一种能在数控立式铣床实现自动换刀的刀架的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数控加工设备领域，具体是一种能在数控立式铣床实现自动换刀的刀架。
【背景技术】
[0002]与普通立式数控铣床相比，立式铣加工中心带有自动旋转刀库，能快速交换刀具，在使用多把刀具进行复杂特征零件的加工时，加工中心能显现出高效、快捷的特点。但加工中心的刀库的价格昂贵，若能在普通数控立式铣床实现自动交换刀具，就可以充分发挥其加工潜能，使其达到加工中心约80%的效率，大量节约设备资金。
[0003]普通数控立式铣床实现自动交换刀具通常存在以下困难:
[0004](I)刀库存刀位中的链式刀位或圆盘旋转刀位，需经过PLC换刀程序呼叫刀位号，使伺服电机旋转移动到换刀机械臂指定位置。ATC换刀机械臂又需要多种液压单向阀与电器原件配合，才能完成刀具存放归位与换刀抓取动作。这些自动换刀装置结构复杂，自行制造困难。
[0005](2)PLC交换刀具逻辑程序需专业人员编写。
[0006]由于这些困难，大多机床厂提供了整套换刀刀库，但改造过程需要专业人员完成，且价格昂贵改造周期长，故大多工厂选择直接购买价格昂贵的加工中心。
【发明内容】
[0007]为克服现有技术中存在的自动换刀装置结构复杂、自行制造困难、使用成本高的不足，本发明提出了一种能在数控立式铣床实现自动换刀的刀架。
[0008]本发明所述刀架的长度小于或等于数控立式铣床的工作台的宽度，所述刀架的高度大于常规标准铣刀刀杆的长度。在所述刀架上分布有多个刀具安放孔，各刀具安放孔的孔径根据不同刀具刀柄的直径确定。所述各刀具安放孔的孔口对称的分布有一对定位键安装槽，用于安装刀具角度定位键。所述角度定位键装入定位键安装槽后，该角度定位键的上表面需高出定位止口的平面10?15_。
[0009]所述定位止口位于该刀具安放孔的孔口处，在该刀柄定位止口处垫有毛毡垫。
[0010]所述角度定位键为矩形块，在所述角度定位键的几何中心有贯通该角度定位键上表面与下表面的螺栓孔。当该角度定位键安装在所述定位键安装槽内后，通过分别位于定位键安装槽内的螺栓孔和角度定位键上的螺栓孔将当该角度定位键固紧。
[0011]在所述刀架两侧边的下表面均有锁紧装置，用于将该刀架固定在工作台上。
[0012]本发明提出的可用于自动换刀的简易刀架利用数控程序控制机床主轴准确移动到刀架位置，将刀具放入存刀位。然后再根据数控程序使主轴到达指定刀位抓取刀具。用这种方法可以代替复杂的ATC机械手换刀动作，实现在普通立式数控铣床以低廉的改造成本完成十把以内刀具的简易自动交换。
[0013]本发明中刀架的外型为长方体，上面有一排存刀孔位，四周底部设有几处锁紧装置用于安装定位，刀架的宽度比存刀孔的直径略大，长度由存刀位的数目和孔距决定，高度由刀具的长度决定。存刀位孔两侧有角度定位键，能够控制存刀位上刀柄的角度。刀柄定位止口处垫毛毡垫，在刀具进入主轴时起缓冲作用，保护主轴不受挤压损伤。刀架可放置在工作台边缘空闲处，用锁紧装置进行定位安装。
[0014]与现有技术相比，本发明具有以下积极效果:
[0015](I)技术改造成本低廉。
[0016]刀架的形状简易、制作方便，只需投入极少量资金制作刀架，配合简单的数控程序，即可在数控立式铣床实现自动换刀，充分发挥设备的加工潜能。
[0017](2)安装方便且通用性好。
[0018]刀架的尺寸、安装位置、安装个数及定位方式等均可根据机床的实际情况进行调整，在各型号的数控立式铣床均能实现自动换刀。
[0019]利用本发明设计的刀架能以低廉的改造成本在普通数控立式铣床实现完成十把以内刀具的自动交换。
【附图说明】
[0020]图1a是刀架的轴测图，图1b是刀架的剖视图，图1c刀架的是俯视图。
[0021]图2是实例一中刀架沿坐标系的Y轴放置示意图
[0022]图3是实例二中刀架沿坐标系的X轴和Y轴组合放置示意图。
[0023]图4是存刀位处的定位键示意图。图中:
[0024]1.刀架;2.锁紧装置;3.存刀位孔;4.刀具角度定位键;5.定位止口； 6.刀具;7.机床主轴;8.工作台。
【具体实施方式】
[0025]实施例1
[0026]本实施例是一种能在数控立式铣床实现自动换刀的刀架。所述刀架I为矩形条状，采用45#钢制成。所述刀架的长度小于或等于数控立式铣床的工作台的宽度，所述刀架的高度大于常规标准铣刀刀杆的长度，若要放置非标准定制刀具，需根据刀具实际尺寸确定刀架的高度。本实施例中，所述铣刀为标准刀具，铣刀刀杆的长度为100mm，所述刀架的高度为I30mmο
[0027]在所述刀架I上分布有多个刀具安放孔，在该刀具安放孔的孔口处有定位止口5 ;所述刀柄定位止口处垫有毛毡垫。所述刀具安放孔的数量根据加工中所需刀具的数量确定;所述各刀具安放孔的孔径根据不同刀具刀柄的直径确定。如图4所示，所述各刀具安放孔的孔口对称的分布有一对定位键安装槽，用于安装刀具角度定位键4。在该定位键安装槽内几何中心有螺栓孔
[0028]所述角度定位键4为矩形块，在该角度定位键的几何中心有贯通该角度定位键上表面与下表面的螺栓孔。当该角度定位键4安装在所述定位键安装槽内后，通过分别位于定位键安装槽内的螺栓孔和角度定位键4上的螺栓孔将当该角度定位键固紧。
[0029]所述角度定位键4装入定位键安装槽后，该角度定位键4的上表面需高出定位止口的平面1?15mm。
[0030]在所述刀架I两侧边的下表面均有锁紧装置2，用于将该刀架固定在工作台8上。[0031 ] 以FANUC0-0I数控铣床为例，该数控铣床工作台的行程为1000mm*900mm*800mm。使用时，将刀架沿Y轴方向固定在该数控铣床工作台上。将所需要的刀具逐一安放在所述刀架上的刀具安放孔中。通过设定的参数，使主轴移动至刀架上方，实施卸刀或装刀。
[0032]使用时，主轴移至刀架空闲刀位的圆心处后定向停止，其停止角度与刀架上存刀位的定位键角度一致，然后主轴松开刀柄后抬起，刀具和刀柄则落入存刀位中，完成卸刀动作;主轴移至将要更换的刀具存刀位处，主轴下移使刀柄尾部进入主轴内，然后锁紧刀具后抬起，完成装刀的动作。以上卸刀、装刀动作均能由简单的数控程序自动完成。
【主权项】
1.一种能在数控立式铣床实现自动换刀的刀架，其特征在于，所述刀架的长度小于或等于数控立式铣床的工作台的宽度，所述刀架的高度大于常规标准铣刀刀杆的长度;在所述刀架上分布有多个刀具安放孔，各刀具安放孔的孔径根据不同刀具刀柄的直径确定;所述各刀具安放孔的孔口对称的分布有一对定位键安装槽，用于安装刀具角度定位键;所述角度定位键装入定位键安装槽后，该角度定位键的上表面需高出定位止口的平面10?15mm02.如权利要求1所述能在数控立式铣床实现自动换刀的刀架，其特征在于，所述定位止口位于该刀具安放孔的孔口处，在该刀柄定位止口处垫有毛毡垫。3.如权利要求1所述能在数控立式铣床实现自动换刀的刀架，其特征在于，所述角度定位键为矩形块，在所述角度定位键的几何中心有贯通该角度定位键上表面与下表面的螺栓孔；当该角度定位键安装在所述定位键安装槽内后，通过分别位于定位键安装槽内的螺栓孔和角度定位键上的螺栓孔将当该角度定位键固紧。4.如权利要求1所述能在数控立式铣床实现自动换刀的刀架，其特征在于，在所述刀架两侧边的下表面均有锁紧装置，用于将该刀架固定在工作台上。
【专利摘要】一种能在数控立式铣床实现自动换刀的刀架，该刀架的长度小于或等于数控立式铣床的工作台的宽度，所述刀架的高度大于常规标准铣刀刀杆的长度。在刀架上分布有多个刀具安放孔。各刀具安放孔的孔口对称的分布有一对刀具角度定位键安装槽。在所述刀架两侧边的下表面均有固定的锁紧装置。本实用新型形状简单、制作方便，通过数控程序即可在数控立式铣床实现自动换刀，充分发挥设备的加工潜能。并且刀架的尺寸、安装位置、安装个数及定位方式等均可根据机床的实际情况进行调整，在各型号的数控立式铣床均能实现自动换刀。利用本实用新型设计的刀架能以低廉的改造成本在普通数控立式铣床实现完成十把以内刀具的自动交换。
【IPC分类】B23Q3/157
【公开号】CN205201149
【申请号】CN201520964964
【发明人】李柱宏, 陈云, 姚庆, 刘繁华, 潘斌, 王兆楠
【申请人】西安航天动力机械厂
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年11月27日