本发明涉及一种轮胎花纹自动加工系统，该轮胎花纹自动加工系统可用于新轮胎花纹的设计开发、旧轮胎翻新的多种应用场合。本发明还涉及该轮胎花纹自动加工系统上所使用的刀具保持装置以及可保持在该刀具保持装置上的刀具。
背景技术：
轮胎花纹对于发挥轮胎的牵引、制动、转弯、排水及噪音等性能起着重要的作用，其影响汽车运行时的噪声、平稳性等指标。随着对汽车舒适性要求的不断提高，对轮胎花纹的更新也越来越频繁，对新的花纹的开发需求日益增加。
此外，最近轮胎行业中还兴起了一种“轮胎时装化”的概念。在保证轮胎的运行性能的前提下，还要求提高轮胎花纹的美观度和时尚性。这对轮胎花纹的更新速度也提出了更高的要求。为了能够适应行业内对轮胎更新能力日益提高的要求，对轮胎生产厂家的轮胎花纹设计和生产能力也提出了更高的要求。
目前，轮胎花纹的设计开发流程主要如下：首先由设计人员设计出新的轮胎花纹样式；根据新设计出的花纹，对轮胎进行手工雕刻，生产出试验样品；对试验样品进行试验，收集相关的性能数据；在试验数据达到目标要求的情况下，按照设计花纹来制造模具；最后，将制造好的轮胎模具投入轮胎生产。
传统的轮胎花纹设计流程工序多、周期长，无法适应日益频繁的轮胎花纹更新需求。特别是其中的手工雕刻工序，这是造成轮胎花纹设计周期长的主要原因之一。而且，在手工雕刻过程中，根据不同的加工种类也要求，需要更换不同的刀具来进行加工。通常，在更换刀具时，由于不同刀具之间的固定位置、开口大小等参数不同，因此需要调整刀座上的安装孔的位置尺寸。此类调整多依赖于操作人员的熟练程度，且安装效率较低。若调整精度不高的话，还会导致刀具变形，严重的甚至会导致刀具断裂。
因此，在轮胎生产领域中，需要一种能够提高轮胎花纹加工精度、缩短轮胎花纹设计周期等的轮胎花纹加工系统，并且该轮胎花纹自动加工系统还能够克服上述现有技术中的、尤其是涉及刀具更换时所产生的技术问题。
技术实现要素：
本发明是为了解决以上所述现有技术中的技术问题而作出的。本发明的目的是是提供一种轮胎花纹自动加工系统，它能够高精度地加工轮胎花纹，并且进一步地能够缩短轮胎花纹设计周期。本发明的轮胎花纹自动加工系统还能够快速地更换加工时所用的刀具，且确保对刀具的定位精度。
本发明首先公开了一种刀具保持装置，其用于保持刀具，该刀具保持装置具有：刀座；设置在刀座上的第一刀柄孔和第二刀柄孔；以及压块，压块能够固定在刀座上，进而将刀具压紧在压块和刀座之间。
相对应地，安装在该刀具保持装置上的刀具包括：第一刀柄，第一刀柄的截面形状与第一刀柄孔的截面形状相同，且第一刀柄的截面尺寸等于第一刀柄孔的截面尺寸；第二刀柄，第二刀柄的截面形状与第二刀柄孔的截面形状相同，且第二刀柄的截面尺寸等于第二刀柄孔的截面尺寸；以及刀体；其中，第一刀柄和第二刀柄之间的距离等于第一刀柄孔和第二刀柄孔之间的距离。
通过具有上述构造的刀具保持装置和对应的刀具，可确保在自动化轮胎花纹加工过程中快速地进行刀具更换，同时又能确保刀具定位精度。且进一步地，可避免刀具更换过程中刀具变形，保证刀具强度。由此，保证轮胎花纹的加工精度。
较佳地，压块为绝缘压块，由此确保运行安全。
进一步地，以上所述的刀座可包括两部分，即第一刀座和第二刀座，其中第一刀柄孔设置在第一刀座上，第二刀柄孔设置在第二刀座上。在第一刀座和第二刀座之间设有绝缘层，并且，在第一刀座和第二刀座上分别设置有电线孔，分别供来自电源的正极电线和负极电线穿过。正、负极电线穿过电线孔，连接到刀具的第一和第二刀柄上。这样，在通电后，电流流过刀具，对刀具加热。
在一种实施方式中，压块上设有压块固定孔，紧固件穿过该压块固定孔以将压块固定到刀座上。当然也可通过其它现有技术已知的方式来将压块固定到刀座上，从而实现紧固刀具的目的
为便于对刀具的夹紧，第一刀柄孔和第二刀柄孔的截面形状可选自如下形状：圆形、菱形、椭圆形和方形。
在以上所公开的技术方案中，第一刀柄孔、第二刀柄孔、第一刀柄和第二刀柄的截面尺寸为直径。
较佳地，在第一刀柄和第二刀柄上还设置有定位台，定位台的截面尺寸大于第一刀柄和第二刀柄的截面尺寸。由此，该定位台起到止挡部的作用，可控制第一和第二刀柄插入第一和第二刀柄孔的长度。这样，在换刀时，无需进行调整就可控制该刀具露出刀具保持装置的部分的长度
本发明还涉及如下的一种轮胎花纹自动加工系统，该轮胎花纹自动加工系统包括：加工组件，加工组件包括立柱和安装在立柱上的主轴加工单元，在主轴加工单元上安装有如上所述的刀具保持装置；轮胎支座，待加工的轮胎安装在轮胎支座上；以及控制单元。
附图说明
在附图中：
图1是本发明的轮胎花纹自动加工系统的正视图。
图2是图1所示的轮胎花纹自动加工系统上的刀具保持装置的仰视图
图3是图2所示刀具保持装置的侧视图
图4是图2所示刀具保持装置的后视图。
图5是可安装在图2所示的刀具保持装置上的刀具的正视图。
图6示出了与图5所示的刀具具有统一的刀柄截面形状和尺寸的一组刀具。
图7示出了刀具的变型结构。
图8示出了与图8所示的刀具具有统一的刀柄截面形状和尺寸的一组刀具。
具体实施方式
以下将参照附图对本发明的较佳实施方式进行详细描述。应当了解，附图中所示的仅仅是本发明的较佳实施例，其并不构成对本发明的范围的限制。本领域的技术人员可以在附图所示的实施例的基础上对本发明进行各种显而易见的修改、变型、等效替换，并且在不相矛盾的前提下，在以下所描述的不同实施例中的技术特征可以任意组合，而这些都落在本发明的保护范围之内。
图1示出了本发明的轮胎花纹自动加工系统1。该轮胎花纹自动加工系统1包括至少一个加工组件10，用于对轮胎进行表面花纹加工。加工组件10包括立柱11和安装在立柱11上的主轴加工单元12。在该主轴加工单元12上安装有刀具保持装置，其具体结构显示在图2～4中，并将在下文中详细描述。
在图1所示的轮胎花纹自动加工系统1的结构中，加工组件10支承在框架20上，并可相对于框架20在水平方向和竖直方向上运动，如图1中的双向箭头所示的。
或者，在未示出的结构中，轮胎花纹自动加工系统1不包括框架20，而是加工组件10、具体是加工组件的立柱11直接安装在工作台上，并可相对于工作台运动，以接近或远离待加工的轮胎。
轮胎花纹自动加工系统1还包括安装在工作台上的轮胎支座30，待加工的轮胎安装在该轮胎支座30上。
较佳地，轮胎花纹自动加工系统1还包括控制单元40，用于控制轮胎花纹自动加工系统1的各组成部分的运行。控制单元40可通过有线或无线的方式与轮胎花纹自动加工系统1的各部件互相通信，以实现对它们的控制。例如，在图1中所示的结构中，控制单元40通过缆线来实现对轮胎花纹自动加工系统1各部件的控制。当然，控制单元40也可以无线的方式与轮胎花纹自动加工系统1的各部件通讯。控制单元40中可存储有轮胎花纹自动加工系统1运行所需的信息，例如：所要加工的轮胎2的轮廓；以及与所加工的轮胎花纹相关的加工程序，如铣削加工程序、热切加工程序等。轮胎2的轮廓可在进行加工之前由轮胎花纹自动加工系统1内置的或独立于轮胎花纹自动加工系统1的检测装置来获取，而铣削加工程序、热切加工程序之类的加工程序则可预存在控制单元40中，也可在进行加工之前由操作人员在现场输入。控制单元40中可存有与将要进行的加工对应的特定加工程序，也可存有与多种轮胎花纹相对应的多套加工程序，并可由操作人员在操作时选择。
可选地，轮胎花纹自动加工系统1还可包括除烟单元(未在图中示出)，用于在对轮胎进行热切时处理因热切而产生的烟雾。
图2～4分别示出了可安装在主轴加工单元12上的刀具保持装置50的仰视图、侧视图和后视图。
刀具保持装置50包括刀座，在刀座上设置有如图2中所示的至少一个、较佳地是多个刀座固定孔57，通过穿过刀座固定孔57的诸如螺钉等的紧固件，可将刀座、进而将刀具保持装置50固定在加工组件10的主轴加工单元12上。
在图2所示的较佳结构中，该刀座被分成左右布置的第一刀座51和第二刀座52。在第一刀座51和第二刀座52上分别设置有第一刀柄孔53和第二刀柄孔54。为便于将刀具保持在刀具保持装置50上，可以根据实际结构来选择第一刀柄孔53和第二刀柄孔54的截面形状，例如，它们的截面形状可以是圆形、菱形、椭圆形、方形等等。较佳地，如图2所示，第一刀柄孔53和第二刀柄孔54的形状为方形。
刀具保持装置50还包括压块55，较佳的是绝缘压块。该压块55用于将刀具压紧在刀具保持装置50的刀座(第一刀座51和第二刀座52)上。具体来说，在本发明的一个较佳结构中，在压块55上设置有压块固定孔58，该压块固定孔58可供诸如螺钉之类的紧固件穿过，以将压块55固定在刀座上，进而将刀具压紧在压块55和刀座之间。
图5示出了可被保持在上述刀具保持装置50上的刀具60，该刀具例如是铣削刀具、热切刀具等。该刀具60包括保持部分和加工部分。具体来说，保持部分包括第一刀柄611和第二刀柄612，在使用刀具60对轮胎花纹进行加工时，第一刀柄611和第二刀柄612分别被接纳在刀具保持装置50的第一刀柄孔53和第二刀柄孔54中。加工部分包括刀体62，用于对轮胎进行诸如铣削、热切等的加工作业。
在本发明中，对刀具的尺寸和形状进行标准化。具体来说，是对第一刀柄611和第二刀柄612的截面形状和尺寸(例如直径)进行标准化。例如，刀柄的截面形状可根据需要选择圆形、菱形、椭圆形、方形等等，较佳地选择方形，且该刀柄截面形状与刀具保持装置50的第一和第二刀柄孔53、54的截面形状相同。此外，对于不同的刀具60来说，第一和第二刀柄611、612的尺寸a1以及第一刀柄611和第二刀柄612之间的间距b1选择统一的尺寸。
基于刀具60的形状和尺寸，在本发明中，将第一刀柄孔53和第二刀柄孔54的形状和尺寸设置成与刀具60的形状和尺寸相对应。具体来说，第一刀柄孔53和第二刀柄孔54的截面形状可分别与刀具60的第一和第二刀柄611、612的截面形状相同，且第一刀柄孔53和第二刀柄孔54各自的截面尺寸a2(例如直径)以及第一刀柄孔53和第二刀柄孔54之间的间距b2与上述刀柄的截面尺寸a1以及第一刀柄611和第二刀柄612之间的间距b1相同。由此，在更换刀具时，可以快速地将刀具60定位在刀具保持装置50上，而不必对刀具保持装置50或刀具60进行调节。
回到图2～4，较佳地，在第一刀座51和第二刀座52之间设置绝缘层56，以使第一刀座51和第二刀座52之间电绝缘。进一步地，在第一刀座51和第二刀座52上分别设置至少一个电线孔59，分别与电源的正极和负极相连接的两根电线分别穿过第一刀座51和第二刀座52上的电线孔59，并分别连接到刀具60的第一刀柄611和第二刀柄612。这样，当通电时，电流可通过电线流经刀具60，在刀具上产生热量，以对轮胎进行切削。
较佳地，第一刀柄611和第二刀柄612由电阻率较低的材料制成，从而在电流流经第一和第二刀柄611、612时产生的热量较少，而刀体62则由电阻率较高的材料制成，从而在电流流经刀体62时在刀体62上产生热量。可以通过控制电流的大小来控制刀具60、具体来说是刀体62的温度。
根据所加工的轮胎花纹的形状以及加工工艺的需要，制作一组刀具，这些刀具具有如上所述的统一的刀柄截面形状和尺寸。图6中示意性地示出了该组刀具。
图7示出了一种刀具60’的一个变型例。该刀具60’也包括第一刀柄611’、第二刀柄612’和刀体62’。进一步地，在图7所示的刀具60’中，在第一刀柄611’和第二刀柄612’上还设置有定位台63’，该定位台63’的截面尺寸(如直径)大于第一刀柄611’和第二刀柄612’的截面尺寸(如直径)。这样，当将刀具60’安装到刀具保持装置50上时，定位台63’可起到止挡部的作用，以阻止第一刀柄611’和第二刀柄612’进一步插入刀具保持装置50的第一刀柄孔53和第二刀柄孔54中。这样，可以控制第一刀柄611’和第二刀柄612’插入第一刀柄孔53和第二刀柄孔54的长度l，从而在更换刀具时无需调整刀具60露出刀具保持装置50的部分的长度，可进一步提高换刀效率。
图8示出了具有该定位台63’的一组标准化刀具的示意图。
根据所要加工的花纹，加工出具有不同刀体形状和尺寸的刀具。举例来说，有的花纹可以一刀加工，则刀具60的刀体形状可做成与花纹的形状相一致。再例如，有的花纹需要多刀加工，即，经过不同的刀具多次加工再形成最终的花纹，此时，对应于每一刀的加工部位，提供不同形状的刀具。此外，根据现场加工情况，在例如热切加工过程中，刀具的尺寸有一些程度的“放量”，即略大于花纹的尺寸，因为在对橡胶材料的切削过程中，材料会处于受挤压状态，而刀具尺寸的这一放量可补偿因橡胶材料的变形造成的尺寸误差。
通过具有以上所公开的刀具保持装置50及相应刀具60的轮胎花纹自动加工系统1，可快速且高精度地根据加工需要来更换保持在刀具保持装置50上的刀具60，而不会发生刀具变形。