本发明涉及一种卧式加工中心的换刀机构，具体涉及一种卧式加工中心的顶置式换刀机构。
背景技术：
机械手刀库是卧式加工中心的标配，可一次装夹完成复杂零件的加工，提高加工效率。现有的卧式加工中心的换刀机构，其刀库一般安装在机床立柱侧面以远离操作侧，换刀臂装配在刀库凸轮箱上，刀库凸轮箱与刀库固定连接，换刀时刀库凸轮箱在电机的驱动下驱动换刀臂在一定角度范围内转动并完成换刀。如cn204171763u公开了一种加工中心换刀机构，包括换刀臂和刀库凸轮箱，刀库凸轮箱的输入端与电机相连，刀库凸轮箱的输出端与换刀臂相连，刀库凸轮箱安装在一支架上，支架与一导向机构相连，支架可沿导向机构移动，导向机构固定安装在机床立柱上。这种换刀机构的不足之处在于：一、安装在机床立柱侧面，立柱固定在机床床身上，导致机床占地面积大；二、换刀臂较长（900mm），换刀速度慢，例如，刀对刀换刀时间需要6.5秒；三、刀库安装与调节复杂，刀库与主轴之间的距离通过调整多个垫片的厚度实现，多个垫片通过螺钉固定，在刀库安装与调节过程中，需要反复多次拆装多个垫片磨削至适宜厚度，可操作性差，效率低下；四、结构复杂，可靠性差。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种卧式加工中心的顶置式换刀机构，该换刀机构结构简单、可靠，其将盘式刀库安装在立柱顶部，可有效减小机床宽度和换刀臂长度，从而减少机床占地面积，且该换刀机构换刀快速、高效。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种卧式加工中心的顶置式换刀机构，包括盘式刀库，所述的盘式刀库安装在刀库本机上，所述的盘式刀库上安装有用于推刀的气缸，所述的刀库本机的底部安装有凸轮箱，所述的凸轮箱的输入端与一油缸相连，所述的刀库本机安装在机床立柱的顶部，所述的机床立柱的前侧安装有直立的线轨，主轴通过所述的线轨安装在所述的机床立柱上，所述的凸轮箱的输出端安装有换刀臂，所述的换刀臂靠近所述的主轴。
本发明换刀机构将盘式刀库安装在立柱顶部，可有效减小机床宽度和换刀臂长度，从而减少机床占地面积。本发明中，盘式刀库采用现有技术。本发明换刀机构安装后，需要换刀时，主轴向上运动，将主轴上的刀具（旧刀）扣入换刀臂下部的刀位内，同时气缸将盘式刀库上的刀具（新刀）往下推至换刀臂上部的刀位内；然后凸轮箱驱动换刀臂拔出旧刀，之后使换刀臂旋转180°，再向主轴插入新刀，随后主轴向下运动，使新刀脱离换刀臂，同时气缸做向上运动，将换刀臂上的旧刀推回盘式刀库，即完成一次刀对刀的换刀循环动作。以上刀对刀的换刀循环动作时间短，换刀速度快。
作为优选，所述的刀库本机通过两个安装单元安装在所述的机床立柱的顶部，每个所述的安装单元包括支架和调整垫，所述的支架的后侧固定在所述的机床立柱的顶部，所述的支架的前侧悬空设置，所述的调整垫叠置在所述的支架的前端，所述的调整垫与所述的支架键连接，所述的调整垫与所述的支架之间设置有第一调整机构，所述的调整垫可在所述的第一调整机构的作用下沿所述的支架前后移动，所述的刀库本机叠置在所述的调整垫上，所述的刀库本机与所述的调整垫键连接，所述的刀库本机与所述的调整垫之间设置有第二调整机构，所述的刀库本机可在所述的第二调整机构的作用下沿所述的调整垫左右移动。在本发明换刀机构安装和调试过程中，可通过第一调节机构使刀库本机前后移动，通过第二调节机构使刀库本机左右移动，进而提高换刀机构在机床立柱上的装配精度。
作为优选，所述的第一调整机构包括第一调整块，所述的第一调整块的上部通过第一连接螺钉固定在所述的调整垫的前端，所述的第一调整块的上部的后端面与所述的调整垫的前端面贴合，所述的第一调整块的下部安装有第二连接螺钉和第一顶紧螺钉，所述的第二连接螺钉穿过所述的第一调整块与所述的调整垫的前端螺纹连接，所述的第一顶紧螺钉穿过所述的第一调整块顶紧所述的调整垫的前端面，所述的第一调整块的下部的后端面与所述的调整垫的前端面之间具有间隙。或者，进一步地，所述的第二调整机构包括第二调整块，所述的第二调整块的下部通过第三连接螺钉固定在所述的调整垫的一侧，所述的第二调整块的下部的内侧面与所述的调整垫的一侧侧面贴合，所述的第二调整块的上部安装有第四连接螺钉和第二顶紧螺钉，所述的第四连接螺钉穿过所述的第二调整块与所述的调整垫的一侧螺纹连接，所述的第二顶紧螺钉穿过所述的第二调整块顶紧所述的机床立柱的一侧侧面，所述的第二调整块的上部的内侧面与所述的机床立柱的一侧侧面之间具有间隙。安装和调试过程中，需要调节刀库本机的前后位置时，旋松第一连接螺钉，再旋转调节第一顶紧螺钉，使刀库本机前后移动至适宜位置，再旋紧第一连接螺钉即可。需要调节刀库本机的左右位置时，旋松第三连接螺钉，再旋转调节第二顶紧螺钉，使刀库本机左右移动至适宜位置，再旋紧第三连接螺钉即可。第一调整机构和第二调整机构结构简单，操作方便、快速、高效，有利于提高换刀机构的安装和调试效率，提高换刀机构的装配精度和可靠性。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明公开的卧式加工中心的顶置式换刀机构结构简单、可靠，其将盘式刀库安装在立柱顶部，可有效减小机床宽度和换刀臂长度，从而减少机床占地面积，且该换刀机构换刀快速、高效。
附图说明
图1为实施例中顶置式换刀机构安装后效果正视图；
图2为图1中a-a剖视图；
图3为图1中b-b剖视图；
图4为实施例中顶置式换刀机构安装后效果侧视图；
图5为图4中c-c剖视图；
图6为实施例中位于机床立柱右侧的安装单元与第一调整机构和第二调整机构的装配示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例的卧式加工中心的顶置式换刀机构，应用于海天精工hu500卧式加工中心上。如图1～图6所示，该换刀机构包括盘式刀库1，盘式刀库1采用现有技术，盘式刀库1安装在刀库本机11上，盘式刀库1上安装有用于推刀的气缸12，刀库本机11的底部安装有凸轮箱13，凸轮箱13的输入端与一油缸14相连，刀库本机11安装在机床立柱51的顶部，机床立柱51的前侧安装有直立的线轨52，主轴53通过线轨52安装在机床立柱51上，凸轮箱13的输出端安装有换刀臂15，换刀臂15靠近主轴53。
本实施例中，刀库本机11通过两个安装单元安装在机床立柱51的顶部，每个安装单元包括支架21和调整垫22，支架21的后侧固定在机床立柱51的顶部，支架21的前侧悬空设置，调整垫22叠置在支架21的前端，调整垫22与支架21键连接，调整垫22与支架21之间设置有第一调整机构，调整垫22可在第一调整机构的作用下沿支架21前后移动，刀库本机11叠置在调整垫22上，刀库本机11与调整垫22键连接，刀库本机11与调整垫22之间设置有第二调整机构，刀库本机11可在第二调整机构的作用下沿调整垫22左右移动。
本实施例中，第一调整机构包括第一调整块3，第一调整块3的上部通过第一连接螺钉31固定在调整垫22的前端，第一调整块3的上部的后端面与调整垫22的前端面贴合，第一调整块3的下部安装有第二连接螺钉32和第一顶紧螺钉33，第二连接螺钉32穿过第一调整块3与调整垫22的前端螺纹连接，第一顶紧螺钉33穿过第一调整块3顶紧调整垫22的前端面，第一调整块3的下部的后端面与调整垫22的前端面之间具有间隙；第二调整机构包括第二调整块4，第二调整块4的下部通过第三连接螺钉41固定在调整垫22的一侧，第二调整块4的下部的内侧面与调整垫22的一侧侧面贴合，第二调整块4的上部安装有第四连接螺钉42和第二顶紧螺钉43，第四连接螺钉42穿过第二调整块4与调整垫22的一侧螺纹连接，第二顶紧螺钉43穿过第二调整块4顶紧机床立柱51的一侧侧面，第二调整块4的上部的内侧面与机床立柱51的一侧侧面之间具有间隙。
上述换刀机构安装和调试过程中，需要调节刀库本机11的前后位置时，旋松第一连接螺钉31，再旋转调节第一顶紧螺钉33，使刀库本机11前后移动至适宜位置，再旋紧第一连接螺钉31即可。需要调节刀库本机11的左右位置时，旋松第三连接螺钉41，再旋转调节第二顶紧螺钉43，使刀库本机11左右移动至适宜位置，再旋紧第三连接螺钉41即可。
安装后，需要换刀时，主轴53向上运动，将主轴53上的刀具（旧刀）扣入换刀臂15下部的刀位内，同时气缸12将盘式刀库1上的刀具（新刀）往下推至换刀臂15上部的刀位内；然后凸轮箱13驱动换刀臂15拔出旧刀，之后使换刀臂15旋转180°，再向主轴53插入新刀，随后主轴53向下运动，使新刀脱离换刀臂15，同时气缸12做向上运动，将换刀臂15上的旧刀推回盘式刀库1，即完成一次刀对刀的换刀循环动作。以上一次刀对刀的换刀循环动作时间仅需4秒，换刀速度快。
在hu500卧式加工中心上安装本发明换刀机构后，机床宽度可比传统结构减小400mm，换刀臂15长度可从传统的900mm减小到440mm，从而有效减少机床占地面积。