却液或者切肩与刀具支架上的刀具接触，保持了刀具的清洁。本具有刀库的数控机床通过将防护罩与工作台联动，使刀